Les batteries

Introduction : 

Ici nous aborderons le sujet sur les différentes batteries et leurs utilisations mais avant tout débat sachez qu’une batterie qui ne marche pas correctement (qui ne tient pas la charge ou qui ne restitue pas la quantité d’électricité demandée) doit être remplacée et en aucun cas réparée.

Je vous conseille fermement de ne jamais ouvrir une batterie endommagée, au plus grave cela peut nuire à votre santé au moins grave cela peut vous couter vos vêtements (acide sulfurique s’attaque à toute sorte de tissus ainsi que la peau.). 

I/ La chimie de la batterie 

1/ La décharge

Quant un élément se décharge, il se forme du sulfate de plomb sur les plaques positives et négatives par incorporation d’acide en provenance de la solution électrolytique. La quantité d’électrolyte dans les éléments reste pratiquement identique. Cependant, l’acidité de électrolyte diminue ce qui est perceptible au changement de la densité. 

2/ La charge

Lors de la charge, l’opération inverse à lieu. L’acide se libère sur les plaques ce qui fait que la masse active est transformée en oxyde de plomb sur la plaque positive et en plomb poreux et spongieux sur la plaque négative. Quand le cycle de charge se termine et que le sulfate de plomb est en majeure partie transformé une partie de l’énergie apportée sera utilisée pour séparer l’eau en hydrogène et oxygène gazeux ceci est un mélange extrêmement explosif ce qui explique pourquoi la présence de flammes ou d’étincelles à proximité d’une batterie peut être très dangereuse lors de la charge. C’est la raison pour laquelle un local à accumulateurs doit toujours être efficacement aéré. 

3/ La diffusion

Quant une batterie se décharge les ions se déplacent dans la solution du liquide et au travers des plaques actives pour entrer en contact avec le plomb et l’oxyde de plomb qui ne s’est pas transformé en sulfate de plomb ( cela s’appelle la diffusion) quant la batterie est en charge l’effet inverse se produit . Cet effet s’effectue lentement et comme vous avez pu le constater sur les cosses elle a lieu d’abords en surface. 

4/ Durée de vie

Selon la fabrication la durée de vie d’une batterie peut varier de quelques années à plus d’une dizaine d’année.

Voici les trois grandes raisons du vieillissement des batteries :

- la perte de masse (une charge et une décharge intensive peut causer la perte de masse). Les plaques de plomb se désagrègent et tombent au fond des batteries.

- la corrosion : c’est le résultat final de la décomposition des plaques positives lors de la fin de la charge de la batterie est atteinte et que la charge d’entretien reste élevée c’est ce processus lent mais continu qui altère les plaques.

- Sulfatation : quand une batterie se décharge la masse active est transformée en cristaux de sulfate de plomb aussi bien dans les plaques positives que négative. Ces cristaux ont tendance à s’accumuler et à durcir pour former une couche impénétrable et finissent par altérer le processus ionique. C’est pourquoi, il est impératif de recharger une batterie après décharge.

II/ Les différentes batteries 

1/ Le plomb-antimoine et le plomb calcium

Le plomb est allié à l’antimoine (avec une faible addition de quelques autres éléments tels que le sélénium ou l’étain) ou au calcium pour que la matière devienne plus durable et plus facile à traiter. Pour l’utilisateur, il est important de savoir que par rapport aux batteries plomb-calcium les batteries alliées à l’antimoine présentent une auto décharge plus élevée et nécessitent une tension de charge plus élevées. Par contre, elles peuvent aussi supporter un plus grand nombre de cycle de charge/décharge. 

2/ Les batteries dites ouvertes et les batteries dites étanches

Les batteries ouvertes contiennent de l’électrolyte liquide. Dans la batterie étanche l’électrolyte est généralement gélifié (la batterie gel) ou absorbé en matière microporeuse (AGM, Absorbent, Glass, Mat)

Dans le cas d’une batterie ouverte il est normal qu’un bouillonnement apparaisse en fin de charge. Il s’agit de gaz d’hydrogène et d’oxygène se dégage

La batterie étanche, l’oxygène gazeux qui se forme sur les plaques positives vers les plaques négatives se combinent à l’hydrogène pour redevenir de l’eau lorsque le courant de charge et la tension trop élevée le gaz s’échappe par une soupape. 

3/ Les batteries de démarrage à plaques planes (ouvertes)

C’est la batterie utilisée dans les voitures, elle a été conçue pour un courant de décharge élevé de courte durée. C’est la raison pour laquelle elle a des plaques fines avec une grande surface. En cas de décharge profonde et répétitive ces plaques se déforment et une perte de masse se produira toutefois ces mêmes batteries mais pour les camions dites : « heavy duty » sont utilisées parfois pour les bateaux comme batteries de servitude. 

4/ Les batteries semi-tractions à plaques planes (ouvertes)

Ces batteries ont les mêmes fonctions que les précédentes, toutefois, les plaques sont plus épaisses ainsi que de meilleurs séparateurs entre les plaques pour éviter la déformation et la perte de masse. 

5/ Les batteries tractions (ouvertes)

Les batteries de tractions sont utilisées lors de fortes décharges journalières répétitives et rechargées pendant la nuit. Elles sont conçues avec des plaques tubulaires. Cette batterie doit subir périodiquement une charge d’égalisation qui consiste lors de la recharge totale de la laisser quelques heures de plus avec un courant moins élevé. 

