Batteries

Pile jetable.
Pile rechargeable : accumulateur (1 élément, cellule), batterie (plusieurs élément).

Piles & batteries — Comprendre, Conserver, Tester, Choisir, Recharger…

À lire : Batteries au lithium-ion les comprendre et les utiliser.pdf (developpez.com)

Chargeur de smartphones — c'est aussi valable pour les autres chargeurs.

Matériels avec batterie : téléphones, ordinateurs, tablettes, lampe de poche, brosse à dents électrique, cigarette électronique, tout objet électrique sans fil (souris, Wii, écouteurs, télécommande, IoT…), machines portatives (visseuses, perceuses), transport (automobiles, vélos, trottinettes, chariots automoteurs), appareillages et installations industrielles variées…

Ce sont les cycles de charge / décharge qui usent la batterie. Il faut éviter de le faire souvent.

Pour l'utilisation d'un ordinateur en fixe sur un bureau, la batterie n'est pas utile, il vaut mieux l'enlever. Une batterie ainsi préservée sera encore en parfaite santé dans de plusieurs années. Stockez-la à 80%, notez dessus la date de charge, vous constaterez plus-tard sa tenue à la charge.

Signes à observer

• Signes visuels : état de la coque, enveloppe (gonflée).
• Non-tenue de la charge.
• Température anormalement élevée : surcharge, défaillance du chargeur…
• Échauffement, la batterie est probablement vieille.

Zone de stabilité

• Elle dépend de nombreux facteurs internes et externes : température, état de charge, vibrations ou chocs provenant de l’environnement, etc.
• La stabilité est plus grande à faible état de charge.

Quelques soient les batteries : ordinateur, téléphone, vélo…

• Éviter les décharges profondes.
• Ne pas exposer à une température supérieure à 65°C (149°F).
• Ne pas mettre au soleil (téléphone derrière le parebrise). Risques d'explosion ou d'incendie.
• Que penser des batteries exposées au soleil, recharge solaire pour des volets roulants, surtout en été…
• Charger la batterie pendant que vous êtes présent et vigilent. Ne pas aller vous coucher (monoxyde de carbone), aller au travail ou partir faire des courses. La possibilité de départ de feu est réel. Il faut pouvoir intervenir rapidement.
• Plus la charge est lente, moins le risque est élevé. La charge rapide chauffe la batterie et raccourcit sa durée de vie.
• Maintenir la batterie chargée entre 20 et 80 %. Au-delà de 80%, la tension augmente, la batterie fatigue plus rapidement. En dessous de 20 %, le courant de charge est plus fort. Les modèles récents limitent la charge à 80 %, voir les réglages de l’appareil.
• Débrancher le chargeur / la source, quand la batterie est chargée.
• Ne pas percer, ne pas plier.
• Décharger (<25%) impérativement la batterie avant de la mettre au rebus (incendies beaucoup plus limités et difficiles à déclencher).
• Stocker en isolant les pôles (ruban adhésif), ne pas couper les fils de batterie ayant un connecteur ⇒ ⇒ Court-circuits. Y compris pour les piles boutons ou bâton.
• Pas de chargeurs bas de gamme (tension aléatoire, qualité du courant continu, qualité des composants et de la conception…). Les marques tiennent à leur réputation.
• Utilisez des extincteurs spécifiques pour le Lithium : extincteur “Litex“, extincteur “AVD” (Dispersion Acqueuse de Vermiculite) ou à défaut, à poudre D.
• Ne pas stocker et oublier, surtout chargés : vieux téléphones (de secours), lampes de poche, etc. Même dans un Sac d'évacuation / Kit de survie / Catakit / Bug Out Bag (BOB). Le départ de feu serait enfoui, sa découverte serait retardée, son extinction serait plus difficile.

