Nouvelle doc : Batteries, pour relecture, avis...

[michelm]

J'avais préparé une doc sur les batteries, je l'ai adaptée un peu aux motos anciennes.
Il manque au moins un schéma ou dessin, j'y pense !
A relire pour avis, cette doc est-elle utile ? :

LES BATTERIES

De son nom exact : batterie d’accumulateurs, car il faut plusieurs éléments en série pour obtenir la tension nominale utilisée sur les motos, généralement 12 Volts, et 6 Volts pour les plus anciennes.
Ces éléments sont donc en série, pour additionner les tensions, et comme une chaîne de transmission, l’ensemble est aussi « solide » que le maillon le plus faible. Il faudra donc soigner chaque élément et en particulier le plus faible...


Mais d’abord quelques notions de base des caractéristiques électriques :

U en Volt. La tension (en anglais voltage) c’est, pour donner une image, la hauteur d’une chute d’eau, plus elle sera élevée plus on pourra avoir de débit et de puissance. Ainsi avec U = 12 Volts il faudra moins de courant pour une puissance égale (P en Watt) qu’avec du 6 Volts, P (W) = U (V) x I (A), donc moins de section de cuivre pour transporter le courant ce qui explique la tendance à augmenter la tension, 6, 12, 24 (camion) et peut-être bientôt plus de 40V pour les autos.

I en Ampère. Le courant, l’intensité (en anglais intensity, current) c’est le débit, identique au débit d’eau. A noter qu’il faut un gros tuyau pour faire passer un fort débit d’eau, en électricité il faudra une grosse section de câble pour faire passer beaucoup de courant (ex. 5 à 10 A par mm² de cuivre mais cela dépend aussi de la longueur).
Souvent sur les batteries pour auto il est indiqué l’intensité de démarrage à froid (en anglais CCA Cold Cranking Amps), malheureusement pas toujours indiqué avec la même norme en Europe (norme EN, et il y en a plusieurs !) ce qui ne rend pas les comparaisons faciles.
La norme CCA (USA) correspond au nombre d'ampères qu'une batterie de 12 volts peut délivrer à 0° F (-17,8°C) pendant 30 secondes tout en maintenant une tension d'au moins 7,2 volts.

La capacité C en Ah des batteries (en anglais capacity), c’est la réserve d’énergie, l’équivalent d’un réservoir. Elle est mesurée avec une décharge lente, un courant faible, C20 soit une décharge de 20 heures (un réservoir avec une petite fuite d’eau !). Elle est beaucoup moins importante si le courant est important, par exemple avec le démarreur électrique, (le réservoir diminue de taille avec une grosse fuite d’eau !).
A noter pour la longévité : Si on décharge la batterie à plus de 50 % par exemple on abrège sérieusement sa durée de vie. Pour les batteries auto/moto c’est même 20 %. Certaines batteries sont prévues pour des décharges profondes, pas celles pour motos ou autos.
Ceci dit même après une décharge très profonde à quasiment 100 % si on recharge rapidement on peut sauver et continuer à utiliser une batterie plomb.
La profondeur de décharge en anglais c’est DOD Depth of Discharge.

La résistance interne R (en anglais internal resistance) en ohm Ω et milliohm mΩ (1Ω /1000), si elle très faible (donc faible perte), elle va permettre un courant important et une tension d’utilisation proche de la tension à vide. Se rappeler de la formule : U = R x I, ou I = U/R, donc si R augmente I baisse et la tension d’utilisation baisse aussi.
En vieillissant ou faute d’entretien (recharge) elle augmente, la tension d’utilisation baisse, la puissance disponible devient faible, ceci peut poser des problèmes de démarrage du moteur thermique (faible allumage, démarreur à la peine).
Exemple en chiffres : R interne = 0,1 Ω, V = 13 Volts (tension à vide, batterie chargée),
Si on branche une résistance (de charge) de 0,9 Ω sur la batterie on aura I = 13V / 1Ω (0,9 + 0,1) = 13 A.
La tension d’utilisation U = V – (13A x 0,1Ω ) = 13V – 1,3V = 11,7 V,
Pour les batteries neuves la R interne est très faible, exemple de l’ordre de 0,01 Ω ou 10 mΩ.
A noter que cette résistance interne augmente quand la température diminue, ce qui explique que par grand froid le démarrage électrique d’un moteur peut-être difficile, et qu’il suffit d’allumer ses phares pendant quelques minutes pour réchauffer la batterie et permettre le démarrage alors que l’on vient de consommer des Ah.



