Électricité d'un van aménagé : batterie, câbles, fusibles et 230 V

Tu sais ce que ton van consomme, et ce qu'il doit produire et stocker pour suivre : c'est tout l'objet de la puissance de panneau solaire à installer. Reste à tout relier. Dans quel ordre les pièces se branchent, ce qui protège quoi, quelle section de câble pour quel appareil, et ce que chaque boîtier te coûte en wattheures : on y va, pièce par pièce.

Un réflexe à garder du début à la fin : sur les fusibles et les sections, la notice de chaque appareil a le dernier mot. C'est un sujet de sécurité, et les chiffres qui suivent se lisent comme un calcul de préparation. Ton schéma te le rappelle d'ailleurs sur chaque calibre estimé.

Le schéma d'une installation 12 V, dans l'ordre

Une installation de van se lit à partir de la batterie, et c'est dans cet ordre que tu la retrouves dans l'onglet Schéma de l'étape Électricité. Chaque protection y porte un repère, comme sur un plan d'électricien : F1, F2, F3 pour les fusibles, Q1 pour le coupe-batterie.

1. La ou les batteries de service, chacune avec son propre fusible, posé contre elle. Deux batteries en parallèle ont donc deux fusibles. Lithium ou AGM, et combien d'ampères-heures : tout est dans le choix de la batterie.
2. Le coupe-batterie, juste après les fusibles de batterie.
3. Le répartiteur, la barre d'où partent toutes les lignes.
4. Les départs du répartiteur, chacun derrière son fusible : le régulateur solaire, le chargeur d'alternateur, le convertisseur, le tableau de fusibles, et tout circuit qui tire plus que ce que le tableau accepte.
5. Le tableau de fusibles, qui alimente les petits circuits, un fusible par circuit.

Les panneaux, eux, ne vont jamais à la batterie. Ils se chaînent sur le toit et descendent jusqu'au régulateur, la pièce qui sait charger une batterie avec ce qu'ils produisent. Sans régulateur, tes panneaux ne chargent rien : leur production compte pour zéro dans ton bilan, et ils restent débranchés sur le schéma.

Sur ton tableau de fusibles, les appareils se regroupent ainsi : toutes les lumières sur un seul circuit, toutes les prises USB sur un autre, et un circuit par autre appareil. La prise 12 V de type allume-cigare a le sien, parce qu'elle peut tirer 10 A à elle seule. Le tableau du catalogue compte 12 circuits de 30 A au plus, pour 100 A au total : un circuit qui demanderait un fusible plus gros part directement du répartiteur. Et si tu ne poses pas de tableau, un tableau est compté d'office contre la première batterie : aucun circuit ne reste sans protection.

Le coupe-batterie

Tu n'as pas à l'ajouter : il apparaît de lui-même sur ton schéma, comme les fusibles, le répartiteur et les connecteurs de dérivation. Toutes ces pièces se déduisent de ton plan et entrent dans la liste d'achat de l'onglet Schéma. Placé entre les fusibles de batterie et le répartiteur, le coupe-batterie isole d'un geste tout ce qui consomme et tout ce qui charge. Pose-le là où tu l'atteins sans démonter un meuble : c'est le geste à faire avant toute intervention sur le circuit, et le premier en cas de fumée.

Le régulateur se compte en ampères

Un régulateur MPPT débite au plus ses ampères dans la batterie. Pour savoir lequel il te faut, convertis les watts crête de ton toit en ampères avec une tension de charge de 13 V : c'est la convention de la fiche technique EPEVER du catalogue (30 A pour 390 W en 12 V), plus prudente que celle de Victron (440 W pour son SmartSolar 100/30). Un panneau de 375 W demande ainsi 29 A, soit un régulateur de 30 A. Sur un régulateur de 20 A, il n'en passe que 260 W : le reste n'est pas stocké, il est écrêté.

