LA BATTERIE

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D'UNE BATTERIE

La batterie d'accumulateur est un réservoir qui emmagasine l'énergie électrique qui lui est fournie à un certain moment. C'est la charge.

Elle restitue cette énergie plus tard au fur et à mesure de la demande. C'est la décharge.

Le principe de fonctionnement d'une batterie d'accumulateur d'automobile est une réaction électrochimique réversible.

L'accumulateur à plaques de plomb

Dans la pratique, les meilleurs résultats ont été obtenus par des accumulateurs à plaques de plomb baignant dans une solution d'acide sulfurique. C'est le physicien français Gaston Planté, qui travaillait plus particulièrement sur les phénomènes météorologiques de la foudre, qui inventa en 1859 l'accumulateur au plomb.

La réaction chimique est :

    Au cours de la charge, la matière active des plaques positives se transforme en peroxyde de plomb PbO2 et la matière active des plaques négatives en plomb métallique spongieux.

   Pendant le décharge, les deux matières actives se transforment en sulfate de plomb. Il faut distinguer le sulfate de plomb qui se forme normalement et qui est facilement réductible à la charge, du sulfate de plomb pernicieux qui se forme au cours d'une décharge très poussée, lors de l'emploi d'un électrolyte trop concentré ou après l'abandon prolongé d'un accumulateur à l'état déchargé.

L'électrolyte prenant part aux réactions, sa densité diminue pendant la décharge. La mesure de la densité de l'électrolyte permet donc d'apprécier l'état de charge de la batterie.

Cet accumulateur au plomb fut perfectionné et rendu utilisable par Faure en 1881. II n'utilisa plus du plomb pur pour les plaques mais fixa directement de l'oxyde de plomb sur les supports métalliques.

Chaque élément d'une batterie fournit une force électromotrice comprise entre 1,8 et 2,2 V Volts suivant l'état de charge

Une batterie 6 Volts est par conséquent constituée de 3 éléments branchés en série

La capacité

La seconde caractéristique d'une batterie est le nombre d'Ampères qu'elle est capable de débiter à la décharge. Les constructeurs ont pris l'habitude de donner ce nombre d'Ampères pour une décharge continue en 10 heures.

Cela revient à dire par exemple qu'une batterie neuve et complètement chargée, dite de 100 Ah peut fournir un courant de 10 Ampères sous sa tension nominale pendant 10 heures. Depuis quelques années, les constructeurs ajoutent à la caractéristique de la batterie en 10 heures ses possibilités maximum de débit pendant un très court instant. Cette indication correspond à ce qu'on peut demander à la batterie au moment du démarrage. Dans le cas d'une batterie de 100 Ah, ce deuxième chiffre est de l'ordre de 500 A. Plus ce deuxième chiffre est élevé, plus la batterie aura de bonnes performances pour actionner le démarreur.

Le niveau d'électrolyte

Entretenir une batterie, c'est avant tout vérifier fréquemment que le niveau de l'électrolyte dépasse les plaques d'environ 1 à 2 cm. On réajuste si nécessaire avec de l'eau pure, eau distillée ou eau de pluie. À moins qu'il n'y ait eu fuite accidentelle, par renversement de la batterie par exemple, on n'ajoute jamais ni électrolyte, ni acide.

La propreté

Il faut aussi tenir l'extérieur propre en la lavant à l'eau claire. Il y a tout intérêt à déposer la batterie pour effectuer ce nettoyage. L'eau de lavage chargée de sulfate s'écoulant sur les parois du support de batterie provoque une oxydation rapide.

Les bornes sulfatées sont, elles aussi, nettoyées à l'eau claire. On peut par la suite finir leur nettoyage à l'aide d'un morceau de toile émeri. Les cosses des câbles électriques se fixant sur la batterie sont plongées dans une boîte de conserve remplie d'eau pendant une heure environ. Au bout de ce temps, on les sort parfaitement propres.

Après fixation des cosses de batterie, on peut enduire l'ensemble "cosse borne" de graisse ou encore mieux de vaseline. Une très bonne solution pour empêcher les sels grimpants est de placer sous la cosse un rond de feutre imprégnée d'huile de ricin.

