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Les batteries au plomb Convertir en PDF Version imprimable Suggérer par mail
Écrit par cbr   
19-11-2007

Il était un fois le club XX Robotik 2005/2006. Juste avant la Coupe, il achetèrent 5 batteries au plomb (pour la modique somme de 59.80 €), en pensant qu'ils avaient fait un investissement pour les prochaines années à venir et qu'il n'avaient plus à ce soucier de l'énergie dans le robot. "Tant mieux. Une chose de moins.". Seulement moins de 6 mois plus tard, les batteries étaient déjà foutues.

Avoir des batteries au plomb nécessite de savoir s'en servir...

Les batteries au plomb

 

Présentation des batteries au plomb

Les batteries au plomb ont l’avantage de ne pas être chères, d’être fiables et d’exister sous plusieures géométries. Elles sont capables de fournir un courant de grande intensité, ce qui justifie que ces batteries soient encore aujourd'hui très utilisées pour le démarrage des véhicules automobiles.

Par contre la batterie au plomb a une des plus mauvaises puissances massique (35 Wh/kg), ce qui, en réalité, n'est pas tellement génant dans notre cas (ça permet même de lester un peu le robot).

 

Constitution

Une batterie au plomb est un ensemble d'accumulateurs au plomb-acide raccordés en série et réunis dans un même boîtier. Chaque élément fournit une tension de 2.1 volts. Ainsi, un batterie de 12 volts est constituée de 6 éléments, et possède en fait une tension nominale de 12,6 volts.

Il existe plusieurs types de batteries au plomb, suivant le conditionnement de son électrolyte.
Dans les batteries à électrolyte liquide, chaque électrode baigne dans un mélange d'eau et d'acide, et le tout est enfermé dans un récipient. Malheureusement, la réaction chimique qui a lieu a le mauvais goût de produire un dégagement gazeux, ce qui empêche le tout d'être scellé. La batterie n'est pas étanche, et il faut de temps en temps refaire le niveau en remettant de l'eau. À la Coupe, ce type de batteries est interdit.

Pour remédier aux problèmes d'étanchéités des batteries au plomb à électrolyte liquide, est apparu des batteries à électrolyte stabilisé AGM (Absorbant Glass Material). Ici, l'électrolyte est sous forme de gel, et l'on fait en sorte que les gazs dégagés lors du fonctionnement de la batterie soient piégés dans un absorbant. Ces batteries sont étanches, et ne nécessitent aucun entretient.

 

Caractéristiques 

Une batterie au plomb se caractérise essentiellement par :

  • Sa tension nominale (2.1 volts x nombre d'éléments)
  • Sa capacité de stockage, qui s'exprime en ampères pendant 1 heure. Une batterie de 12V/1.2Ah sera capable de délivrer 12V à 1.2A pendant une heure. Mais elle peut aussi délivrer 12V à une intensité beaucoup plus grande que 1.2A pendant moins de temps. 
  • Le courant maximal qu'elle peut fournir pendant quelques instants, ou courant de crête en ampères CCA.

Ces valeurs maximales sont données par le constructeur pour une batterie neuve et chargée à 100%, elles varient sensiblement en fonction de l'état de charge, se dégradent en fonction du temps, ainsi que de l'usage qui est fait de la batterie.

Généralement on considère qu'un accumulateur au plomb est déchargé lorsqu'il atteint la tension de 1.8V, donc une batterie de 12V est déchargée lorsqu'elle atteint la tension de 10.8V.

Il est à noter qu'une batterie au plomb se décharge naturellement quand on ne l'utilise pas. Ça représente environ 1% de décharge par jour. 

 

Précautions d'utilisation

  • Une batterie au plomb ne doit jamais être stockée déchargée. Les batteries en état de décharge complète doivent être rechargées dans un délai maximum de 48 heures : au-delà, les dommages sont irréversibles.
  • Il ne faut jamais court-circuiter une batterie, même brièvement. Non seulement ça l'endommage mais en plus la batterie risque dans certains cas d'exploser !

Les deux causes principales de mortalité d'une batterie au plomb sont la décharge profonde et la surcharge.

 

La charge d'une batterie au plomb

Charger une batterie consiste à lui imposer à ses bornes une tension supérieure à sa tension actuelle, en prenant soin de considérer les grandeures suivantes :

  • Tension de floating :

La tension maximale qu'on peut imposer à la batterie pendant une très longue durée sans risquer de la détériorer. On peut ainsi maintenir en permanence la batterie à cette tension pour être sûr qu'elle soit chargée au moment où l'on en a besoin. Cette tension est de 2.25 à 2.28V par éléments, à 25°C. Cette valeur devrait être corrigée de 0.005V en plus ou en moins par degré centigrade selon que la température descend ou monte. À -10°C c'est 2.36V et à +40°C 2.21V.
Pour les batteries de 12V, ça donne une tension de floating de 13.6V à température ambiante.
  • Tension de recharge :

La tension maximum à laquelle on peut charger la batterie, sans pour autant la laisser en permanence. C'est 2.3 à 2.4V par éléments à 25°C et avec le même coefficient de température de 0.005V/°C.
Soit 13.8 à 14.4V pour un bloc 12V à 25°C.
  • Intensité de charge :

L'intensité maximale à ne pas dépasser en charge est environ égale à 1/5 de la capacité nominale. Donc pour la 12V/1.2Ah le maximum serait de 0.24A. C'est une valeur maximale, ce qui veut dire qu'on peut très bien la recharger avec une intensité plus faible (ça mettrait juste plus de temps), mais que le contraire est à proscrire. 
 
 
 

Bibliographie

http://www.ni-cd.net
Le Guide Du Débutant réalisé par l'équipe de PG Robotik 2005/2006
http://fr.wikipedia.org/wiki/Batterie_au_plomb
http://www.velo-electrique.com/Pages/batteries.htm

Dernière mise à jour : ( 20-11-2007 )
 
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