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Les batteries sont en constante évolution. Si, une dizaine d’années en arrière, nous ne trouvions guère que des batteries au plomb, nous sommes depuis passé à l’ère du lithium.

Pourquoi ?

Principalement pour un gain de masse. Mais pas seulement.

Commençons par le commencement : qu’est-ce qu’une batterie?

Pour faire simple, nous allons dire qu’il s’agit d’un générateur électrique composé de l’assemblage de cellules rechargeables. Assemblage en série et/ou parallèle des cellules afin d'obtenir la tension et la capacité désirée. Le langage commun admis veut que l'on attribue la lettre "S" pour les cellules mises en série et "P" pour celles mises en parallèle. Ainsi, une batterie 2S3P comporte 2 cellules en série et 3 en parallèle.

Petit rappel, en série = "on additionne les tensions", en parallèle = "on additionne les capacités".

Notez qu'il sera aussi possible de mettre des batteries en série et parallèle, bien pratique pour le cas des bateaux amorceurs.

Une batterie est donc caractérisée par deux données principales : la tension U et la capacité C.

La tension sera une indication sur la puissance apportée au bateau, pour sa propulsion. Exprimée en Volt (V), elle est généralement comprise entre 6 et 15 V pour les bait boat et dans le modélisme en général.

La capacité sera quant à elle une indication sur l’autonomie de la batterie. Exprimée en Ampère-heure (Ah), elle varie généralement entre 1 et 10 Ah. Plus elle est grande, plus l'autonomie sera importante.

Il existe d'autres données à prendre en compte également, comme la masse de la batterie ou encore sa capacité de décharge instantanée notée "xC" et sa capacité de charge, notée "yC", où x et y sont des nombres (de 1 à plusieurs centaines). Pour faire simple, plus ces 2 valeurs sont grandes, meilleure sera la qualité de votre batterie.

La masse de la batterie est au goût de chacun, selon l'encombrement que nous sommes prêts à endurer. Evidemment, un fort voltage et une capacité importante sont de prime abord très intéressants, mais, la batterie sera alors plus lourde.

La capacité de décharge instantanée est une donnée à ne pas négliger. En effet, c'est cette information qui vous donnera le courant (intensité) maximal que peut débiter votre batterie, en cas de pic de consommation.
En multipliant x avec C, vous aurez le courant maximal supporté en décharge par la batterie.

Exemple :

Pour une batterie de capacité 5 000 mAh (=5 Ah) et donnée pour 20C (x=20)
5 000 x 20 = 100 000 mAh = 100 Ah
Le courant de décharge maximum supporté par la batterie est donc 100 Ah.

La durée maximum de ce débit de courant sera donné par le calcul suivant :
100 (A) / 60 (minutes) = 1,6 A/minute
5 (A) / 1,6 (A/minute) = 3,125 minutes
Cette batterie supportera une décharge de 100 A sur environ 3 minutes. Au dela, elle sera totalement déchargée et subira des dommages irrémédiables.
Il est fortement déconseillé de traiter ainsi sa batterie. Cette valeur est une valeur de "secours" utile en cas de problème majeur dans le circuit électrique comme un court-circuit, pour éviter de voir exploser sa batterie.




Cette valeur de décharge instantanée est également une indication sur la capacité de votre batterie à soutenir une décharge importante en restituant la totalité de son énergie emmagasinée (suivant la loi de Peukert). Nous reviendrons sur cette notion un peu plus loin dans cet article, des différences importantes existant selon le type de technologie.

La capacité de charge nous intéressera surtout pour l'entretien et la recharge des batterie, ainsi les pêcheurs pressés de voir leur batterie se recharger privilégieront une valeur importante.

Il existe de très nombreuses technologies de batteries, mais les plus adaptées aux bateaux amorceurs se comptent sur les doigts d’une main.


i. Batterie Plomb :

La technologie historique, l'ancienne génération pour ainsi dire, est la technologie au plomb. Une batterie au plomb a pour principal avantage sa facilité d’utilisation, particulièrement pour sa recharge puisqu’elle ne nécessite pas de chargeur spécifique et qu'elle supporte relativement bien les sur-charges ou sous-charges. Son entretien est donc relativement aisé.

Ses inconvénients seront sa masse ainsi que la lenteur de sa recharge due à une très faible valeur de capacité de charge.