Le câble qui descend du toit se calcule panneaux en série, à 18 V par panneau. À puissance égale, plus de tension veut dire moins de courant, donc une section plus fine. Mais la série a une limite, et c'est à toi de la vérifier : les tensions à vide des panneaux en série s'additionnent, elles montent quand il fait froid, et leur somme ne doit jamais dépasser la tension d'entrée maximale du régulateur. C'est 100 V sur les trois régulateurs du catalogue, 60 V seulement sur la station Bluetti AC180.

Prends le panneau Offgridtec de 200 W du catalogue : il publie 36 V à vide, environ 40,5 V à -10 °C. Sur un régulateur de 100 V, deux en série passent, trois dépasseraient. Au-delà, tes panneaux se branchent en parallèle, ou en série et parallèle.

La batterie de service : ce que l'installation lui demande

La batterie de service, c'est celle de la cellule, distincte de la batterie de démarrage du moteur. Sa capacité et sa technologie se choisissent en même temps que ton panneau, et le calcul est dans le dimensionnement du panneau et de la batterie. Côté installation, trois points comptent.

Ce qui est vraiment utilisable. Une batterie ne se vide jamais entièrement. Compte 30 % de ses ampères-heures en AGM et en gel, 90 % en lithium, fois 12 V. Une AGM de 110 Ah t'offre ainsi 396 Wh de réserve utile, une lithium de 100 Ah 1080 Wh. Ces 30 % sont un choix de durée de vie, parce que plus tu descends une batterie au plomb, plus elle s'use vite. Victron annonce pour ses batteries AGM :

Le gel suit la même règle, par prudence, même si Victron lui annonce des durées de vie un peu plus longues : 1800 cycles à 30 %.

Le poids et la place. Aux valeurs du catalogue :

L'éditeur accepte quatre batteries au plus par aménagement. Quand ton bilan te conseille d'en ajouter, il retient la plus basse de deux limites : les emplacements qui restent, et la masse qui reste avant le PTAC. Une batterie ne se pose jamais dans le coffre à gaz, et tu es prévenu si elle est à moins de 60 cm d'un point d'eau (voir plus bas).

La station électrique portable compte comme une batterie qui embarque son propre régulateur solaire. Ce régulateur a un plafond, celui que publie sa fiche : de 400 à 500 W de panneau sur les modèles du catalogue. Au-delà, le surplus n'entre pas. Sa capacité se publie en wattheures : divise-la par 12 pour la lire en ampères-heures, comme ton bilan.

Le chargeur d'alternateur : recharger en roulant

Tu roules souvent ? Ta route peut recharger la cellule, à une condition : un chargeur DC-DC. Sans lui, rouler ne recharge que ta batterie moteur, et l'éditeur te le rappelle dès que tu saisis des heures de route sans en avoir posé un. Le coupleur séparateur à relais, l'autre façon de charger la cellule en roulant, ne se pose pas dans l'éditeur : ton bilan ne compte que le chargeur DC-DC.

Sur un fourgon Euro 6 équipé d'un alternateur dit intelligent, la tension varie selon la conduite, de 12,6 à 15,5 V d'après Votronic, et Victron note que cet alternateur charge souvent trop bas. Le chargeur DC-DC compense ces écarts et charge ta cellule selon son programme.

Le catalogue propose trois ampérages, 18, 30 et 50 A, et accepte deux chargeurs au plus par aménagement : cent ampères de plafond. L'apport se calcule comme pour le panneau : ampères de sortie × 12 V × heures de route par jour, avec 12 h au plus dans le profil d'usage. C'est un maximum : une batterie proche du plein n'accepte plus tout le courant du chargeur. Avant de le choisir, deux points :

• Il tire plus qu'il ne donne. Le Votronic VCC 1212-30 du catalogue publie un courant d'entrée de 39 A au plus pour 30 A de sortie. C'est ce que ton alternateur doit fournir en plus de ce qu'il alimente déjà, et aucune source ne publie ce qu'il peut débiter modèle de van par modèle : renseigne-toi sur le tien.
• Il se règle sur la batterie. Le même Votronic est donné pour des batteries de 60 à 200 Ah, 260 au plus. Vérifie cette plage sur la notice du tien avant de l'associer à ta batterie.

