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RÉSUMÉ
Les accumulateurs au plomb sont très présents dans le secteur de l’automobile, notamment dans les véhicules à combustion interne, mais aussi comme batteries stationnaires. De plus, on leur prévoit un bel avenir également dans le stockage intermédiaire des énergies renouvelables. Cet article commence par décrire la constitution et le principe des accumulateurs au plomb, il poursuit par la présentation de ses caractéristiques électriques et les causes de défaillance. Pour terminer, il présente différentes applications de ces dispositifs.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jack ROBERT : Professeur émérite à l’université Paris Sud XI
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Jean ALZIEU : Ingénieur-chercheur à Électricité de France
INTRODUCTION
L’ingénieur français, Gaston Planté a réalisé le premier accumulateur au plomb en 1860. Ce dispositif a connu, grâce à l’automobile, un développement considérable, puisque sur un véhicule à combustion interne, un accumulateur au plomb assure le lancement du moteur (starting) et intervient au niveau de l’éclairage (lighting) et de l’allumage (ignition). À ce débouché, dit des « SLI batteries », s’ajoutent celui, également important, des batteries stationnaires (téléphone, secours…), ainsi que celui, plus restreint, de la traction lourde (camions, autobus électriques, engins de levage…). Enfin, le stockage intermédiaire qui accompagne généralement l’exploitation des énergies renouvelables, solaire et éolienne, laisse prévoir un nouvel et important débouché. On reviendra sur ces points, mais il a paru utile de les évoquer en préambule, du fait de leurs conséquences. Dans ces domaines, les intérêts économiques sont tels et la concurrence, si rude, que malgré la perspective de débouchés accrus ou nouveaux, les entreprises restent très prudentes en matière d’innovation.
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Causes de défaillance d’un accumulateur au plomb
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5. Marché de l’accumulateur au plomb
5.1 Batteries pour véhicules thermiques
L’usage, on l’a vu, est de les désigner par le syntagme « SLI batteries ». Quand le moteur thermique est à l’arrêt, la batterie alimente divers auxiliaires (éclairage, alarme, verrouillage des portes…), mais son rôle essentiel est d’assurer le démarrage du moteur. Quand le moteur tourne, la batterie est en tampon sur un système alternateur-redresseur, assez puissant pour fournir l’énergie électrique nécessaire aux besoins du véhicule. En conséquence, la batterie est conçue pour fournir les courants intenses (quelques 100 A, soit de l’ordre de 5 C) et brefs (quelques secondes), imposés par le lancement du moteur. En cas de difficultés, elle est déchargée en quelques minutes, mais la décharge est peu profonde. Hors incident, la batterie est en régime de quasi-floating. Dans ces conditions, les SLI batteries sont munies de plaques Fauré et de séparateurs, minces. Les plaques positives sont en pochette, afin d’éviter le shedding 6, aggravé par les chocs et les trépidations (on notera que les batteries destinées à des engins travaillant dans des conditions difficiles sont munies de plaques tubulaires). Les connexions internes sont courtes. Les caractéristiques nominales sont généralement :
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pour l’automobile : 12 V, 30 à 100 Ah ;
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pour les camions : 24 V, jusqu’à 600 Ah.
Les énergies spécifiques sont de l’ordre de 35 Wh/kg et 70 Wh/dm 3.
La durée de vie est de 4 à 5 ans. Les batteries parfois livrées chargées, sèches (électrolyte à part), le sont plus couramment « prêtes à l’emploi » (électrolyte inclus). La figure 20 fournit un exemple de SLI batterie commercialisée.
La batterie « sans entretien » s’est imposée, ces vingt dernières années, sur le marché des...
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