Les différents types de batteries.

Avec un accumulateur au plomb il en faut 6 x 2 Volts = 12 Volts, et donc 3 pour 6 Volts.
Il existe d’autres types de batteries, par exemple les modernes au Lithium dont la tension nominale est de l’ordre de 3,2 Volts ce qui implique qu’il faudra 4 éléments pour obtenir une tension de 13,8 Volts.

La batterie au plomb est la plus utilisée car bien que lourde elle reste la plus économique, fiable et facile d’utilisation.

Les trois principaux types de batterie au plomb :

Les batteries au plomb dite « ouvertes ».
Pour faire simple des plaques de plomb qui baignent dans une électrolyte composée d’acide sulfurique et d’eau liquide. On peut ajouter de l’eau si besoin, mais jamais d’acide car seule l’eau peut s’évaporer ou être décomposée en fin de charge (électrolyse).
Avantages :
On peut ajouter de l’eau, c’est le type le moins coûteux. On peut essayer de les dé-sulfater pour les régénérer, il existe des procédés électriques ou chimiques.
Inconvénients :
Ces batteries doivent être positionnées bouchons vers le haut, elles résistent moyennement aux vibrations, de l’acide peut couler et corroder le bac à batterie etc. Elles se déchargent et nécessitent une recharge régulière.
DANGER ! En fin de charge l’eau se décompose (électrolyse) en Hydrogène et Oxygène hautement explosif avec une étincelle !!! Projection d’acide possible !!!

Les batteries plomb « GEL » (l’électrolyte est gélifiée, gel de silice).
Elles sont « fermées » (pas de bouchons de remplissage) à recombinaison interne, donc normalement pas de perte d’eau en usage normal.
Avantages :
Bonne résistance aux vibrations, faible auto-décharge, faible résistance interne donc courant relativement élevé possible. Très bonne durée de vie. Bonne tenue au décharge profonde.
Inconvénients :
Prix élevé pour du plomb, une perte d’eau par surcharge est irrémédiable. Moins bien adaptée à l’utilisation moto (bien que BMW en ait installé sur les R1100), plutôt utilisée pour le stockage d’énergie et les décharges à courant faible.

Batterie plomb « AGM » (Absorbed Glass Mat, il y a de la fibre de verre entre les plaques de plomb).
Elles sont « fermées » à recombinaison interne, donc normalement pas de perte d’eau en usage normal. Il y a quand même une soupape de sécurité en cas de problème.
Avantages :
Très bonne résistance aux vibrations, faible auto-décharge, très faible résistance interne donc courant élevé possible. Elles sont bien adaptées à l’utilisation moto. On peut la disposer à plat. Pas d’acide qui coule.
Inconvénients :
Prix moyennement élevé pour du plomb, une perte d’eau par surcharge est irrémédiable.
Durée de vie moins grande qu’au GEL mais supérieure au batterie classique.

Caractéristiques communes :

Le froid ralenti leur courant disponible au démarrage, mais il les conserve plus longtemps, si elles sont bien chargées (très déchargées elles peuvent geler !).
Exemple durée de vie de batterie AGM à 20°C, 7 à 10 ans, GEL : 12 ans,
à 40°C AGM : 2 ans, GEL : 5 ans. En moyenne 10°C de plus divise la durée de vie par 2 !

