Électricité marine : comment résoudre n'importe quel problème à bord

Après les pannes de moteur, les pannes électriques sont la deuxième raison la plus courante pour laquelle un yacht est bloqué. Duncan Kent explique comment résoudre les problèmes avec votre électricité marine

Si vous rencontrez des problèmes avec votre système électrique marin, commencez par les batteries.

Électricité marine : comment résoudre n'importe quel problème à bord

Si vous subissez une perte totale de puissance, le point de départ évident pour le dépannage est au niveau des batteries.

Les bateaux plus anciens avec plusieurs propriétaires précédents auront eu de nombreux extras ajoutés au fil des ans et, inévitablement, certains n'auront pas été installés selon les normes appropriées, ce qui peut causer toutes sortes de problèmes lors de la recherche d'un défaut.

Si les bornes de votre batterie sont corrodées ou recouvertes de résidus acides (souvent causés par un manque de ventilation), desserrez et retirez tous les câbles connectés en prenant soin de marquer d'abord leur désignation.

La clé d'un dépannage facile est d'étiqueter chaque câble de manière indélébile, idéalement en ajoutant ces informations au schéma de câblage du bateau.

Vérifiez régulièrement votre courroie d'alternateur. La chaleur et la friction finiront par l'user

Ensuite, essuyez l'intérieur et l'extérieur des bornes de la batterie avec un chiffon humide, avant de frotter légèrement avec du papier émeri fin (pas de laine métallique) et de les enduire de graisse silicone avant de resserrer chaque connexion.

Ce faisant, notez que les pinces de batterie sont généralement coniques, donc desserrez complètement les boulons de serrage des bornes avant de les remettre sur les bornes, en vous assurant qu'ils s'accouplent bien.

S'il y a trop de connexions faites directement aux bornes de la batterie, des complications peuvent survenir.

Une meilleure méthode consiste à utiliser des barres omnibus positives et négatives, en prenant un seul câble à la barre omnibus de chaque borne de batterie, avec le gros fusible approprié dans l'alimentation positive.

Cela vous permettra d'utiliser des cosses à anneau serties et isolées appropriées, de préférence du type thermorétractable.

Si vous souffrez d'une basse tension constante, débranchez et séparez les batteries, laissez chacune reposer pendant quelques heures avant de mesurer la tension à ses bornes, puis chargez chaque batterie séparément à l'aide d'un simple chargeur secteur à un étage jusqu'à ce qu'elle soit chargée à 100 %.

Le meilleur moyen est de lire le courant entrant dans la batterie et lorsqu'il tombe à environ 2 % de la capacité de la batterie (c'est-à-dire : 2 A pour une batterie de 100 Ah), avec une tension d'environ 14,4 V+, on peut juger qu'elle est complètement chargée.

Un régulateur externe aidera à contrôler l'alternateur d'un yacht avec plus de précision et d'efficacité

Laissez les batteries se stabiliser pendant la nuit et le matin, si l'une d'entre elles affiche toujours une tension particulièrement basse (par exemple, <12,5 V), essayez de mettre une charge connue dessus (un projecteur ou une ampoule à incandescence de phare de voiture est idéal) et voyez combien de temps il faut pour que la batterie se décharge à 50 % (12,15 V).

Si c'est une question de minutes, il est peu probable que la batterie soit bonne.

Vous pouvez les emmener dans un garage et les faire tester en charge, mais cela n'est vraiment utile que pour les types de démarrage et peut-être pour certaines batteries «loisirs» à petit budget, pas pour les batteries de traction à décharge profonde et les AGM.

Identifier un défaut électrique peut être une tâche ardue

Très souvent, dans un groupe de batteries multiples, une cellule peut court-circuiter une seule batterie, ce qui entraîne la défaillance des autres bonnes.

Des indices évidents sont si une batterie devient chaude, sèche, gonfle ou gaze excessivement tout en tirant une quantité de courant sans précédent.

Supprimer celui qui est défectueux le plus tôt possible pourrait bien permettre aux autres de récupérer, mais pas toujours.

Si vos batteries sont chargées et qu'il y a du courant sur le panneau de commande, mais qu'il n'atteint pas votre appareil, vous n'avez pas d'autre choix que de "faire vibrer" le câble avec un multimètre ou une petite batterie et une ampoule.

