Astréa 42 Smart Electric : « Premier de la gamme »
Le contraste entre l’ambiance du Grand Pavois – entre brouhaha de la foule des belles journées et annonces au micro – et le quasi-silence qu’on retrouve à moins de 15 longueurs de notre place est saisissant… C’est tout à fait le genre de constat qui fait sourire jusqu’aux oreilles Mathieu Fountaine, directeur délégué du chantier. D’une simple pression des doigts, il appuie un peu plus sur les manettes pour accélérer encore. On sent bien alors quelques menues vibrations dans les coques – et encore, il faut vraiment y prêter attention. Rien à voir avec le ronron envahissant d’une paire de moteurs thermiques de 30 ou 50 CV (ce sont les puissances des blocs thermiques proposés par le constructeur).
Après l’Aura 51 Smart Electric présenté en 2022, l’Astréa 42 rejoint la flotte forever green, accompagné par l’Elba 45. D’aucuns seront surpris de ne pas y trouver le Tanna 47 ; ce modèle s’est avéré incompatible avec une « électrification » a posteriori en raison de son avant trop petit pour accueillir un générateur costaud – eh oui, pour l’instant, on ne peut pas se passer de cette sécurité. On mesure en tout cas qu’il n’est pas forcément si simple de proposer un catamaran de grande série électrique quand ce n’était pas prévu lors de la conception initiale.
Une configuration proche de celle de l’Aura 51
En termes techniques, le constructeur a en gros repris l’installation de l’Aura 51 en conservant d’ailleurs la même puissance moteur (2 x 25 kW). Il s’agit déjà pour Fountaine Pajot de la deuxième génération avec des pods immergés. Pour les batteries de propulsion lithium-iron- phosphate, on peut opter pour 2 x 21 ou 27 kWh. Nous disposons de la première formule. Sur le rouf, on peut compter sur 1,2 kWc de panneaux solaires. Quant au générateur fourni, il peut produire 16 kW (contre 9 kW à bord de l’Astréa 42 standard). Ce groupe électrogène a deux fonctions : charger les batteries de propulsion et alimenter les moteurs. Pour la charge, le générateur est contrôlé automatiquement : il démarre lorsque les batteries de propulsion tombent à un niveau de charge inférieur à 20 %, puis s’arrête lorsque les batteries sont chargées. Le groupe peut être démarré manuellement si nécessaire. Il se met également en route lorsque le système de propulsion est placé en mode hybride, et alimente alors les moteurs, tout excédent d’énergie étant utilisé pour charger les batteries. Il est également possible que le générateur alimente directement les moteurs, en contournant les batteries :l’objectif est que l’Astréa 42 navigue à 5 nœuds dans les plus mauvaises conditions – c’est-à-dire longtemps et face à une mer et un vent forts. Un contexte de navigation difficile particulièrement défavorable au mode tout électrique. Un point important à noter : le générateur, quand il est en route, est bien moins bruyant que les deux « traditionnels » moteurs thermiques.
Une gestion inédite de l’énergie
Sur la console de barre, on retrouve également l’interface particulièrement intuitive de l’Aura 51 Smart Electric qui permet de contrôler tous les éléments du système ; sur l’écran dédié apparaît la charge des panneaux solaires, la consommation des différents équipements du bord et bien sûr des moteurs – sans oublier l’hydrogénération quand on navigue sous voile. Chaque moteur peut récupérer jusqu’à 2 kW.
La navigation à bord de ce Smart Electric favorise une autre forme de navigation hybride inédite voile/électrique : on gagne 1,5 nœud en laissant un filet de puissance qui permet de booster le vent apparent pour, plus tard quand la brise est bien établie, regagner de précieux kWh. Une gestion inédite de l’énergie… et de son économie si on souhaite limiter l’usage du générateur.
L’électrification est bien en marche chez Fountaine Pajot : déjà 6 Aura 51 Smart Electric naviguent, 2 Astréa 42 et 1 Elba 45. Si on ajoute les 3 monocoques Dufour (la marque a été rachetée par FP en 2018), on arrive à une douzaine de bateaux. On relève que les loueurs figurent parmi les acheteurs et que de nombreux clients potentiels proviennent d’Australie. Le bémol ? Naviguer électrique, c’est plus cher – le surcoût est de 130 000 € HT, pour un budget de 513 000 € HT pour cet Astréa 42, soit une rallonge de 25 %.
L’objectif poursuivi par le constructeur, qui est le premier à proposer un standard électrique sur ses modèles de grande série, est de convaincre d’autres chantiers de partager les technologies et/ou demutualiser des achats de manière à réduire le coût de l’option électrique.
