Foire aux questions

L'histoire des batteries

Une batterie sert à alimenter les composants électriques des véhicules à moteur à combustion interne, particulièrement le démarreur électrique.
Lorsque le moteur fonctionne, elle est rechargée par une dynamo ou un alternateur.
Historiquement, les batteries de voitures ou de motocyclettes faisaient le plus souvent 6 volts (3 éléments). Aujourd'hui, les batteries à 12 volts (6 éléments) sont généralisées sur les voitures et motocyclettes, alors que les véhicules lourds ou militaires utilisent des batteries 24 volts.

Les batteries au plomb servent aussi à alimenter toutes sortes d'engins électriques. Les voitures électriques ne se sont toujours pas imposées du fait du mauvais rapport masse/énergie des batteries, bien que le rendement d'un moteur électrique soit exceptionnel.
Ces batteries peuvent servir à stocker de l'énergie produite par intermittence, comme l'énergie solaire ou éolienne.

Pourquoi est il important de recharger une batterie ?

On charge une batterie au plomb en lui appliquant un courant continu d'une valeur quelconque (sous réserve de limites technologiques liées à la batterie elle-même ou à ses connexions), pourvu qu'elle n'entraîne pas aux bornes de la batterie l'apparition d'une tension supérieure à 2,35 à 2,40 V par élément (valeur à 25 °C). L'application de cette règle conduit à constater dans la pratique deux phases de charge successives :

La phase dite CC (Constant Current ou Courant Constant) au cours de laquelle la tension par élément est inférieure à 2,35 V malgré l'application du courant maximum dont est capable le chargeur : le courant est déterminé par le chargeur, et la tension par la batterie. La tension aux bornes de chaque élément augmente au fur et à mesure que la batterie se recharge.
La phase dite CV (Constant Voltage ou TC Tension Constante), dite aussi phase d'absorption commence dès que la tension par élément atteint la valeur de 2,35 V/élément puisque l'application de la consigne ci-dessus conduit le chargeur (son système asservi le transformant en un générateur de tension) à ajuster le courant de telle sorte que la tension reste égale à 2,35 V par élément alors que la batterie continue de se charger. Le courant au cours de cette phase est donc une fonction décroissante du temps. Il tend théoriquement vers 0 asymptotiquement.

En fin de charge le courant en phase CV ne s'annule pas. Il se stabilise à une valeur faible mais non nulle qui n'accroît plus l'état de charge mais électrolyse l'eau de l'électrolyte. On préconise donc d'interrompre la charge, ou, si l'on veut appliquer une charge permanente (dite d'entretien ou de "floating", afin de compenser le phénomène d'autodécharge), de baisser la tension de consigne à une valeur de l'ordre de 2,3 V par élément.
La charge CC/CV s'est généralisée car elle seule permet de charger à fort courant (donc rapidement) sans endommager la batterie. Ce mode de charge est utilisé dans toutes les automobiles : en phase CC, le courant de charge dépend essentiellement de la vitesse de rotation de l'alternateur (et donc du moteur). En phase CV, la tension de consigne est maintenue par l'asservissement que constitue le régulateur de tension. Celui-ci diminue en effet le courant d'excitation de l'alternateur, de façon à ce que le courant de sortie de l'alternateur n'ait jamais pour résultat une tension supérieure à 2,35 V/élément (avec une légère correction en fonction de la température).
Lorsque dans le cas des chargeurs bon marché, on ne dispose pas d'un chargeur capable de limiter sa tension à la valeur de consigne correspondant à 2,35 V par élément, on recommande de limiter le courant de charge à par exemple 10 % de la capacité de la batterie, afin de minimiser les conséquences dommageables du dépassement de tension qui risque de se produire en fin de charge (ainsi que les conséquences néfastes pour la durée de vie des électrodes pendant la charge ?).
La tension de 2,34 volts par élément est appelée « Vgaz ». Elle correspond à la tension à laquelle l'électrolyte sous forme liquide, s'électrolyse (2 H2 + O2).
Une batterie ne doit jamais être déchargée à plus de 80 % de sa capacité nominale. La tension n'est pas une référence fiable dans le temps, puisque plus la batterie est âgée, plus la tension a tendance à baisser.

La sulfatation

La sulfatation représente l'accumulation de sulfate de plomb sur les électrodes. Ce phénomène apparaît naturellement à chaque décharge de la batterie, et disparaît lors d'une recharge. Cependant sous certaines conditions (décharge prolongée ou trop profonde, température importante, gazéification de l'électrolyte), des îlots stables de sulfate de plomb apparaissent et ne sont plus dissous lors de la charge. Le sulfate de plomb ainsi généré diminue la capacité de la batterie en empêchant les réactions sur l'électrode et de par sa faible conductivité électrique.
Le processus de sulfatation est interrompu dès que la batterie est remise en charge.
Exemple : une batterie sulfatée de 1000 CCA à l'état neuf, mais contrôlée à 12 V et avec une puissance de 500 CCA, reprendra après recharge une tension supérieure ou égale à 12,6 V mais la puissance mesurée de 500 CCA évoluera peu. Une batterie dans cet état ne permettra pas plusieurs démarrages consécutifs d'un véhicule automobile et pourra provoquer, par exemple, une panne immobilisant dès les premiers froids. De manière générale, si le véhicule n'est pas utilisé pendant une longue période, il faut recharger sa batterie régulièrement pour la faire durer.

La décharge

Pour un véhicule automobile, la décharge complète de la batterie intervient généralement par une faible consommation pendant une durée prolongée (exemple : plafonniers) ou par une consommation importante (ex feux de croisement, ventilation), moteur à l'arrêt. La tension est alors très faible aux bornes de la batterie, inférieure à 10 volts pour une batterie dont la tension nominale est de 12 V.
Une batterie de démarrage se décharge également toute seule dans le temps. La décharge est d'autant plus importante que la température est basse (en cas de grand froid, on voit souvent des véhicules ne pouvant pas démarrer).
Elle risque donc d'atteindre sa décharge complète si elle n'est pas rechargée régulièrement. Pour cette raison, il existe les chargeurs d'entretien de batteries.
La plupart des batteries neuves ne sont que préchargées. Une batterie neuve, qui n'est pas rechargée au préalable avec un chargeur adapté, peut être amenée en décharge complète si le véhicule n'est pas utilisé pour recharger la batterie (avec un nombre suffisant de kilomètres).

Les batteries en état de décharge complète doivent être rechargées dans un délai maximum de 48 heures : au-delà, les dommages sont irréversibles (sauf par désulfatation)