S’alimenter en électricité sur la route

Le plein air est aujourd’hui une activité qui, comme d’autres aspects de la vie contemporaine, est étroitement liée aux appareils électroniques. Ceux-ci dépendent toutefois d’un élément qui est difficilement accessible en zone non habitée : l’électricité.

Le niveau de dépendance varie d’un(e) aventurier(e) à l’autre. Certain(e)s transportent du matériel leur permettant de produire des photos et des vidéos de qualité professionnelle, leur ordinateur portable, un téléphone satellite, un appareil GPS, etc. D’autres se contentent de leur téléphone cellulaire et d’un appareil photo de poche, voir uniquement de leur téléphone, puisque la capacité photographique de ces derniers est aujourd’hui excellente.

Ces choix influencent les besoins en électricité, ainsi que les méthodes les mieux adaptées pour obtenir cette électricité.

Déterminer ses besoins

Chaque appareil électronique est doté d’une batterie, laquelle a une capacité donnée qui se mesure en mAh, soit des milliampères-heures. Il s’agit d’une unité de charge électrique représentant la quantité d’électricité traversant un conducteur soumis à un courant d’une intensité d’un milliampère pendant une heure.

La consommation électrique des appareils varie. Cela dit, en connaissant la durée pendant laquelle ceux-ci fonctionnent entre chaque recharge, en conditions normales, de même que la capacité de leur batterie, on peut déterminer le profil de leur consommation.

Par exemple, si un téléphone fonctionne pendant 2 jours et possède une batterie de 4 000 mAh alors qu’une caméra de poche fonctionne pendant 3 jours et possède une batterie de 1 500 mAh, on peut déterminer qu’ils consomment respectivement 2 000 mAh et 500 mAh chaque jour, soit 2 500 mAh au total.

Corollairement, pour un voyage d’une semaine, il faudra une capacité cumulative de 17 500 mAh (7 x 2 500 mAh). Cette capacité peut provenir de plusieurs sources, notamment une batterie externe, un panneau solaire ou un moyeu dynamo.

Il est cependant à noter que le chargement d’une batterie à partir d’une autre n’est pas 100 % efficace et qu’il vaut mieux prendre en compte une certaine marge de sécurité. Pour l’exemple ci-dessus, une batterie 20 000 mAh serait probablement préférable.

Alimentation par batterie externe

L’alimentation par batterie externe est souvent la méthode la plus simple et la plus économique pour pallier ses besoins électriques. Le principe est simple, si on a besoin de 21 000 mAh, on achète une batterie de 21 000 mAh ou plus et on la charge. Il existe une panoplie de modèles de batteries et celles-ci sont généralement fiables.

Lorsqu’on utilise une batterie externe, il faut prévoir l’endroit où l’on pourra la recharger. Pour les expéditions de longue durée ou en région éloignée, cela représente le principal problème de la méthode. En effet, s’il est impossible d’accéder fréquemment à une source d’électricité, la capacité de batterie nécessaire augmente, ce qui la rend rapidement désavantageuse.

Les batteries sont relativement lourdes, soit : ~200 g pour 10 000 mAh (~ 40 $); et 300 à 500 g pour 20 000 mAh (~ 60 $). De plus, il faut prévoir une période d’attente lorsque celles-ci sont en charge. Le chargement complet peut prendre une nuit entière, ce qui peut obliger à séjourner en ville, par exemple dans des hôtels, ce qui représente un coût à prendre en compte.

Pour recharger les batteries externes, il est souhaitable d’opter pour un bloc d’alimentation USB rapide offrant un ou des ports d’une intensité maximale de 2,4 A ou plus.

Ce principe s’applique aussi aux équipements que l’on souhaite recharger. Plus l’intensité maximale des ports de la batterie est élevée, plus le chargement sera rapide. Cela dit, tous les appareils ne sont pas égaux et la plupart ne bénéficient pas de l’usage ports dont l’intensité maximale dépasse 2,4 A. Les informations à cet égard sont fournies par le fabricant.

Les appareils à forte consommation électrique comme les ordinateurs portables et certaines caméras peuvent nécessiter des batteries particulières. Pour ceux-ci, de plus amples recherches peuvent être nécessaires.

Pour la plupart des amateurs et amatrices de plein air, cette solution est la plus adaptée. Pour les expéditions hors du commun, il est préférable d’explorer celles qui permettent de générer de l’électricité hors du réseau.

Alimentation par moyeu à dynamo

Un système de moyeu à dynamo récupère une partie de l’énergie générée par le cycliste pour la transformer en électricité. Conséquemment, il est impératif de rouler pour en produire. Un moyeu à dynamo en fonction représente une augmentation de la résistance d’environ 2 %, dépendamment du modèle.

Le moyeu à dynamo est généralement positionné sur la roue avant et celui-ci est connecté à un ou plusieurs ports USB ou leur équivalent au-dessus de la potence. Certains systèmes utilisent des batteries, alors que d’autres nécessitent de brancher directement les appareils.

Cela représente un problème si la puissance générée est insuffisante, puisque le chargement ne s’effectuera pas plus lentement. Il ne s’effectuera pas du tout. De plus, il peut être difficile de charger certains équipements alors qu’on est en mouvement, notamment en cas de pluie.

