Le monde des accumulateurs rechargeables

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Le fonctionnement d´un accu

Encore un petit chapitre généraliste sur le fonctionnement des accumulateurs.
(sympa l'auteur, mais c'est la dernière fois)

Quelque soit la technologie,
les accumulateurs passent par deux phases obligatoires :
La charge et la décharge.

C'est le principe même de ces matériels. On stocke de l'énergie dedans (charge) pour pouvoir l'utiliser ultérieurement (décharge).
J'aborde ici aussi les concepts complémentaires de surcharge et d'auto décharge qui seront utilisés dans le reste du document.

La charge.


La charge est donc la phase de stockage d'énergie dans l'accu : On remplit le réservoir.


La phase de charge consiste à convertir de l'énergie électrique en énergie chimique stockée dans un récipient.

Généralement on utilise un appareil spécialisé, le chargeur, pour effectuer ce remplissage.

Les modes de charges sont différents d'une technologie à l'autre. Il n'est donc pas possible d'utiliser un chargeur construit pour une technologie particulière pour recharger un accu d'une autre technologie.
Cela peut même parfois se révéler dangereux. Attention donc à ne pas faire n'importe quoi ...

La charge comme toute phase de conversion d'énergie ne se fait pas sans pertes. Le rendement de la charge n'est donc pas de 1 mais il oscille plutôt entre 0,5 et 0,75 en fonction des technologies et du mode de charge. Il faut donc plus d'énergie pour charger un accu qu'il ne sera capable d'en restituer.

La surcharge.


 Lorsque la charge est terminée, si elle n'est pas arrêtée, l'accu passe en surcharge.

Quand le réservoir est plein il déborde...

Les effets produits par la surcharge sont divers et variés, ils dépendent de la technologie mise en œuvre et du mode de charge. Cela peut aller d'une simple élévation de température sans conséquence, à la destruction partielle de l'accu, voire à une explosion de l'élément.

C'est la surcharge qui est notamment à l'origine des fameux problèmes " d'effet mémoire " en Ni-Cd dont je vous parlerai un peu plus loin.

La décharge.


Une fois que la charge est terminée, que l'accu est plein, on peut utiliser l'énergie qui y est stockée. On entre en phase de décharge.
L'énergie chimique latente se transforme alors en énergie électrique. L'élément fourni de l'électricité tant qu'on lui en demande et qu'il lui reste de l'énergie chimique. Mais cela pose un problème. En effet si on laisse un accu branché trop longtemps en décharge sur un circuit, il va trop se décharger. Il va " s'éteindre " et il ne sera plus possible de le recharger.

Je vais encore faire une analogie avec l'hydraulique. Prenez deux réservoirs, un vide et un plein. Transférez le liquide du premier dans le second à l'aide d'un siphon en surélevant le réservoir plein. Vous pouvez inverser le sens de transfert du liquide quand vous voulez en inversant la hauteur d'un réservoir par rapport à l'autre. Il faut juste que le siphon soit toujours plein de liquide. Et l'analogie est là, si un des réservoirs se vide complètement, l'air pénètre dans le siphon et celui-ci se désamorce. Il n'est alors plus possible de remplir le réservoir vide à partir du plein.
C'est pareil pour un accu, si vous l'oubliez trop longtemps en décharge vous allez désamorcer le système chimique d'échange d'électricité mis en œuvre lors de la décharge et de charge. L'accu est mort...

Donc dans tout les cas n'oubliez pas vos accus, et ne faites pas des décharges trop " profondes ", car même si vous n'allez pas jusqu'à la mort de l'accu, vous le ferez vieillir prématurément.

Pendant la phase de décharge l'accu se comporte comme tout générateur électrique, et est modélisé comme tel. Son fonctionnement suit la loi de Pouillet (C.F. le chapitre notions d'électricité). La tension disponible à ses bornes évolue en fonction du courant consommé du fait de sa résistance interne.
A la fin de la décharge, quand l'accumulateur est vide, on constate une chute brutale de la tension.

L'auto décharge.


Souvent lorsqu'on utilise des accumulateurs, on prend la précaution de les charger à l'avance dans le but de les utiliser plus tard.
Attention, c'est sans compter avec un phénomène là encore inhérent aux accus : l'auto décharge.

Là c'est facile à comprendre, c'est exactement comme si l'accu avait une fuite. Il se vide petit à petit même si on ne s'en sert pas.
Donc ne soyez pas surpris si l'accu de votre appareil photo numérique, chargé le mois dernier et presque pas utilisé, est quasiment vide quand vous voulez vous en resservir. C'est normal, ça s'appelle l'auto décharge.

 Le taux de perte de capacité (par mois dans le tableau ci-dessous) varie en fonction de la technologie.

- Plomb : 5%
- Ni-Cd : 20%
- Ni-MH : 30%
- Lithium : 10%
- Alcaline rechargeable : 0,3%


Il faut savoir en plus que l'auto décharge est plus élevée au cours des premières 24h qui suivent la charge et diminue par la suite. L'auto décharge augmente avec l'âge de l'accu et avec la température. Un petit truc à ce sujet, dans le cas ou vous voulez (devez) absolument charger vos accus quelques jours à l'avance, pour limiter cette autodécharge, vous pouvez conserver vos éléments chargés au réfrigérateur... En effet le frais va figer l'électrolyte, limiter les échanges chimiques et donc fortement diminuer l'autodécharge. Il suffira ensuite de laisser les accus se réchauffer quelques heures avant de s'en servir. Si vous avez un seau d'eau qui a une fuite, vous le congelez, il ne fuira plus...


Et là, vous ne commencez pas à avoir mal à la tête ? ? ? ? ;o)
Si vous saturez je vous conseille une bonne pause.


Vous pouvez à partir d'ici aborder séparément les différentes technologies.
Pour chacune vous trouverez les caractéristiques, les modes de charge, les bonnes manières pour l'entretien.



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