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De nombreuses personnes confondent parfois les termes de pile, d'accumulateur ou de batterie. Elles ne sont pas aidées par les vendeurs ni par les fabricants de ces objets qui par une méconnaissance ou par des pratiques commerciales trompeuses entretiennent la confusion.
Dans cette page, nous allons expliquer ce que recouvrent ces termes et mettre en garde contre les risques liés à une éventuelle confusion (incendie, explosion). Ensuite, des tableaux vous aideront à trouver une pile de remplacement lorsqu'elle est usée, ou un accumulateur de remplacement qui ne se recharge plus.
Ces éléments utilisent de l'énergie chimique pour la convertir en énergie électrique.
Les piles, que l'on devrait appeler piles électriques sont des dispositifs qui convertissent l'énergie chimique qu'elles contiennent en énergie électrique dans une réaction irréversible d'oxydo-réduction. Lorsqu'elle est déchargée, une pile ne peut plus être rechargée et elle doit être rapportée dans un point de collecte pour être recyclée car elle contient des éléments dangereux pour les humains, les animaux et l'environnement.
Les piles sont constituées de deux électrodes, l'anode (borne −) et la cathode (borne +) séparées par un électrolyte. La nature des électrodes et de l'électrolyte détermine la tension aux bornes de la pile, ainsi que la variation de cette tension lors de la décharge. L'énergie qu'elle contient est rarement mentionnée sur l'élément ou sur l'emballage.
Note : il ne faut jamais essayer de recharger une pile. Lorsqu'elle est soumise à un courant inverse (lors d'une recharge), elle peut prendre feu, voire même exploser en fonction de la nature de l'électrolyte qu'elle contient.
Le cas classique de tentative de recharge est de remplacer les accumulateurs d'un téléphone fixe sans fil par des piles et de le reposer sur sa base. Comme la base est reliée au chargeur interne, les piles sont soumises à un courant de recharge (courant inverse) qui chauffe les piles jusqu'à ce qu'elles prennent feu ou explosent, entraînant un éventuel incendie.
Les accumulateurs, que l'on devrait appeler accumulateurs électriques sont des dispositifs qui emmagasinent de l'énergie électrique sous forme chimique dans une réaction réversible plus ou moins complexe. Lorsqu'il est déchargé, un accumulateur peut être rechargé un grand nombre de fois par un chargeur adapté. Le nombre de cycles de charge - décharge dépend des matériaux qui le constituent. Lorsqu'il a atteint le nombre de cycles maximum, il ne retient plus la charge ou ne se charge plus et doit alors être rapporté dans un point de collecte pour être recyclé car il contient des éléments dangereux pour les humains, les animaux et l'environnement.
Comme pour les piles, les accumulateurs sont constitués de deux électrodes, l'anode (borne −) et la cathode (borne +) séparées par un électrolyte. La nature des électrodes et de l'électrolyte détermine la tension aux bornes de l'accumulateur, ainsi que la variation de cette tension lors de la décharge. L'énergie qu'il contient est toujours indiquée sur chaque élément et sur l'emballage. Elle définit sa capacité et est exprimée en milliampères-heure (notée mAh, ou parfois improprement mA/h).
Lorsque vous devez changer les accumulateurs d'un appareil, vous devez les remplacer par des accumulateurs de même capacité ou d'une capacité plus grande qui permettra alors un temps plus long d'utilisation entre deux recharges.
Les fabricants et certains vendeurs appellent de plus en plus souvent « piles rechargeables » ces accumulateurs, provoquant malheureusement la confusion entre piles (qui ne se rechargent pas) et accumulateurs (qui se rechargent).
Une batterie, que l'on devrait appeler batterie électrique est constituée d'un ensemble d'accumulateurs reliés entre eux et contenus dans un même boîtier. L'association de plusieurs accumulateurs sous forme de batterie permet d'obtenir une tension et une capacité plus élevée que celle d'un seul accumulateur en montant des éléments en série (pour augmenter la tension) et en parallèle (pour augmenter le courant).
