Piles et batteries

Piles et batteries

Piles et batteries

mai 2021Tutoriel Entretien

Adoptons les bonnes pratiques !

A l’image de ce qui se passe dans notre vie quotidienne, le sans-fil prend chaque jour plus de place dans nos professions du son et de la lumière. Micros et retours IEM en HF, PAR ou enceintes colonne sur batterie en événementiel, « mobile devices » en tous genres, la quantité d’équipement de nos kits fonctionnant sur des sources d’énergie autonomes augmente sans cesse. Et les batteries rechargeables remplacent de plus en plus souvent les traditionnelles piles.

Au-delà du coût élevé, l’utilisation débridée de piles jetables pose un vrai problème de conscience environnementale. La volonté d’évoluer est aujourd’hui tangible, avec la recherche de solutions alternatives. Les batteries rechargeables représentent une solution, mais impliquent dans leur usage, pour être efficaces sur le long terme, un certain nombre de règles. Une mauvaise utilisation n’aurait ni plus ni moins que la conséquence de réduire leur durée de vie au point de perdre tout leur intérêt face aux piles.

TECHNOLOGIE

Le physicien Alessandro Volta (celui qui a donné son nom au volt, l’unité de la tension électrique) réalisa la toute première pile. Il la constitua en empilant alternativement plusieurs disques de cuivre et de zinc, séparés entre eux d’un tissu imbibé d’eau salée, l’électrolyte, induisant l’oxydoréduction qui permet l’échange d’électron, donc le courant électrique. La colonne était imposante et l’énergie disponible bien faible, mais le principe de la pile était né et ne devait pas changer à travers les siècles.

L’une des extrémités de la pile est reliée au premier disque de cuivre, qui va être notre pôle positif. A l’autre extrémité, on trouve le dernier disque de zinc, relié au pôle négatif.

Chaque cellule (disque de cuivre + disque de zinc + électrolyte) délivre une force électromotrice, aussi appelée tension. Plus on empile de cellules en série, plus en augmente par addition la tension disponible aux bornes de la pile. Et plus la taille des cellules est importante, plus on pourra générer d’énergie avec la pile.

LES DIFFÉRENTS TYPES DE PILES ET BATTERIES

Les piles salines
Le nom de ses piles très économiques est dérivé de leur électrolyte, un mélange de chlorure de zinc et de chlorure d’ammonium, ce qui donne une solution dite saline. Elles ne peuvent pas être rechargées, on les jette une fois leur énergie épuisée.

Les piles alcalines
L’électrolyte est ici du potassium, qui est un métal alcalin. Au-delà de l’aspect polluant, la fabrication d’une pile alcaline consomme bien plus d’énergie que ce qu’elle ne pourra jamais délivrer. Vous trouverez dans le commerce des chargeurs pour piles alcalines, mais il faut les fuir comme la peste, car le risque d’explosion est avéré.

Les piles au lithium
Pas plus rechargeables que les technologies que nous avons précédemment évoquées, les piles au lithium sont légères, d’un excellent rapport capacité-volume et assez immunes à l’autodécharge, c’est-à-dire à la diminution de l’énergie disponible au fil du temps hors utilisation.

Les accumulateurs au plomb
Ces batteries fonctionnent avec du plomb durci à l’étain, au cadmium ou au strontium, associé à de l’acide sulfurique. C’est la première technologie d’accumulateur à avoir été inventée, au milieu du XIXe siècle. Elle est capable de fournir des courants de crête très élevés.

Les accumulateurs Li-Ion (lithium-ion)
A ne pas confondre avec les piles au lithium, les accumulateurs lithium-ion sont bien rechargeables. Ils sont appréciés pour leur importante capacité et leur faible auto-décharge. Ce sont eux que l’on retrouve en alimentation des caméras vidéo et des téléphones portables. Pour garantir leur longévité, leur cycle de charge demande à être maîtrisé et nécessite un chargeur adapté. Sensibles au froid et à la chaleur, ils perdent rapidement leur capacité dans ces conditions difficiles.

Les accumulateurs Ni-CD (Hydroxyde de nickel-cadmium)
Cette technologie plutôt ancienne est connue pour son effet mémoire et son auto-décharge rapide (20 % de l’énergie par mois de stockage). En revanche, elle supporte un nombre de cycles de charge plus important que la moyenne et conserve son énergie à basse température. Le cadmium qu’elle contient est un métal lourd et toxique, nocif pour l’environnement.

Les accumulateurs NiMH (Hydroxyde de nickel-hydrure métallique)
Présentant un impact environnemental moins marqué que les Ni-CD pour leur fabrication et leur recyclage, ces accumulateurs souffrent aussi moins d’effet mémoire et d’auto-décharge. Leur durée de vie est en revanche inférieure à celle des modèles Ni-CD, et la détection de fin de charge est complexe à réaliser. Les accus NiMH sont très utilisés dans les voitures hybrides car ils sont très sûrs et tolèrent les forts courants.

MÉNAGER NOS PILES ET ACCUMULATEURS

Chaque pile ou batterie est accompagnée de mentions concernant la température d’utilisation et le stockage. Celles-ci figurent sur les emballages ou sur les piles et batteries elles-mêmes.

La valeur optimale de fonctionnement de la réaction chimique est comprise entre 20 et 25 °C, ce qui correspond à la moyenne des températures ambiantes dans nos contrées. La plupart des piles et batteries tolèrent une plage de travail beaucoup plus étendue, généralement entre -10 et +50 °C. Une température plus faible dégradera le rendement au point de ne pouvoir utiliser l’énergie. Une considération à ne pas négliger dans des environnements hivernaux ou d’altitude. Avec une température supérieure, il y a un risque de détériorer sérieusement et de façon irréversible la solution électrolytique. En poussant loin le bouchon, on peut même provoquer une explosion de l’accumulateur.

S’il n’est pas toujours facile de respecter les consignes de température en utilisation, il paraît plus simple de le faire lors du stockage. Eviter les coffres de véhicules au soleil l’été ou le flight case laissé dans le camion garé une nuit dans une station d’altitude. Choisir un endroit sec, idéalement à une température comprise entre 10 et 20 °C.

Dans le cas où les piles ou accus auraient subi de gros écarts de température durant le stockage, il est conseillé de les faire retrouver lentement la température de fonctionnement optimale avant utilisation.

Un article d'

Eric Moutot

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