mercredi 24 novembre 2010

Piles lithium et piles alcalines : test produit

Les piles lithium présentent, au premier abord, 2 propriétés étonnantes : la masse et le prix ! En effet, chaque pile au lithium coûte environ 3 euros pour une masse beaucoup plus réduite de seulement 15 grammes soit 42% inférieure à une pile alcaline de même format. La pile lithium présente le même format que la pile alcaline LR06 mais avec une masse réduite, une capacité supérieure et un prix plus élevé.

Conditions du test :
On a testé 2 piles lithium format LR06 Energizer et une pile alcaline de même format de marque CORA. Alors qu'on croit, moi le premier, que les piles lithium sont chères, on est tombé par chance sur une promotion : le lot de 8 piles lithium Energizer pour 19.81 Euros "seulement" soit un peu plus de 2 Euros la pile ( la photo d'un blister de pile ci-dessous). Remarque au passage : la date limite d'utilisation est en 2021 ce qui laisse encore 14 années pour utiliser le pack de pile ce qui est largement suffisant et un avantage du lithium. 

 


Voici le détail du test :On a simulé le fonctionnement de notre appareil photo numérique Kodak (voir photo ci-dessous) à l'aide d'une résistance de 5,4 ohms.

 
Le courant absorbé ( sous U = 1,5V ) est donc I = 0,28 A. Une pile lithium et une pile alcaline ont été testées avec cette charge. On a également simulé de fonctionnement de 2 appareils numériques à l'aide de 2 résistances de 5,4 ohms placées en parallèle. Le courant absorbé est donc le double du précédent soit 0,56 A. Seule une pile lithium a été testée avec cette charge. On décrit ci-après les raisons qui nous ont poussé à faire ce teste.


 Voici les résultats de notre test qui sont conformes à nos attentes :



Test des piles débitant sur un seul appareil KODAK :
La tension aux bornes de la pile lithium atteint le seuil fatidique de 1,4 V au bout de 5h32 minutes. Ce qui est largement suffisant pour envisager le fonctionnement de l'appareil ( qui nécessite 2 piles ) pendant l'ascension et la descente de la nacelle. Le seuil 1,2 V ( incompatible avec les caractéristiques de notre appareil ) est atteint pour une durée presque deux fois supérieure : 10h39min. Pour information, la pile alcaline standard aborde ce seuil au bout de seulement 5h26min.

Maintenant, on souhaite embarquer deux appareils photo numérique avec nous. Pour des questions de masse, nous n'allons pas dédoubler l'alimention. On effectue donc un test pour savoir si une pile est capable d'alimenter deux appareils.

Test de la pile débitant sur deux appareils KODAK :
On étudie la courbe rose : la tension fatidique de 1,4V est atteinte au bout de seulement 50 minutes. Insuffisant donc ! Par contre, la tension 1,2V est atteinte au bout de 5h26minutes. Cette durée est compatible avec la durée du vol mais la tension reste trop faible. Les conclusions restent les mêmes avec une tension de 1V par élément qui nous procurent 5h56 minutes d'autonomie. Comment conciler ces paramètres avec nos exigences décrite ci-dessus ?

Solution :
On va placer 5 piles en série soit une tension de 7,5V à vide. Cette tension est évidemment trop importante pour alimenter nos appareils. Utilisons alors un régulateur de tension réglé sur 3V : tension nominale d'alimentation de nos appareils. Lorsque les accumulateurs atteindront une tension de 1V aux bout de 5h56min, la tension totale sera de 5V.

Cette tension est encore suffisante pour faire fonctionner le régulateur ( en général, il faut une tension d'entrée supérieure de 2 V pour faire fonctionner le régulateur ). Le problème d'alimentation des appareils est donc résolu. A croire que les piles lithium ont été conçues pour répondre à nos demandes en termes d'énergie portative au lithium.