Comment bien choisir sa batterie marine ?

Les batteries marines sont définies par des caractéristiques qui permettent de quantifier leur capacité à stocker et restituer l’électricité quand vous en avez besoin. Les plages de valeurs de ces différents paramètres définissent les types d’utilisation des batteries : batteries de démarrage pour les moteurs, batteries de servitude pour les équipements de navigation et de confort.

C’est la tension mesurée aux bornes d’une batterie chargée et au repos (sans consommateurs branchés), les valeurs les plus courantes sont 6 V ou 12 V.

Une batterie marine est un assemblage d’éléments individuels de même capacité et de tension nominale d’environ 2 V. Pour obtenir des tensions supérieures, les éléments de 2 V sont reliés par un branchement en série (bornes + d’un élément sur la borne – du suivant et ainsi de suite) qui somme les tensions : 3 éléments de 2 V en série font une batterie de 6 V, 6 éléments de 2 V font une batterie de 12 V.

Ce principe de montage en série fonctionne aussi pour votre parc de batteries, quand vous branchez plusieurs batteries de même capacité en série vous obtenez l’équivalent d’une seule batterie de la même capacité et de la somme de leurs tensions : 4 batteries de 6 V en série ou 2 batteries de 12 V en série sont dans les deux cas équivalents à une seule batterie de 24 V.

Typiquement la capacité nominale d’une batterie est donnée pour 20 heures d’utilisation à une température de 25 °C. Exprimée en ampères-heures, c’est la valeur C20 d’une batterie.

Cela représente la quantité théorique de courant que la batterie peut fournir pendant 20 heures à sa tension nominale : par exemple, une batterie marine 12 V de 90 Ah a une valeur C20 de 90 Ah et peut théoriquement fournir un courant constant de 4,5 A pendant 20 heures à une tension de 12 V.

La capacité d’une batterie dépend généralement de la vitesse de décharge, c’est-à-dire de l’intensité du courant (en ampère) qui est demandé. Pour une batterie donnée, plus l’intensité du courant demandée est élevée, moins la batterie a de capacité. 

Certains fabricants renseignent ainsi plusieurs valeurs de capacités nominales suivant les vitesses de décharge, typiquement C5, C10, C20 ou encore C100. Pour une même batterie vous avez par exemple :
  - C5 = 70 Ah : fournie 14 A pendant 5 heures
  - C10 = 80 Ah : fournie 8 A pendant 10 heures
  - C20 = 90 Ah : fournie 4,5 A pendant 20 heures
  - C100 = 100 Ah : fournie 1 A pendant 100 heures
Lorsque plusieurs batteries de même tension nominale sont branchées en parallèle (les bornes + ensembles et les bornes – ensembles), les capacités s’ajoutent : 2 batteries 12 V de 90 Ah en parallèle correspondent à une batterie de 12 V de 180 Ah.

L’intensité de démarrage à froid ou CCA (Cold Cranking Amps en anglais) est l’intensité maximale de courant que la batterie peut fournir sur une durée de 30 secondes à une température de -18 °C.

Le CCA quantifie la capacité de la batterie à délivrer un courant de forte intensité sur une courte durée comme lors du démarrage de votre générateur ou du moteur thermique de votre embarcation.

Plus le CCA est élevé, plus la batterie peut fournir de puissance instantanée. Comme pour la capacité, quand vous branchez des batteries identiques en parallèle vous ajoutez les CCA.

C’est le nombre de cycles de charge puis de décharge que la batterie peut supporter avant de perdre 15 % à 20 % de sa capacité nominale de stockage. Il quantifie la durée de vie en cycle de la batterie.

Sans précisions supplémentaires, cette valeur correspond au nombre de cycles de charge complète (capacité de la batterie à 100 %) et de décharge complète (capacité de la batterie à 0%). 