Sur ton schéma, il part du répartiteur derrière un fusible calibré sur son courant de sortie :

Le câble qui vient de la batterie moteur, lui, prévois-le à part : ton schéma s'arrête à la cellule, et ce tronçon n'y figure pas. Pose un fusible près de la batterie moteur pour le protéger. La notice du Votronic VCC 1212-30 demande 50 A de ce côté et 40 A côté batterie de service, le calibre que retient aussi ton schéma, avec une section qui grandit avec la longueur côté moteur :

La prise de quai et le circuit 230 V

Sur une borne, le courant entre par la prise de quai. Celle du catalogue est un socle CEE 16 A à encastrer, à clapet étanche : découpe de 90 x 80 mm, environ 8 cm d'encastrement, posée par défaut à 40 cm de hauteur sur une paroi latérale ou arrière, une seule par projet. Derrière elle, ton schéma dessine le 230 V dans cet ordre :

1. un disjoncteur de tête de 16 A, le calibre de la prise ;
2. selon ce que tu as posé : l'entrée d'un combiné chargeur et convertisseur ; ou un inverseur de source, qui choisit entre la borne et le convertisseur, si un convertisseur simple existe aussi ; ou rien de plus si le quai est seul ;
3. un différentiel 30 mA, toujours juste avant le tableau, pour protéger les circuits quelle que soit la source, borne ou batterie ;
4. le tableau 230 V, puis un disjoncteur par circuit : toutes les prises 230 V ensemble sur 16 A, chaque appareil 230 V sur le sien.

Le différentiel est dimensionné pour couvrir la somme des disjoncteurs, 25 ou 40 A. Le coffret du catalogue en contient un de 25 A : si ta somme le dépasse, tu es prévenu. Le câble de quai est compté en 3G2,5 au moins, plus gros si la longueur l'exige.

Tu n'as pas posé de prise de quai, mais ton plan en réclame une ? Elle est ajoutée d'office, avec un forfait de 2 m de câble, dans trois cas :

• un combiné est posé ;
• un appareil 230 V est posé ;
• rien d'autre n'alimente tes prises 230 V.

Ces protections reprennent la règle des installations 230 V des caravanes et camping-cars :

• un différentiel de 30 mA au plus, qui coupe tous les conducteurs actifs, phase et neutre ;
• un sectionnement général qui les coupe aussi, le rôle que tient ici le disjoncteur de tête : choisis-le bipolaire ;
• à l'intérieur, du câble souple ou multibrin de 1,5 mm² au moins, que les 2,5 mm² du câble de quai dépassent.

L'inverseur de source suit la notice du convertisseur Victron Phoenix : sa sortie ne doit jamais être reliée à une autre source 230 V, prise secteur ou groupe électrogène.

La même règle veut aussi que la prise de quai soit raccordée directement à son différentiel. Or sur ton schéma, le différentiel est juste avant le tableau : l'entrée d'un combiné ou d'un inverseur passe donc avant lui. Sur ton installation, prévois un différentiel dès l'arrivée du quai, en plus de celui du tableau quand un combiné ou un convertisseur alimente aussi tes prises, et fais valider le montage par un électricien.

Deux choses encore. Pour recharger sur une borne, il te faut un combiné : au catalogue, la recharge sur secteur passe par lui, comme le Victron MultiPlus 12/1200/50 (1000 W de convertisseur en continu à 25 °C, 50 A de charge, 8,2 kg). Et ton bilan d'autonomie ne compte pas la borne : il calcule ce que ton van tient sans se brancher, la question qu'on se pose loin d'un camping.

Le convertisseur : puissance continue, gros câble et veille

Le convertisseur transforme le 12 V de ta batterie en 230 V pour tes prises. Premier réflexe, déjà croisé avec la climatisation et son convertisseur : un convertisseur de 1000 W ne fait pas passer un appareil de plus de 1000 W. Trois choses de plus décident de son installation.