Conséquemment, il est préférable d’opter pour un moyeu à dynamo accompagné d’une batterie externe. L’usage d’une batterie réduit cependant l’efficacité du système de 15 à 20 %. Certains appareils dynamo offrent donc une fonction qui permet de « traverser » la batterie et de charger un appareil directement sans ces pertes.

La puissance générée par le moyeu à dynamo et la résistance du système varie selon l’équipement utilisé. Cela dit, pour référence, CyclingAbout a testé le moyeu Cinq Plug 5 Plus et a généré environ 415 mAh par heure à 12,5 km/h et 665 mAh par heure à 17 km/h, et ce, en tenant compte des pertes liées à l’usage d’une batterie. D’autres tests de la même source indiquent que ces valeurs sont dans la moyenne.

Hormis les considérations de puissance et de capacité, l’usage d’un moyeu à dynamo nécessite l’achat d’une roue assemblée avec un tel moyeu ou le montage d’une roue. Cela représente un investissement d’au moins 100 $, mais qui peut facilement dépasser 500 $, dépendamment du modèle choisi, sans compter la batterie externe, s’il y a lieu.

Les moyeux à dynamo sont systématiquement plus lourds que les moyeux habituels, et ce, parfois de façon significative, comme le Shimano Alfine et sa masse de 575 g. Les plus légers varient cependant entre 300 et 400 g. En comparaison, un moyeu conventionnel Shimano 105 pèse environ 150 g. À cette masse, il faut ajouter celle de la batterie, si applicable.

En dernier lieu, les moyeux dynamos sont des pièces mobiles lesquelles sont particulièrement sensibles aux bris. Ceux-ci sont généralement très fiables, mais un bris peut être catastrophique. Le cas échéant, il peut être nécessaire de remplacer la roue entière. De la même façon, une jante endommagée pourrait forcer à remplacer le moyeu à dynamo, ou à faire assembler une nouvelle roue avec le moyeu original.

Alimentation par panneau solaire

L’alimentation par panneau solaire est, comme on peut s’en douter, un moyen de générer de l’électricité à partir du soleil! Cela dit, il n’est pas nécessaire d’avoir du beau temps pour ce faire. Même par temps gris ou pluvieux, les panneaux solaires génèrent de l’énergie, bien que ce soit à un rythme inférieur.

À la différence des deux modes précédents, il est cependant très difficile de fournir une estimation de la production énergétique. Celle-ci varie en fonction de plusieurs facteurs : modèle du panneau; position sur la planète et période de l’année (élévation du soleil); couverture nuageuse; angle du panneau par rapport au sol (et au soleil); humidité relative; température ambiante; etc.

Cela dit, mon expérience personnelle me permet de déterminer que par temps pluvieux, charger une batterie de 12 000 mAh avec un panneau d’une puissance de pointe de 9,2 W nécessite jusqu’à une semaine alors que, par beau temps, cela nécessite moins d’une journée. Plus spécifiquement, j’utilise le modèle 9 W de Voltaic Systems.

Afin de maximiser la performance du panneau, celui-ci doit être perpendiculaire aux rayons du soleil. Il doit être aussi frais que possible, et ce, bien qu’il soit en plein soleil. Le choix d’un panneau de couleur pâle peut être avantageux, comme un montage permettant la circulation d’air derrière celui-ci.

Comme pour les moyeux à dynamo, tous les panneaux solaires ne sont pas nécessairement dotés d’une batterie, mais cela est souhaitable pour pallier les variations d’intensité, bien que l’usage d’une batterie entraîne des pertes de 15 à 20 %.

Certains panneaux sont dotés de câbles suffisamment longs pour recharger ses appareils en roulant pendant que ceux-ci sont rangés sur son vélo, et ce, à l’abri de la pluie. Il convient cependant de vérifier que le panneau et le câblage sont résistants à l’eau.

Les panneaux rigides sont généralement plus légers que leur contrepartie semi-rigide, mais ceux-ci peuvent être difficiles à transporter. Dans le même ordre d’idée, les panneaux dont la surface est plus grande possèdent une plus grande puissance de pointe, mais leur transport est plus laborieux.

Sommaire

Le tableau ci-dessous présente les caractéristiques des trois options précédemment détaillées.

Batterie externe	Moyeu à dynamo	Panneau solaire
Avantages	Avantages	Avantages
+ Simplicité	+ Système intégré	+ Puissance de pointe élevée
+ Faible coût	+ Autonomie	+ Autonomie
+ Capacité limitée
+ Faible masse
Désavantages	Désavantages	Désavantages
– Lieu de recharge	– Complexité	– Puissance variable
– Temps de recharge	– Faible puissance	– Grande dimension
	– Masse élevée	– Nécessité de l’ensoleillement
	– Coût élevé
	– Nécessité de mouvement
	– Système intégré

Références

All About The Best Dynamo USB Chargers For Bicycle Touring and Bikepacking – CyclingAbout
How Much Does Dynamo Hub Drag Really Slow You Down? – CyclingAbout
How to Choose Solar Chargers and Portable Power – REI
9 Watt Solar Charger Kit – Voltaic Systems