Dans la pratique, suivant les utilisations et les types de batterie, les charges et décharges sont rarement complètes, ce qui augmente la durée de vie en nombre de cycles. Certains fabricants fournissent ainsi plusieurs valeurs pour une même batterie, par exemple :
  - 400 cycles avec une décharge de la batterie à 80 % (20 % de capacité résiduelle)
  - 600 cycles avec une décharge de la batterie à 50 % (50 % de capacité résiduelle)
  - 1500 cycles avec une décharge de la batterie à 30 % (70 % de capacité résiduelle)

Une batterie de démarrage permet de démarrer un moteur thermique et les batteries de servitude alimentent vos équipements électriques dans la durée. Une batterie dite duale ou mixte est adaptée pour les deux types d’utilisation.

Il y a essentiellement deux usages pour les batteries marines qui demandent des caractéristiques souvent distinctes :
   - Une utilisation brève mais à forte intensité de courant comme le démarrage d’un moteur thermique ou l’utilisation d’un guindeau
      électrique : batteries de démarrage.
   - L’alimentation en courant sur des durées prolongées des équipements électriques comme les instruments de navigation, un groupe
      de froid, des lumières, une unité de climatisation, etc. : batteries de servitude.

Les batteries marines de démarrage fournissent un courant d’une forte intensité sur un temps court. Généralement utilisées pour démarrer un moteur thermique ou alimenter un guindeau électrique, elles sont immédiatement rechargées par l’alternateur du moteur.

Ce type de batteries affiche une intensité de démarrage à froid (CCA) élevée et ne supporte généralement pas de décharge supérieure à 20 % ou 30 % de sa capacité. Elles ne sont pas adaptées pour alimenter les équipements électriques du bord en continu.

Le constructeur du moteur fournit généralement la préconisation en CCA pour la batterie de démarrage. Si votre embarcation dispose de plusieurs moteurs, il est conseillé de les équiper chacun de leur batterie de démarrage dédiée. Ainsi, en cas de problème sur une batterie, vous pouvez quand même démarrer un des moteurs.

Sauf quand le moteur tourne, il est déconseillé d’alimenter des équipements électriques avec la batterie moteur, en cas de problème (court-circuit ou autres) vous risquez de ne pas pouvoir démarrer le moteur de votre embarcation.

Le guindeau électrique est souvent branché sur la batterie de démarrage du moteur thermique. Il doit être utilisé moteur en fonctionnement. La batterie fournit sans dommage le courant de forte intensité nécessaire et sa recharge est immédiate grâce à l’alternateur du moteur.

Les batteries marines de servitude alimentent l’ensemble des appareils électriques de votre embarcation dans la durée. Leurs caractéristiques dépendent des intensités de courant demandées et des durées d’utilisation des équipements.

Aussi appelées batteries de service, batteries à décharges lentes ou encore batteries de traction suivant les usages, elles supportent des décharges de 50 % à 100 % de leur capacité en fonction des technologies (liquide, AGM, gel, lithium, etc.). Elles alimentent aussi bien des petits équipements de navigation que des winchs électriques, des climatiseurs ou encore des moteurs électriques.

Suivant le circuit électrique et sa caractéristique CCA, une batterie de servitude peut ponctuellement démarrer un moteur thermique en cas de panne de la batterie moteur.

La batterie marine mixte aussi appelée batterie marine duale est un deux-en-un qui permet de démarrer un moteur thermique et de fournir de l’électricité pour les équipements électriques.

Ces batteries marines tolèrent des décharges profondes tout en disposant d’une intensité de démarrage à froid (CCA) élevée. À dimensions comparables, elles sont généralement de moindre capacité que des batteries marines à décharge lente.

Elles sont intéressantes pour des petites embarcations ou si vous disposez de peu d’appareils électriques à bord ou encore si vous êtes attentifs au poids embarqué.

Les technologies de batteries marines se scindent en deux grandes familles :
  - Batteries au plomb : ce sont les plus courantes, des plaques ou des tubes de plomb baignent dans un électrolyte (généralement de
     l’acide sulfurique) qui peut être sous forme liquide, solide ou gélifié.
  - Batteries au lithium : un matériau à base de lithium remplace le plomb et l’électrolyte est un polymère gélifié.

