Notions de base sur les batteries et sécurité

Notions de base sur les batteries et sécurité concernant les batteries pour les motos et sports motorisés

À quoi sert une batterie ?

1. Les batteries ont 3 fonctions :
   fournir de la puissance électrique pour démarrer le moteur
2. fournir du courant supplémentaire lorsque le système de charge ne peut pas faire face à la demande d’électricité
3. servir de stabilisateur de tension pour le système de charge

Construction et chimie des batteries

Une batterie est un dispositif qui convertit l’énergie chimique en énergie électrique.

Qu’y a-t-il à l’intérieur d’un boîtier de batterie ?

Le boîtier de batterie est divisé en sections (cellules). Une batterie de 12 volts est composée de six cellules produisant à peine plus de 2 volts chacune pour un total d’environ 12,7 volts. Une batterie de 6 volts comprend seulement trois cellules avec une tension totale d’à peine plus de 6 volts.

Capacité des batteries

La taille et le nombre de plaques de plomb dans chaque cellule ont un lien direct avec la capacité de la batterie et la capacité de démarrer des moteurs de différentes tailles. La performance du courant de démarrage augmente avec la taille de la surface de plaque. La capacité de production de courant de la batterie est directement liée à la quantité de matériau actif (plomb) sur ses plaques.

Chimie des batteries

Pendant la décharge ou la charge d’une batterie, les ions (chargés positivement ou négativement) sont transférés à partir des groupes positifs et négatifs des plaques de cellule. Les plaques sont isolées les unes des autres par un séparateur perméable non conducteur permettant le transfert des ions. Pendant que les ions circulent d’une plaque à l’autre, le rapport acide/eau de la batterie change également. À mesure que la batterie se décharge, le rapport acide/eau change et entraîne une réduction de la gravité spécifique (GS) de la solution d’électrolyte. La GS peut servir à mesurer le niveau de charge d’une batterie. Par exemple, une GS de 1,160 indique un niveau de charge de la batterie de 50 % seulement. Ce processus est inversé lorsque la batterie est chargée.

La GS augmente à mesure que le rapport acide/eau se retransforme principalement en acide. La GS peut uniquement être mesurée sur une batterie classique dotée de bouchons de remplissage permettant d’accéder à l’électrolyte.

Lorsqu’une batterie se décharge et que la GS est plus chargée en eau (moins d’acide), du sulfate de plomb est produit et commence à revêtir les plaques de cellule en réduisant la surface sur laquelle des réactions chimiques peuvent se produire. Même si ce processus est normal dans la batterie pendant la décharge, une recharge en temps opportun est requise pour inverser le processus et augmenter la surface utilisable des plaques. En l’absence de charge, le sulfate de plomb continue à se développer et peut devenir impossible à éliminer. Si la batterie est trop déchargée, une défaillance totale de la batterie est probable.

En plus de la sulfatation, la corrosion est aussi plus fréquente à l’intérieur de la batterie si celle-ci est déchargée. Cet impact sur les plaques de plomb et les connexions de la batterie est considérablement accru en raison de la gravité spécifique réduite de l’électrolyte. Cela entraîne une réduction de la performance de la batterie au fil du temps. Les connecteurs corrodés peuvent avoir une intégrité suffisante pour supporter les accessoires consommant peu d’énergie, mais peuvent manquer de puissance pour permettre au courant de décharge élevé requis de faire démarrer un moteur. Dans des cas extrêmes, cela peut entraîner une défaillance des connecteurs inter-cellule et des soudures, et un dysfonctionnement soudain de la batterie.

Un autre problème survenant souvent lorsqu’une batterie est déchargée est le gel de l’électrolyte. Cela se produit uniquement lorsqu’une batterie est profondément déchargée en raison de l’augmentation de la quantité d’eau dans l’électrolyte. Cela est dû à une gravité spécifique faible. La température de fonctionnement recommandée d’une batterie Yuasa complètement chargée est comprise entre : -10°C et 60°C (14°F et 140°F).