La puissance continue, pas la crête. Les fiches du catalogue publient plusieurs puissances, et pas sous le même nom :

Le chiffre qui compte est celui que l'appareil tient en continu, à la température de l'endroit où tu le poses. C'est lui qui entre dans ton bilan quand la fiche le publie. Le catalogue propose aussi un convertisseur générique de 2000 W, pour une plaque à induction de deux feux bridée à cette puissance.

Le courant côté 12 V. Pour savoir ce que ton convertisseur tire sur la batterie, divise sa puissance par 12 V, puis par un rendement de 0,9, une valeur prudente face aux 93 % qu'annoncent les fiches du catalogue. Un convertisseur de 1000 W tire ainsi environ 93 A. Son fusible se calibre à 1,25 fois ce courant, soit 125 A, et le câble doit tenir ce fusible : 35 mm² dans la table de l'éditeur tant que le câble fait moins de 3,9 m environ, 50 mm² au-delà. Quand la fiche ne publie pas de puissance, l'éditeur compte 100 A, et te l'indique comme une estimation. De son côté, la notice du Victron Phoenix 12/1200 du catalogue demande 25 mm² jusqu'à 1,5 m de câble et 35 mm² de 1,5 à 3 m, et un fusible ou un disjoncteur près de la batterie dès que le câble dépasse 1,5 m.

La veille. Le Victron Phoenix 12/1200 consomme 10 W à vide, moins d'un watt en mode économie ; le Votronic SMI 1200 ST 8 W en veille, rien éteint. Dix watts pendant 24 h, ce sont 240 Wh par jour : plus que le frigo à compression de 42 litres du catalogue (230 Wh). Cette veille n'entre pas dans ton bilan, alors garde-la en tête : un convertisseur qui reste allumé sans rien alimenter peut te coûter autant que ton frigo. Éteins-le quand tu ne t'en sers pas, ou passe-le en mode économie. Et tout appareil branché sur une prise 230 V passe par lui, avec des pertes que le bilan ne compte pas non plus : compte large pour ce qui tourne en 230 V.

Sections de câble et fusibles : la règle que le simulateur applique

C'est le sujet où une erreur ne se voit pas avant de chauffer. Voici comment se calcule chaque circuit de ton schéma, et ce que tu confirmes sur la notice.

Le fusible

Il est calibré sur l'intensité de ce qu'il protège : le plus petit calibre normalisé égal ou supérieur à 1,25 fois cette intensité. C'est l'ordre de grandeur que donnent les notices du catalogue : 35 à 40 A pour le régulateur Victron SmartSolar 100/30, qui débite 30 A, et 40 A en sortie du chargeur Votronic VCC 1212-30, qui en débite autant.

L'intensité vient de la fiche quand elle la publie, en ampères, ou en watts divisés par 12 V. Sinon, c'est une valeur courante pour ce type d'appareil, et ton schéma te le dit au survol du fusible : « calibre courant pour ce type d'appareil, à confirmer sur la notice ». Le type de fusible suit le calibre, chacun avec son porte-fusible :

Quelques exemples :

Le fusible de chaque batterie, lui, est calibré sur ce qu'elle peut porter seule : le plus grand de ce qui la charge (régulateurs, chargeurs) et de ce qui la décharge (tableau, convertisseur, gros circuits). Les deux sens ne s'additionnent pas sur le même câble.

La section

Ta section est la plus grosse de deux, chacune arrondie à la section normalisée supérieure, de 0,75 à 95 mm² :

• celle qui limite la chute de tension à 3 % : S = 2 × L × I × 0,0175 ÷ (0,03 × U), avec L la longueur aller en mètres, I l'intensité en ampères, 0,0175 la résistivité du cuivre et U la tension, 12 V, ou 18 V par panneau sur la chaîne solaire ;
• celle qui tient le fusible : un câble dont le courant admissible est au moins égal au calibre du fusible qui le protège.