Quelle que soit la technologie, avec le temps qui passe et le cyclage, les batteries perdent en capacité. En fin de vie, la perte est de 20 %.
Une batterie marine laissée au repos (sans charge et sans consommateurs) perd chaque mois entre 1 % et 3 % de sa charge suivant les technologies. Un cycle de charge avant usage lui restitue toute sa capacité.

Les batteries au plomb de différentes technologies (liquide, AGM, gel, etc.) présentent des caractéristiques communes :
  - La durée de vie en nombre de cycles est sensible à la profondeur de décharge : plus la décharge est profonde, moins elles supportent
     de cycles charge/décharge, suivant les modèles, il est recommandé de ne pas dépasser 30 % à 60 % de décharge pour maximiser leur
     durée de vie.
  - Les derniers 20 % de charge de la batterie sont chronophages et nécessitent une durée incompressible de plusieurs heures de
     maintien sous charge de la batterie.

Elles sont sensibles à la vitesse de décharge qui diminue leur capacité : C5 < C10 < C20 < C100.

Ce type de batteries marines à électrolyte liquide (acide sulfurique) est soit “ouverte” (recharge en électrolyte possible) soit “fermée” (scellée, étanche ou VRLA – à vanne soupape). Pour des sorties de plusieurs jours en mer, seuls 30 % à 40 % de la capacité nominale est généralement utilisable.

Avantages :
  - Les plus économiques à l’achat
  - Diagnostic de panne facilité pour les modèles “ouverts” (souvent un défaut d’électrolyte)
  - Sans entretien pour les modèles “fermés”

Inconvénients :
  - Poids et encombrement
  - Demandent de l’entretien pour les modèles “ouverts”
  - Durée de vie limitée pour les modèles fermés
  - Sensibles à la gîte
  - Sensibles au gel du fait de l’électrolyte liquide
  - Précaution de manutention (présence d’acide) sauf pour les modèles étanches
  - Nécessitent un bac spécial et un endroit ventilé sauf pour les modèles étanches
  - Faible capacité réellement utilisable : pas de décharge profonde (maximum 50 %, 30 % pour les batteries de démarrage) et temps de
     chargement élevé
  - L’absence durable de recharge à 100 % crée de la sulfatation qui diminue la capacité de la batterie

Dans les batteries marines AGM (Absorbed Glass Mat), l’électrolyte n’est pas liquide mais imbibe des plaques en fibre de verre. Utilisées comme batteries de servitude, vous allongez leur durée de vie en ne dépassant pas 50 % à 60 % de décharge.

Avantages :
  - Sans entretien, étanches et peu sensibles aux températures extrêmes
  - Insensibles à la gîte et aux vibrations
  - Bonne capacité utilisable des batteries à décharge profonde (jusqu’à 80 %)
  - Charge plus rapide que les batteries au plomb liquides
  - Plus grande durée de vie en nombre de cycles charge/décharge que les batteries liquides (2 à 3 fois plus)
  - Supportent les vitesses de décharges élevées (guindeau, propulseur d’étrave, etc.)

Inconvénients :
  - Poids et encombrement
  - Plus onéreuses à l’achat que les batteries plomb liquides
  - Certaines ne supportent pas les décharges au-delà de 50 % de la capacité nominale
  - Des décharges à 100 % répétées les rendent inopérables ou réduisent fortement leur capacité de stockage.

L’électrolyte des batteries marines au gel est gélifié. Adaptées aux décharges lentes, elles font de bonnes batteries de servitude avec 100 % de la capacité nominale disponible. Pour augmenter leur durée de vie, limitez les décharges à 50 % à 60 % de la capacité de la batterie.