Les batteries "sans entretien"

Il existe maintenant des batteries dites "sans entretien". Les constituants internes de cette batterie évitent l'évaporation de l'eau au moment de la charge. C'est pour cette raison qu'elles sont dites sans entretien. Il faut noter cependant qu'au bout d'assez longtemps, on peut constater un léger manque d'eau.

Ces batteries sont conçues pour fonctionner avec des alternateurs ayant un débit plus important à bas régime que celui des dynamos. Aussi, dans le cas d'utilisation d'une telle batterie avec une dynamo, il peut se faire que la charge ne soit pas complète. Si l'on tient à utiliser de telles batteries, il peut être intéressant de faire modifier les caractéristiques du régulateur par un électricien très compétent.

Conditions de charge d'une batterie

Il est toujours souhaitable de débrancher la batterie pour la charger. Cette opération est indispensable dans le cas où le moteur est équipé d'un alternateur. Il est indispensable d'enlever le bouchon de chaque élément avant de commencer la charge. Une batterie doit être chargée avec un courant continu d'un voltage légèrement supérieur à son voltage nominatif. Une batterie 6 Volts se charge sous environ 7 V

On règle le débit du chargeur au plus au dixième de la capacité heure. C'est à dire qu'une batterie de 100 Ah doit être chargée avec un ampérage de 10 Ampères pendant au moins 10 heures. Il est néfaste pour la vie de la batterie de prolonger la charge après le dégagement des bulles gazeuses par l'électrolyte.

Comment recharger une batterie "à plat"

Il n'y a que des avantages à charger avec un ampérage inférieur pendant plus longtemps. Dans le cas de l'exemple précédent, on peut opter pour une charge de 5 Ampères pendant 20 heures. C'est souvent la bonne solution pour faire reprendre du service à une batterie qui a été laissée déchargée depuis plusieurs mois.

On peut, dans ce cas, après la première charge, la décharger également lentement en la faisant débiter sur une ampoule de 4 Watts. On recommence à la charger lentement dès que son voltage tombe en dessous de 1,8 Volts par élément.

Contrôle de la charge d'une batterie

On peut contrôler la charge de la batterie en pesant l'électrolyte. En effet, l'équation chimique déjà vue montre qu'en fin de charge on atteint la concentration maximum en acide sulfurique.

Un pèse-acide doit en fin de charge indiquer 32° Baumé. Si le pèse-acide indique 17° Baumé, la batterie est complètement déchargée.

Stockage d'une batterie

Une batterie doit toujours être tenue chargée. Il faut régulièrement recharger la batterie, surtout si on ne s'en sert pas, au moins tous les mois.

Une batterie bien chargée résiste l'hiver à des températures très basses et ne risque que peu de geler dans nos régions, la concentration en acide sulfurique étant importante.

Par contre, une batterie déchargée gèle très facilement, dès quelques degrés en dessous de zéro. Le gel provoque l'éclatement du bac et la déformation des plaques rendant la batterie inutilisable. C'est une raison supplémentaire pour toujours tenir la batterie bien chargée.

La durée de vie d'une batterie

Malgré toutes ces précautions, la vie d'une batterie au plomb dépasse rarement 6 à 7 ans. La mort d'une batterie est souvent provoquée par des accumulations de boue au fond du bac court-circuitant les plaques.

La matière active déposée sur les plaques se détache progressivement au cours de la vie de la batterie jusqu'à ce que la surface active ne soit plus suffisante. Un élément lâche toujours en premier. On tentait autrefois de changer cet élément. Cette opération n'est plus possible avec les batteries modernes. Il faut d'ailleurs reconnaître que lorsqu'un premier élément a lâché, il est probable que les autres ne disposent plus d'une grande durée de vie.

L'esthétique de la batterie

La batterie de certaines voitures est placée sous le capot derrière le moteur. Les puristes trouvent qu'une batterie moderne au bac plastique transparent est anachronique lorsqu'on lève le capot. Des constructeurs tels que Luque à Vienne produisent encore des batteries ayant l'aspect de celles des années 30 à 50.