Technologie éprouvée
Interface intuitive et conviviale
Surcoût conséquent par rapport à la version thermique
Lagoon SEVENTY 7 : « Plus branché que jamais ! »
Essai voile du Lagoon Seventy 7
Marc Renwick a longtemps travaillé chez Lagoon, avant de créer, il y a 10 ans déjà, Yacht Solutions, prestataire lié au constructeur. Des clients atypiques, il en a vu… mais la demande d’électrifier un catamaran de plus de 77 pieds deux mois avant la mise à l’eau est sans doute la plus déroutante qu’il ait traitée. Si le Propriétaire canadien, très impliqué dans la tech, avait choisi Yacht Solutions pour équiper entièrement son catamaran – de l’équipement de sécurité à la décoration intérieure en passant par les désormais incontournables « water toys » –, son ultime souhait n’a pas manqué de surprendre. Marc a tout de même relevé ce défi technologique, qui forcément allait gonfler sacrément le budget et exiger du temps.
Ils ne savaient pas que c’était impossible, alors ils l’ont fait !
Avant de dire oui, Yacht Solutions, prudent, a proposé de réaliser d’abord une sérieuse étude de faisabilité et d’évaluer le budget. Car passer du thermique à l’électrique ne relève pas du simple échange standard des deux blocs de propulsion. « Il faut revoir entièrement le concept : comment je produis mon électricité, comment je la stocke, et comment je l’utilise. On change tout, et on ne l’avait jamais fait ! » alerte Marc Renwick. La pré-étude consiste donc à définir ce qu’il faut faire, évaluer comment on va le faire, combien de temps cela va prendre et combien cela va « à peu près coûter ». Hasard et heureuse coïncidence, deux anciens de chez CNB, Antoine Abat et Julien Lucas, viennent de créer Bordeaux Yacht System (BYS), société spécialisée dans l’intégration de systèmes custom. Le challenge est énorme pour la jeune entreprise, mais ils connaissent parfaitement le catamaran construit par le chantier qu’ils viennent de quitter ; de plus, ils ont déjà signé un partenariat avec le fabricant de moteurs électriques Torqeedo, la marque que le client final avait présélectionnée. L’équipe maîtrise la sujet propulsion, mais également la partie électrique du catamaran. De plus, elle dispose des relations au sein du bureau d’études Lagoon pour mener ce projet extrêmement complexe à bon port.
Comme la chance sourit aux audacieux, les planètes s’alignent pour les deux acteurs désormais réunis autour de ce projet. Yacht Solutions a signé depuis 2019 d’un accord avec le Port Autonome de Bordeaux qui lui permet de disposer d’espace sur les quais du bassin à flot, juste en face du chantier CNB. Steule la Garonne et la Cité du Vin les séparent. La logistique est donc assurée, et ce n’est pas anodin, car, pour réaliser l’opération, le catamaran sera mis au sec pendant une année complète. Il va en effet falloir travailler sur un multicoque fini, duquel les moteurs et les groupes électrogènes existants seront déposés. Ensuite seront réalisées les modifications structurelles pour intégrer les batteries, les monter à bord avec les nouveaux moteurs et générateurs, avant, in fine, de faire recertifier le bateau par l’ICNN.