Ça n'arrive qu'aux autres… — https://youtu.be/8nz5ijXcckI — (3:52)

• Mode économie d’énergie, pour limiter les activités en arrière-plan, réduire la luminosité, optimiser la gestion des ressources (rapidité, durée de veille, écran allumé en permanence, affichage à 120 Hz, nombre de tâches actives…).
• Le Wi-Fi consomme moins que le cellulaire (distance à la Base).
• La chaleur et le froid peuvent endommager la batterie. Température optimale entre 0 et 35°C. En dessous de 0°C, les réactions chimiques diminuent (le smartphone croit la batterie déchargée). Au-dessus de (35°C ?????) les réactions chimiques s’intensifient, la batterie peut s’emballer. Attention au soleil. Comment prolonger la durée de vie de la batterie de son smartphone ? (4:44)

Les batteries fonctionnent grâce à une réaction chimique continue, appelée oxydoréduction, qui génère de l’électricité.
Avec l’âge, cette réaction chimique ne se déroule plus parfaitement. Parfois, cette réaction imparfaite génère des gaz comme le dioxyde de carbone (CO2) et le monoxyde de carbone (CO), qui peuvent faire gonfler la batterie.
La plupart des batteries lithium-ion des appareils électroniques grand public forment un rouleau, avec des couches de métal et de produits chimiques séparées par du plastique. Si ce plastique se dégrade ou s’endommage, la batterie peut commencer à chauffer et finir par prendre feu, dans un processus appelé « emballement thermique ».
Une batterie endommagée libère de la chaleur et des gaz, qui risquent de dégrader davantage la batterie, endommageant plus de couches protectrices et libérant encore plus de chaleur dans une réaction en chaîne. En même temps, la chaleur peut vaporiser l’électrolyte, qui risque alors de s’enflammer. S’il y a du lithium libre dans la batterie, il peut réagir avec l’eau et produire de l’hydrogène.

Une batterie de téléphone qui prend feu, ce n’est a priori pas trop difficile à gérer. Vous pouvez la mettre dans un seau de sable (ou un pot de fleur) ou la porter dehors avec précautions, pour la laisser se consumer. — https://fr.ifixit.com/News/110012/saviez-vous-pourquoi-les-batteries-ordinateur-portable-sont-limitees-en-taille

https://www.inrs.fr/dam/inrs/CataloguePapier/HST/TI-CC-40.pdf - (22/11/2022)

Le lithium est un métal léger (alcalin), instable et très réactif, qui s’oxyde rapidement au contact de l’eau ou de l’air. Il est extrait en Amérique du Sud (50 % de la production), Australie, Asie ou États-Unis.

2 technologies existent :

• Batteries au lithium ionique, avec un électrolyte liquide (Li–ion), ou avec un électrolyte polymère (Li–Po). Électrolyte = solvants inflammables.
• Batteries au lithium métal (LMP : lithium—métal—polymère).

Les risques liés à leur utilisation se rencontrent tout au long de leur cycle de vie : fabrication, transport, stockage, utilisation, recyclage.
Les batteries au lithium doivent être considérées en tout temps comme des équipements potentiellement dangereux.

Parmi les incidents domestiques, ont été très fréquemment rapportés des incendies (téléphones portables, cigarettes électroniques, véhicules).

Les conséquences du court-circuit sont généralement une élévation de température, suivie de projections de matière en fusion, pouvant évoluer en incendie.

Des contraintes exercées sur une batterie (mode de charge inadapté, choc mécanique, etc.) perturbent le fonctionnement des cellules. Par exemple, un déséquilibrage de charge des cellules peut aller jusqu’à la décharge de certaines et à la surcharge d’autres cellules avec élévation de température.
Si cet échauffement se propage d’une cellule à l’autre, le phénomène d’emballement thermique apparaît. S'il n’est pas stoppé, il se propage et mène à l’incendie. C'est assimilable à une fuite de gaz enflammé, avec d’importants dégagements de fumées toxiques, et des « effets missiles » possibles (jusqu’à 15 mètres de distance) ou des projections d’aluminium en fusion (dans le cas d’un boîtier de batterie contenant ce métal).

Les accidents peuvent générer des émissions de gaz, vapeurs, particules, fumées (avec ou sans risques d’inflammation).

• https://www.inrs.fr/risques/electriques/habilitation-electrique.html
• Rapport en cours de finalisation lors de la rédaction. Dès sa publication, il sera accessible sur le lien : https://record-net.org/catalogue#
• Les interventions de la journée technique sont accessibles sur : https://www.inrs.fr/footer/actes-evenements/journee-technique-batteries-lithium.html
• Le dossier Web de l’INRS est accessible sur : https://www.inrs.fr/metiers/energie/utilisation-batteries-lithium.html

Source : Que Choisir n°591 - mai 2020

Nombre de charges : ~ 500.
Durée de vie : 5-6 ans pour un usage modéré.
Le lithium n'est pas recyclé.
60 à 70% des éléments sont recyclés.