6/ Les batteries gélifiées (VRLA) 

L’électrolyte est immobilisé en tant que gel. Cette batterie est utilisée pour de longues décharges à courant élevé. Le gel diminue fortement sa surchauffe qui altère ses propriétés. 

7/ Les batteries AGM (VRLA)

Dans cette batterie, l’électrolyte est absorbé par une natte de verre serrée entre les plaques les ions d’hydrogène et les ions de sulfate se déplacent plus facilement que dans une batterie à gel. C’est pourquoi, une batterie AGM est plus adaptée pour fournir un courant très élevé d’une courte durée qu’une batterie à gel. 

8/ Les batteries à élément cylindrique (VRLA)

Cette batterie est une variante de la batterie AGM. Chaque élément est un assemblage enroulé d’une plaque positive et une plaque négative avec une natte entre les deux dans laquelle l’électrolyte est absorbé. Le résultat est une très faible résistance électrique et une grande solidité. Elle supporte un courant très élevé de courte durée sans échauffement. 

9/ Le vieillissement prématuré.

La décharge trop profonde de la batterie accélère la perte de la masse active et lorsque la limite de décharge est atteinte le processus de vieillissement s’intensifie de façon disproportionné.

Une batterie vieillie même quand elle est chargée complètement. Cela est dû à la corrosion des plaques positives, pour terminer une batterie laissée en décharge trop longtemps voit ses plaques entrées en sulfatation (voir paragraphe plus haut.). 

10/ L e rendement d’une batterie.

La température interne et externe joue un rôle très important sur le rendement d’une batterie.

Sa capacité varie inversement avec la température.

Voici quelques indices : 

0°C   10°C   15°C   20°C   25°C    30°C

80%   92%   95%   100%   103%   105% 

Finalement, la température ambiante est très importante lors de sa charge car la tension de gazage, la tension d’entretien et d ‘absorption optimale diminuent au fur et à mesure que la température de la batterie augmente. Donc, une batterie chaude sera surchargée et une batterie froide le sera insuffisamment pour le même temps de charge. Sa durée de vie en sera amoindrie lorsque sous charge constante et par forte température ambiante. 

En résumé en essayant, d’être le plus simple possible et partant du fait que vous soyez pêcheur avec une barque et donc l’utilisation de batteries pour alimenter vos moteurs électriques et bien sur dans l’optique que vous soyez dans l’obligation d’acheter une ou plusieurs batteries le choix va se faire comme suit : 

Les batteries étanches sont beaucoup plus chères que les batteries ouvertes, mais leurs durées de vies ainsi que leurs autonomies lors de leurs utilisations sur de longue période sont supérieures. Mais rien ne vous empêche d’utiliser les batteries ouvertes toutefois leurs utilisations restent limitées sauf si vous vous servez des batteries dites (heavy –duty) mais là le poids rentre en compte et le rendement poids puissance de l’embarcation diminue.

On comprendra que pour les moteurs électriques nécessitant une tension élève (24V, 36V, 48V) le choix des batteries étanches sera justifié soit par un encombrement plus petit ou un rendement supérieur. Ces dernières sont sans entretien et ne gazent pratiquement pas c’est la raison pour laquelle l’on s’en sert pour les installer dans des endroits difficiles d’accès. Donc, si vous optez à l’économie, les batteries ouvertes peu chères pour l’usage de la pêche deviendront très chères en peu de temps de part leur durée de vie. Ceux qui nous emmènent à une recherche constante de rendement par le poids, la puissance, la durée de vie et la place dont on dispose et bien sur le matériel électrique utilisé. 

C’est cette équation qu’il nous faut résoudre au plus juste.

Voici quelques photos de rangement de batteries pour optimiser le rendement sur une embarcation (encombrement, puissance, électricité nécessaire). 

« Installation avant » La 3ième batterie alimente l’échosondeur 

Sur cette photo deux batteries à décharge lente de 110A montée en série pour moteur électrique minn kota Terrova 80 livres. L’encombrement ne nous permet pas d’installer plus grand.

A l’arrière, trois batteries de 140 A en série pour moteur Vintage 36V 100 livres. Avec ce rapport poids/puissance, on peut pêcher de l’aube à la nuit avec encore de la réserve et une vitesse de déplacement entre 9/10 km/h (même par grand vent ce qui n’est pas négligeable.). 

« Installation arrière » 

Une autre façon d’installer les batteries en fonction du matériel électrique à l’arrière : deux batteries de 140A pour le moteur électrique (minn kota Terrova 80 livre 24V). Pourquoi plus grosses ? Premièrement, parce qu’on avait la place, cependant, la barque étant plus lourde à l’arrière, quatre batteries à gels ont été placées au milieu pour la rééquilibrer. Les batteries à gel alimenteront le moteur arrière (minn-kota e-drive 2cv 48V). Deuxièmement, pour les mêmes caractéristiques de pêche, avec cependant un avantage de vitesse et d’autonomie, avec le poids en plus du matériel de pêche à bord. Et une vitesse de déplacement de 9/11Km/H ce qui facilite les choses pour aller vers un poste éloigné. 

« Alimentation moteur électrique avant » 

« Alimentation moteur électrique arrière, modèle électrique ci-dessous » 

En espérant que vous aurez compris, les avantages, les inconvénients des différentes batteries et leurs meilleures utilités.