Charge :

Pour les charger complètement on doit atteindre une tension d’ « égalisation » (appelée aussi d’absorption). Cette tension de l’ordre de 14 Volts pour une batterie plomb ouverte, 14,2 Volts pour du GEL, à 14,5 Volts pour de l’AGM à 20°C, est nécessaire pour être sûr que tous les éléments atteignent la charge maximale, même le plus faible des éléments, surtout lui !
Attention cette tension de charge devrait varier en fonction de la température, si la batterie est plus froide la tension devrait augmenter.
Ce n’est quasiment jamais respecté pour les batteries auto, moto, et leurs systèmes de charge.
On ne doit pas laisser en permanence une batterie à ce niveau de tension, car une fois chargée on risque de perdre de l’eau par électrolyse et surchauffe.

Pour les maintenir et éviter l’auto-décharge, la sulfatation interne, donc leur dégradation trop précoce, on doit les laisser avec une tension plus basse dite de « floating » (de maintien) de l’ordre de 13,6 à 13,8 Volts.

Donc le circuit de charge sur la moto doit atteindre 14 à 14,5 Volts suivant le type de batterie, si on n’a que 13,5 Volts par exemple la batterie ne sera jamais bien chargée.
On peut remédier en partie au problème à la maison en chargeant la batterie avec un chargeur « intelligent » type Optimate etc. qui fera un vrai cycle de charge.
Et si on a encore une régulation par diode Zener de puissance d’origine, on risque d’écourter la vie d’une batterie surtout GEL et AGM car la tension peut monter à 15 Volts voire plus.
Un conseil mettre un redresseur / régulateur moderne qui doit réguler à 14,5 Volts en général donc plus adapté aux batteries AGM, comme sur une moto récente.

La nouvelle génération, les batteries Lithium.

Il y a plusieurs types de batteries au Lithium, la plus fiable pour une utilisation moto paraît être la Lithium-fer-Phosphate (LiFePo). Ce n’est pas la plus légère mais il ne semble pas y avoir de risques d’explosions ou d’incendie, c’est donc plutôt intéressant pour nous !

Les avantages :
Elles pèsent beaucoup moins, environ 3 à 4 fois moins que celles au plomb.
Elles ont une résistance interne très faible et permettent des courants de démarrage (électrique) très élevés, pour une capacité moindre (moins d’Ah mais plus d’Ampères).
Elles ont une très faible auto-décharge, certaines seraient capables de tenir 6 mois.
Pas de perte d’eau etc.
Volume réduit.
Une durée de vie en nombre de décharges / recharges, nettement plus élevée.

Les inconvénients :
Un prix très élevé, de l’ordre de 3 à 4 fois plus que celles au plomb.
Elles ne supportent pas les surcharges (danger avec une Zener à 15V !!).
Elles nécessitent un circuit électronique appelé BMS (Battery Management System), qui gère au mieux la charge de chaque élément, afin de ne pas surcharger l’élément le plus vite chargé alors que le plus faible n’y est pas encore.
Elles ne supportent pas les décharges totales.
Elles nécessitent un chargeur spécialement adapté pour les conserver longtemps.
Elles peuvent ne jamais être chargée correctement sur une moto.
Il est souvent recommandé de les conserver à environ 60 % chargée, pas à 100 % comme une batterie plomb.
Leur durée de vie dans le temps (pas en nombre de décharges) ne semble pas aussi bonne qu’attendue, voire inférieure à une bonne batterie AGM bien entretenue.

Ces batteries de haute technologie, si on peut dire, sont donc très légères et performantes mais nécessitent plus de précautions et supportent moins les erreurs.
Elles semblent bien adaptées à la compétition quand on recherche le gain de poids, mais paraissent moins utiles pour une utilisation routière normale.
A vous de juger si cela en vaut la dépense !