Vérifiez que la borne de l'interrupteur est propre et bien connectée avant de suivre le câble le long du bateau.

S'il y a du courant à une extrémité et pas à l'autre, il y a de fortes chances qu'il y ait un fusible, un disjoncteur ou une jonction douteuse quelque part le long de la ligne.

Il n'est pas rare de rencontrer des câbles trop petits pour le travail, souvent dus au fait que les propriétaires ajoutent des éléments supplémentaires au circuit sans améliorer la taille du câble.

Le calage des câbles facilite le dépannage des problèmes liés à l'électricité marine

Il existe de nombreux tableaux en ligne indiquant la taille de section de câble correcte pour une distance de circuit, un courant de charge et une chute de tension connus.

Si vous rencontrez un fusible ou un disjoncteur grillé ou grillé le long de la ligne, vérifiez la charge maximale par rapport à la capacité de charge du câble.

S'il est devenu trop petit pour l'augmentation de la charge, vous devrez soit retirer une partie de la charge, soit mettre à niveau le câble, en vous assurant de remplacer les fils positif et négatif.

Un câblage sous-dimensionné peut entraîner des problèmes avec votre système électrique marin

Les causes les plus probables d'une mauvaise connexion sont des borniers bon marché et inadaptés, tels que les barrettes de «blocs de chocolat» des magasins de bricolage avec des blocs et des vis en acier.

Ceux-ci détestent l'humidité et se corroderont en quelques semaines à moins qu'ils ne soient enduits de graisse et scellés dans une boîte étanche.

Si vous les trouvez lors de votre dépannage, remplacez-les par des blocs de qualité marine décents.

Pendant que vous y êtes, coupez, coupez et reconnectez les fils avec des embouts sertis ou des cosses à anneau.

N'utilisez pas de soudure car cela crée un point dur, ce qui peut provoquer la rupture du fil.

Une autre cause courante de défaillance est l'utilisation de disjoncteurs clonés bon marché, qui se sont avérés soit se déclencher bien en dessous de leur capacité déclarée, soit fondre lentement sous une charge continue.

N'économisez jamais d'argent sur la protection des circuits ou un jour vous le regretterez.

L'outil le plus utile pour résoudre les problèmes de votre système électrique marin est un multimètre.

Les simples sont bon marché et souvent adéquats pour les tâches de base, bien que je vous recommande de dépenser un peu plus pour en obtenir un avec un ampèremètre à pince CC qui vous permettra de mesurer le flux de courant à travers un câble sans avoir à débrancher les fils.

Cela aide également beaucoup si vous avez un moniteur de batterie installé, qui indiquera en un coup d'œil (certains même à distance sur un smartphone) quel courant entre et sort de la batterie et son état de charge approximatif (SoC).

Il y a quelques points importants à retenir sur les batteries. Une batterie plomb-acide de tout type ne doit jamais être déchargée en dessous de 50% de sa capacité ou elle mourra prématurément.

Un moniteur de batterie vous permet de voir la sortie en un coup d'œil, vous aidant à identifier les problèmes avec votre système électrique marin.

Une estimation approximative pour ceux qui n'ont qu'un voltmètre est de 12,15 V au repos (sans charge ni charge pendant au moins quatre heures).

Les batteries inondées à cellules ouvertes doivent être vérifiées et remplies d'eau distillée au moins une fois par mois, ou une fois par semaine si vous tirez de lourdes charges et que vous les faites régulièrement tourner.

Les batteries au plomb aiment également être entièrement rechargées régulièrement. La recharge partielle est l'une des causes les plus courantes de panne prématurée de la batterie.

Les compteurs d'état de charge (SoC) du moniteur de batterie ne sont pas toujours précis pour les conserver, ce qui nécessiterait des réinitialisations fréquentes des paramètres.

Le cœur du système électrique marin d'un bateau

Mais il existe d'autres moyens de vérifier le SoC d'une banque lors de sa recharge, comme mentionné ci-dessus.

Une fois reposé après la charge, la tension doit rester aux alentours de 12,7 V-12,8 V sans charge.

Il ne sert à rien de mesurer la tension d'une batterie lorsqu'elle est sous charge, sauf si vous vérifiez la chute de tension ou testez spécifiquement pour voir comment elle résiste sous la contrainte.

