L’état de santé d’une pile ne peut être testé ne dépend pas toujours de l’aspect visuel ou de l’ancienneté de la batterie. Si votre pile ne présente pas de symptôme, il est alors impossible de prédire l’état de charge votre pile sans utiliser un testeur de piles. Lors du test d’une pile avec un testeur de piles, trois indicateurs de l’état de santé doivent être évalués pour éviter le gaspillage :
- La capacité, la capacité à stocker l’énergie
- La résistance interne, la capacité à fournir du courant et
- Autodécharge, reflétant l’intégrité mécanique et les conditions liées au stress
La capacité : Le stockage d’énergie d’une pile
Les piles sont présentes dans de nombreuses conditions et une charge peut facilement masquer un symptôme permettant à une pile faible de bien fonctionner. De même, une pile forte avec une faible charge présente des similitudes avec un bloc qui présente une perte de capacité. Les caractéristiques des piles sont également influencées par une charge, une décharge ou un stockage de longue durée récents. Ces changements d’humeur doivent être clairement identifiés lors des tests de piles.
Le principal indicateur de santé d’une pile est la capacité, une mesure qui représente le stockage d’énergie. Une nouvelle pile doit fournir 100 % de la capacité nominale. Cela signifie qu’un pack de 5Ah devrait fournir cinq ampères pendant une heure. Si la pile s’arrête après 30 minutes, la capacité n’est plus que de 50 %. La capacité est également prise en charge par les obligations de garantie, avec un remplacement dû lorsque la capacité tombe en dessous de 80 %. Plus important encore, la capacité définit la fin de la vie de la pile.
L’acide de plomb commence à environ 85 % et la capacité augmente au fur et à mesure de l’utilisation avant que ne commence la longue et progressive diminution. Le lithium-ion commence à son maximum et entame immédiatement son déclin, bien que très lentement. Les pile à base de nickel doivent être amorcées pour atteindre leur pleine capacité lorsqu’elles sont neuves ou après un long stockage.
Les fabricants basent les spécifications des appareils sur une pile neuve. Cet état est temporaire et ne représente pas une pile en situation réelle car la décoloration commence dès le jour de sa fabrication. La diminution des performances ne devient visible qu’une fois que l’éclat d’un nouvel appareil a disparu et que la routine quotidienne est considérée comme allant de soi. Une analogie est celle d’un homme vieillissant dont l’endurance commence à s’épuiser après les années les plus productives.
Quand faut-il remplacer une pile ?
Savoir quand se débarrasser des piles usagées est un peu flou pour de nombreux utilisateurs de piles. À la question “À quelle capacité remplacez-vous la pile ?”, la plupart répondent dans la confusion “Je vous demande pardon ? Peu connaissent le terme de capacité comme mesure de la durée de fonctionnement. Et moins savent que la capacité est utilisée comme seuil de retrait des piles. Dans de nombreuses organisations, les problèmes de piles ne deviennent apparents qu’avec l’augmentation des pannes, qui peuvent être causées par un manque d’entretien de la pile.
Le retrait des piles dépend de l’application. Les organisations qui utilisent des testeurs de piles fixent généralement le seuil de remplacement à 80 %. Certaines industries peuvent conserver la pile plus longtemps que d’autres et il y a un décalage entre le “et si” et l’économie. Les appareils de balayage dans les entrepôts peuvent descendre jusqu’à 60 % et fournir quand même une journée de travail complète. La batterie de démarrage d’une voiture fonctionne encore bien à 40 %, mais cela ne suffit pas.
Toute mission fonctionnant sur pile doit prévoir le pire des scénarios. Bien que les fabricants incluent une certaine réserve lorsqu’ils spécifient la durée de fonctionnement, le montant est rarement clairement défini. Les missions critiques exigent des tolérances plus serrées et la pile doit être remplacée plus tôt que lorsqu’une panne soudaine peut être tolérée.
Les appareils médicaux et militaires sont considérés comme critiques et les piles sont souvent remplacées trop tôt. Plutôt que de les tester, les fabricants d’appareils préfèrent utiliser un compteur de cycles ou un timbre dateur pour imposer le retrait des piles. Pour parer à toutes les éventualités, la durée de service sur un timbre dateur est souvent limitée à 2 ou 3 ans.
Le gaspillage des piles dans les hôpitaux
Les techniciens médicaux ont découvert que de nombreuses piles pour défibrillateurs ont plus de 90 % de leur capacité restante lorsque la date d’expiration obligatoire de 2 ans est dépassée, ce qui remplace prématurément des piles médicales en parfait état. Malgré ce gaspillage apparent, une enquête de la FDA américaine indique que “jusqu’à 50 % des appels de service dans les hôpitaux étudiés concernent des problèmes de piles“. Les professionnels de la santé de l’AAMI (association des instruments médicaux avancés) affirment en outre que “la gestion des piles est apparue comme l’un des dix principaux problèmes liés aux appareils médicaux”.