2 moteurs, 2 groupes et 4 batteries
À Lorient, amarré au ponton qui accueille habituellement des trimarans Ultim volants, impossible de distinguer ce Lagoon SEVENTY 7 électrifié de sa version thermique essayée dans Multicoques Mag n°180. Bien sûr, si l’on est attentif, il y a bien cette arche additionnelle couverte de panneaux solaires, portant la puissance totale disponible à 4,7 kWc, mais nous apprendrons plus tard qu’en réalité ils alimentent le parc 24 V d’origine (VHF et pompes de cale notamment, donc essentiel à la sécurité) et n’ont finalement pas de lien avec l’électrification des moteurs. Les modifications majeures sont invisibles, car se situant dans les coques – et dans les cales moteurs, bien sûr. Profitant de cet arrêt technique du grand Lagoon, nous bénéficions d’une vue imprenable sur les quatre batteries de BMW i3 de 40 kWh du bord. Tandis que, dans la version d’origine, le parc batteries est dans la nacelle, là, elles sont en fond de coque, ce qui a permis d’abaisser le centre de gravité. Si à l’avant elles sont facilement accessibles sous les planchers, celles de l’arrière nécessitent de démonter les couchettes pour y accéder. Quelques petites modifications structurelles ont été nécessaires. Les varangues qui ont dû être ouvertes ont été renforcées ensuite selon les préconisations du bureau de calcul. Compte tenu des dimensions et des 350 kg de chaque batterie, pour éviter de tout casser pour les faire rentrer, elles ont été ouvertes par Torqeedo. Les éléments ont été démontés, puis réintégrés une fois la caisse rentrée. La batterie a ensuite été refermée par le fournisseur, car elle est étanche et garantie 9 ans. Elle est posée sur silent-blocs pour amortir les chocs, et, s’il y a un emballement thermique avec dégagement de gaz, un évent évacue ces derniers vers l’extérieur. En fonctionnement normal, leur température atteint 25 à 30 degrés. En cas de fortes chaleurs et de sollicitation importante, pour tout garder sous contrôle, elles sont refroidies grâce à de petits groupes de climatisation, également d’origine BMW. L’un des gros enjeux de l’intégration des batteries a été leur distance par rapport aux moteurs. S’il n’y avait aucun souci pour celles placées dans les cabines arrière, le positionnement de celles situées à l’avant a été déterminé par la longueur des câbles de puissance fournis par BMW : 10 m de long, et pas un centimètre de plus. Mission réussie sur ce bateau de près de 24 m de long par 11 mètres de large, il y a même 20 cm de marge. En effet, il n’y a pas de connecteurs ni d’interruptions dans tout le circuit fourni et posé par Torqeedo (moteurs, batteries, chargeurs, convertisseurs, systèmes de refroidissement connexes…) Tout est étanche, très bien réalisé, tant sur le circuit puissance que sur celui des données. Limiter le nombre d’intervenants avait été identifié comme un gage de réussite du projet. Seuls les groupes électrogènes n’ont pas été fournis par Torqeedo, mais ils ont été développés pour eux et en coopération avec eux par Fischer Panda. Imposants, ils sont pourtant au même endroit que dans la configuration d’origine, c’est-à-dire tout à l’arrière. Leur support adapté est extrêmement rigide afin que les silentblocs remplissent parfaitement leur fonction – c’est-à-dire réduire au maximum bruit et vibrations. D’une puissance de 45 kW chacun, ils produisent du 350 V continu (tension des batteries), une tension qui est donc convertie en 220 V et en 24 V selon les applications.
Côté cales moteurs, justement, le changement est prégnant, avec des moteurs Deep Blue 100i 900 tr/min en lieu et place des Nanni N5 230 CV choisis en option initialement, sans oublier les imposants groupes électrogènes à l’arrière. L’analogie entre thermique et électrique n’est jamais évidente. Dans le cas qui nous occupe, on est passé de 2 x 230 CV en thermique (soit 2 x 170 kW) à 2 x 100 kW en électrique. Mais en réalité, plus que la puissance, c’est le couple qui est la bonne valeur de comparaison. Or le couple maximal est supérieur sur le Torqeedo, puisqu’il est de 1 060 Nm, alors qu’il culmine à 700 Nm au vilebrequin sur le Nanni. L’hélicier préconisera d’ailleurs… de ne pas changer les hélices. Qui plus est, le fameux couple en électrique est disponible immédiatement, directement, sans réducteur. En revanche, si, habituellement, l’hélice transmet sa poussée au moteur thermique, qui lui-même la transmet au catamaran, le moteur électrique n’est pas capable de reprendre cet effort. Aussi, une butée mécanique, en l’occurrence un Aquadrive, permet de transmettre la poussée de l’hélice aux coques. Le moteur est situé en amont, derrière un cardan qui règle toute question d’alignement, rendant ainsi la maintenance mécanique plus légère. En accord avec le Propriétaire, les éléments mécaniques ont tous été choisis dans un souci de fiabilité et de durabilité. Par exemple, au lieu de vérifier et réaligner chaque année arbre et moteur thermique, la durée de vie de l’Aquadrive est de 15 ans. Idem pour le joint de presse-étoupe, qui assure l’étanchéité coque-arbre d’hélice, où BYS est passé sur un modèle professionnel qui ne nécessite un contrôle que tous les six ans.