Aucun de ces conseils ne s'applique à une banque de batteries lithium-ion de quelque sorte que ce soit, car celles-ci ont des caractéristiques de charge et des paramètres totalement différents de ceux des batteries au plomb.

Des tensions de batterie inférieures à 13,5 V lorsque le moteur tourne peuvent être dues à de nombreux problèmes.

Les yachts de croisière ont généralement un moyen de répartir la charge entre la batterie de démarrage et la banque domestique, tout en les gardant isolées lorsque le moteur est éteint.

Mais ces appareils échouent, faisant croire que l'alternateur ne fonctionne pas.

Certains alternateurs, en particulier sur les yachts de haute mer, sont équipés d'un régulateur externe.

Un alternateur est essentiellement un générateur électrique. Crédit : Graham Snook/Yachting Monthly

Cela contourne le régulateur intégré et contrôle l'alternateur de manière beaucoup plus précise et efficace, en tenant souvent compte des températures de l'alternateur et des batteries.

Ceux-ci peuvent tomber en panne, donnant l'impression que l'alternateur est en panne.

La seule façon de déterminer si tel est le cas est de le déconnecter et de revenir au régulateur interne d'origine, un processus qui peut impliquer de ressouder certains fils à l'intérieur.

En mer, ou loin d'une assistance professionnelle, il y aura presque toujours des moyens de surmonter les problèmes de charge, mais ils peuvent être complexes, vous aurez donc besoin d'un peu de connaissances.

Suite ci-dessous…

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En termes simples, la sortie d'un alternateur dépend du niveau de tension à sa borne de détection (champ).

À 12 V complet, il produira sa charge maximale à la borne B+.

Ainsi, à condition que son redresseur fonctionne et que vous ayez déconnecté toute régulation externe, vous pouvez alimenter la tension de la batterie directement sur la borne de terrain via un interrupteur, pour la charger, après quoi la plupart des alternateurs s'auto-excitent, afin que vous puissiez l'éteindre à nouveau.

Si vos diodes de redressement soufflent, elles sont relativement peu coûteuses à remplacer, il vaut donc toujours la peine d'essayer avant d'abandonner tout l'alternateur.

De nombreux yachts de croisière sont équipés de relais d'isolation de batterie, le plus populaire étant le relais de détection de tension (VSR) ou le relais de charge automatique (ACR), qui détectent une source de charge à l'une des bornes, puis s'allument si cette tension atteint le seuil de tension de commutation supérieur du relais (généralement 13,3 V +).

Cela connecte les batteries de démarrage et de loisirs ensemble pour charger les deux simultanément. Certains premiers modèles ne détectent que sur un seul terminal, mais cela est rapidement passé à la double détection.

Bien que généralement fiable, un VSR peut parfois tomber en panne ou causer des problèmes de claquement de contact (s'allumer et s'éteindre rapidement), généralement apparent uniquement lorsqu'une source de charge supplémentaire est présente, telle que l'énergie solaire directe vers la banque domestique, auquel cas il est préférable d'utiliser un relais de détection d'allumage plus simple ou de remplacer complètement le relais par un chargeur de batterie à batterie (DC-DC).

Une batterie DC-DC vers chargeur de batterie

Ce dernier se comporte comme un chargeur secteur "intelligent", sauf qu'il fonctionne sur la batterie de démarrage et alimente la batterie domestique de manière contrôlée en plusieurs étapes - essentiel si vous avez une batterie domestique Li-ion car les différentes tensions de charge forceront un VSR/ACR à rester allumé en permanence.

Un problème courant avec un relais est lorsqu'un courant trop élevé l'a traversé.

Si vous déchargez les batteries de votre maison très bas, lorsque vous démarrez votre moteur et que le VSR détecte la charge dans la batterie de démarrage, il s'allume, envoyant immédiatement une impulsion de courant très élevée de l'alternateur.

Un relais de détection de tension

Pour cette raison, le relais doit être évalué de la même manière que le courant de sortie maximum de votre alternateur, avec les tailles de fil adaptées et fusionnées en conséquence.

J'ai vu des cas où les contacts de relais se sont soudés ensemble, gardant les batteries connectées en permanence, vidant ainsi la batterie de démarrage avec les domestiques.