Il faut compter environ 2 kilogrammes pour une batterie 12 Volts de 5 Ah et la recharge doit s'effectuer avec un courant avoisinant 0,1 fois sa capacité (y = 0,1, soit 500 mAh dans l'exemple ci-dessus).

Recharger une batterie au plomb est donc très long et prend souvent des dizaines d'heures.

batterie-plomb
Batterie au plomb classique


Un autre point négatif est la faible valeur de capacité de décharge instantanée qui limite énormément leur autonomie et leur performance. Les batteries plomb sont des batteries à décharge lente qui supportent très mal les décharges rapides.


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Elles sont très sensibles à la loi de Peukert qui montre qu'en leur imposant des décharges rapides supérieures à 1C (x=1), leur capacité va diminuer et donc la quantité d'énergie restituée sera inférieure à la quantitée emmagasinée à l'origine.

Les calculs restent discutables, mais, pour vous donner une idée, une batterie plomb de 5 Ah ne va en réalité redistribuer que 2,5 Ah si on lui impose une décharge de 10 A (x = 2C) : son autonomie est divisée par deux.

Ce phénomène peut se révéler très ennuyeux pour les bateaux amorceurs dont la consommation est relativement importante. Nous y reviendrons par la suite.





ii. Batterie NiMh ou NiCd :

Je passerais rapidement sur les technologie nickel - hydrure métallique (NiMh) et nickel - cadnium (NiCd), qui sont une sorte d'intermédiaire entre le plomb et le lithium.

Ces batteries présentent plusieurs avantages par rapport au plomb :

- durée de vie rallongée

- valeurs de x et y supérieures (mais relativement faibles toujours)

Reste l'inconvénient de la masse qui est encore une fois importante.

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Batterie NiMh au format "pile"


Aussi, leur intérêt pour les bateaux amorceurs se situera surtout pour les télécommandes. En effet, une cellule NiMh génère une tension de 1.2V tout à fait adaptée aux émetteurs. Le format "pile" LR04 ou LR03 étant un autre de leur avantage dans cette optique d'utilisation.



iii. Les batteries Lithium :

La révolution nous vient de la dernière technologie innovante en terme de batterie, le lithium.

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Le lithium, combiné à d’autres composants, permet d’obtenir des batteries puissantes et avec une longévité inégalée jusqu’ici, le tout pour une masse sensiblement réduite par rapport à toutes les autres batteries.

Les principales batteries au lithium sont les batteries lithium-ion (Li-ion,) Lithium-polymère (LiPo) ou encore lithium fer phosphate (LiFePO4).

Les différences entre ces modèles vont se situer dans les tensions délivrées par les cellules mais aussi leur constitution interne:

- une cellule Li-Ion génère une tension de 3.7 V via des électrolytes liquides

- une cellule LiPo génère une tension de 3.7 V via des électrolytes gélifiées

- une cellule LiFePO4 génère une tension de 3.3 V via des électrolytes gélifiées

De ces 3 technologies, les batteries LiPo sont le plus largement répandues dans le monde du modélisme. Aussi, je traiterais uniquement des batteries Lithium-Polymère dans la fin de cet article.

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Batterie Lithium Polymère


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L'enveloppe rigide et les risques de fuite des batteries Li-Ion sont deux lourds inconvénients et la tension plus faibles des cellules LiFePO4 sont un frein à leur utilisation pour des systèmes électriques souvent calibrés pour une tension de 12V.

Une batterie LiPo sera tout d'abord extrêmement légère. Avec les même caractéristiques que notre batterie plomb de départ (12 V et 5 Ah), elle aura une masse d’environ 500 grammes. Un gain de près de 1,5 kilogrammes !

Autres avantages des batteries LiPo : leurs grandes valeurs de capacité de décharge instantanée et de charge.

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En savoir plus : Ces caractéristiques leurs confèrent une puissance importante. De fait, elles sont beaucoup moins soumises à la loi de Peukert et même pour un taux de décharge élevé, elles restituent toute l'énergie emmagasinée lors de la charge.

Aussi, elles se rechargent extrêmement rapidement, avec une valeur de courant de une fois à plusieurs fois la capacité de la batterie (y ≥ 1). Une recharge en une heure est un standard pour les batteries LiPo, et les meilleurs modèles permettent des charges en moins de 45 minutes!

Leur inconvénient principal est la nécessité de contrôler leur recharge à l’aide d’un chargeur spécifique et de toujours bien en prendre soin sous peine de les voir s'enflammer.