Dernier petit changement visible, les commandes moteurs, bien sûr. Trois postes ont été disposés : un à la table à cartes et deux au flybridge. C’est depuis ce dernier que l’on met en route, en tournant une clé comme pour mettre le contact sur une voiture, sauf qu’aucun bruit ne vient illustrer la mise sous tension. Il faut regarder l’interface sur l’écran intégré au poste de barre pour comprendre ce qui se passe. Il rassemble, malgré sa petite taille, beaucoup d’informations : le niveau de charge des batteries, la puissance utilisée sur chacun des deux moteurs, et le nombre de kWh pris par la propulsion au total. Comme sur un véhicule terrestre, le tableau indique la distance que l’on peut encore parcourir en fonction de la vitesse et de l’état de charge des batteries. Le soft de gestion a été développé pour s’adapter parfaitement à la configuration du multicoque telle que nous l’avons découverte avec ses interfaces graphiques très représentatifs. Par sécurité, quand les batteries atteignent le seuil de 15 %, toutes les fonctions dédiées aux équipements non indispensables sont automatiquement coupées. Tous les modes d’utilisation possible sont accessibles et paramétrables. Ainsi en mode « Confort », on peut ajuster les niveaux haut et bas des batteries autour desquels les générateurs se mettent en route puis se coupent automatiquement. Le mode « Nuit », quant à lui, interdit aux générateurs de démarrer entre deux horaires choisis. Notez qu’un serveur 4G permet à Torqeedo d’accéder aux données intégrales du système à distance. Avec une antenne Starlink à bord comme c’est presque devenu la norme, le suivi et même le SAV à distance devraient donc être une formalité.
Une année de travaux
Le client a donné son accord en décembre 2021. Une fois les commandes passées, en pleine crise de la supply chain, le démontage a pu commencer en juin 2022. Comme prévu, un tout petit peu plus d’un an plus tard, l’installation était finalisée, et en septembre 2023 la phase de tests pouvait commencer. D’abord sur la Garonne, puis, après un premier hivernage, en pleine mer, avec jusqu’à 25 nœuds de vent et trois mètres de creux. Le résultat est à la hauteur des espérances, voire il les dépasse. Le premier des avantages attendus bien sûr, c’est le silence. Nous connaissons tous l’exaltante sensation du début de croisière quand, une fois les voiles hissées, on coupe les moteurs. On a le même effet « waouh » en électrique lorsqu’on enclenche la marche avant et que le catamaran décolle du quai, sans le moindre bruit sinon celui des vagues sur la coque et du vent dans le gréement. Même cales ouvertes, on n’entend rien ! Les groupes électrogènes (max. 2 800 tr/min) sont tellement silencieux que nous ne pouvions croire qu’ils avaient démarré. Même dans les cabines arrière, qui sont donc les plus proches des éléments techniques, le vent dans le grément ou la ventilation de la climatisation font plus de bruit. On redécouvre également à cette occasion qu’une hélice produit un léger bruit de cavitation. Mais à 8,5 nœuds, preuve vidéo à l’appui, on se parle dans la salle des machines comme on chuchote dans la salle d’attente chez le médecin ! Avec le groupe électrogène en route, on peut toujours se parler normalement, sans élever la voix. Et ça, nous avons pu le vérifier in situ.
Vitesse, consommation, autonomie : tout est affaire de compromis
Selon le souhait du propriétaire, le parc batteries a été dimensionné pour assurer 5 heures d’autonomie en 100 % électrique avec une consommation à bord « raisonnable ». Il faut entendre par là sans climatisation, par exemple. Celle-ci est en effet un gros consommateur et ferait perdre à elle seule une heure d’autonomie. Il est à noter que les quatre batteries se chargent et se déchargent de manière homogène, toutes en même temps. Toujours selon la volonté du client, cet imposant parc batteries ne sert pas qu’à la propulsion. En « Silent Mode », il permet de passer une nuit, voire une journée complète, au mouillage dans le confort, sans démarrer de groupe électrogène. Une seule réserve : il convient d’avoir un comportement adapté, c’est-à-dire de ne pas tout faire tourner en même temps. Car tout cumulé, il y a 66 kW de consommateurs à bord : climatisation, jacuzzi, home-cinéma, four, machine à laver, cave à vin… Pour assister l’équipage dans cette gestion, un écran de contrôle présentant la consommation instantanée de chacun des disjoncteurs, élément par élément, a été développé. L’arborescence électrique a également été revue afin d’optimiser au mieux les usages. Par exemple, en mode « Navigation », toute la cuisine est coupée, y compris le convertisseur 220 V. Seul le frigo a été écarté, car