L’importance de tester la batterie d’un drone
Une autre application où la capacité de la batterie est importante est celle d’un drone. Avec une bonne batterie, l’appareil peut être spécifié pour voler pendant 60 minutes, mais si la capacité est inconnue du contrôle de mission, elle est passée de 100 à 75 %, le temps de vol est réduit à 45 minutes. Le véhicule de 25 000 dollars pourrait ainsi s’écraser lorsqu’il devra négocier une seconde approche d’atterrissage. En marquant la capacité sur chaque pack dans le cadre de la maintenance des batteries, les batteries délivrant une capacité proche de 100 pour cent peuvent être affectées aux longs trajets alors que les packs plus anciens peuvent être envoyés pour des courses plus courtes. Cela permet d’utiliser pleinement chaque batterie et d’établir une politique de retrait saine.
Des pannes de batteries de voitures de plus en plus répandues
Les pannes de batterie ne se limitent pas aux appareils portables. Les batteries de démarrage des véhicules sont également devenues sujettes aux pannes. En 2008, l’ADAC (fédération d’automobile allemande) a déclaré que 40 % de toutes les défaillances automobiles sur la route sont liées aux batteries. Un rapport de l’ADAC datant de 2013 indique que les problèmes de batterie ont quadruplé entre 1996 et 2010.
Le BCI (association professionnelle de batterie) fait état de résultats similaires. Une étude réalisée en 2010 par le sous-comité technique du BCI a révélé que les pannes liées au réseau avaient augmenté de 9 % par rapport à 5 ans plus tôt. Les experts soupçonnent que les exigences électriques plus élevées dans les véhicules modernes entraînent des taux de défaillance plus élevés.
Un fabricant allemand de voitures de luxe a indiqué qu’une batterie de démarrage sur deux renvoyée sous garantie n’avait pas de problème. Un fabricant allemand de batteries de démarrage de haute qualité a déclaré que les défauts de fabrication ne représentent que 5 à 7 % de toutes les réclamations au titre de la garantie. Une panne de batterie pendant la période de garantie est rarement un défaut d’usine ; les habitudes de conduite sont les principaux coupables. Une évaluation minutieuse à l’aide d’instruments de test de batterie de voiture avancés, capables d’examiner les différents symptômes de défaillance, peut réduire considérablement les demandes de garantie.
Gaspillage de batteries de téléphone
Le secteur des téléphones mobiles connaît des problèmes similaires de garantie des batteries. Neuf batteries sur dix renvoyées ne présentent aucun problème. Plutôt que de résoudre une plainte d’un client en raison d’une durée d’utilisation plus faible que prévu, le préposé remplace simplement la batterie. Cela alourdit le fardeau du vendeur sans résoudre le problème ; cela peut également entraîner des plaintes répétées.
Le dilemme des tests des piles
Une partie du problème réside dans la difficulté de tester les piles, et cela s’applique aux devantures de magasins, aux hôpitaux, aux champs de bataille et aux garages de service. Les méthodes de test rapide des piles semblent remonter à l’époque médiévale, ce qui est particulièrement évident lorsqu’on compare les progrès réalisés sur d’autres fronts. Nous ne disposons même pas d’une méthode fiable pour estimer l’état de charge, qui repose essentiellement sur le comptage de la tension et du coulomb. L’évaluation de la capacité, l’indicateur de santé le plus important d’une pile, est plus tardive. La mesure de la tension en circuit ouvert et la vérification de la résistance interne ne fournissent pas de preuve concluante de l’état de santé de la pile.
Une pile déchargée est facile à vérifier et tous les testeurs de pile sont précis à 100 %. Le défi consiste à évaluer une pile dont les performances se situent entre 80 et 100 % pendant le service.
Le monde des batteries consacre beaucoup d’efforts à la super batterie, mais cette batterie améliorée est incomplète sans pouvoir vérifier les performances en service. L’amélioration des performances et de la fiabilité ne repose pas uniquement sur une meilleure batterie, mais sur le suivi des performances au fur et à mesure qu’elle vieillit.
Le professeur Mark Orazem compare la complexité du test des piles avec le conte indien dans lequel des aveugles touchent un éléphant pour savoir de quoi il s’agit. Comme chaque homme ne ressent qu’une partie de son corps, des désaccords surgissent entre eux. Le test des piles est complexe, même pour l’homme voyant, mais des progrès sont réalisés. De meilleures technologies finiront par s’implanter.
