Dans cet article nous traitons les différentes causes et conséquences en cas de panne sur une batterie. Il en existe de nombreuses, dans ce post nous revenons sur les principales.
I- Fuite acide
L'acide de batterie est très corrosif et peut occasionner de graves dégâts à son environnement.
Les batteries liquides devraient toujours être stockées en position droite, afin d'éviter une fuite d'acide par les orifices de remplissage, ou – dans le cas des batteries verrouillées – par le trou d'aération. Les batteries VRLA ne contiennent pas d'acide et peuvent donc être facilement stockées en position inclinée. Si la fuite se fait le long du couvercle de la batterie, et ce, sans signe de dégât extérieur, un défaut de fabrication a dû avoir lieu au moment de la soudure du couvercle et du bac.
L'acide peut également fuir par le joint de la borne. Le terme professionnel utilisé pour ce phénomène est : suintement.
Et enfin, l'acide peut s'écouler des bouchons de remplissage. Cela provient du niveau trop élevé d'électrolyte dans la batterie. On oublie souvent que la batterie doit d'abord être chargée, avant de réajuster le niveau d'électrolyte.
II- Explosion
Une batterie chargée doit être traité avec prudence, dès que toute l'énergie accumulée est libérée d'un seul coup, par exemple : lorsqu'un outil frappe l'une des bornes, causant un court-circuit complet.
Lorsqu'elle atteint son état de charge maximal, toute batterie plomb/acide produit du gaz oxyhydrogène explosif, qui s'échappe par les trous d'aération de la batterie. Dans ces conditions, toute étincelle peut provoquer une explosion, qui endommagera la batterie et son environnement et qui projettera de l'acide sur ce même environnement. Toute personne se tenant à proximité de la batterie peut être blessée.
La plupart des explosions de batteries se font lors du raccordement ou du débranchement des câbles ou des bornes. Dans un entrepôt, il ne faut jamais filmer une batterie immédiatement après l'avoir chargée. Une étincelle statique du film peut faire détoner le gaz, qui s'échappe de la batterie au moins pendant une heure après qu'elle ait été chargée.
Si une batterie explose au moment où le courant est enclenché (starter, propulseur d'étrave), cette explosion résulte généralement d'un niveau d'électrolyte trop bas, dû à une charge excessive ou à un faible entretien. Si les plaques de la batterie ne sont pas complètement immergées dans l'électrolyte, le courant élevé peut créer une étincelle entre les plaques, faisant détoner l'oxyhydrogène contenu dans la batterie.
III- Corrosion des grilles
L'électrolyte à l'intérieur de la batterie n'est pas seulement en contact avec la masse active de la plaque, mais également avec les parties non recouvertes de la grille elle-même.
La corrosion des grilles est un phénomène normal dans une batterie, dans laquelle le plomb de la grille positive est transformé en dioxyde de plomb. Comme résultat de cette transformation, la conductivité électrique et la force mécanique déclinent progressivement jusqu'à ce que les plaques se plient. Ceci est un processus inéluctable, dont il a été tenu compte lors de la conception de la batterie.
Une corrosion excessive des grilles est le résultat typique d'une surcharge structurelle ou d'une tension de charge trop élevée ou d'un facteur de charge trop élevé. La température joue également un rôle important. Des températures élevées vont accélérer la corrosion des grilles, alors que des températures modérées prolongeront la durée de vie de la batterie.
IV- Endommagement de la masse active
La masse active (pâte) de la plaque positive est constituée de sulfate de plomb. Lors de la charge, ce sulfate de plomb est transformé en oxyde de plomb et lors de la décharge, cet oxyde de plomb se transforme à nouveau en sulfate de plomb.
Comme le sulfate de plomb a un volume moléculaire plus important que le plomb, la masse active va se rétrécir et se gonfler à chaque cycle, s'affaiblissant et se désagrégeant au fur et à mesure jusqu'à la perte de capacité de la plaque.
Une perte accélérée de la masse active, mieux connue sous le nom de PCL (perte prématurée de capacité) peut être causée par une décharge profonde. Des exemples types pour cette situation se trouvent dans les cas de batteries de démarrage ou de batteries semi-traction souffrant d'un régime de charge inadéquat. En effet, à chaque charge, la batterie reçoit moins d'énergie qu'elle n'en fournit, et donc, à un certain moment, elle doit répondre à un niveau de décharge pour lequel elle n'a pas été conçue. C'est ainsi que sa durée de vie sera sérieusement écourtée.
Un autre phénomène typique pour la perte de masse active lors d'une décharge profonde est que, contrairement au cas de processus d'utilisation normal, la masse active est désagrégée tandis que la grille est en bon état.
V- Corrosion des bornes
La corrosion des parties métalliques d'une batterie résulte d'une réaction chimique entre les bornes et les connexions. Il existe trois sortes de corrosions :
1: La corrosion galvanique :
La corrosion galvanique est due à la différence potentielle entre les métaux, qui entrent en contact les uns avec les autres, notamment la matière de la borne avec le connecteur. En général, la corrosion apparaît sous forme de cristaux de plomb blanc ou de zinc ou, si les connexions sont en aluminium, sous forme de sulfate d'aluminium. Les connecteurs en bronzes auront une corrosion faite de cristaux bleus. Très souvent, la corrosion fait apparaître une combinaison de cristaux blancs et bleus : blancs à cause du plomb dans le clip du connecteur et bleus à cause du conducteur dans le câble. Ce type de corrosion peut être évité en appliquant un spray ou de la vaseline sur les bornes. Si la corrosion a déjà commencé, il faudra d'abord nettoyer les bornes et les connecteurs. A vérifier pour éviter tout dommage : une surface plane et lisse permet une bonne conductivité électrique.