[jean-pierre]

Très intéressant

[Transgarp]

Ce qui arrive avec une lithium si vous faites l'installation sur un vieux Triumph sans modification du système de charge
$250.00 CAN aux poubelles
http://transgarp.dyndns.org/motorcycle/ ... 02/001.JPG

J'ai acheté une deuxième lithium à $250.00
Mais j'ai changé le redresseur triphasé Lucas et le Zener diode par un Refresseur/Régulateur de Honda GL1200 1984

Voltage de coupure de 14.2V à 5000 rpm tout luminaire déconnecté

Aucune nécessité de la recharger par temps mort vu qu'il n'y a pas de perte de drain comme une batterie acide
Présentement elle dort tranquillement sur l'étagère de ma chambre à coucher à une tensiion de 13.9V en attendant le printemps

Si jamais vous avez l'idée d'en installer une sur votre vieille moto anglaise, assurez vous que le système de charge coupe le voltage à moins de 14.6V qui est un voltage à ne pas franchir

J'utilise cette batterie lithium depuis 2014 et tout va pour le mieux

[rickman]

merci Michelm ...

j'aime bien les exemples qui émaillent tes explications ...

j'arrive à comprendre

vais m'endormir moins c.....

de l'hospice
slt et frat

[SERGE INTER]

Explications très claires et bien utiles, merci.

Pour charger mes batteries, j'ai toujours débranché les deux bornes + et -. Est-ce toujours nécessaire ? ( Je possède le chargeur pour la classe laborieuse de chez Lidl !)

[Alain B.]

merci Michelm ...
j'aime, bien les exemples qui émaillent tes explications ...
j'arrive à comprendre
vais m'endormir moins c.....
de l'hospice
slt et frat

Moi aussi, je vais dormir moins c. ...
Y'en à qui vont encore dire que c'est pas difficile...

[philippe c]

Je pense que cela mérite largement de rejoindre les pages techniques.

Merci.

[Francis V]

Pareil,merci Michel c'est clair.

[philippe 13]

Moi j'ai apris des trucs, surtout que je vais continuer à utiliser mes batteries au plomb ouvertes.
Très clair et instructif, merci michelm.

Oui éligible aux pages techniques

[michelm]

Merci à vous de m'avoir lu, c'est un peu long, et tant mieux si c'est compréhensible.

Merci Transgarp pour le retour d'expérience, c'est aussi en lisant que certains avaient mis HS leur batterie Lithium sur des motos modernes que je suis devenu plus méfiant avec ce type de batterie. J'ai une batterie AGM (industrielle made in France) sur une Voxan qui doit avoir 15 ans et qui fonctionne toujours aussi bien, comme quoi ça tient bien quand c'est entretenu.

Explications très claires et bien utiles, merci.

Pour charger mes batteries, j'ai toujours débranché les deux bornes + et -. Est-ce toujours nécessaire ? ( Je possède le chargeur pour la classe laborieuse de chez Lidl !)

Non pas nécessaire d'ailleurs pour les Optimate par exemple on installe 2 fils en parallèle sur la batterie et les cosses restent toujours malgré injection électronique, compteur électronique.
Pour les chargeurs Lidl c'est pareil, j'en ai plusieurs depuis des années ils fonctionnent bien, le seul reproche la tension de charge est plus faible que les Optimate et autres chargeurs.
Fiabilité 10/10, 0 panne depuis des années, plus de 5 ans branchés quasiment tout le temps.

[Transgarp]

Explications très claires et bien utiles, merci.

Pour charger mes batteries, j'ai toujours débranché les deux bornes + et -. Est-ce toujours nécessaire ? ( Je possède le chargeur pour la classe laborieuse de chez Lidl !)

Pas toujours nécessaire, mais souhaitable et une seule borne suffit

Principalement dans le cas des chargeurs dit "Intelligents" qui possèdent plusieurs phases de tension.