Avantages :
  - Durée de vie en nombre de cycles charge/décharge élevée (suivant les modèles de 20 % à 3 fois plus que les batteries AGM)
  - Très bonne capacité utilisable (jusqu’à 90 % de la capacité nominale avec avec une marge de sécurité de 10 %)
  - Décharge à 100 % possible sans endommager la batterie
  - Sans entretien, durables et quasi étanches
  - Charge généralement plus rapide que les batteries AGM

Inconvénients :
  - Prix d’achat élevé (généralement supérieur aux batteries AGM)
  - Poids élevé, encombrement
  - Nécessitent un chargeur de batterie qui contrôle la température pour des performances optimales
  - Sensibles aux températures élevées
  - Déconseillées pour des températures d’usage négatives
  - Ne conviennent pas pour la décharge rapide (courants d’intensité relative élevée : guindeau, propulseur d’étrave, démarrage moteur,
     etc.)

Ces batteries marines existent avec électrolyte AGM ou gel. Elles supportent les décharges à 100 %, ont une très bonne durée de vie et conviennent comme batteries de servitude pour tous types d’équipement. La durée de vie est allongée en ne dépassant pas 60 % de décharge (+/-20 % d’amélioration).

Avantages :
  - Durée de vie en nombre de cycles charge/décharge supérieure aux batteries au gel standard
  - Pas d’altération des performances quand elles ne sont pas rechargées à 100 %
  - 100 % de capacité utilisable (90 % avec une marge de sécurité de fonctionnement des appareils électriques)
  - Sans entretien, durables et quasi étanches
  - Conviennent pour des décharges rapides (démarrage moteur, guindeau, etc.)
  - Bonnes performances à basses températures
  - Recharge rapide (équivalent à des batteries AGM ou au gel)
  - Plus économiques que les batteries marines au lithium

Inconvénients :
  - Prix d’achat plus élevé que les batteries au gel
  - Poids élevé et encombrement
  - La capacité diminue quand la vitesse de décharge augmente, comme les autres batteries au plomb

Les batteries marines au lithium sont plus légères et moins encombrantes que leurs équivalentes au plomb. Batteries de servitude idéales, elles se chargent plus rapidement, acceptent des décharges totales et sont insensibles à la vitesse de décharge.

Avantages :
  - Beaucoup moins lourdes et encombrantes que les batteries au plomb (-70%)
  - Durée de vie en nombre de cycles charge/décharge très élevée (plusieurs milliers de cycles, supérieure aux batteries plomb carbone ou
     gel)
  - La durée de vie est insensible à la profondeur de décharge
  - La capacité utilisable est de 100 % (90 % avec une marge de sécurité de 10 %)
  - La capacité ne varie pas avec la vitesse de décharge : idéales pour alimenter les gros consommateurs comme un guindeau, un moteur
     électrique, etc.
  - Sans entretien, durables et étanches
  - Insensibles au gel avec les températures négatives

Inconvénients :
  - Prix d’achat plus élevé que les batteries plomb carbone
  - Nécessitent un chargeur de batterie et des équipements de contrôle spécifiques
  - Sensibles aux températures élevées
  - Les performances se dégradent en dessous de 5 °C.

En mer, vos batteries de servitude alimentent vos appareils en électricité. Faire le bilan énergétique de votre embarcation vous indique quelle est votre consommation quotidienne en électricité et dimensionne la capacité de vos batteries.

Le bilan de la consommation journalière d’électricité est la première étape avant de choisir sa ou ses batteries marines.

Le calcul se fait généralement pour deux configurations et correspond à vos besoins quotidiens théoriques en électricité :
  - Un séjour au mouillage de 24h : consommation des feux de mouillage, de votre frigo, de votre système audio, de vos éclairages
     intérieurs, de la climatisation, etc.
 - Une journée de navigation de 24h (si votre embarcation est un voilier) : consommation de la VHF fixe, du GPS, du lecteur de cartes,
     du pilote automatique, des winch électriques le cas échéant, etc.

Le résultat est exprimé en ampère heure (Ah), et représente la somme pour chaque équipement de :

    (Consommation instantanée de courant en ampère) X (Temps de fonctionnement en heure).

