1.2 Performance et vitesse des moteurs de bateau électrique

Dans la vidéo suivante et dans l'article, vous trouverez des informations sur la performance des navires à déplacement (bateaux à moteur et voiliers), ainsi que sur les planants, semi-planants et volants.

La puissance dépend de votre bateau et de votre style de navigation. Pour les voiliers profilés ou les multicoques, une puissance souvent inférieure est nécessaire pour une bonne manœuvrabilité par rapport à un bateau à coque monocoque en acier. Si vous recherchez simplement un moteur auxiliaire (moteur de port) pour l'accostage et le départ, une puissance inférieure suffit déjà. En revanche, pour les bateaux à planing et les semi-planants, une puissance nettement plus élevée est nécessaire, mais le calcul est un peu plus complexe.

Le terme puissance minimale désigne la puissance spécifique requise pour chaque bateau afin d'assurer une bonne manœuvrabilité. Cela est principalement influencé par le poids. Plus un bateau est lourd, plus la puissance du moteur doit nécessairement être grande. D'autres facteurs sont le courant et les influences météorologiques, ainsi que la forme de la coque.

La vitesse maximale dépend principalement de votre bateau et pas vraiment du moteur. Un moteur électrique amène votre bateau sans problème à la même vitesse qu'un moteur à combustion. 

À des vitesses élevées, la demande en énergie est également très élevée. Si vous avez un bateau avec une forme de coque adaptée à la glisse et que vous avez monté un moteur suffisamment puissant, vous pouvez bien sûr également atteindre la navigation en glisse avec votre bateau.

On distingue entre le déplacement, le semi-glisseur et le glisseur. En mode déplacement, la consommation d'énergie est la plus faible. Par exemple, environ 0,5 kW par tonne de poids du bateau suffisent pour amener un bateau à 70 % de sa vitesse de coque. Jusqu'à une vitesse d'environ 80 % de la vitesse de coque, les besoins en électricité sont relativement faibles. Ensuite, la consommation d'énergie augmente rapidement, sans que le bateau ne devienne significativement plus rapide.

Pour doubler la vitesse, il faut environ huit fois plus de puissance. C'est pourquoi il est conseillé, surtout avec les moteurs électriques, de prêter attention à une vitesse économique, afin d'atteindre un temps de conduite plus long. Cette vitesse est souvent supérieure à la limite de vitesse régionale. Si vous placez le levier sur la table, votre déplacement ne deviendra que légèrement plus rapide, mais consommera exponentiellement plus d'énergie. Vous pouvez bien voir cette relation dans le graphique suivant :

En principe, on distingue entre les formes de coque des bateaux, les déplacements et les glisseurs. Il existe aussi la forme intermédiaire d'un semi-glisseur et, depuis peu, le planeur.

Pour les bateaux à déplacement, nous recommandons environ 2 kW de puissance par tonne de poids du bateau pour garantir une bonne manœuvrabilité de votre bateau. Si vous naviguez le long de la côte ou sur des eaux avec un fort courant, nous recommandons même 3 kW. Si vous utilisez le moteur uniquement comme moteur auxiliaire, vous pouvez également utiliser un moteur plus petit. Cependant, nous recommandons alors au moins 1 kW de puissance par tonne de poids du bateau.

Un déplacement est un bateau qui déplace en permanence exactement autant d'eau que son poids. Aucun déplacement ne peut dépasser la vitesse de coque, c'est-à-dire dépasser l'onde générée par la proue avec la poupe pendant la navigation. La vitesse de coque dépend uniquement de la longueur de la ligne de flottaison du bateau. Plus cette longueur est grande, plus la vitesse de coque théorique est élevée.

Fondamentalement, chaque bateau au repos ou à vitesse lente se comporte comme un déplacement. Un planeur est cependant capable, grâce à sa forme de coque, de se soulever de l'eau et de glisser sur celle-ci à mesure que sa vitesse augmente. Pour glisser, une coque lisse et allongée ainsi qu'une large poupe sont avantageuses. La vitesse de coque est largement dépassée, car après avoir été soulevé de l'eau, la résistance de l'eau disparaît également. La vitesse maximale d'un planeur est limitée d'une part par la puissance de propulsion mais aussi par la résistance de l'air.

Le poids du bateau est le principal facteur pertinent pour le dimensionnement de la puissance du moteur. Lorsque l'on souhaite atteindre la vitesse de plané avec un bateau, il est d'autant plus important de connaître le poids approximatif de son bateau. Si vous voulez le savoir avec précision, vous pouvez également utiliser une balance appropriée. Par exemple, une balance de grue peut être utilisée.