Sécurité des batteries

Le fait de travailler avec des batteries expose à des dangers multiples tels que les gaz potentiellement explosifs et l’acide sulfurique corrosif. La liste de sécurité suivante en 8 points vous permettra de contrôler ces dangers :

1. Ne pas fumer, ne pas provoquer d’étincelles (provenant de l’électricité statique ou d’autres sources) ou ne pas approcher de flammes ouvertes à proximité des batteries. Les batteries peuvent produire de l’hydrogène hautement inflammable lorsqu’il est combiné à de l’oxygène ; si ces gaz s’enflamment, le boîtier de la batterie peut se facturer ou exploser.
2. Sur les batteries classiques, dévissez les bouchons d’évacuation pendant la charge et ventilez toute la zone de charge. Une accumulation des niveaux d’hydrogène et d’oxygène dans la batterie peut présenter un risque d’incendie.
3. Si une batterie est très chaude au toucher pendant la charge, arrêtez la charge et laissez-la refroidir avant de continuer. Une chaleur excessive endommage les plaques et peut potentiellement fracturer le boîtier.
4. Sur les batteries classiques, RETIREZ LE BOUCHON D’ÉTANCHÉITÉ ROUGE DU COUDE DE L’ÉVENT. Ne le remettez jamais une fois retiré. Si vous le laissez en place, les gaz emprisonnés à l’intérieur de la batterie risquent d’exploser. Pour la même raison, le tube de ventilation ne doit jamais être tordu ou bloqué.
5. Connectez correctement les conducteurs des chargeurs de batterie à la batterie : positif à positif, négatif à négatif. Débranchez le chargeur ou éteignez-le avant de connecter ou déconnecter les conducteurs. Cela limitera le risque d’étincelles lors de la connexion ou du retrait des conducteurs de la batterie.
6. Portez toujours une protection oculaire, des gants de protection et des vêtements de protection lorsque vous manipulez une batterie.
7. Nettoyez immédiatement les déversements d’acide avec une solution d’eau et de bicarbonate de soude afin de neutraliser l’acide de la batterie (1 volume de bicarbonate de soude pour 10 volumes d’eau).
8. Assurez-vous que les conteneurs d’acide sont clairement signalés et que les zones de travail sont bien éclairées. Si vous ingérez de l’acide ou que de l’acide éclabousse dans vos yeux, prenez immédiatement des mesures. Le fait d’ingérer ou d’avaler de l’acide sulfurique peut occasionner des lésions internes graves, voire la mort.

Mesures à prendre en cas de contact avec de l’acide sulfurique :

• Externe – rincez à l’eau
• Interne – buvez de grandes quantités de lait ou d’eau, puis du lait de magnésie, de l’huile végétale ou des œufs crus battus. Contactez immédiatement un médecin
• Yeux – rincez pendant plusieurs minutes à l’eau, et consultez immédiatement un médecin

Types de batteries

Chaque gamme de batteries Yuasa présente des caractéristiques uniques expliquant les différences de prix et de performance. Yuasa fabrique deux types de batteries de base : classique et AGM (Absorbed Glass Mat).
Les batteries AGM n’ont pas de bouchons de remplissage et sont parfois appelées batteries sans entretien ou batteries VRLA (plomb-acide à régulation par soupape).

Batteries AGM

Les batteries AGM sont plus compactes que les autres types car elles ne contiennent pas d’électrolyte libre. Cela les rend plus « efficaces en termes de volume ». Comme elles sont remplies une seule fois pendant l’activation, un bouchon de fermeture recouvre en permanence les ports de remplissage. Et il n’y a aucun tube de ventilation. Les batteries AGM sont idéales pour le stockage à long terme sur des véhicules tels que les tondeuses autoportées, les motomarines, les scooters et les motos que l’on n’utilise pas en hiver.

Les batteries AGM de Yuasa ne dégagent pas de gaz dans l’atmosphère pendant le processus de charge/décharge. Le gaz libéré à l’intérieur est recombiné dans la batterie. Par conséquent, aucun tube de ventilation n’est requis. Une batterie AGM peut être scellée car, à l’intérieur de la batterie, les plaques négatives ne sont jamais complètement chargées et ne produisent donc pas d’hydrogène. Les plaques positives génèrent de l’oxygène pendant le processus de décharge mais, au lieu d’être expulsé d’un tube de ventilation, l’oxygène réagit avec le matériau actif chargé sur les plaques pour se transformer en eau jusqu’à ce que la batterie soit chargée et que l’eau soit transformée en acide. Ce processus s’appelle la technologie de recombinaison.

