Batterie au plomb (Pb)
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Le plomb : la doyenne des batteries, toujours là
Un élément, 2 volts
Inventé en 1859, l’accumulateur au plomb équipe encore la quasi-totalité des voitures et bien des installations de secours. Chaque élément associe des plaques de plomb et d’oxyde de plomb dans de l’acide sulfurique dilué, et délivre environ 2 V. Une batterie « 12 V » en aligne six en série.À la décharge, les deux plaques se couvrent de sulfate de plomb et l’acide s’appauvrit ; la charge inverse la réaction.
Deux métiers différents :
- la batterie de démarrage, à plaques minces et nombreuses : elle fournit plusieurs centaines d’ampères pendant quelques secondes, mais supporte mal d’être vidée ;
- la batterie de décharge lente (dite de servitude, ou stationnaire), à plaques épaisses : elle débite modestement, mais longtemps, et encaisse bien plus de cycles.
Trois constructions :
- ouverte : électrolyte liquide, eau à compléter, dégagement d’hydrogène en fin de charge ;
- AGM : électrolyte absorbé dans un buvard en fibre de verre, étanche, bonne en puissance ;
- gel : électrolyte gélifié, étanche, la meilleure en cyclage, mais exigeante sur la tension de charge.
Lire l’état de charge
Sur une batterie au plomb, la tension au repos (au moins quelques heures sans charge ni décharge) renseigne assez bien sur l’état de charge :| Tension au repos | État de charge |
|---|---|
| 12,7 V | ≃ 100 % |
| 12,5 V | ≃ 75 % |
| 12,2 V | ≃ 50 % |
| 12,0 V | ≃ 25 % |
| 11,8 V | vide |
Sur une batterie ouverte, le pèse-acideOu densimètre : l’acide d’un élément chargé affiche une densité d’environ 1,28 ; un élément vide descend vers 1,10. Un élément nettement plus bas que ses voisins est défaillant. donne une mesure plus fine, élément par élément.
La capacité n’est pas un chiffre fixe :
Elle est donnée pour une décharge en 20 heures (notée C20). Déchargée en une heure, la même batterie ne rend plus qu’un peu plus de la moitié de sa capacité : c’est l’effet Peukert. Le froid la réduit aussi : à 0 °C, comptez environ 20 % de moins.
La charge en trois phases
Un bon chargeur de batterie au plomb ne se contente pas d’appliquer une tension. Il enchaîne trois phases :- Charge (bulk) : intensité constante, souvent autour du dixième de la capacité, jusqu’à ce que la tension atteigne environ 14,4 V ;
- Absorption : la tension est maintenue, l’intensité décroît d’elle-même à mesure que la batterie se remplit ;
- Floating (entretien) : la tension redescend vers 13,6 V pour compenser l’autodécharge sans faire bouillir l’électrolyte.
Ce qui tue une batterie au plomb
La sulfatation :
Laissée déchargée, même quelques semaines, une batterie voit son sulfate de plomb durcir en cristaux que la charge ne dissout plus. La capacité fond, sans retour. Règle d’or : recharger rapidement après chaque décharge, et entretenir une batterie qui ne sert pas.
La décharge profonde :
Une batterie de décharge lente vidée à 80 % tient quelques centaines de cycles ; limitée à 50 %, elle en tient le double ou davantage. C’est pourquoi on dimensionne un parc au plomb pour n’utiliser que la moitié de sa capacité.
La chaleur :
Chaque dizaine de degrés au-dessus de 25 °C divise à peu près par deux sa durée de vie. Un local technique sous les tropiques mérite d’être ventilé et ombragé.
Sécurité :
En fin de charge, une batterie ouverte dégage de l’hydrogène, explosif. Le local doit être ventilé, et l’on ne connecte ni ne déconnecte jamais une pince près des bouchons pendant ou juste après une charge.
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