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Chargement des batteries plomb : Le cycle de charge IUoU

IUoU ? UOIU ? Difficile de ne pas s'emmêler les pinceaux dans cet acronyme qui désigne le processus de chargement d'une batterie en trois phases, aux caractéristiques distinctes en termes de tension, courant et durée.

Qu'est ce que c'est ? A quoi ca sert ? Comment régler son chargeur ? Les réponses sont ici !

Chargement des batteries plomb : Le cycle de charge IUoU

Peut-être avez-vous déjà remarqué, si vous êtes équipé d’un battery monitor (une jauge de capacité de batterie) que cet appareil n’indique pas 100 % même après des heures de navigation au moteur, alternateur en fonction ?
C’est qu’un alternateur seul n’est justement pas capable de délivrer une charge complète avec ses 14 V de tension maximale.
Sans disposer d’un appareillage spécifique, il ne sera pas possible de charger des batteries, à l’alternateur, à plus de 80 % de leur capacité.
Pour atteindre les 20 % suivants, il faut alors appliquer une légère surcharge en tension aux accumulateurs, c’est la seconde phase.
Puis, une fois un délai prédéfini atteint, le chargeur bascule sur une troisième phase, d’entretien, destinée à compenser l’auto-décharge.

La charge en 3 phases IUoUo


Une batterie au plomb (12 V) rechargée à bloc, à 100 %, présentera une tension stable, après une déconnexion de tout consommateur ou chargeur, d’une heure, égale à 12,7 V.
Pour parvenir à l’atteindre, les chargeurs doivent alterner différents scénarios de tension et d’intensité.

Les chargeurs actuels sont capables de moduler tension, courant et durée et d'appliquer ces paramètres à la charge d'un parc de batteries.

Les caractéristiques de ces phases s'avérant légèrement différentes, d'une chimie à l'autre (AGM, Gel, plomb électrolyte liquide...), elles doivent impérativement être réglées sur le chargeur avant sa mise en service.

La norme DIN 41773 décrit cette charge IUoU.

Les trois phases de chargement en détail

La phase I
Au cours de cette phase, une tension élevée est appliquée à la batterie. Celle-ci peut atteindre, 14.6 ou même 14.9 V en cas de réglage de chargement rapide.
L’intensité la plus élevée possible par le chargeur est alors délivrée, donnant son nom à cette phase I appelée aussi Bulk.
A la fin de cette première phase, la batterie sera chargée à 80 %.

La phase Uo
Uo désigne la tension de survoltage. 
Pour dépasser la limite de charge de la phase I, les chargeurs appliquant une légère surtension momentanée à la valeur Uo, avec une intensité élevée. C’est la phase d’absorption.

Avec une tension d'absorption qui atteint les 14,4 V à comparer à celle d'un alternateur de série à 14,2 V, on comprend la raiuson pour laquelle il est impossible de dépasser le pallier de chargement à 80 % de SOC (state of charge) avec un alternateur seul.

La phase U
Dans cette phase, dite d’entretien, la tension redescend tout comme l’intensité.
Cette séquence correspond à l’entretien de la tension de la batterie chargée, le mode float.

 

Les phases complémentaires délivrées par certains chargeurs

Le mode "battery safe"

Sur certains appareils, cette séquence peut être suivie d’une mise en veille pure et simple du chargeur, si aucune consommation n’est détectée afin de solliciter le moins possible les plaques des accumulateurs, la tension sera alors automatiquement relevée au niveau float, une fois par semaine seulement, comme dans le mode “Battery Safe” de Victron Energy.

 

Le mode égalisation

Un mode égalisation est destiné aux batteries à électrolyte liquides uniquement. Avec ce mode, un surtension de 10 % est appliquée à la batterie dans le but de limiter le processus de stratification de l'électrolyte liquide. C'est un peu comme si on agitait le contenu de la batterie pour conserver l'homogénéité du mélange.

 

Un mode désulfatation

A l'application d'un consommateur, les plaques (électrodes) en plomb se combinent à la solution électrolytique acide et forment des cristaux de sulfate de plomb. Ces cristaux se déposent sur la surface des plaques et empêchent le processus électrochimique de se dérouler de manière correcte, ce qui dégrade fortement les performances de la batterie en question :  C'est la "sulfatation".

Pour en venir à bout, on déclenche un processus forcé qui émet des séries d'implusions électriques de nature à désagréger les cristaux en question en rompant les liaisons moléculaires entre ion plomb et ion sulfate acide.

 

Les trois phases de chargement IUoU par Victron Energy

Les trois phases de chargement IUoU par Victron Energy

Le réglage des paramètres des séquences de charge sur le/les chargeurs.


Les différents types de batteries sont conçus pour bénéficier d’une tension de charge bien définie suivant les séquences de charge. Ainsi, les batteries au gel attendent des tensions moins élevées que les AGM.
Suivant les phases de charge, ces différences de voltage atteignent les 0.5 V.
Charger une batterie Gel avec des paramètres AGM revient à leur appliquer une surtension importante qui les conduira droit à la déchetterie !
Charger les AGM avec des paramètres Gel leur interdira de cycler ce qui limitera considérablement leur durée de vie.
Le réglage de ces paramètres s’effectue par ordinateur au moyen d’une interface de réglage ou en manipulant de microscopiques interrupteurs, les DIP, présents dans l'appareil.

Dans le coin haut à gauche, sur cette image (en bas), des interrupteurs DIP sur un convertisseur chargeur Multiplus 12/3000 de Victron Energy.
 

 

Chargement des batteries plomb : Le cycle de charge IUoU

Sur d’autres appareils, le réglage se fait via un écran de contrôle intégré.
Quoi qu’il en soit, la plus grande prudence s’impose dans la définition de ces réglages.
En cas d’hésitation, il est prudent de se référer à la documentation du constructeur des batteries qui stipule les plages de tension et de courant par séquence.
Ces instructions figurent aussi parfois sur les batteries elles-mêmes.
 

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