La consommation instantanée de vos appareils électriques est indiquée par le fabricant sur l’appareil ou dans sa documentation. Elle est donnée soit directement par l’intensité I du courant en ampère, soit via la puissance en watt (W) ou en volt ampère (VA). Dans le cas de la puissance, pour avoir la consommation en ampère, divisez par 12 ou 24 suivant que votre système électrique est en 12 V ou 24 V.

Vos batteries marines doivent couvrir l’ensemble de vos besoins en électricité c'est-à-dire la consommation la plus élevée entre le mouillage et la navigation.

En règle générale, il est conseillé de surdimensionner la capacité de vos batteries marines pour faire face aux imprévus : retour tardif au port, mauvais temps prolongé qui pénalise les panneaux solaires, surconsommation occasionnelle, etc.

Si vous pratiquez les sorties à la journée et que vous rechargez vos batteries à chaque retour au quai, une autonomie d’une douzaine d’heures est suffisante. Appliquez un ratio correspondant à la durée de vos sorties par rapport à une journée complète : par exemple pour 12 heures de sortie, multipliez votre résultat de consommation par 12 h / 24 h soit 0,5.

En revanche, pour des navigations plus longues, un à deux jours d’autonomie peuvent être nécessaires si vous ne voulez pas faire tourner votre générateur ou votre moteur trop souvent. Si vous souhaitez 2 jours d’autonomie complète, multipliez le résultat par 2.

La capacité de vos batteries dépend de leur technologie et de vos moyens de recharge.

Ensuite, la technologie des batteries marines dicte la capacité à installer. Pour des batteries au plomb liquides dont seule 30 % à 40 % de la capacité nominale est utilisable, il faut multiplier par 3 ou 4 votre consommation (en intégrant l’usure de la batterie avec le temps). À l’opposé, avec des batteries marines au lithium dont 80 % de la capacité nominale est utilisable, un coefficient de 1,5 est suffisant.

Votre budget vient pondérer vos choix. Par exemple, une batterie au lithium demande un investissement initial important mais affiche un coût par cycle parmi les plus faibles du fait de sa grande durée de vie. Pour couvrir un même besoin pendant le même nombre de cycles, une batterie AGM à décharge profonde coûte 3 fois moins cher à l’achat (indicatif) mais le coût final par cycle sera 3 fois plus important (indicatif) si elle est utilisée au maximum de sa capacité.

Des contraintes supplémentaires peuvent intervenir comme :
 - Le poids et l’encombrement : les batteries marines au lithium sont imbattables.
 - Vos moyens de recharge des batteries : un chargeur de quai recharge généralement les batteries au plomb à 100 % dans la nuit,
    quelques heures de générateurs ou des panneaux solaires en quantité sont nécessaires pour finir la charge des batteries au plomb,
    etc.
 - Passer du plomb au lithium peut demander l’installation de nouveaux équipements de charge et de contrôle.
    etc.

Pour une installation sécurisée et tirant le meilleur parti de vos batteries marines, vous avez besoin de câbles électriques répondant aux normes marines ainsi que de dispositifs spécifiques.

Obligatoire pour les batteries non étanches, c’est un bac résistant à l’acide fermé sur 5 côtés qui permet de contenir les fuites d’acide. Il est généralement installé dans un endroit ventilé.

Les cosses de batterie servent aux branchements des câbles électriques sur les pôles des batteries. Elles peuvent être de différents matériaux et types : laiton, bronze ou inox, avec ou sans capuchon en PVC, cosses à visser, cosses automatiques, cosses à serrage latéral, cosses à serrage rapide ou encore cosses à griffes.

Le coupe batterie est connecté sur la sortie "+" de votre parc de batteries et assure la coupure de toute l'alimentation électrique de votre embarcation. C’est une sécurité qui protège des courts-circuits et des risques d’incendies électriques.
De plus, durant les périodes d’inactivité (par exemple pour l’hivernage) il déconnecte les batteries des consommateurs électriques et les préserve des fuites électriques qui peuvent les vider.

