- LES SOURCES D'ÉNERGIE -

 

Table des matières

Les unités électriques

Les piles

Les accumulateurs

 

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Leurs caractéristiques les plus importantes sont leur tension et le courant qu'elles peuvent débiter pendant un temps donné.

Les unités électriques (Un peu de vulgarisation et d'analogie)

Considérons une rivière alimentée par un réservoir de capacité connue.

Plus la dénivellation entre le point haut et le point bas de la rivière est grande plus le courant est grand. Par analogie, cette dénivellation représente la tension de la source électrique. Elle s'exprime en volts dont le symbole est "V". Le courant représente l'intensité qui s'exprime en ampères dont le symbole est "A". Le courant ne peut être assuré que pendant un certain temps dépendant de la capacité du réservoir. Pour une source d'énergie électrique, la capacité s'exprime en ampères par heure.

Le courant diminue s'il rencontre une résistance, par exemple un étranglement sur son parcours. La résistance, toujours en électricité, s'exprime en ohms dont le symbole est la lettre grecque oméga. On notera que toutes les sources électriques ont une résistance interne qui limite le courant maximum possible.

Si la rivière entraîne la roue d'un moulin, la puissance pour moudre le grain dépendra à la fois de la dénivellation et du débit. La puissance est égale au produit de la tension et du courant. Elle s'exprime en watts dont le symbole est "W". On a donc W = V x A qu'on écrit aussi W=VxI (I) pour Intensité.

Le produit de la tension par la capacité donne l'énergie disponible. Cette énergie n'est pas nécessairement utilisée pendant une heure. Si vous disposez de 4 piles de 1,5 volts et de capacité de 2,5 ampères heure, elles peuvent aussi bien fournir 15 watts pendant une heure que 30 watts pendant une demi heure. (En théorie) Cela dépend de la source lumineuse utilisée.

Les piles

Les piles fournissent de l'énergie électrique à partir d'une énergie accumulée sous forme chimique à la construction. Elles ne sont pas rechargeables.

Il en existe de nombreux types qui se caractérisent par leur technologie, leurs dimensions et leur capacité.

Le tableau ci-dessous donne les caractéristiques des piles alcalines carbone-zinc "Duracell" dont la tension est de 1,5 volts et la résistance interne de 0,3 ohms par élément.

Type

Dimensions

Capacité

LR20

60 x 35

18000 mA/h

LR14

50 x 26

7750 mA/h

LR12

50 x 35

5400 mA/h

LR6

50 x 14

2700 mA/h

LR03

45,5 x 10

1175 mA/h

Les piles au lithium dont la tension atteint 3,7 volts par élément ont des capacités beaucoup plus élevées, tout comme leur prix, bien que celui-ci baisse rapidement. (Une pile de type LR6 aura une tension de 3,7 volts pour 2700m/Ah soit 2,47 fois plus d'énergie qu'une pile alcaline de même type mais jusqu'à 8 fois plus sur certains modèles)

 
Les accumulateurs

Les accus transforment l'énergie électrique en énergie chimique. Celle-ci peut ensuite être restituée sous forme électrique. Ils sont rechargeables, jusqu'à mille fois. On les appelles parfois improprement "Piles rechargeables". Leur résistance interne est en général 10 fois plus faible que celle des piles. En fin de charge, l'énergie électrique ne se transforme plus en énergie chimique. Si l'on insiste, l'énergie électrique se transforme en énergie calorifique ce qui est préjudiciable à la durée de vie de l'accumulateur.

Quatre technologies se font concurrence.

Les accus au plomb : Ils utilisent la même technologie que la batterie d'accumulateurs de votre voiture. Ils fournissent une tension de 2 volts par élément. Il en existe une version étanche qui utilise une électrolyte sous forme de gelée. A poids égal, les capacités ne sont pas très élevées mais ils sont peu chers.

Les accus au cadmium nickel (NiCd) : Ils délivrent une tension de 1,2 volts par élément. Ils présentent un rapport poids/capacité intéressant. Ils autorisent des courants de décharge très importants. Par contre, ils ont une durée de vie limitée et s'ils ne sont pas chargés correctement, la tension par élément se modifie. Comme cette tension sert de référence pour déterminer la fin de charge, il arrive qu'apparemment, la capacité diminue. C'est ce qu'on appelle l'effet mémoire. Pour palier ce défaut, il est préférable de décharger complètement l'accumulateur puis de le recharger si l'on veut disposer de toute sa capacité. Ils ont une auto décharge d'environ 1% par jour.

Les accus Nickel Métal Hydrure (NiMH) : Ils fournissent une tension de 1,2 volts par éléments. Le rapport poids/capacité est voisin de celui des piles carbone-zinc. Ils sont très utilisés dans les appareils portables c'est pourquoi leur prix baisse régulièrement. Ils n'ont pas d'effet mémoire et se rechargent avec les mêmes chargeurs que les accus au cadmium nickel. Ils ont une auto décharge de 2 à 3% par jour.

Les accus Lithium-ION : Ils ont une tension de 3,7 volts par élément. Ils sont 40% moins lourds que les accus au NiCd ou NiMH à capacité égale. (En théorie) Ils ont un très faible niveau d'auto décharge. Il nécessitent des chargeurs spécifiques. Les accumulateurs Lithium-ion peuvent être dangereux lorsqu'on les charges avec n'importe quel chargeur. De plus, ils ne supportent pas les courts circuits même de très courte durée. Il y a risque d'explosion. Ils sont relativement chers car ils utilisent des matériaux chers. Ils comportent souvent en interne un système électronique de surveillance de la charge et de la décharge pour prévenir tout accident.

C'est une technologie qui n'a pas fini d'évoluer. On trouve par exemple les Lithium polymère et les Lithium phosphate de fer qui sont beaucoup plus sûres. D'énormes budgets sont investis dans la recherche de nouvelles sources d'énergie destinées aux voitures électriques. Ceci contribuera aussi au développement des phares de plongées.

Recommandations d'usage

Elles s'appliquent à tous les types d'accumulateurs.

Recharger au plus tôt après et juste avant usage. Dans ce dernier cas, cela ne prend que peu de temps, laisser éventuellement refroidir. En cas de chômage prolongé, éviter de laisser l'accumulateur à sa place, l'enlever et le recharger tous les 2 mois ou suivant les recommandations du fabricant.

 

 

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