2: La corrosion électrique :
Si la batterie contient trop d'électrolyte, parce qu'elle a été remplie au-delà du niveau maximal ou en condition de décharge, l'acide peut alors déborder et entrer en contact avec les bornes et les connecteurs, entraînant leur corrosion. Ce problème peut être évité en offrant l'entretien approprié à la batterie.
Il faut également savoir que l'électrolyte peut s'échapper par la bague de la borne. Ce phénomène, qui arrive plus fréquemment chez les batteries à bornes latérales, s'appelle le suintement d'électrolyte.
3: La corrosion atmosphérique :
Une autre cause de la corrosion des bornes est l'échappement de vapeur d'acide lorsque la batterie atteint son état de charge maximale. Ce type de corrosion peut être évité en appliquant du spray ou de la crème grasse, telle que la vaseline, sur les bornes. Si la corrosion a déjà commencé, il faudra d'abord nettoyer les bornes et les connecteurs. A vérifier pour éviter tout dommage : une surface plane et lisse permet une bonne conductivité électrique.
VI- Sulfatation
Lorsque qu'une batterie se décharge, le plomb et le dioxyde de plomb, qui sont les matières actives sur les plaques de la batterie, réagissent avec l'acide sulfurique dans l'électrolyte, pour générer le courant électrique. Une forme molle, finement divisée, de sulfate de plomb est alors produite. Pendant la charge, ce sulfate de plomb mou est facilement reconverti en plomb, dioxyde de plomb et acide sulfurique, remettant en gros la batterie dans son état initial.
Si la batterie n'est pas entièrement rechargée rapidement après une décharge profonde, le sulfate de plomb va se cristalliser. Ses larges cristaux vont alors boucher les pores de la masse active et recouvrir la surface de la plaque, rendant peu à peu la charge impossible. Le résultat de la sulfatation est une perte permanente de capacité. La matière active sulfatée de la plaque positive est souvent légèrement colorée. Une caractéristique typique est une bande de sulfate sur un tiers de la hauteur des plaques (voir photo).
Lorsque la sulfatation continue, la masse active va être pressée hors de la grille, si violemment que la grille va se plier ! La charge d'une batterie sulfatée va entraîner la formation de dendrites sur la plaque négative. Ces cristaux acérés, en forme d'aiguilles, peuvent mettre les plaques positive et négative en court-circuit.
VII- Stratification
Dans une batterie plomb acide, l'électrolyte est un mélange d'eau et d'acide sulfurique. La stratification a lieu lorsque l'eau et l'acide se séparent, laissant le lourd acide se concentrer au fond du bac et amenant la partie haute des éléments à s'appauvrir en acide. Ainsi, la partie supérieure de la plaque va sulfater à cause de la réduction de l'électrolyte et la partie inférieure va subir une importante perte de masse active ainsi que la corrosion des grilles à cause de la surcharge !
La stratification a lieu lorsque l'état de charge de la batterie est inférieur à 80% et lorsque la batterie n'a pas l'occasion de recevoir une pleine charge. Cela résulte probablement d'une autodécharge combinée à un stockage à long terme, mais peut également être la conséquence d'une conduite sur distances courtes, en mettant en route les essuie-glaces avec protections contre le vent et le chauffage électrique.
Le seul remède à la stratification est l'équilibre de la charge : le dégazage réalisé lors d'une tension de charge élevée pourra mélanger l'électrolyte.
Pas de stratification dans les batteries VRLA.
Les batteries régulées par soupape contiennent de l'électrolyte figé. Ainsi, le phénomène de stratification ne peut avoir lieu dans les batteries au gel. Dans le cas des batteries AGM, la stratification a seulement lieu dans les très grandes batteries stationnaires. Celles-ci sont généralement installées en position inclinée.
VIII- Fuite thermique
La fuite thermique peut se décrire tout simplement comme une fonte de la batterie. Dans la gamme des batteries plomb acide, ce phénomène ne se produit que dans les batteries VRLA.
La réaction chimique pendant le processus de recombinaison des gaz dans une batterie régulée par soupape est un processus exothermique, qui génère de la chaleur. Lorsqu'une batterie est surchargée dans une température ambiante élevée, ce processus exothermique va augmenter la température à l'intérieur de la batterie, bien plus rapidement qu'elle ne peut s'évacuer. L'augmentation de la température va faire baisser la tension de charge et, en même temps, augmenter le courant de charge. Cela augmentera à nouveau la température de la batterie et démarrera un cycle de chaleur auto-alimentation / courant, qui fera gonfler et éventuellement fondre la batterie. Il y a un risque d'explosion par court-circuit interne et de présence d'une quantité importante d'oxyhydrogène.
La fuite thermique est un problème, qui est essentiellement causé par le chargeur et non pas par la batterie.
