Batterie Lithium - Extrait article "Voiles et Moteurs" (du 27/10/21)

Les batteries lithium ont longtemps été réservées à un public averti ou professionnel. Pourtant, cette technologie de pointe s’installe désormais à bord de nos voiliers en toute sécurité et à des prix de plus en plus raisonnables. Tour d’horizon. 

C’EST UN FAIT, la batterie au lithium suscite toujours la méfiance de nombreux propriétaires de voiliers, tant par son prix élevé que par sa réputation d’instabilité. Pour vous aider à sauter le pas, nous vous avons concocté un comparatif entre six modèles comptant parmi les plus avancés du marché. Mais avant de pousser plus loin, commençons par tordre le cou aux idées reçues sur le risque d’incendie ou d’explosion qui leur collent toujours à la peau.

LE BMS SÉCURISE LA BATTERIE

Si les premières batteries lithium – dites Li-Ion (NMC) ou polymère Li-Po – étaient réputées dangereuses, et avec raison, pour leur instabilité à la charge, à haute température et en cas de chocs répétés, celles vendues sous l’appellation lithium fer phosphate (LiFePO4) sont beaucoup plus sûres du fait de la composition chimique de leurs cellules.

D’autant que ces batteries se sont vues systématiquement agrémenter d’un BMS (système de gestion de batterie) qui équilibre les cellules entre elles tout en empêchant la surtension ou la sous-tension de l’accumulateur. Ce n’est bien sûr pas une raison pour les maltraiter en les stockant trop près d’une source de chaleur ou en les laissant déchargées à 100 % sur une longue période.

Dans la majorité des cas, les fabricants annoncent des poids au-dessus de la réalité. Étonnant… Crédit : Pierre David.

C’est pourquoi lors de l’hivernage, les batteries lithium doivent être laissées à un taux de charge de 50 % et être rechargées tous les six mois. Précisons que lorsque le bateau est utilisé, la batterie peut rester à 13,6 V pour prévenir sa décharge sans que cela ne lui soit dommageable. Il est aussi indispensable de bien suivre les recommandations du fabricant que ce soit en termes d’intensité maximale acceptée ou de tension (voir notre encadré sur les chiffres à connaître) pour garantir une longévité optimale à votre batterie.

Des contraintes certes mais pas mal d’avantages

Malgré ces petites contraintes, les avantages du lithium par rapport aux accumulateurs d’ancienne génération sont indiscutables. Question poids déjà, leur densité énergétique est imbattable avec leurs cellules prismatiques ou cylindriques en lithium, métal apprécié pour sa légèreté. Les batteries lithium sont donc trois fois moins lourdes que les batteries plomb pour une capacité nominale identique… Un constat intéressant pour les régatiers comme pour les adeptes du grand voyage qui chercheront à prendre un parc batteries important tout en souhaitant garder le voilier dans ses lignes. On loue aussi leur grande efficacité énergétique. Et avec raison !

Quand la recharge d’une batterie plomb est limitée à 25 ou 30 % de sa capacité nominale, celle d’une batterie lithium atteint facilement 100 %, voire plus, comme nous l’avons observé lors de nos tests. La fin de charge est également très rapide et la durée du cycle d’absorption est réduite au maximum. Et nul besoin de s’équiper d’un chargeur 220 V, d’un régulateur solaire ou d’un alternateur spécifique pour arriver à un si bon résultat puisque la tension demandée à la charge (entre 14,2 et 14,6 V) est identique à celle exigée par des batteries plomb…

Les chargeurs et régulateurs solaires en place pourront donc s’adapter à cette technologie. Concernant le booster d’alternateur, tout comme pour les batteries plomb, on pourra en mettre un en place pour accélérer la vitesse de charge au besoin. Les batteries lithium peuvent en outre être déchargées complètement contre seulement 50 % pour une batterie plomb liquide fermée, 70 % pour une plomb-gel et 80 % pour une AGM (plomb pur).

En définitive, c’est bien la totalité de la capacité nominale qui est disponible. Du coup, si vous souhaitez changer vos batteries au plomb pour du lithium, il vous sera possible de réduire la capacité de votre futur parc de servitude. Les modèles testés ne sont pas conçus pour assurer le démarrage du moteur et se révéleraient coûteux pour cet usage. Cependant, certains modèles peuvent assurer le démarrage du moteur en secours.

UN GESTIONNAIRE DE BATTERIE EST CONSEILLÉ

Autre point important : même déchargée à 85 %, la tension des batteries lithium reste au-dessus de 12 V, ce qui garantit à vos équipements électroniques un fonctionnement normal. Il faut cependant rester vigilant sur un point : celui de la chute de tension. En effet, si la batterie lithium conserve une tension élevée tout au long de la décharge, cette dernière chute sans prévenir en fin de cycle, forçant le BMS à déconnecter l’accumulateur. Il sera donc judicieux d’acquérir un gestionnaire de batterie et de régler l’alarme de ce dernier à 11 V pour éviter les mauvaises surprises…

On appréciera également son nombre de cycles autorisé – le chiffre indiqué est théorique et, sous couvert de respecter les consignes d’utilisation du constructeur : de 2 000 au minimum jusqu’à 5 000 cycles de décharge à 100 % pour certains modèles. Cela représente tout de même une augmentation de performance de 500 à 1 000 % par rapport aux meilleures batteries gel ou AGM du marché. Enfin, structurellement parlant, le berceau en composite qui accueille les cellules assure une excellente résistance aux vibrations et permet d’utiliser sa batterie dans diverses positions. Encore un bon point en sa faveur.

UN PRIX A L’AMPÈRE IMBATTABLE

Reste l’argument du prix d’achat de ces accumulateurs au lithium… Un prix à mettre en perspective avant de se faire une opinion. Par exemple en calculant le coût à l’ampère de votre batterie. Vous l’obtiendrez en divisant le prix de celle-ci par sa capacité en Ah, puis en divisant cette valeur par le nombre de cycles disponible de la batterie.

Le multimètre a été de sortie pendant nos essais pour les tests de charge ou de décharge. Cet outil permet en outre de contrôler le bon fonctionnement de tous les circuits électriques et de traquer les pertes. Crédit : Pierre David.

Si l’on prend une batterie plomb de 100 Ah vendue 250 € pour une durée de vie de 250 cycles, cela nous donne 0,01 € par ampère. Recommençons le calcul avec l’une des batteries lithium de notre comparatif. Par exemple la Power Brick + de 100 Ah vendue 1 020 € pour une durée de vie de 4 500 cycles, le prix à l’ampère tombe alors à 0,002 €, soit un rapport de 1 pour 5… Mais la durée de garantie est également à prendre en compte.

Pour ce comparatif, nous avons réuni six modèles différents d’une capacité nominale de 100 Ah. Seules les marques Super B et Mastervolt n’ont pas souhaité participer à ce test. La première en raison des procédures de test proposées, jugées peu pertinentes (sic), la seconde pour des raisons logistiques (le modèle de 100 Ah n’étant pas encore disponible à la vente).