Les différentes technologies de batterie acide-plomb

Les batteries acides-plomb sont utilisées pour 3 grands types d'application :
  • Domaine du démarrage - Batterie utilisée pour le démarrage d'un moteur thermique (exemple : démarrage des moteurs de véhicules).
  • Domaine de la traction - Batterie d'accumulateurs conçue pour fournir l'énergie aux véhicules et engins électriques (exemple : alimentation des chariots de manutention).
  • Domaine des applications stationnaires - Batterie d'accumulateurs conçue pour fonctionner à un emplacement fixe et qui n'est normalement pas déplacée au cours de sa vie de fonctionnement (exemple : énergie de secours, photovoltaïque).
Répartition du marché mondial des batteries d'accumulateurs au plomb
Répartition du marché mondial des batteries d'accumulateurs au plomb
A gauche : en 1992 - 8,5 milliards d'euros
A droite : en 2002 - 12 milliards d'euros


A chacune de ses applications est adaptée une technologie d’accumulateurs au plomb, qui se distinguent notamment par l’épaisseur et les alliages des grilles, un électrolyte liquide ou immobilisé, des concentrations d’électrolyte différentes, des plaques planes ou tubulaires, etc.

Sur les installations photovoltaïques autonomes, on veillera donc à mettre en œuvre des batteries conçues pour les applications stationnaires photovoltaïques.

Il existe deux types de technologie de batteries acide-plomb : les batteries dites ouvertes et les batteries étanches.

Nous approfondissons ci-après ces 2 technologies de batteries acide-plomb.

Batteries ouvertes

On parle de batterie ouverte lorsque lez gaz produit issus de l’électrolyse de l’eau au sein de la batterie peuvent s’échapper en dehors de celle-ci. Nous rappelons que ces gaz sont le dihydrogène et le dioxygène et que cette réaction consomme l’eau de l’électrolyte.

Parc constitués de 12 éléments de batteries ouvertes de 2V (Capacité 800 Ah - Tension 24 V)
Parc constitués de 12 éléments de batteries ouvertes de 2V (Capacité 800 Ah - Tension 24 V)
Ainsi, deux conséquences majeures apparaissent :
  • Le dihydrogène est un gaz explosif dans l’air lorsque sa concentration atteint un certain seuil (4% dans l’air). D’où la nécessité de mettre en place des mesures de sécurité au niveau du local des batteries, notamment une ventilation suffisante.
  • La diminution du niveau de l’électrolyte, par consommation de son eau (qui se transforme en dioxygène et dihydrogène). Ainsi, il est essentiel d’effectuer des opérations de maintenance régulières afin de compléter l’électrolyte en eau.


Batteries étanches

Les batteries étanches sont apparues pour la première fois vers la fin des années 1950 par la société Allemande Sonnenchein.

Dans les batteries étanches, l’électrolyte se présente sous la forme d’un gel (et non-pas sous la forme d’une solution liquide, comme dans le cas des batteries ouvertes). On assiste toujours à la production de dihydrogène et de dioxygène, mais cette fois-ci, ces gaz ne s’échappent pas en dehors de la batterie. En effet, sous l’effet des forces de viscosité du gel, les bulles de gaz sont piégées et diffusent les unes vers les autres afin d’y être recombinés en eau.

Avantages / Inconvénients

Avantages Inconvénients
Batterie ouverte -Faible coût (entre 250 et 400 €/kWh, en 2013)
-Durée de vie importante (3 000 cycles de charges/décharges à 70% de profondeur de décharge).
-Capacité élevée : jusqu'à 4 000 Ah.
-Dégagement gazeux : nécessite des mesures de sécurité du local des batteries.
-Diminution du niveau de l’électrolyte : nécessite un entretien régulier, environ 1 fois tous les 3 mois.
Batterie étanche -Faible coût (entre 200 et 550 €/kWh)
-Pas de dégagement gazeux => moins de contrainte de sécurité.
-Recombinaison de gaz => maintenance réduite
- La durée de vie est moins importante (1 000 cycles de charges/décharges à 70% de profondeur de décharge).
-Le coûts des équipements annexes (chargeurs) est plus important que celui des produits de batteries ouvertes.
- Faible capacité des batteries : 200 Ah maximum
-La charge optimisée fait appel à un courant de charge à commande électronique avec un contrôle d’algorithme plus complexe que pour les batteries plomb ouvert.



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