À l’intérieur d’une batterie AGM, les séparateurs entre les plaques négatives et positives sont fabriqués en une fibre spéciale résistante à la chaleur et à l’acide. Grâce à cette conception, la batterie AGM a moins tendance à déverser de l’acide car elle contient moins d’acide liquide. En outre, une soupape de sécurité interne est utilisée en cas de surcharge accidentelle. La soupape inclut également un disque coupe-flamme qui limite le risque d’explosion. Les avantages d’une batterie AGM sont, entre autres :

• inutile d’ajouter de l’eau ou de vérifier le niveau de l’électrolyte
• une auto-décharge réduite car les grilles des plaques sont fabriquées en alliage plomb-calcium spécial qui conserve une charge plus longtemps que les autres types de batterie
• une activation simple et instantanée grâce au conteneur d’acide d’électrolyte « one-push »

La plupart des batteries AGM de Yuasa sont disponibles « activées en usine » (prêtes à l’installation) ou sous forme de batteries sèches avec un pack d’acide. Les batteries série GYZ et YTZ sont uniquement disponibles « activées en usine ». Les numéros de pièce des batteries sèches se terminent par « -BS » pour indiquer « bottle supplied » (flacon fourni) (c.-à-d. YTX14-BS, YTX20HL-BS, etc.).

Si vous envisagez une mise à niveau vers une batterie AGM qui n’était pas un équipement d’origine sur un véhicule, assurez-vous que le système de charge a une sortie régulée entre 14,0 et 14,8 volts. En général, les véhicules plus anciens ont un taux de charge qui produit des tensions plus faibles et une batterie classique sera la seule solution pour ces véhicules.

Batteries classiques

Les batteries classiques offrent bonne performance et longévité, mais à un prix inférieur. Yuasa fabrique deux types de batteries classiques : les batteries classiques (YuMicron) et les batteries classiques haute performance (YuMicron CX).

Elles ont des caractéristiques communes que Yuasa utilise pour toutes ses batteries : des bornes scellées pour résister à la corrosion, des couvercles et conteneurs résistants en polypropylène et une construction thermoscellée. En outre, elles ont des caractéristiques de conception identiques telles que des séparateurs spéciaux et une construction traversant la cloison. Les batteries YuMicron de Yuasa ont une plus grande puissance de démarrage (jusqu’à 30 %) qu’une batterie classique standard. La surface de plaque de la batterie YuMicron est augmentée grâce à l’utilisation de séparateurs high-tech fins laissant la place à des plaques supplémentaires dans chaque cellule.

Les batteries YuMicron utilisent également un connecteur inter-cellule spécial qui limite la résistance interne et optimise la capacité de démarrage. Elles utilisent aussi des fibres de verre spéciales qui résistent aux dommages causés par les vibrations. La différence entre les batteries YuMicron et YuMicron CX est le matériau utilisé dans les plaques. Les batteries classiques et YuMicron utilisent toutes deux des plaques de plomb-antimoine alors que les batteries YuMicron CX utilisent du plomb-calcium. L’utilisation de la technologie plomb-calcium offre un meilleur ampérage de démarrage à froid, une perte d’eau réduite (jusqu’à 66 % comparé aux modèles classiques) et des propriétés d’auto-décharge réduite pour une batterie qui conserve sa charge plus longtemps.

Valeurs nominales des batteries

Les batteries pour sports motorisés sont exprimées en ampères-heure (AH) et/ou ampères de démarrage à froid (CCA). La capacité d’une batterie à décharger une quantité de courant donnée pendant une période spécifique correspond à la valeur AH.

La valeur AH est basée sur une batterie complètement chargée avec une tension en circuit ouvert de 13,0 considérée comme complètement déchargée lorsque la tension atteint 10,5 volts à 25°C (77°F). Les valeurs ampères-heure sont imprimées sur le boîtier de la batterie de deux manières : les valeurs pour 10 heures et pour 20 heures.

Plus la surface de plaque de la batterie est importante, plus la valeur ampère-heure est élevée. La température aussi a un impact sur les AH car les températures basses ralentissent la réaction chimique à l’intérieur d’une batterie. Une batterie aura une capacité AH plus faible lorsqu’il fait froid que lorsqu’il fait chaud.

Le CCA indique le courant que devrait produire une batterie à de faibles températures. Tout comme les valeurs AH, les valeurs CCA dépendent du nombre de plaques et de leur surface totale. Le CCA représente la résistance de décharge en Ampères pouvant être fournie par une batterie neuve et chargée à -18°C (0°F) sur une courte période. En général, plus la taille du moteur augmente, plus les exigences en matière de courant de démarrage du moteur et de batterie CCA sont élevées.