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Par Tom Burden, Dernière mise à jour 29/5/2020

Types de batteries

Les batteries sur les bateaux gèrent deux types de tâches de base, qui sont le démarrage d’un moteur et le fonctionnement des charges électriques comme les lumières, l’électronique et les accessoires pendant des périodes plus longues. Pour choisir une batterie, il faut d’abord déterminer l’application de la batterie, puis choisir parmi l’une des quatre chimies de batterie : noyée, gel, AGM ou Lithium.

Application de la batterie

Batteries de démarrage

Les batteries de démarrage, qui actionnent le démarreur du moteur de votre bateau, sont les sprinters de votre système électrique. Elles délivrent entre 75 et 400 ampères pendant 5 à 15 secondes, puis sont rechargées en peu de temps par l’alternateur de votre moteur. Comme toutes les batteries au plomb, elles sont construites avec des couches alternées de plaques négatives et positives, avec une isolation entre elles.

Les batteries de démarrage ont des plaques plus fines et plus nombreuses, offrant une surface supplémentaire pour générer des rafales de courant à fort ampérage. Les deux inconvénients de cette construction sont que les plaques sont relativement fragiles dans les environnements à fort impact, et que les batteries de démarrage ne tolèrent pas les décharges profondes, qui réduisent leur durée de vie opérationnelle.

Batteries à cycle profond

Le parc de batteries domestiques de votre bateau utilise des batteries à cycle profond, les marathoniens du système de stockage. Elles alimentent les charges électriques de votre bateau lorsqu’aucune source de charge (chargeur de quai, alternateur du moteur, éolienne ou panneau solaire) n’est disponible. Considérez-les comme une sorte de compte d’épargne sur lequel l’énergie est déposée ou retirée.

Par rapport aux batteries de démarrage, qui fournissent de fortes rafales d’énergie pendant de courtes périodes, les batteries à décharge profonde récupèrent complètement après avoir été fortement déchargées pendant de longues périodes, car leur conception comporte des plaques plus épaisses avec une forte teneur en antimoine. Pendant la nuit, leur utilisation peut épuiser 50 à 70 % de la capacité de la batterie, en fonction de la charge domestique du bateau. Lorsque les batteries sont rechargées, l’énergie est redéposée dans la banque, et le processus, ou cycle, recommence. En général, les batteries à cycle profond doivent être dimensionnées pour stocker trois à quatre fois la quantité d’énergie prévue entre les cycles de recharge.

Batteries à double usage

Avec des plaques larges et épaisses contenant plus d’antimoine que les batteries de démarrage et une chimie de pâte de plomb active, les batteries à double usage sont un bon compromis, tolérant des décharges profondes qui ruineraient une batterie de démarrage typique. Comme elles ont une capacité de stockage plus faible que les cycles profonds de taille comparable, nous les recommandons pour les applications suivantes :

• Promenades ou autres petits bateaux à moteur utilisant une seule batterie pour les charges de démarrage et de fonctionnement avec le moteur éteint.
• Voiliers avec deux batteries identiques utilisées de manière interchangeable pour le démarrage et les charges électriques de la maison.
• Bateaux avec un seul banc de batteries qui fait double emploi pour les applications domestiques et le démarrage du moteur.

Chimie des batteries

Les batteries marines sont disponibles en quatre types chimiques pour différentes applications : noyée, gel, AGM (Absorbed Glass Mat) et Lithium. Le type que vous choisissez est basé sur vos besoins (cycle profond vs. démarrage), la capacité et la durée de vie que vous recherchez et votre budget.

Batteries à plaque mince en plomb pur (TPPL) et au lithium (Li NMC)

Les nouvelles technologies exigeront de nouvelles façons de penser au système de batteries de votre bateau. Les batteries NorthStar TPPL sont parmi les batteries AGM les plus avancées au monde. Elles sont fabriquées à partir de plomb pur à 99,99 % qui est laminé (et non moulé) en plaques minces. En combinant la faible résistance électrique du plomb pur et la plus grande surface de plaques de plomb plus nombreuses et plus minces, elles peuvent accepter un ampérage de charge beaucoup plus élevé que les batteries AGM typiques. Non seulement elles se chargent incroyablement rapidement, mais elles sont capables de 400 cycles de charge/décharge avec une profondeur de décharge étonnante de 80 %.

Ces batteries ajoutent des options intrigantes pour les croiseurs longue distance. Au lieu d’installer une banque de batteries de 1000Ah et de faire fonctionner votre diesel pendant six heures, vous pouvez installer une banque TPPL de 500Ah et charger plus fréquemment, mais plus rapidement. Vous pouvez également renoncer à un groupe électrogène et installer un ou plusieurs alternateurs à très haut rendement, transformant votre moteur de propulsion en une machine de charge à haut rendement. Votre diesel fonctionnera pendant de courtes périodes mais avec une charge élevée (ce qu’il veut).