Pour vérifier cela, déconnectez le relais avec le moteur éteint et mesurez à travers ses deux grandes bornes de batterie avec un ohmmètre (testeur de continuité multimètre).

Un court-circuit indique que le relais est activé en permanence.

Pour surmonter temporairement ce problème, vous pouvez installer un interrupteur d'isolation robuste ou un simple relais (évalué au courant de l'alternateur) entre les deux pour la charge, mais n'oubliez pas de l'éteindre pour déconnecter la batterie de démarrage lorsque le moteur ne tourne pas.

De plus en plus de propriétaires souhaitant que leur bateau ressemble davantage à leur habitation installent des onduleurs pour alimenter leurs nombreux appareils en 220v.

Cependant, beaucoup n'ont aucune idée de la quantité d'énergie qu'un onduleur chargé peut tirer de leur banque de batteries domestique.

Non seulement les onduleurs consomment de l'énergie, même lorsqu'ils sont inactifs, mais ils tirent également des courants continus massifs.

Par exemple, un sèche-cheveux de 1 kW tirera environ 100 A, un micro-ondes 150 A et un radiateur soufflant 200 A+, nécessitant un câblage épais avec des fusibles et des terminaisons de haute qualité pour éviter qu'une mauvaise connexion n'entraîne tout le reste.

Une basse tension peut causer des problèmes de guindeau d'ancre. Crédit : Graham Snook/Yachting Monthly

Les batteries au plomb ne supportent pas bien un tirage de 200 A et réduiront sérieusement la capacité de votre banque.

Une nouvelle banque de batteries AGM de 200 Ah entièrement chargée serait à 50 % de SoC après environ 15 minutes d'une charge aussi lourde, encore moins à mesure que la batterie vieillit.

J'entends tant d'histoires d'onduleurs passant en mode alarme, ou s'éteignant simplement après quelques secondes, presque toujours à cause de batteries déchargées, de mauvaises connexions, de câbles mal dimensionnés ou de disjoncteurs et de fusibles grillés.

Le premier test facile consiste à placer un voltmètre sur les bornes CC de l'onduleur et à prendre une lecture lorsque vous allumez la charge CA.

De nombreux appareils à courant alternatif nécessitent un appel initial de courant, retombant à un niveau inférieur continu après quelques secondes.

Pour cette raison, lors de la spécification de votre onduleur, vous devez prévoir une surtension initiale d'au moins 50 %.

Ayez toujours un multimètre numérique de qualité pour régler les problèmes avec votre électricité marine

Les autres charges lourdes qui causent souvent des maux de tête sont les propulseurs d'étrave et les guindeaux d'ancre.

Certains bateaux les connectent à la batterie de démarrage du moteur, mais cela nécessite généralement une très longue longueur de câble de grand diamètre de la poupe à la proue.

Réduire la taille provoque une chute de tension, qui à son tour augmente le courant consommé et brûle souvent les câbles et les disjoncteurs, provoquant des incendies.

D'autres ont des batteries séparées à l'avant pour supporter la charge sur des câbles plus courts, mais cela pose des problèmes pour les charger.

La prise en charge de l'alternateur vers la batterie d'étrave nécessite également des câbles assez gros, en particulier lorsque le moteur tourne et que votre batterie d'étrave est faible, forçant l'alternateur et la batterie de démarrage à fournir une grande partie du courant requis.

Le moyen le plus sûr consiste à installer un dispositif de limitation de courant tel qu'un relais de détection de tension à limitation de courant (CVSR), qui permettra à la batterie de proue de se charger automatiquement, mais déconnecte la liaison si la charge se rapproche des limites du circuit.

Une fois de plus, les problèmes de basse tension sont facilement détectés à l'aide d'un voltmètre sur les bornes du guindeau lors du fonctionnement.

L'énergie solaire apporte un nouvel ensemble de complications, la plus courante étant une faible charge, presque toujours due à l'ombrage des panneaux, à un câblage sous-dimensionné ou à de mauvaises connexions.

La plupart des panneaux solaires sont livrés avec des connecteurs étanches de type MC4, mais si vous avez besoin de les étendre, procurez-vous les câbles d'extension appropriés avec les fiches et prises correspondantes.

Des connecteurs multivoies MC4 sont disponibles pour connecter des panneaux en parallèle.