Le sélecteur de batteries permet de choisir manuellement l’alimentation d’un circuit électrique à partir de différents parcs de batteries indépendants. Il autorise aussi la redirection de la charge (par exemple panneaux solaires) vers vos différentes batteries. Il dispose de plus d’une fonction de coupe circuit.

Il permet par exemple d’utiliser ponctuellement les batteries de service pour démarrer le moteur en cas de panne de la batterie de démarrage.

Certains modèles sont aussi des coupleurs manuels de batteries qui additionnent les capacités.

Le coupleur de batterie est un dispositif électronique automatique qui met en parallèle un ensemble de batteries lorsqu’une tension seuil est détectée.

Lorsqu’un dispositif de charge est relié à une seule batterie (par exemple l’alternateur moteur et la batterie de démarrage), en raccordant les autres batteries (par exemple batteries de servitude) via un coupleur la charge est distribuée automatiquement sur l’ensemble des batteries lorsque la première a atteint son seuil de tension.

Le répartiteur de batterie et le relais de charge sont des équipements électroniques qui autorisent la charge simultanée de plusieurs batteries indépendantes depuis un seul dispositif de charge (alternateur, chargeur de batteries, etc.).

Pour la sécurité de l’embarcation et de l’équipage ainsi que pour une utilisation optimale de vos batteries, les équipements de surveillance de l’état de vos batteries sont indispensables.

Ces deux dispositifs portatifs autonomes mesurent les tensions dans les batteries ou les circuits électriques ainsi que l’intensité des courants électriques. Ils sont indispensables pour surveiller votre système électrique et identifier l’origine d’une panne.

Les ampèremètres disposent généralement de la fonction de voltmètre.

La jauge de batterie est analogique ou numérique, elle indique la tension en volt des batteries. C’est un instrument de type voltmètre qui est branché en permanence sur les batteries avec un écran déporté qui vous permet de contrôler d’un coup d’œil leur état.

Le moniteur de batteries est un équipement électronique qui synthétise les informations des différents dispositifs connectés à vos batteries. Suivant les modèles, il mesure ou calcule : la tension (V), la capacité résiduelle (en Ah ou en heures), la tension de charge (V), l’intensité de charge (A), estimation du temps de charge à 100 %, la demande instantanée (A), etc.

Il vous aide à gérer vos consommations et productions d’électricité pour optimiser la durée de vie de vos batteries.

Pour les batteries au plomb liquide, vérifiez régulièrement que le niveau d’électrolyte dépasse d’environ 1 cm les plaques de plomb. Si besoin, complétez avec de l’eau déminéralisée.

En cas de non utilisation prolongée de votre bateau, assurez-vous que les batteries ne se déchargent pas. Branchez-les sur une source d’électricité qui compense l’autodécharge mensuelle de quelques pourcents.

Un régénérateur permet de restaurer la capacité nominale d’une batterie qui s’est dégradée ou de la maintenir optimale. Branché en permanence sur la batterie, il émet automatiquement des impulsions électriques qui permettent de maintenir un équilibre chimique optimum au sein de la batterie.

La perte de capacité d’une batterie marine est souvent due à un déséquilibre chimique interne qui provoque un vieillissement prématuré. Cela peut être dû à des décharges trop profondes ou à un fonctionnement prolongé sans recharge à 100 %. Le régénérateur prévient cet effet et rétablit l’équilibre chimique par le biais d'impulsions électriques adaptées.

Les matériaux et composés chimiques présents dans les batteries sont extrêmement polluants pour l’environnement, voire toxiques. Des filières de recyclage se sont développées pour traiter les batteries en fin de vie.

Lorsque vous changez vos batteries, amenez les anciennes à votre revendeur. Il se charge de les faire recycler : reconditionnement ou recyclage des matières premières.

Si vous devez vous séparer d’une de vos batteries sans achat de remplacement, prenez contact avec un réseau professionnel de revendeur qui vous indiquera la marche à suivre pour assurer son recyclage.