Suivant la tendance automobile, la propulsion électrique se fait une place de plus en plus grande dans nos bateaux. Alors, est-ce finalement le moment de basculer vers les énergies non fossiles ? La réponse est plus complexe qu’il n’y parait.
Avec le développement intensif de la propulsion électrique, on voit apparaitre des centaines de marques de moteurs et de batteries à l’instar de ce qu’on a connu au début de l’automobile, il y a près de 150 ans. Des marques souvent totalement inconnues venant d’u peu partout. Il y a donc fort à parier que d’ici 5 à 10 ans, 75% de ces marques auront disparu ou auront fusionné. Dès lors, pas facile de faire un choix et de s’engager sur un budget élevé sans pour autant savoir si le SAV sera assuré dans 6 mois ou un an.
Le moteur électrique, une invention qui date de 200 ans
Poussé par les gouvernements pour des raisons environnementales, le moteur électrique est cependant loin d’être nouveau. Si les prémices datent des années 1821 et 1822 en Angleterre, on considère que le premier véritable moteur électrique capable d’effectuer une tâche est dû à l’américain Thomas Davenport en 1834. Vinrent ensuite quelques améliorations comme celle de Nikola Tesla, en 1887, qui a inventé un moteur à induction à courant alternatif. Le premier moteur électrique pouvant être utilisé dans les automobiles date quant à lui de 1892 sous l’égide des ingénieurs de Westinghouse. Il faudra toutefois attendre l’invention de la batterie rechargeable au plomb acide par Gaston Planté, en 1850 pour voir technologie décoller avec notamment la fameuse « Jamais contente » du Belge Camille Jénatzy qui, en 1899, fut la première voiture électrique à dépasser 100 km/h. Plus impressionnant encore, en 1900, les voitures électriques représentaient 38% du marché automobile américain, avant que le moteur thermique, plus économique et offrant une meilleure autonomie prenne le dessus.
La propulsion électrique, pas seulement une histoire de moteur
Alors que pour les moteurs à explosion, on parle seulement du moteur, la propulsion électrique ne se résume pas, quant à elle, au simple moteur. En fait, le moteur en lui-même ne représente qu’une partie minoritaire de l’ensemble. Le plus important, lorsque vous achetez un bateau électrique, ce sont les batteries et le système de gestion de ces dernières.
En effet, un moteur électrique est une technologie relativement simple et très bien maitrisée depuis des décennies. Toutefois, pour qu’il fonctionne, il a besoin d’énergie, une énergie stockée dans les batteries. Ce dont est capable le moteur va en partie découler de la taille de ces batteries, de leur technologie et de leur nombre.
Le système de gestion de l’énergie va être important, car c’est lui qui régule la distribution de l’énergie et qui permet d’obtenir une meilleure autonomie.
Enfin, il convient de prendre en compte le mode de recharge, plus ou moins rapide selon les technologies.
Quel type de batterie ?
Le premier type de batterie, inventé en 1850 par Gaston Planté, fut la batterie au plomb acide, une technologie qui est encore très utilisé aujourd’hui. Vint ensuite les batteries Nickel-Cadmium, aujourd’hui interdites, puis les batteries Nickel-Métal Hydrures, qui ont été supplantées par la technologie lithium-ion.
Enfin, la nouvelle génération, les batteries tout solide, qui permettent d’augmenter la densité d’énergie et la stabilité tout en simplifiant la gestion thermique, devraient faire leur apparition sur le marché d’ici quelques années. On parle aussi de recherche sur les batteries au sel, entièrement recyclables ce qui règlerait le problème écologique.
À ce jour, c’est donc la technologie lithium-ion qui domine le marché pour alimenter les moteurs électriques.
L’autre question quand on en vient aux batteries est de savoir s’il s’agit d’une batterie fixe ou amovible. Le premier système se dédie, comme son nom l’indique, aux installations fixe comme les moteurs inboard ou les gros moteurs hors-bord alors que la seconde équipe déjà quelques petits moteurs hors-bord électriques comme les Torqeedo ou le Mercury Avator. Cette seconde solution offre l’avantage de pouvoir être rechargée facilement à la maison, mais aussi, en ayant plusieurs batteries, d’étendre significativement l’autonomie du moteur.
Puissance théorique, rendement, puissance en crête et puissance utile
Pour vendre leurs moteurs électriques, les constructeurs affichent généralement le chiffre de la puissance. Toutefois, dans la majorité des cas, il s’agit de la puissance en crête, c’est-à-dire de la puissance maximale que le moteur peut délivrer, mais sur une courte période. Typiquement, cette puissance est disponible au moment de l’accélération, mais elle retombe rapidement pour offrir une puissance stabilisée moins importante. Si vous envisagez d’acheter un moteur électrique, il faut donc faire attention à ce point.
