Applications du supercondensateur
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Là où le supercondensateur excelle : puissance brève et répétée
Le bon usage : encaisser et rendre, vite et souvent
Faible énergie, énorme puissance, cycles quasi illimités : le supercondensateur est taillé pour les échanges brefs, intenses et répétés, là où une batterie s’userait en quelques mois.- Récupération au freinage : un freinage dure quelques secondes et rend une forte intensité, que le supercondensateur absorbe sans broncher. Des tramways et des bus se rechargent même en quelques secondes à chaque station, par un pantographe, puis roulent jusqu’à la suivante.
- Levage : les grues portuaires récupèrent l’énergie de chaque descente de conteneur pour la rendre à la montée suivante.
- Secours de courte durée : sur les éoliennes, ils assurent la mise en drapeau des pales en cas de perte du réseau ; dans l’électronique, ils sauvegardent une mémoire ou une horloge.
- Démarrage : moteurs de camions, groupes électrogènes, véhicules à arrêt et redémarrage automatique.
Comparatif honnête : supercondensateur ou batterie ?
| Accumulateurs | Supercondensateurs |
|---|---|
| Beaucoup d’énergie (30 à 250 Wh/kg) Tension stable pendant la décharge Faible autodécharge Charge lente (de 30 min à plusieurs heures) Puissance limitée, échauffement Quelques centaines à quelques milliers de cycles Gestion électronique indispensable pour le lithium | Charge en quelques secondes Puissance très élevée, résistance interne très faible 500 000 à 1 000 000 de cycles Excellent au froid Très peu d’énergie (5 à 10 Wh/kg) Tension qui chute avec la charge Forte autodécharge |
Côté environnement, ni lithium ni métaux lourds : aluminium et carbone pour l’essentiel. L’électrolyte est en revanche un solvant organique, inflammable, qui doit être traité en fin de vie.
Ils ne s’opposent pas, ils se complètent :
Le montage le plus efficace associe souvent les deux : la batterie fournit l’énergie, le supercondensateur absorbe les pointes. La batterie travaille alors en douceur, et vit plus longtemps.
Application concrète, j’ai testé le supercondensateur !
Ce module de 20 F sous 16,2 V (6 éléments de 2,7 V et 120 F en série) est installé directement en parallèle de la batterie au plomb d’une voiture :
Pourquoi ça marche :
Une batterie en fin de vie n’est pas forcément vide : sa résistance interne a augmenté. Sous les quelques centaines d’ampères du démarreur, sa tension s’effondre, et le démarreur cale. Le supercondensateur, lui, a une résistance interne de quelques milliohms : il fournit la pointe d’intensité du premier instant, pendant que la batterie prend le relais.
Faisons le compte : de 12,6 V à 9 V, il rend ½ × 20 × (12,6² − 9²) ≈ 780 J. Soit environ une demi-seconde d’un démarreur de 1,5 kW : peu, mais précisément la demi-seconde qui manquait.
Attention au raccordement :
Un supercondensateur vide, branché directement sur une batterie, se comporte comme un court-circuit : plusieurs centaines, voire milliers d’ampères, étincelles et bornes abîmées. Il faut le préchargerPar exemple à travers une résistance de puissance ou une lampe de 21 W, pendant quelques minutes, jusqu’à ce que sa tension rejoigne celle de la batterie. avant de le relier franchement.
Il existe aussi des modules de 83 F : 6 éléments de 500 F en série.
Démarrage avec une batterie en fin de vie, puis avec le supercondensateur
Cette vidéo, réalisée sans trucage, montre l’apport d’un supercondensateur relié directement en parallèleAvec des fils courts et de forte section (6 mm² minimum), et après précharge ! sur une batterie automobile en fin de vie.
Au début de la vidéo : sans le supercondensateur ; ensuite, avec le module de 20 F !
Notez que certains boostersAide au démarrage de batterie voiture faible : on va le voir juste après ! en sont équipés.
L’application méconnue : le booster de démarrage sans batterie
On connaît les boosters au lithium, ces petites batteries qui dépannent une voiture à plat. Il existe aussi des boosters sans aucune batterie, à supercondensateurs : un module d’environ 100 à 500 F sous 16,2 V, soit 6 éléments de 2,7 V en série. Attention aux fiches techniques : le chiffre de 3 000 F parfois affiché est celui d’un élément6 éléments de 3 000 F en série donnent 3 000 / 6 = 500 F. En série, la capacité se divise ; en parallèle, elle s’additionne., pas celui du module.Le principe surprend :
on le branche sur la batterie à plat de la voiture elle-même, et on attend une à trois minutes. Une batterie « à plat » a rarement perdu toute son énergie : elle ne peut simplement plus fournir la pointe d’intensité du démarreur, à cause de sa résistance interne. Mais elle peut encore charger doucement le supercondensateur, qui rendra ensuite cette énergie d’un coup. Un module de 100 F chargé à 14 V rend ½ × 100 × (14² − 9²) ≈ 5 750 J en descendant à 9 V : plusieurs secondes de démarreur.
Face au booster lithium :
| Booster lithium | Booster à supercondensateurs |
|---|---|
| Démarre même sur batterie totalement morte Léger, compact, sert aussi de batterie USB Moins cher : ordre de grandeur 50 à 100 € Doit rester chargé : recharge tous les 3 à 6 mois, sinon il est vide le jour J Craint la chaleur d’une voiture au soleil et perd de sa puissance au froid Vieillit en quelques années, risque d’incendie s’il est abîmé | Rangé vide dans le coffre pendant des années, sans entretien De −40 °C à plus de 60 °C : indifférent au soleil comme au froid Des centaines de milliers de cycles, aucun risque d’emballement thermique Plus cher : souvent 2 à 3 fois le prix d’un lithium de puissance comparable Impuissant sur une batterie à 0 V, sauf s’il accepte une recharge par USB ou allume-cigare Plus lourd, une ou deux tentatives par recharge, et il se vide en quelques jours |
Sous un climat tropical, où l’habitacle d’une voiture garée au soleil dépasse facilement 60 °C, c’est un argument de poids : le booster lithium oublié dans la boîte à gants y vieillit mal, le supercondensateur s’en moque.
Prix indicatifs : ils varient fortement selon la puissance et la marque.
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Cours extrait du parcours :