Les batteries au lithium/nickel/cobalt/manganèse, comme celles utilisées dans les hors-bords électriques Torqeedo, pèsent moins que les batteries au plomb, peuvent être déchargées 800 fois jusqu’à une profondeur de décharge de 100 %, et peuvent être rechargées en un peu plus d’une heure. Elles excellent en tant que banques de batteries dans les bateaux électriques, ainsi que pour d’autres tâches de batteries à haute performance.

Batteries inondées

Batteries inondées, contrairement aux autres types, utilisent un réservoir d’acide sulfurique liquide et produisent de l’hydrogène et de l’oxygène lorsque la batterie est en cours de charge. Les cellules humides ventilées permettent aux gaz de s’échapper dans l’atmosphère, contrairement aux batteries gel et AGM, qui recombinent les gaz et les réintroduisent dans le système. L’hydrogène est un gaz explosif, les boîtiers et compartiments de batterie doivent donc être ventilés pour laisser le gaz s’échapper en toute sécurité.

Les batteries inondées nécessitent une inspection périodique et les cellules doivent être remplies d’eau distillée lorsque les niveaux deviennent bas. Comme les batteries inondées ne sont pas scellées et permettent à l’excès d’hydrogène de s’échapper, elles gèrent mieux la surcharge que les batteries à gel et AGM. Elles s’autodéchargent à un rythme plus élevé (6 à 7 % par mois) et doivent donc être rechargées hors saison. Les piles humides doivent être installées en position verticale et ne supportent pas les vibrations importantes. Leur coût initial est inférieur à celui des batteries AGM ou gel de taille similaire, et BEAUCOUP inférieur à celui des nouveaux types de batteries au lithium. Correctement chargées et entretenues, les batteries à cycle profond à cellules humides sont capables d’effectuer entre quelques centaines et plus d’un millier de cycles de charge.

Batteries à gel

Les batteries à électrolyte gélifié scellées et régulées par soupape (SVR) offrent des avantages par rapport aux batteries ordinaires noyées. Elles s’autodéchargent à seulement trois pour cent par mois, gèrent le plus grand nombre de cycles de charge à vie, sont sans entretien, étanches, submersibles et résistantes aux fuites. Une soupape de décharge maintient leur pression interne à un niveau légèrement positif, mais elles peuvent libérer l’excès de pression si nécessaire. La conception SVR élimine pratiquement tout dégagement gazeux, ce qui rend leur installation plus sûre autour des personnes et des appareils électroniques sensibles (mais les batteries au gel et AGM doivent toujours être ventilées). Les batteries au gel, parce qu’elles sont scellées, sont fabriquées selon des normes de très haute qualité. Elles ont besoin d’une charge intelligente soigneusement régulée pour éviter les dommages.

Batteries AGM

De plus en plus de plaisanciers passent à ce type pour une amélioration des performances par rapport aux batteries noyées. Les batteries AGM (Absorbed Glass Mat) scellées, régulées par des valves, comportent des séparateurs en microfibres de verre fines et très poreuses, comprimées étroitement entre les plaques positives et négatives de la batterie, qui sont saturées avec juste assez d’électrolyte acide pour activer la batterie. Pendant la charge, des valves de pression de précision permettent à l’oxygène produit sur la plaque positive de migrer vers la plaque négative et de se recombiner avec l’hydrogène, produisant ainsi de l’eau. En plus de fournir une saturation égale sur toute la surface des plaques positives et négatives de la batterie, les fibres des tapis de verre dense s’incrustent dans la surface des plaques comme des tiges d’armature dans le béton, fournissant plus de support de plaque et une meilleure protection contre les chocs et les vibrations que dans les batteries conventionnelles.

Les batteries AGM haute densité ont une résistance interne plus faible, permettant une plus grande puissance de démarrage et une acceptation de charge, jusqu’à 45 pour cent de la capacité totale de la batterie, et une recharge plus rapide que les autres types de batteries à cycle profond. Une longue durée de vie, un faible taux d’autodécharge de trois pour cent et des performances exceptionnelles font des batteries AGM d’excellentes batteries à double usage pour les plaisanciers qui ont besoin de la recharge la plus rapide, d’une puissance de démarrage rapide et d’une capacité de cycle profond fiable.

Quelles cotes de batterie rechercher

Fonctions de démarrage : la quantité de puissance disponible pour le démarrage d’un démarreur est mesurée de plusieurs façons.