Les 3 % sont le seuil que Renogy retient pour les câbles de ses régulateurs ; Victron conseille de viser 2,5 % au plus, et la notice de ton appareil peut demander plus gros que ce calcul. La table de courant admissible de l'éditeur est proche des valeurs qu'un fabricant de câble publie d'après la norme allemande DIN VDE 0298-4, pour un câble à deux conducteurs posé à l'air libre, à 30 °C. Elle ne retranche rien pour la chaleur ni pour un faisceau serré : dans un endroit chaud ou un faisceau serré, ton câble porte moins, et c'est sa fiche qui décide.

Prends le frigo du tableau : 7 A, fusible de 10 A. Tenir le fusible demande 1 mm², mais dès que le câble s'allonge, c'est la chute de tension qui décide :

C'est pour ça que tu ne lis qu'une section « au moins » tant que ton appareil n'est pas placé dans le plan : sans longueur, seule compte celle qui tient le fusible.

Sur un circuit qui alimente plusieurs appareils, la chute se cumule tronçon par tronçon, chaque tronçon portant tout ce qui est branché après lui, et c'est le chemin le plus défavorable qui décide de la section. Les longueurs viennent de trois sources, de la plus sûre à la plus faible :

1. celle que tu déclares ;
2. celle du tracé dans ton plan, où le câble contourne les meubles et ne passe ni par une porte ni par une baie ;
3. la ligne droite plus 30 %, quand aucun tracé n'est possible.

Les câbles de batterie sont comptés au forfait, un mètre par batterie. Chaque câble est compté bifilaire, le plus et le moins d'un circuit dans la même gaine, et il arrive au mètre et par section dans ta liste d'achat.

Côté 230 V, la même logique s'applique avec ses propres valeurs : une chute de tension de 3 % sous 230 V, 2,5 mm² au moins pour le câble de quai, et pour chaque circuit :

Consommation : les lumières, les prises et les veilles

Les gros postes, frigo, chauffe-eau, climatisation, sont détaillés avec la consommation d'un van poste par poste. Voici les petits, ceux qu'on oublie et que ton bilan compte quand même.

Les lumières se comptent une à une. Tant que tu n'en poses aucune, ton bilan ajoute d'office une base de bord de 81 Wh par jour : 17 pour l'éclairage, 64 pour la recharge des téléphones. Dès qu'une lumière intérieure est posée (spot de plafond, éclairage de meuble, liseuse), la base ne garde que les 64 Wh des téléphones, et chaque lumière compte sa puissance multipliée par ses heures d'usage :

Six spots, un ruban et deux liseuses font 68 Wh par jour, quatre fois les 17 Wh d'éclairage de la base. Poser tes lumières une à une fait donc souvent monter ton bilan, et le rapproche de ce que tu as vraiment installé. La lampe d'auvent, elle, n'éclaire pas l'intérieur : elle s'ajoute sans rien retirer à la base.

Une prise ne consomme rien, c'est ce que tu y branches. Ton ordinateur portable compte 30 W pendant 8 h, soit 240 Wh par jour, sur une prise USB C en 12 V. Un routeur 4G compte 5 W en continu, 120 Wh par jour, d'après la consommation publiée d'un modèle courant (4,15 W au débit maximal sous 12 V). Branché sur une prise 230 V, ton ordinateur passerait par le convertisseur et ses pertes.

Les heures sont des points de départ, que tu règles sur chaque appareil posé. La même durée sert au gaz et à l'électricité d'un chauffage, qui brûle son combustible et fait tourner son ventilateur pendant les mêmes heures.

Les veilles. Celle du convertisseur est la seule qui pèse, et c'est à toi de l'ajouter (voir plus haut). Les régulateurs du catalogue publient de 8 à 30 mA, 8 pour l'EPEVER Tracer, 30 pour le Victron SmartSolar 100/30 : moins de 10 Wh par jour.

Une dernière règle : ton bilan ne lit que la consommation en 12 V. Un appareil qui tourne sur la borne en 230 V ne coûte rien à ta batterie, et le bilan ne le lui fait pas payer.