En fait, la puissance d’un moteur électrique dépend également du rendement, c’est-à-dire du ratio entre la quantité d’électricité fournie en entrée par les batteries et la quantité d’énergie mécanique transmise à la sortie du moteur. Une partie de l’énergie distribuée par les batteries se perd en effet sous l’effet du frottement ou de la chaleur. C’est donc important d’utiliser un moteur qui offre le moins de perte d’énergie possible. Pour connaitre le rendement, il suffit de diviser la puissance de sortie réelle par la puissance d’entrée, ou sortie théorique, en d’autres termes, la puissance fournie par les batteries.
De même, pour calculer l’énergie « utile » d’un bateau électrique, il faut diviser la puissance de sortie à l’hélice (vitesse x couple) par la puissance d’entrée, celle fournie par les batteries. Le résultat sera différent de la puissance théorique, surtout si l’on parle de puissance en crête, mais cela indiquera véritablement la puissance disponible sur votre bateau. Un calcul un peu complexe que les constructeurs ne fournissent généralement pas…
Enfin, contrairement aux idées reçues, on peut tout à fait exprimer la puissance d’un moteur électrique en kW, mais aussi en ch, sachant qu’un cheval vapeur est égal à 736 Watts.
Avantages et inconvénients des propulsions thermiques et électriques
La propulsion thermique et la propulsion électrique offrent deux différentes façons de produire de l’énergie. Deux technologies qui offrent chacune leurs avantages et leurs inconvénients
La propulsion thermique
Les +
Les deux principaux avantages de la propulsion thermique, ce sont avant tout son coût et son autonomie. Grâce à une industrie pétrolière très développée, le coût pour remplir un réservoir reste assez faible (de moins en moins). La facilité de s’arrêter pour remplir le réservoir en quelques minutes permet également d’obtenir une autonomie presque sans limites et c’est d’autant plus vrai que les moteurs consomment de moins en moins. Autre bon point, le réservoir prend peu de place dans le bateau et il peut-être portable.
Les –
Le gros point négatif, c’est évidemment la pollution induite par un moteur thermique, même si là encore, des progrès énormes ont été réalisés. Autre mauvais point, la ressource fossile s’épuise et ne sera bientôt plus disponible et il ne s’agit pas d’une ressource renouvelable rapidement. Le bruit est également plus important même si les cales moteur ou les capots de hors-bord permettent aujourd’hui d’obtenir un fonctionnement peu bruyant.
La propulsion électrique
Les +
Le premier avantage de la propulsion électrique, c’est l’absence de fumée et donc de pollution. L’autre bon point, c’est le recours à l’énergie électrique, une énergie qui, de plus en plus, est produite de manière respectueuse même si le chemin est encore long. Un moteur électrique est également très silencieux et ce que l’on entend c’est principalement le bruit des engrenages de l’embase, mais c’est un problème qui semble facile à résoudre.
De par sa simplicité un moteur électrique est généralement plus léger que son équivalent thermique ce qui veut dire qu’il sera plus facilement transportable, mais aussi plus léger sur les tableaux arrière.
Contrairement à un moteur thermique, le couple d’un moteur électrique est disponible instantanément, ce qui veut dire que le déjaugeage va s’effectuer plus rapidement et que les accélérations peuvent être impressionnantes. Un moteur électrique comporte environ 5 fois de pièces qu’un moteur thermique. Il en résulte une meilleure fiabilité et beaucoup moins d’entretien que sur un moteur thermique.
Les –
Du côté des points négatifs, la première chose, c’est la nécessité d’embarquer un parc de batteries. Cela occupe beaucoup de place dans le bateau, ajoute beaucoup de poids et représente un investissement important sachant que le coût des batteries est souvent supérieur à celui du moteur. La technologie évolue très vite pour réduire cet inconvénient, mais aujourd’hui, c’est une réalité à prendre en cause.
Autre problème, l’autonomie est encore limitée. Toutefois cela s’améliore. Les études ont montré qu’un plaisancier fait en moyenne 17 milles marins en une journée et on trouve aujourd’hui des motorisations électriques capables de tenir 25 ou 30 milles à des vitesses convenables.
Le temps de recharge est également un frein. À moins de pouvoir utiliser un supercharger, comme dans l’automobile, le bateau électrique nécessite plusieurs heures pour se recharger. Cela point également le problème des infrastructures, quasiment inexistantes dans les ports. Dans les faits, soit vous utiliser une prise classique et devrez attendre des heures, soit vous avez le bateau sur remorque et pouvez le recharger à la maison ou sur des superchargers si le bateau accepte cette technologie. Dernière solution, pour les petites embarcations, la batterie amovible qui se recharge facilement.
Enfin, et c’est une question sérieuse, les batteries sont pour le moment très difficiles à recycler et surtout peu de structures existent dans ce domaine. Cela veut dire que dans quelques années, nous allons nous retrouver avec des montagnes de batteries dont nous ne saurons que faire, en termes d’écologie, on fait mieux. De même, la fabrication des batteries, avec leur technologie actuelle, n’est pas vraiment écologique et fait appel à des métaux rares, eux aussi en quantité limitée dans la nature. Les choses vont changer dans les années à venir, mais aujourd’hui nous en sommes encore là.