En mode "désulfatation" il n'est pas rare de voir la tension varier au dessus de 15 Vdc qui pourrait surchauffer un R/R moderne et diminuer la tension requise pour ce mode vu l'élément actif de régulation du R/R

Exemple des phases de charge avec un Optimate Pro4
http://transgarp.dyndns.org/motorcycle/ ... rithms.jpg

[Tricati]

Je n'utilise que des AGM (Panasonic d'alarmes) et des Lithium depuis des années, j'ai des alternateurs triphasés sur les 3 pattes et la Ducat, des monophasés sur les autres bécanes, mais j'ai toujours associé des redresseurs régulateurs modernes, Podtronic , Tri-Spark ou autres de marques CONNUES et pas de provenance douteuse (les powerbox d'une marque qui fait aussi des allumages ne conviennent pas et quand leur condensateur lâche c'est la cata...), j'ai toujours contrôlé la tension de charge au maxi, d'ailleurs j'ai des voltmètres sur la plupart de mes bécanes, et je roule constamment avec les feux allumés ce qui aussi limite les risques de surcharge des batteries. Résultat les Lithium sont en pleine forme, la plus vieille a 7 ans, les AGM résistent bien aussi, la plus vieille a 10 ans ! L'hiver je leur fait une charge de maintenance, j'ai 3 chargeurs pour 7 batteries, et j'alterne toutes les semaines.
Pour les batteries d'alarme je modifie le bornier en soudant des fils sur leurs connecteurs et en mettant une prise détrompeuse pour relier la batterie au circuit de la moto, ça évite les erreurs (Benoit si tu lis !)
Exemple de batterie AGM que j'ai, en en voyant le prix il ne faut pas se priver...

https://www.amazon.fr/Panasonic-Batteri ... B00VJIX2D4

Toutes les bécanes de potes que j'ai restauré ces dernières années avait eu des batteries au plomb classiques qui avait un jour ou l'autre subit une surcharge à cause d'une zener défaillante et l'électrolyte avait pourri le support batterie, les échappements, le garde boue...
Ne pas mettre une batterie neuve avec un circuit de charge adéquat est une fausse économie.
J'ai une bonne expérience sur les batteries et circuit de charge du fait de mon expérience de prépa de bagnoles de rallye et de "voileux" car sur les voiliers pour des croisières hauturières l'énergie électrique est une sécurité indispensable, ceux qui connaissent comprendront.
Merci Michel pour ce résumé sur les différent types de batterie. Le prix des Lithium a fortement baissé, c'est aujourd'hui 1,5 fois le prix d'une batterie au plomb classique pour les petites capacités. (de 4 à 10 Ah)

[michelm]

Merci Tricati.
Pour le prix j'ai comparé rapidement entre une AGM industrielle (alarme etc.) Yuasa et une Lithium "spéciale" moto. Une batterie "spéciale" moto est quasiment 2 fois plus chère qu'une industrielle, donc effectivement l'écart avec les Lithium est moins important.

Je pensais ajouter ça pour info :

Masse Batterie le + ou le - ?

Sur nos charmantes mécaniques Anglaises et anciennes le + de la batterie était mis à la masse jusque vers la fin des années 70.
La différence par rapport au – à la masse est qu’en présence d’eau acidulée (donc pas pure) on a une circulation de courant qui créer et accélère la corrosion du coté +, donc du châssis !
On dira que c’est moins problématique sur une moto que sur une automobile, mais cela explique qu’aujourd’hui le – est à la masse sur les motos, autos, et que c’est vital sur un bateau métallique si on ne veut pas faire un trou dans la coque...