Le poids de votre bateau en état chargé doit inclure tout poids dû à l'équipement et aux personnes. Un point de référence important est le poids à vide de votre bateau. En partant du nombre maximal de personnes, ajoutez ensuite le poids des personnes (valeur indicative = 75 kg par personne). D'autres composants comme le moteur, les batteries et l'ancre doivent également être pris en compte. Enfin, estimez le poids du reste de l'équipement sur votre bateau. Vous pouvez également prévoir une marge de sécurité supplémentaire.

Pour la navigation en glisse, une puissance moteur significativement plus élevée est nécessaire que pour la navigation en displacement. Il est important que votre bateau ait une forme de coque adaptée à la glisse. De plus, votre bateau doit être aussi léger que possible, c'est-à-dire avoir peu de charge, car la puissance dépend également massivement du poids du bateau. Comme la transition vers la glisse dépend fortement de la forme de la coque du bateau et que nous ne pouvons pas bien prendre cela en compte dans le calcul, cela n'est qu'une valeur indicative.

La valeur est fixée très bas et est calculée sur la base de la puissance nécessaire pour atteindre 2,8 fois la vitesse de la coque, où un bateau passe normalement à l'état de glisse. Des valeurs indicatives plus conservatrices sont de 50 à 70 CV par tonne de poids du bateau, nécessaires pour la glisse. Nous souhaitons vous donner un premier aperçu des moteurs et des fabricants disponibles dans ce domaine et nous vous conseillons volontiers dans votre projet individuel.

La transition vers la navigation en plané se produit à environ 2,8 fois la vitesse de coque, ce qui varie bien sûr selon le bateau. Par conséquent, les bateaux avec une vitesse de coque inférieure atteignent également plus rapidement le mode plané. Le record du monde actuel pour le bateau électrique le plus rapide est de 142,6 km/h. Cela a bien sûr été réalisé avec un bateau spécialement modifié et sur une piste d'essai. Mais des bateaux électriques sont déjà produits en série, capables d'atteindre presque 50 nœuds, soit 92,6 km/h. Comme vous le voyez, vous pouvez également naviguer plus vite qu'autorisé par la police avec un moteur électrique. Cependant, pour des excursions en bateau plus longues, une vitesse modérée est recommandée. De plus, les limites de vitesse sur les eaux s'appliquent également.

Il existe également des coques de demi-glisseur, qui représentent une forme intermédiaire entre les navires à déplacement et les glisseurs. Les demi-glisseurs sont capables de « monter » sur leur vague de proue et de la dépasser partiellement. Ainsi, ils peuvent atteindre des vitesses allant de 2 à 2,5 fois la vitesse de coque. Cependant, ils ne peuvent pas complètement passer en navigation à glissement. L'idée derrière le concept des coques de demi-glisseur est que des vitesses plus élevées peuvent être atteintes avec la même consommation d'énergie.

Si vous avez un bateau à glissement, vous devriez soit naviguer en mode déplacement, soit en mode glissement. La navigation en demi-glisseur est très peu économique, car une grande vague de proue se forme, offrant une grande résistance à votre bateau. Si votre bateau n'est pas adapté au glissement, ou si la puissance du moteur n'est pas suffisante, vous ne pourrez pas surmonter cette vague de proue et vous la pousserez devant vous.

En navigation en demi-glisseur, beaucoup d'énergie est perdue et votre bateau n'accélère que très peu. Pour les bateaux électriques, la consommation d'énergie augmente fortement, ce qui réduit considérablement votre autonomie ou votre temps de navigation. De plus, vous dérangez d'autres plaisanciers et amateurs de sports nautiques avec cette grande vague et vous pouvez endommager les aménagements côtiers.

La dernière catégorie dans cette rubrique des formes de coque est « Flotteur ». Les bateaux sont équipés de foils (patins) qui maintiennent et stabilisent le bateau dans l'eau. Le bateau s'élève hors de l'eau avec une vitesse croissante et n'est maintenu que par les patins dans l'eau. Le bateau ne tape pas comme en navigation à la surface, mais vole également au-dessus de plus grandes vagues. Ainsi, il semble que le bateau vole.

Le moteur est généralement sous l'eau et fournit la propulsion. Pour la phase de transition vers le vol, une grande puissance est nécessaire pendant un court instant. Pour le Candela 7 (environ 1 700 kg chargé), environ 50 kW sont nécessaires pendant un court instant pour le faire voler. Ensuite, pour la phase de vol, seulement 5 kW par heure sont nécessaires pour amener le bateau à une vitesse de croisière de 22 nœuds (30 nœuds maximum). Cela rend le bateau environ 10 fois plus efficace qu'un bateau à glisse conventionnel. Le foiling existe bien sûr depuis plus longtemps sur les voiliers et les planches de surf. Grâce à la technologie et aux logiciels les plus récents, le foiling sera également présent à l'avenir sur des bateaux plus grands et des ferries, transformant ainsi fondamentalement la mobilité sur l'eau. Les bateaux de Candela en Suède sont les plus connus.