Un contrôleur de charge aide à identifier la faible tension du panneau solaire

Lors de la connexion d'un contrôleur avec des terminaisons à vis, il est préférable de sertir une férule sur le fil pour fournir une connexion solide contre la vis nue.

D'autres contrôleurs sont spécialement conçus pour les connexions de fils nus et ont généralement des plaques de serrage dans leurs bornes.

Cependant, ceux-ci passent souvent inaperçus, ce qui oblige l'installateur à placer le câble du mauvais côté de la plaque lors du serrage, ce qui le fait tomber plus tard ou établit une connexion à haute résistance.

Tirez toujours sur le câble lorsque vous avez terminé pour vous assurer qu'il est correctement fixé.

L'ombrage ou de mauvaises connexions pourraient être la raison pour laquelle vos panneaux solaires ne fonctionnent pas

Une autre erreur courante consiste à connecter les panneaux au contrôleur avant de câbler le contrôleur aux batteries.

Les contrôleurs solaires doivent d'abord être connectés à la batterie afin qu'ils puissent détecter la tension du système et se configurer avec les paramètres corrects.

Le faire dans le mauvais ordre signifie souvent que le contrôleur ne se déclenche pas et peut endommager les modèles les moins protégés.

Un voltmètre numérique (DVM) est inestimable pour le dépannage de l'électricité CC ou CA.

Ils sont bon marché à l'achat et la plupart offrent une gamme de volts, ampères et ohms (résistance), ainsi qu'un buzzer de test.

Pour mesurer la tension, branchez le fil de test +ve (rouge) dans la prise VΩmA et le -ve (noir) dans le commun (Comm).

Réglez ensuite la plage, généralement 20vdc pour un câblage 12v. Pour les volts CA, laissez les fils dans les mêmes trous mais passez à la plage CA.

Les DVM bon marché ne mesurent que jusqu'à 10 Adc et non AC. Pour mesurer les milliampères (mA), laissez les câbles dans les prises Volts mais réglez le DVM sur la plage mA.

Au-dessus de la plage mA, déplacez le cordon de test +ve dans la prise 10Adc.

Entrez ensuite dans le circuit en retirant un fil d'un appareil, en mettant une sonde sur le fil et l'autre sur l'appareil.

Il sera lu négatif si vous avez la mauvaise polarité, mais aucun mal ne sera fait.

Si vous laissez le fil +ve dans la prise Volts (très courant), le fusible interne sautera, comme il le fera si vous dépassez 10A.

Pour des courants plus élevés, achetez un DVM de type "pince", qui coûte un peu plus cher mais vous permet de mesurer le courant sans déconnecter aucun fil.

La mesure de la résistance peut aider à détecter les mauvaises connexions ou les fils endommagés.

Mettez les câbles dans les mêmes prises que pour tester les volts, mais réglez la plage DVM sur Ohms (Ω) ou KiloOhms (KΩ).

Pour vérifier s'il y a une coupure dans un fil, mettez les cordons dans les prises VΩmA et passez en position de continuité (symbole haut-parleur).

Toucher les deux sondes ensemble fera retentir un signal sonore. Pour les longs câbles, vous devrez peut-être rallonger les fils de la sonde.

La meilleure méthode de terminaison d'un fil dans un bateau consiste à utiliser une borne ou une virole sertie.

Essayez de trouver ceux qui ont un fût en cuivre étamé et une gaine thermorétractable auto-scellante que vous chauffez pour emballer le joint.

Ceux-ci offrent une sécurité optimale en termes de résistance physique et de résistance à l'humidité.

Si vous faites beaucoup de recâblage, achetez une sertisseuse à cliquet de bonne qualité.

Sur un yacht, les fils doivent être terminés par un anneau serti pour plus de sécurité et de résistance à l'humidité. Crédit : Duncan Kent

Notez que les bornes et les ferrules sont livrées avec des couvercles de couleurs différentes indiquant leur taille de fil recommandée.

Rappelez-vous, ne présumez rien. Commencez par la source d'alimentation et avancez méthodiquement vers l'élément défectueux, et non l'inverse.

Prenez des notes claires et des photos avant de débrancher les fils.

Rédigez toutes les modifications de circuit non standard et annotez-les pour faciliter le dépannage futur.

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