Comment choisir sa propulsion électrique ?
1 – Définir vos besoins
La première chose consiste à définir vos besoins. Si vous avez un petit bateau, que vous naviguiez sur les eaux intérieures ou à quelques centaines de mètres des côtes, il y a fort à parier qu’un petit hors-bord électrique suffira.
À l’inverse, pour un gros bateau, un bateau sportif ou pour aller plus loin, il faudra opter pour un moteur inboard ou pour un gros moteur hors-bord avec un parc de batteries fixe. La puissance sera à définir en fonction de la taille et du poids du bateau, comme avec un moteur thermique.
2 – Moteur inboard ou moteur hors-bord ?
Cela dépend bien sûr de la taille du bateau, mais aussi de ce qui est disponible sur le marché. Pour les plus gros navires, la question ne se pose pas, il faudra opter pour un inboard. Pour les bateaux jusqu’à 35 pieds, il existe aujourd’hui une alternative hors bord, notamment chez Evoy ou Vision Marine avec des hors-bord puissants et performants.
3 – Batterie fixes ou batterie amovibles ?
Ce n’est pas vraiment un choix puisqu’à ce jour, seuls quelques petits moteurs hors-bord proposent des batteries amovibles. Une offre qui pourrait s’accroitre dans les années à venir. Pour le reste, il faut passer par une installation fixe réalisée par un professionnel agréé.
4 – Le type de recharge
Tous les systèmes de propulsion électrique n’offrent pas le même type de recharge. Au moment de faire votre choix, posez donc la question en fonction de l’endroit où vous allez recharger vos batteries. Si vous ne disposez que d’une prise classique dans une marina, vous devrez opter pour un chargement lent. À contrario, si vous avez la change de pouvoir connecter un supercharger, allez vers les marques proposant la recharge rapide. Vous avez aussi la possibilité, pour des petits moteurs, d’allez vers les batteries amovibles, faciles à charger à la maison.
5 – Choisir une marque reconnue
Enfin, et c’est une question de bon sens. Si vous souhaitez réellement acquérir un bateau avec une propulsion électrique maintenant, allez vers les marques qui ont pignon sur rue, qui sont reconnues et qui ont un réseau. En cas de problème technique, vous saurez à qui vous adresser.
Privilégiez les grands acteurs du marché
Comme évoqué précédemment, des centaines de marques proposent aujourd’hui des moteurs électriques de tous les genres et c’est un peu la même chose pour les batteries.
Toutefois, au milieu de tout cela, certaines marques émergent déjà, mais il bien entendu impossible de citer tout le monde.
Pour ce qui concerne les moteurs, le premier qui vient en tête, c’est bien évidemment l’allemand Torqeedo. Créée il y a près de 20 ans, la marque a, dès le début, pris le chemin de l’électrique. Elle propose aujourd’hui de petits moteurs hors-bord, mais aussi des ensembles propulsifs pour des plus gros bateaux et utilise désormais les batteries BMW.
Autre acteur qui s’est fait un nom, e-propulsion est spécialisé dans les petits moteurs hors-bord.
Proposant des moteurs hors-bord jusqu’à 400 ch, Evoy est un constructeur norvégien qui commence à faire parler de lui, il utilise des batteries autrichiennes.
Toujours dans le hors-bord, le Canadien Vision Marine va probablement devenir l’un des gros acteurs du secteur puisqu’il vient de signer avec le groupe Beneteau pour lui fournir des moteurs, dont le 180E qui équipe déjà le Four Winns H2e.
Dernier à entrer dans la danse, mais pas le moindre, Mercury a levé le voile sur sa gamme Avator et entend devenir le leader de la propulsion électrique. Pour cela, le groupe Brunswick a même acheté, il y a deux ans, une usine de batteries.
Le finlandais Oceanvolt, bien connu dans le nautisme, propose lui aussi des solutions propulsives complètes.
Difficile d’imaginer qu’il y avait autant d’entreprises capables de fabriquer des batteries, notamment Lithium-ion. Il existe là aussi quelques mastodontes qui sont très en pointe dans le domaine de la batterie pour moteur électrique à commencer par BMW, qui fournit désormais ces batteries à Torqeedo et à quelques autres.
Mastervolt, qui fait désormais partie du groupe Brunswick est également un poids lourd du domaine.
Autre constructeur automobile à entrer dans la plaisance, la marque suédoise Polestar vient de signer un accord de partenariat avec Candela.
C’est aussi le cas de l’allemand Molabo qui équipe quant à lui les bateaux italiens Capoforte.
La liste pourrait être encore longue, le tout étant de se renseigner sur le fabricant du système qui vous fait de l’oeil, cela pourra vous éviter quelques déboires dans le futur.