lui doit pouvoir tourner H24, bien entendu. L’autonomie au moteur, générateurs en route, est estimée à 1 260 milles à une vitesse comprise entre 8 et 9 nœuds. Pour ces longues navigations au moteur, les 90 kW produits sont réinjectés quasi intégralement dans la propulsion, en direct, sans passer par les batteries. Mais les modes d’utilisation les plus intéressants seront sans aucun doute plutôt hybrides – avancer au maximum à la voile, appuyer un peu au moteur dans le petit temps ou au près, utiliser éventuellement les groupes électrogènes pour ne se priver d’aucun confort. Les perspectives d’autonomie se comptent alors en semaines. Car l’un des gros intérêts induits de l’électrification, c’est la possibilité d’hydrogénérer, c’est-à-dire, sous voile, de produire de l’électricité du fait de la rotation des hélices créée par la vitesse. Si la production maximale n’a pas encore été validée par des mesures en situation, Torqeedo annonce jusqu’à 5 kW de production. Et encore, dans cette phase préliminaire, aucune hélice n’a encore été ni étudiée, ni fabriquée spécifiquement pour ce double usage propulsion et hydrogénération. Leur estimation semble donc assez conservatrice, et ce d’autant plus qu’ils ont mesuré jusqu’à 8 kW sur un moteur identique installé sur un monocoque. De plus, sur ce catamaran lourd et puissant, la perte de vitesse est beaucoup moins sensible que sur un voilier léger – elle se situerait autour de 0,5 nœud. Plus classique enfin, les deux prises de quai d’origine (une de 64 A et une 100 A) ont été conservées. Si le quai est équipé, se brancher permet de délester le système de gros consommateurs comme la climatisation. On pourra également en profiter pour charger plus vite les batteries. En 64 A, il faudrait 12 h pour recharger complètement les quatre batteries, soit passer de 0 % à 100 % de charge, même si dans la pratique des sécurités empêchent de vider totalement le parc. Avec les générateurs, deux heures suffisent pour retrouver la pleine capacité.
Poids, prix, perspectives… l’addition, s’il vous plaît !
Si les deux tonnes ajoutées au total peuvent paraître importantes dans l’absolu, tout est relatif sur un multiyacht qui est annoncé à 57 t lège et près de 70 t en charge. D’ailleurs, avec sa nouvelle motorisation, le catamaran atteint bien les 10,5 nœuds, comme en thermique. Cette valeur correspond à la vitesse de carène. Notons également au passage que le surpoids évoqué inclut une annexe Zodiac eJet 450 de 870 kg. Il s’agit d’un dinghy équipé d’une batterie de BMW i3 identique à celles du Lagoon. On peut donc recharger l’annexe grâce aux batteries ou aux groupes électrogènes du bord. Mais la batterie de l’annexe peut elle aussi servir de batterie de secours au catamaran. Nous sommes donc vraiment dans le tout électrique ! Côté budget, celui de cette installation a posteriori est forcément bien supérieur à celui d’une première monte. Si le chiffre exact ne nous sera pas dévoilé, on comprend qu’il se situe autour du million d’euros. C’est à la fois onéreux, et proportionnellement raisonnable sur une unité estimée à 6 millions d’euros initialement. Sur un catamaran plus petit, BYS estime que cela pourrait représenter jusqu’à 40 % du prix standard. Précisons que les choix ont tous été dictés dans l’optique d’une sécurité maximale, quel qu’en soit le coût, avec par exemple 5 heures d’autonomie là où un autre Propriétaire se serait peut-être contenté de 2 heures. L’évolution fulgurante des batteries fait également que celles qui ont été choisies il y a deux ans maintenant ne sont pas obsolètes, mais pas loin...
Aux batteries LiNMC (lithium-nickel- manganèse-cobalt) installées, on préférerait aujourd’hui du lithium-fer-phosphate (LFP), qui offre une densité énergétique permettant une capacité de stockage doublée dans un encombrement réduit.
Entre les panneaux solaires et l’hydrogénération, à la voile, on est déjà tout proche de l’autonomie. Peut-être que bientôt, avec des voiles solaires par exemple, on pourra produire plus que ce que l’on consomme en confort, ce qui pourrait permettre d’entrer et sortir du port en électrique, sans jamais démarrer les générateurs. On peut déjà en mode « Full Electric » proscrire temporairement leur démarrage, ce qui peut être intéressant dans certaines zones à restrictions, telles les réserves naturelles. Mais il ne faut pas se tromper de combat, le nerf de la guerre, ce sont les équipements.
On sera toujours limité dans la production et le stockage d’énergie, tandis qu’en adoptant un mode de vie un peu plus sobre, moins « terrestre », l’équation peut changer radicalement.
Hydrogénération
Autonomie
Le confort associé
Fiabilité à prouver
Poids