Éco-organismes :

• Screlec et Corepile (piles et accumulateurs),
• Ecologic (déchets électriques).
• Euro Dieuze (Veolia), centre spécialisé.

FPMM (Fédération des Professionnels de la Micromobilité).
BMS (Battery Management System) : l'électronique qui gère la charge des éléments et prévient les surcharges.
VAE (Vélos à Assistance Électrique).

https://www.corepile.fr/assets/uploads/sites/1/Procedure-Operateur-de-tri-nov-2021.pdf

Les piles et batteries contiennent des réactifs qui peuvent présenter des risques divers :

• Écoulement de sels (alcalines / salines).
• Inflammation lorsqu’un court-circuit se produit :
  • Les piles / batteries contenant du lithium y sont particulièrement sensibles si elles sont détériorées (coque externe endommagée, poche souple percée).
  • Les piles boutons et certaines piles bâton dont la surface des pôles positifs et négatifs est importante, augmente les risques de contacts pour les court-circuits.

Les piles et batteries en mélange sont classées comme déchets dangereux du fait de la présence potentielle de : plomb, nickel, cadmium, lithium.

• Les risques sont accrus lorsque les piles et batteries sont encore chargées (leurs matières sont plus réactives). Les décharger avant de les mettre au recyclage.
• Contrôler le bon état des contenants (coque, enveloppe).
• Piles à usage unique au lithium (piles lithium primaire) : isoler les pôles est indispensable, avec du ruban adhésif ou un sac plastique.
• Piles « bouton » au lithium : isoler les pôles avec du ruban adhésif ou un sac plastique.
• Batteries au lithium souples (plates) : ne pas les plier, mettre chacune dans un sachet plastique transparent. Lorsque la poche protectrice est endommagée, les solvants présents dans la batterie s’échappent, et peuvent provoquer un échauffement au contact de l’air.
• Batteries au lithium endommagées (gonflée ou enveloppe externe détériorée) : doit être considérée comme endommagée et doit être isolée (sachet plastique transparent) du reste pour éviter les courts circuits. Scotcher les connectiques ou les parties endommagées.

• Stocker les piles et batteries sous abris (hors pluie et soleil direct) et à plus de 2 m de tous matériaux combustible.
• Utiliser un extincteur pour feux de lithium “Litex“, ou à défaut, à poudre.
• Les fumées dégagées par des batteries lithium en feu sont extrêmement toxiques.
• Surveiller tout échauffement pendant les 48 heures qui suivent toute manipulation.
• La vermiculite (granulométrie medium) permet de contenir les échauffements et d’en limiter la propagation.

La batterie n’est pas en charge, n’a pas été exposée au soleil, n’a pas de dégagement de fumées.

• Isoler puis refroidir la pile / batterie pour éviter qu’elle ne prenne feu.
  
• Si possible, la poser à même le sol à l’extérieur et à l’ombre.
  
• Recouvrez-la complètement de sable ou plongez-la dans un fut rempli de vermiculite puis n’y touchez pas jusqu’à complet refroidissement. Ou plongez-la dans un grand volume d’eau froide.
• Une fois refroidie, placez-la individuellement dans un sac plastique transparent bien fermé et déposez le sac en mélange avec les autres.

Source : Inside Linux n°59, Oct. 2023

• Débrancher / éteindre les périphériques inutiles (webcam, haut-parleur, clefs USB, souris…).
• Baisser le rétro-éclairage. La courbe luminosité / consommation n'est pas linéaire. Baisser la luminosité au maximum, puis l'augmenter pour que l'écran soit juste lisible, et ajouter 1 ou 2 “crans”, ça fatigue moins les yeux.
• Gestion de l'énergie (des portables) — Économie d'énergie — [X] Économie d'énergie pour l'écran — Éteindre après : [X min].;
• Réduire les évènements de réveil (flash…), voir PowerTop d'Intel.
• Utiliser un environnement de bureau léger : LXDE (consommation graphique réduite).
  Lubuntu (Ubuntu + LXDE) — Distribution Debian : debian-live-XXXXXX-amd64-lxde.iso
• et des applications légères : AbiWord au lieu de LibreOffice Writer… (mais moins de fonctions)
• Désactiver le Wi-Fi (recherche continuelle de réseau) : nmcli radio help — nmcli radio wifi help — nmcli radio wifi off