[michelm]

Peut-être ajouter aussi cela :

Inversion des connexions de la batterie par erreur

Il semble que plus souvent qu’on l’imagine on inverse les polarités de la batterie.
Normalement le redresseur du circuit de charge devrait créer un court-circuit franc qui devrait faire fondre instantanément le fusible principal d’origine qui se situe généralement entre la batterie et le faisceau de la moto.
Le redresseur peut résister à ce mauvais traitement si le fusible a été rapide (attention au calibre ! Voir la doc Fusible).
Afin d’éviter ce problème il vaut mieux mettre un repère de peinture rouge sur la batterie et sur le fil (scotch ou mieux gaine thermorétractable rouge pour le +).
Si la moto est immobilisée un long moment il est préférable de juste enlever le fusible principal ou seulement la borne + ou – suivant la configuration.
A noter que sur une Norton Commando munie de son gros condensateur de filtrage polarisé, il risque de ne pas apprécier l’inversion de polarité si le redresseur n’a pas créer de court-circuit.

[Vran kozh]

...J'ai une bonne expérience sur les batteries et circuits de charge du fait de mon expérience de prépa de bagnoles de rallye et de "voileux" car sur les voiliers pour des croisières hauturières l'énergie électrique est une sécurité indispensable, ceux qui connaissent comprendront....

Préoccupation majeure en effet Yves. Avec mon voilier (d'avant 1983), je cabote sans souci avec une pure batterie de démarrage de 50 A/h seulement. Mais j'ai peu de consommateurs de jour, seulement les instruments (loch et sonde), la VHF en mode veille et parfois le pilote (vérin électrique à circulation de billes maintenant la barre au cap donné). Un coup de moteur (mono 331 cc mazout) pour sortir du port, un coup le soir pour rentrer, cela suffit à garder la batterie chargée.
En navigation hauturière, c'est une autre paire de manches en effet.
Pa question d'utiliser la batterie de démarrage pour autre chose que d'actionner le démarreur.
Il faut des batteries de servitude susceptibles de décharge prononcée sans destruction irrémédiable et donc un parc, une bat. de Dém. et au moins deux bat. de servitude à forte capacité avec un contrôlleur/régulateur/alarmeur et toutes les possibilités de commutation manuelles utiles. Donc batteries GEL (décharges profondes possibles) et AGM, le matelas de mat de verre entre les plaques permettant d'éviter la casse des plaques, non pas du fait des vibrations comme sur nos bécanes, mais ici de celui des chocs violents dus à la mer (qui est parfois agitée). En outre, les plaques étant ainsi mécaniquement épaulées, il devient possible de diminuer leur épaisseur (moins de plomb) ce qui améliore le rendement électrique (résistivité ?) et facilite la manutention vite herculesque vues les capacités en cause (plus de 100 Ah en 6 éléments (12V) pour la voile.
En hauturier le vrai problème est de recharger ce parc sans utiliser le moteur (bruyant, vibrant fumant, puant dedans et gourmand en G.O.
Tous viennent à l'hydrogénérateur car le rendement des éoliennes est déplorable, celui du photovoltaïque guère moins minable.
Je surveille mes batteries d'accus comme le lait sur le feux, à bord comme à terre, le Voltmètre et l'Optimale font souvent la navette.
Et au moins à terre, les Triumph disposent d'un kick, les moteurs in-bord des voiliers ont perdu leur manivelle depuis belle lurette et c'est franchement navrant même si je n'ai encore jamais eu à en pâtir.
Ça viendra, pas grave j'ai un aviron !
Quant à mon expérience des batteries modernes, ma dernière Triumph neuve (d'après 83, 675 cc, mais rouge !) disposait d'une minuscule petite chose gélifiée (hypersport oblige, chaque gramme compte alors) qui, malgré un alternateur de 450 W je crois, me donnais bien du souci et ne durait guère longtemps.
Sur les deux Triumph actuellement en service (achetées neuves, jamais jetées), je reste fidèle à l'acide qui permet, au moins, le contrôle de la charge et de l'état au pèse-acide.
J'ai vu de vielles batteries nazes qui, justes chargées, donnaient bien 12,75 V, mais où ils ne montait plus qu'une bille et demi. Rincées donc.
Pour conclure, ce que je regrette le plus ce sont les superbes batteries Lucas bleu et rouge montées sur nos bécanes à l'origine.
Elles étaient vraiment très chic.
didier, nostalgique