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Vitesse de charge des batteries acide-plomb

La rapidité de la charge d'une batterie acide-plomb est limitée par la lenteur du phénomène de diffusion des réactifs au sein de l'électrolyte. Egalement, les réactions chimiques secondaires (comme l'électrolyse de l'eau) sont un obstacle à la rapidité de la charge.



Le processus de charge est géré par un régulateur. Les fabricants utilise couramment le procédé dit "IoUoU". Il s'agit d'un fonctionnement en 3 étapes :
  • I comme courant : pendant cette 1ère étape, on maintient un courant constant. Au fil de la charge, la tension de la batterie augmente. Si on maintient ce courant constant, la tension devient trop élevée (ce qui favorise les réactions chimiques secondaires), et il convient donc de maintenir une tension constante adaptée (étape suivante).
  • U comme tension : pendant cette 2ème phase, on maintient une tension constante, de l'ordre de 2.2 V (pour un élément de batterie de 2 V).
  • U comme tension : pendant cette 3ème phase, on maintient une tension constante légèrement supérieure à la précédente. C'est la surcharge, permettant le brassage de l'électrolyte.


Procédé de charge d'une batterie acide-plomb IoUoU couramment utilisé par les régulateurs de charge
Procédé de charge d'une batterie acide-plomb "IoUoU" couramment utilisé par les régulateurs de charge


Avec ce procédé, et sous réserve que la source d'énergie (en l'occurence, dans notre cas, l'énergie solaire photovoltaïque) soit suffisante, le temps de charge dure environ 10 h, pour passer d'un état de charge de 0% à 100%. En général, on interdit aux batteries un état de charge inférieur à 30% (voir paragraphe "Décharge profonde & Phénomène de sulfatation"). Par suite, le temps de charge est ramené à plus ou moins 9h.

Dans le cas des installations photovoltaïques autonomes, la durée de charge du procédé IoUoU est suffisante compte-tenu de la durée journalière d’ensoleillement et également du fait qu’une décharge totale est très rare.

Autres procédés de charge des batteries, plus rapide


Pour diminuer la durée de charge des batteries, il convient d’augmenter le courant de charge. Mais cela pose le problème du dégagement gazeux excessif dû à l’électrolyse de l’eau.

Une méthode de charge rapide consiste à augmenter la tension de charge au dessus de la tension de dégagement gazeux, de façon périodique et ponctuelle. Le dégagement gazeux se produit de façon périodique, mais celui-ci est contrôlé évitant des dommages à la batterie. Ce processus, appelé aussi déstratification précoce, permet de réduire la durée de charge à 4 heures.

D’autres procédés encore plus rapides permettent de réduire à 1 heures la durée de charge. Nous n’en parlerons pas dans cet ouvrage, mais il est à noter qu’un brevet EDF/Université Montpellier II a été déposé en 2008.