Conseils d’économie de batterie pour Windows

Depuis le noyau Linux 2.6.21, le processeur passe en mode faible consommation pendant l'inactivité du système. Le noyau n'a plus de timer fixe à 1.000 Hz. Intel

• Installation par la Console : sudo apt update | sudo apt install powertop
• Utilisation par la Console : sudo powertop
• Débrancher l'alimentation secteur pour passer sur batterie.
• Passer d'un onglet à l'autre : Maj + Tab. — https://doc.ubuntu-fr.org/powertop

FAQ PowerTOP

https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/tool/powertop-primer.html

Recherche sur :performance and power optimization guide (Intel)

https://www.forumphotovoltaique.com/profondeur-decharge-batterie

DoD (Depth of Discharge) : profondeur de décharge.
Ce ratio est important, car il influence directement la longévité et l’efficacité de la batterie. Profondeur de décharge.

Les batteries à décharge lente supportent une DoD plus élevée que des batteries classiques comme les modèles au plomb. Une batterie au plomb décharge profonde peut tolérer un DoD de 50 % à 80 %, tandis que pour une batterie lithium, la DoD peut atteindre jusqu’à 100 %.

Une décharge excessive peut avoir des effets dommageables sur la vie d’une batterie. Les batteries impactées par une profonde décharge peuvent subir une sulfatisation, ce qui peut conduire à des courts-circuits internes et à une perte de capacité. Un cycle fréquent de décharges excessives réduit la capacité totale de la batterie, ce qui est particulièrement vrai pour les modèles utilisant des technologies de plomb-acide.

Les batteries lithium peuvent gérer des décharges profondes tout en maintenant un bon cycle de vie.

Les conditions d’utilisation, notamment la température et la fréquence des charges, jouent également un rôle significatif dans la profondeur de décharge. Un climat froid peut diminuer la capacité d’une batterie à fournir de l’énergie, tandis qu’une chaleur excessive peut entraîner une dégradation accélérée des cellules.

BMS (Battery Management System) : systèmes de gestion de batterie. Pour empêcher la batterie de fonctionner au-delà de sa plage de sécurité, surveiller son état, équilibrer les niveaux de charge, éviter la surcharge, la décharge excessive et la surchauffe.

• Les batteries au lithium, Connaître et prévenir les risques - https://www.inrs.fr/dam/inrs/CataloguePapier/ED/TI-ED-6407.pdf
• https://www.jerecyclemespiles.com
• https://www.corepile.fr/vous-etes/etablissement-scolaires/
  • Dépliant “Comment choisir utiliser et recycler ses piles et batteries !” — https://www.corepile.fr/assets/uploads/sites/1/Depliant-Corepile-sept-2021.pdf
  • https://www.corepile.fr/assets/uploads/sites/1/autocollants-enfant-2019.jpg
• Fonctionnement, entretien et régénération de batteries au plomb — https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Fonctionnement,_entretien_et_r%C3%A9g%C3%A9n%C3%A9ration_de_batteries_au_plomb
• Récupération de batteries au lithium — https://wiki.lowtechlab.org/wiki/R%C3%A9cup%C3%A9ration_de_batteries

https://wiki.llv.asso.fr/doku.php?id=wiki:materiels:batterie#comment_savoir_si_la_batterie_est_usee

https://www.batteries4pro.com/fr/blog/4-Comparatif-batteries-NiCd-NiMH-LiIon
Auto-décharge : Ni-Cd, Ni-MH, Li-Ion — https://www.batteries4pro.com/img/cms/bosch-chart-5.png

Profondeur de décharge Plomb-acide vs Lithium-ion
https://www.powertechsystems.eu/fr/home/technique/mesurer-letat-de-charge-soc-dune-batterie-lithium-ion
https://www.powertechsystems.eu/wp-content/uploads/sites/6/2018/11/OCV-vs-SOC-FR-400x231.webp