CCA vs. MCA : Les deux mesures de puissance courantes sont le CCA (Cold Cranking Amps, le nombre d’ampères qu’une batterie peut fournir pendant 30 secondes à 0°F tout en maintenant sa tension au-dessus de 7,2 volts) et le MCA (Marine Cranking Amps, similaire mais mesuré à 32°F au lieu de 0°F). La raison pour laquelle les MCA sont 20 à 25 % plus élevés que les CCA est que les batteries fonctionnent mieux à des températures plus élevées.

Les minutes de réserve indiquent pendant combien de temps une batterie peut supporter une charge de 25 ampères avant de descendre à 10,5 volts. Une batterie évaluée à 150 minutes peut faire fonctionner une charge de 25A pendant 2 heures et demie (à 80°F). Les batteries de démarrage ne sont pas utilisées pour gérer des charges pendant de longues périodes, donc les minutes de réserve sont moins critiques.

Taille : La taille du moteur, le type et la température ambiante déterminent la taille de la batterie de démarrage dont vous avez besoin. Une puissance de démarrage élevée (et une batterie plus grande) est nécessaire pour les températures froides, les moteurs diesel ou les moteurs à gaz de grande taille et à forte compression. Le premier critère de dimensionnement est de respecter le CCA minimum (le cas échéant) indiqué par le fabricant du moteur ou du bateau. Si une batterie du groupe 24, 550 CCA, a bien fonctionné pendant cinq ans, nous vous recommandons de la remplacer par un modèle similaire. Si, par contre, elle démarrait trop lentement ou tombait en panne après une saison ou deux, nous vous suggérerions de chercher une batterie avec un indice CCA ou MCA plus élevé.

Fonctions de cycle profond : Les mesures de capacité de la batterie sont généralement exprimées en ampères-heures (Ah) et en minutes de réserve. Les ampères-heures mesurent la quantité totale d’énergie qu’une batterie peut fournir pendant 20 heures à un taux de décharge constant avant que la tension ne tombe à 10,5 volts. Cela signifie qu’une batterie de 200Ah peut faire fonctionner une charge de 10A pendant 20 heures. L’indice de réserve en minutes est le nombre de minutes pendant lesquelles une batterie peut faire fonctionner une charge de 25A avant de chuter à 10,5V, comme pour les batteries de démarrage. Une batterie à décharge profonde du groupe 27 avec un indice de 180 minutes de réserve fera fonctionner une charge de 25 A pendant trois heures. Les charges domestiques vont de 5A à 25A ou plus. Les ampères-heures sont généralement la mesure la plus pertinente pour les banques domestiques.

Longévité : Les fabricants de batteries mesurent la longévité en déchargeant des batteries pleines à une température de 80 °F jusqu’à ce que leur tension chute à 10,5 volts. Les batteries sont rechargées dans des conditions contrôlées, et le processus est répété jusqu’à ce que la batterie ne tienne plus que la moitié de sa capacité nominale. Cette mesure, appelée durée de vie, indique le nombre de cycles de décharge d’une batterie pendant sa durée de vie. Cette capacité à effectuer des cycles répétés est ce qui différencie les batteries à décharge profonde des batteries de démarrage, qui ne peuvent supporter plus de quelques décharges profondes avant de commencer à tomber en panne. Si rien d’autre, la durée de vie du cycle fournit une base de référence pour comparer une batterie à une autre.

Conseils sur les batteries pour une meilleure performance

Quel que soit le type de chimie de batterie que vous choisissez, suivez ces recommandations pour obtenir la meilleure performance :

• Rester avec une seule chimie de batterie (noyée, gel ou AGM). Chaque type de batterie nécessite des tensions de charge spécifiques. Mélanger les types de batteries peut entraîner une sous-charge ou une surcharge. Cela peut signifier le remplacement de toutes les batteries à bord en même temps.
• Ne mélangez jamais de vieilles batteries avec des nouvelles dans la même banque. Bien que cela semble augmenter votre capacité globale, les vieilles batteries ont tendance à tirer les nouvelles vers le bas jusqu’à leur niveau détérioré.
• Régulez les tensions de charge en fonction de la température et de l’acceptation de la batterie (manuellement ou avec détection) pour maximiser la durée de vie de la batterie et réduire le temps de charge. Assurez-vous que votre système de charge est capable de fournir un ampérage suffisant pour charger efficacement les bancs de batteries. Cela signifie généralement un alternateur dont la sortie correspond à 25 % à 40 % de la capacité de l’ensemble de votre banque de batteries.
• Gardez les batteries propres, fraîches et sèches.
• Vérifiez régulièrement les connecteurs des bornes pour éviter toute perte de conductivité.
• Ajoutez de l’eau distillée aux batteries au plomb-acide inondées au besoin. Maintenez-les chargées. Les laisser dans un état déchargé pendant un certain temps les endommagera et diminuera leur capacité.
• Nettoyer la corrosion avec une pâte de bicarbonate de soude et d’eau.

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