À titre d'exemple, les batteries au plomb des voitures ont une tension nominale de 12 volts (notée 12 V) et sont constituées de 6 accumulateurs appelés aussi « éléments » de tension nominale 2,1 V (soit une tension nominale réelle de 12,6 V que l'on arrondit à 12 V).
Les batteries utilisées dans les ordinateurs portables utilisent maintenant la technologie lithium-ion (notée Li-ion) pour sa densité d'énergie massique élevée (elle contient une grande quantité d'énergie par unité de masse). Mais elle ne supporte pas les décharges profondes, ni les surcharges. De plus, un courant de charge trop important peut provoquer une explosion de la batterie due à une augmentation de sa température interne. Pour ces raisons, ces batteries sont toujours équipées d'un circuit de protection, sous forme d'une carte électronique qui surveille et limite ces paramètres.
Lorsque l'on assemble des piles dans un même boîtier, on devrait aussi appeler cet assemblage une batterie de piles, mais l'usage n'a pas retenu cette expression. Par exemple, une pile plate de 4,5 V est en réalité constituée de 3 piles de 1,5 V montées en série. Pourtant il n'est pas d'usage d'appeler cet assemblage une « batterie de piles » mais simplement une « pile ».
Le terme de batterie électrique est donc utilisé seulement pour l'association d'accumulateurs. On appelle parfois cet assemblage batterie d'accumulateurs.
Dans les magasins, on trouve un assortiment de piles et d'accumulateurs de différents formats et technologies.
Les piles et accumulateurs ont des dimensions qui ont été normalisées et que les fabricants sont tenus de respecter. Cette normalisation a été définie par deux organismes : la commission électrotechnique internationale (CEI) et l'American National Standards Institute (ANSI).
Elles sont aussi normalisé l'appellation des piles et accumulateurs, hélas sans se mettre d'accord. Il y a donc deux types d'appellation pour un même élément : l'appellation CEI et l'appellation ANSI. Comme ce n'était pas assez compliqué, de nombreux fabricants ont aussi gardé leur propre appellation, si bien que pour un même modèle, on peut trouver jusqu'à 6 à 7 appellations différentes.
Pour se retrouver dans cette jungle, le tableau suivant donne les principales caractéristiques des piles et accumulateurs les plus courants. En haut de page, vous pouvez effectuer une recherche à partir d'une référence.
Dans la nomenclature CEI, la lettre R désigne les piles salines, les lettres LR les piles alcalines et les lettres RC les accumulateurs.
Dans le tableau suivant, seules les piles alcalines sont représentées. Les piles salines et les accumulateurs ont les mêmes forme et dimensions que les piles alcalines. Elles sont représentées allongées pour minimiser la hauteur du tableau. La dimension H est la hauteur de la pile lorsqu'elle est debout, D son diamètre, L sa largeur et ep son épaisseur. Les dimensions sont arrondies au millimètre.
Les accumulateurs correspondant aux formats des piles alcalines ou salines de tension nominale 1,5 V ont une tension nominale de 1,2 V.
Les piles bouton se présentent sous la forme générale d'un cylindre aplati, caractérisé par leur diamètre et leur épaisseur. Leur tension dépend de leur technologie. Les piles zinc-air ne sont pas répertoriées ici.
La CEI a défini un codage de ses piles, mais comme pour les autres piles, les différents fabricants utilisent souvent leur propre désignation et il est parfois difficile de s'y retrouver.
Le tableau suivant explique le codage CEI de ces piles.
Les piles lithium au monofluorure de carbone (codées BRddee) ont une tension quasiment constante au cours de la décharge pour chuter rapidement en fin de vie, contrairement aux piles au dioxyde de manganèse (codées CRddee) dont la tension diminue progressivement au cours de leur décharge. Mais les piles BR coûtent plus cher que les piles CR.