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Conversion d’une ancienne ambulance en atelier mobile autonome en électricité photovoltaïque

Contexte

Pour les besoins de ma société, j’ai acheté aux enchères une ancienne ambulance de pompier pour en faire un véhicule utilitaire équipé d’un système électrique autonome. Ce véhicule comportait déjà une installation électrique que j’ai réutilisée et modifiée.

Le système conçu doit pouvoir alimenter tous les appareils électriques nécessaires aux travaux lorsque je me déplace sur des sites sans électricité.

En ‘intervention’ chez Tristan

Besoins énergétiques

  • Besoin de puissance instantanée importante pour faire fonctionner certains outils électriques
  • Éclairage complet du véhicule et du chantier avec des LED 12V (éclairage en 230V du chantier possible)
  • Rechargement d’appareils électroniques (ordinateurs portables, téléphone, appareil photo) et d’outils électroportatifs (perceuse sur batterie)
  • Ajout d’un réfrigérateur de petite taille et basse consommation (12V à compression) en été

Bien que certains outils nécessitent une grande puissance pour être utilisés, ceux-ci ne sont utilisés que ponctuellement et consomment donc peu d’énergie.

Contraintes

  • L’installation existante avait été rendue inopérante avant la vente par le retrait de composants essentiels et le câblage pré-existant était non-documenté : un temps important a été investi pour comprendre le câblage existant et vérifier sa compatibilité avec le système voulu.
  • Afin d’optimiser l’utilisation de l’espace, les nouveaux composants devaient pouvoir se loger dans les espaces disponibles : notamment les armoires électriques et l’emplacement batterie.
  • Le placement des panneaux solaires était fortement contraint par de nombreux obstacles sur le toit, de plus l’installation de barres de toit ou le perçage du toit était impossible en raison de l’habillage intérieur difficilement amovible.
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  • La prise latérale de type Maréchal (PN 3P + N + T) devait pouvoir être réutilisée pour se connecter au réseau ou à un groupe électrogène.
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Caractéristiques générales du système conçu

Production

J’ai choisi deux panneaux souples de 100 Watts crête chacun. Ces panneaux représentent la surface maximale qu’il est possible d’installer sur le toit du véhicule. De plus, ils ont pu être fixés très facilement aux supports des gyrophares avec de la corde grâce à leurs œillets de fixation.

J’ai prévu deux chargeurs solaires1 (MPPT Victron). Le premier est raccordé aux deux panneaux du toit et le second permet de raccorder un ou plusieurs panneaux à poser au sol en cas de besoin d’énergie supplémentaire. Dans la pratique et à la belle saison, je n’ai pas besoin de brancher les panneaux supplémentaires au sol mais cette fonction peut se révéler intéressante à l’inter-saison et en hiver, ou si l’on souhaite se garer à l’ombre en été.

1Le chargeur solaire a pour fonction d’envoyer le courant des panneaux solaires à la batterie.

Stockage

J’ai choisi pour ce système une batterie lithium fer phosphate (« LFP ») 12,8V 60Ah. Cette batterie très compacte se loge parfaitement dans l’emplacement qui était dédié à l’ancienne batterie auxiliaire (au plomb). Cette batterie LFP me permet d’alimenter ponctuellement des appareils d’une puissance jusqu’à 1600VA (notamment des scies circulaires) qui déchargent rapidement ma batterie sans pour autant l’abîmer. Aucune batterie au plomb (GEL, AGM..) ne serait capable de telles performances dans un si petit format. Si j’avais choisi des batteries au plomb, j’aurais dû m’encombrer d’un parc de batteries de près de 130kg pour pouvoir fournir le même courant dans de bonnes conditions. A titre de comparaison, la batterie LFP retenue pèse 12kg.

Alimentation des appareils électriques et raccordement

J’ai sélectionné un onduleur1 chargeur 1600VA (Victron MultiPlus). Celui-ci est le plus gros de la gamme Victron dont le format permettait une installation dans l’ancienne armoire électrique de l’ambulance.

Initialement le 230V était seulement disponible à l’intérieur de l’ambulance lorsqu’une source était raccordée à la prise extérieure. Le câblage 230V à l’intérieur de l’ambulance agissait en quelque sorte comme une grande multiprise.

Désormais, grâce à l’onduleur chargeur, les prises 230V à l’intérieur de l’ambulance peuvent être alimentées en autonomie depuis la batterie LFP. La prise extérieure a été raccordée sur l’entrée du Multiplus ce qui permet de recharger la batterie depuis le secteur et d’autres fonctionnalités intéressantes propres au Multiplus (PowerAssist, PowerControl). La sécurité des personnes contre les contacts indirects est assurée par une protection différentielle et la concordance des schémas de liaison à la terre est assurée par un conjoncteur de neutre intégré au MultiPlus.

Pour économiser l’énergie produite par les panneaux solaires au maximum, j’ai prévu d’alimenter tout ce qui ne nécessite pas une grande puissance directement en 12V courant continu. Cela permet d’éviter des pertes de conversion et d’économiser l’énergie nécessaire à l’alimentation de l’onduleur chargeur (190wh/ 24h soit l’équivalent de 10h de pc portable)puisque je l’éteins. Ce choix s’est révélé très judicieux dans la pratique, notamment lors de périodes prolongées en autonomie et avec un temps variable.

J’ai réutilisé les multiples prises 12V DIN (allume-cigare) présentes dans l’ambulance pour raccorder des appareils 12V comme le frigo à compression.

L’éclairage original de l’ambulance était assuré par des ampoules halogènes 12V, j’ai donc simplement remplacé toutes les ampoules halogènes par des ampoules LED de caractéristiques équivalentes(GU4) afin de faire une économie d’énergie significative.

J’ai rajouté des prises USB pour recharger tous mes appareils utilisant ce connecteur. j’ai également mis en place des prises 20V alimentées par un convertisseur DC-DC Victron avec des connecteurs compatibles avec les ordinateurs portables que l’utilise (Lenovo Thinkpad) pour les utiliser directement depuis la batterie en courant continu.

Afin d’éviter une décharge excessive de la batterie, tous les consommateurs sont raccordés derrière un BatteryProtect (appareil assurant la coupure de la batterie en cas de décharge excessive).

1Un onduleur a pour fonction de convertir le courant continu de la batterie en courant alternatif permettant d’alimenter les appareils domestiques.

Budget

Matériel : 3200€ TTC

Main d’œuvre : Je n’ai pas réellement noté le temps passé mais travailler avec un existant est très long et contraignant. Si une intégration si poussée n’est pas réellement un enjeu pour votre projet je vous conseillons d’opter pour une solution de « Box » assemblée en atelier par mes soins (voir réalisation Christophe).

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