Les règles de placement que le simulateur vérifie

Tu les retrouves dans l'étape Électricité, et dans ton dossier.

• Rien d'électrique dans le coffre à gaz. Ni appareil (batterie, tableaux, prises, convertisseur, régulateur, chargeur, pompe, frigo, lumières, interrupteurs), ni câble. Seul le détecteur de gaz y a sa place. Un appareil collé contre le coffre n'est pas dedans : aucune distance n'est imposée autour. Dans ton plan, aucun câble ne traverse le coffre ; la norme des installations électriques des caravanes et camping-cars admet un passage, à 500 mm au moins au-dessus du fond des bouteilles, dans un conduit continu qui traverse tout le coffre.
• L'électricité à 60 cm des points d'eau. Prises, tableaux, batterie, convertisseur, régulateur, prise de quai et appareils 230 V sont signalés à moins de 60 cm d'un évier, d'une douche ou d'une douchette, mesurés entre les boîtiers. Le chauffe-eau et la pompe en sont exclus, ils sont faits pour être près de l'eau. Autour d'une douche, ces 60 cm reprennent le volume 2 des règles des salles d'eau, où les prises de courant ordinaires sont interdites, et la norme des installations électriques des caravanes et camping-cars prévoit que ces règles peuvent s'y appliquer. Autour d'un évier, c'est une marge de prudence : aucune règle connue n'en fixe pour un véhicule.
• Un régulateur à la mesure des panneaux, en ampères sous 13 V. Sans lui, ta production compte pour zéro.
• Des câbles qui ne passent ni par une porte ni par une baie : le tracé les contourne, par le plafond s'il le faut.

Ce que Vagabee calcule, et ce qu'il ne sait pas encore

Dans l'étape Électricité, tu lis pour ton plan :

• ta consommation poste par poste, lumières comprises ;
• ce qui rentre par le solaire et par l'alternateur, et ce que tient ta batterie ;
• le schéma unifilaire de ton 12 V et de ton 230 V, chaque protection numérotée ;
• le calibre de chaque fusible et de chaque disjoncteur ;
• la section de chaque câble, d'après sa longueur réelle dans le plan ;
• la liste d'achat des pièces que tu n'as pas posées toi-même : fusibles par calibre, coupe-batterie, répartiteur, tableau, connecteurs, câble par section, disjoncteurs, différentiel, inverseur de source, prise de quai ;
• et les règles de placement ci-dessus.

Le reste se vérifie de ton côté, avant de serrer la première cosse :

• ajoute la veille du convertisseur et des régulateurs, et les pertes de conversion de tout ce qui tourne en 230 V ;
• compte la borne comme un bonus : ton bilan ne compte pas la recharge sur secteur ;
• prévois le câble d'entrée du chargeur d'alternateur, depuis la batterie moteur, avec son fusible ;
• renseigne-toi sur ton alternateur d'origine : ce qu'il peut réellement débiter n'entre pas dans le bilan ;
• additionne tes circuits et compare-les aux 100 A du tableau de fusibles ;
• vérifie la tension à vide de tes panneaux en série, face à celle qu'accepte ton régulateur.

Un équipement que tu as choisi sans le placer dans le plan compte au bilan et figure au schéma avec son fusible, mais sans câble mesuré : tant qu'il n'a pas de place, sa section reste un « au moins ». Place-le, et elle se cale sur sa vraie longueur.

Pour aller plus loin : la production et le stockage qu'il te faut ; le frigo, l'appareil qui tourne 24 h sur 24 ; le poids que ton van peut encore embarquer ; ce que vérifie l'homologation VASP ; et l'installation d'eau, avec ses points à tenir à distance. Tu n'as pas encore ton fourgon ? Le test « Trouver mon van » te propose ceux qui vont avec ton projet.

Ensuite, pars de ton plan : ouvre l'étape Électricité de l'éditeur, pose ta batterie, ton chargeur et tes appareils, puis ouvre l'onglet Schéma. Les fusibles, les sections et la liste d'achat suivent chaque déplacement.