La surcharge, même minime, d’une telle batterie peut avoir des conséquences néfastes allant jusqu’à son explosion. L’utilisation d’un sac spécial de protection lors de la recharge est un plus.
Il est également important de contrôler le taux de décharge d’une batterie lithium. En effet, si le voltage d’une cellule descend en dessous d’une valeur critique (2.96 V par cellule), la batterie sera hors service sans possibilité de la recharger.

Attention également à bien choisir une batterie avec une haute valeur de décharge instantanée, au moins 30, pour ne pas avoir de mauvaise surprise.

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En effet, cette valeur est souvent surévaluée par les constructeurs et il n'est pas rare d'avoir en réalité une valeur de 15 ou 20 au lieu des 30 annoncés.

De plus, une grande valeur de C assure une bonne longévité à la batterie car elle signifie que vous ne pousserez que très rarement la batterie dans ses derniers retranchements.

Une valeur de 35 C est à mes yeux un excellent compromis.

De même, je ne saurais trop vous conseiller de ne jamais recharger une batterie au dessus d'une valeur de 1 C (y =1), c'est à dire au dessus de sa capacité. En effet, au dessus de cette valeur, la batterie se fatiguera plus vite et sa longévité sera réduite.

Utilisateur averti des batteries LiPo depuis des années, je peux vous affirmer qu'elles sont de formidables outils qui ne vous décevront jamais, pour peu que vous en preniez correctement soin.


Aller plus loin: Consommation électrique d'un bateau amorceur

Nous en arrivons au point crucial à considérer avant de choisir sa batterie : la consommation de son système électrique. En effet, comme vous commencez à le comprendre, le choix de sa batterie est en relation directe avec l'électronique embarquée.

A vide, sur le pré, la consommation électrique d'un bateau amorceur varie d'1 à 2 A pour un mono-moteur à plus de 3 ou 4 A pour un bi-moteur.

Sur l'eau, chargé et subissant le courant d'une rivière, il n'est pas rare de dépasser les 8 ou 9 ampères pour un bi-moteur alors qu'un mono-moteur se situera autour des 4 ampères.

La consommation électrique d'un bateau amorceur est donc très variable et dépendra en grande partie du nombre de moteurs / contrôleurs de vitesse, de la taille des moteurs, de l'éclairage, mais aussi de la masse d'amorce embarquée ou encore du vent et du courant d'une rivière.

Si vous faites maintenant le lien avec les explications sur les différentes technologies de batteries, vous comprenez qu'une batterie plomb sera surtout adaptée à un bateau amorceur mono-moteur de petite taille dont la consommation instantannée reste limitée.
Ce type de batterie trouvera très vite ses limites pour un bait boat de grande taille bi-moteur dont la consommation instantannée peut grimper en flèche. Dans ce cas, une batterie LiPo sera à privilégier.


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Lorsqu'il devra tracter une masse importante avec une résistance supplémentaire, le moteur aura besoin de plus d'énergie, et donc demandera plus de courant à la batterie.

Pire, au démarrage, surtout en cas d'utilisation de moteurs brushless de grande taille au couple important, il n'est pas rare de voir des pics à 30 ou 40 A.

Vous comprenez maintenant pourquoi les batteries LiPo présentent un réel intérêt pour les bateaux amorceurs !
Les batteries plomb, typée pour les décharges lentes, ne sont pas conçues pour supporter ce genre de traitement. Leur autonomie s'en trouvera passablement réduite.
A l'inverse des LiPo, qui encaisseront sans broncher ces pics, tant que l'on ne dépasse pas la valeur de décharge instantanée xC.
Ce qui montre aussi l'intérêt d'avoir deux batteries en parallèle, afin d'augmenter artificiellement la valeur de la capacité C et donc la capacité de décharge instantanée. Avec deux batteries de 5000 mAh de capacité, vous obtenez alors 10.000 mAh de capacité, soit 10A! Pour ces batteries de 35C, c'est donc 350A de débit instantané qui est supporté, c'est tout bonnement énorme!




Petit truc et astuce pour augmenter l'autonomie de votre bateau : ne poussez pas les gazs à fond! En effet, la consommation n'est pas linéaire, et en laissant la manette des gazs à mi-course, vous ferez plus que doubler l'autonomie du bait boat.



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