Effet mémoire

L'effet mémoire est un phénomène physico-chimique affectant les performances des accumulateurs électriques.



Catégories :

Accumulateur - Composant électrique - Électrotechnique

Définitions :

  • Déclin de l'autonomie des batteries Nickel-Cadium après plusieurs cycles de décharge-recharge.... (source : lcd-review)

L'effet mémoire est un phénomène physico-chimique affectant les performances des accumulateurs électriques.

L'effet-mémoire est un phénomène qui affecte la capacité de certains accumulateurs

Technologies concernées

L'effet mémoire concerne essentiellement les technologies Ni-Cd (nickel-cadmium) ou Ni-MH (nickel-métal hydrure ou nickel-hydrure de métal).

Cependant, les accumulateurs Ni-MH y sont moins sensibles, car ces derniers sont , généralement, hors d'usage avant qu'on ne puisse observer un effet mémoire significatif.

Les batteries plomb-acide ou à base de lithium (comme les batteries Li-ion) ne sont pas sensibles à l'effet mémoire ; on peut donc recharger ces batteries sans les avoir préalablement déchargées.

Manifestation de l'effet mémoire

L'effet mémoire entraîne une diminution de la quantité d'énergie que l'accumulateur peut échanger avec l'extérieur avec pour conséquence une diminution de la capacité nominale de l'accumulateur.

L'accumulateur ne peut plus se décharger comme à l'origine. Il donne l'impression de pouvoir stocker moins d'énergie, mais en réalité, c'est davantage la restitution qui pose problème : l'énergie n'est simplement plus accessible de la même façon à cause de l'effet mémoire.

On peut faire l'ressemblance avec le réservoir d'un véhicule dont une partie serait bouchée mais enfermerait toujours du carburant. Avec un tel réservoir et la même quantité de carburant, on ne pourra plus parcourir la même distance qu'avec un réservoir en bon état.

Découverte de l'effet mémoire

Historiquement, cet effet a été découvert par la NASA avec les satellites.

Les satellites rechargent leurs accumulateurs avec capteurs solaires. Certains satellites passent d'un lieu éclairé à un lieu sombre à intervalles particulièrement réguliers. Leurs accumulateurs se chargent et se déchargent toujours de la même façon. Après un certain nombre de ces cycles réguliers, ils ne peuvent plus se décharger au-delà de la valeur à laquelle ils ont été habitués. L'accumulateur a «enregistré» ce niveau de décharge, d'où le nom «effet mémoire».

Dans la vie courante, cette situation ne se rencontre quasiment jamais, sauf pour quelques rares dispositifs automatisés, car cet effet ne se manifeste que quand les décharges successives sont arrêtées précisément au même niveau de capacité, cas assez peu courants.

Selon le sens couramment admis l'appellation «effet mémoire» correspond plutôt à un abus de langage. Les termes anglais voltage depression ou lazy battery effect, s'ils avaient des équivalents français, seraient plus appropriés.

Le problème apparaît lors de l'utilisation d'accumulateurs dans des appareils pourvus d'une détection de la tension d'alimentation. Cette détection est conçue pour provoquer l'arrêt de l'appareil quand les accumulateurs sont vides (c'est-à-dire quand la tension à leurs limites atteint un seuil minimum). Cette sécurité est indispensable au bon fonctionnement de l'appareil lui-même et évite la destruction irréversible de l'accumulateur par décharge profonde.

Un accumulateur de batterie Ni-Cd possède une électrode de cadmium, composée de petits cristaux. Dans certaines conditions, on observe un accroissement de la taille des cristaux. Cet agrandissement diminue la surface de contact entre l'électrode et l'électrolyte ce qui provoque une baisse de tension de la partie dégradée et augmente la résistance interne de l'accumulateur.

Tandis que la tension nominale du Ni-Cd est de 1, 2V/élément, cette structure dégradée présente une tension nominale plus basse, d'environ 1, 08 V/élément.

Lors de l'utilisation, tout se passe comme si chaque élément avait deux parties, une partie normale à 1, 2V et une partie à 1, 08V dégradée. L'énergie sera en premier lieu prélevée dans la partie présentant la tension la plus élevée et tout paraîtra normal. Quand cette partie sera épuisée, on viendra alors puiser dans la partie dégradée, mais le seuil de tension passera alors brutalement de 1, 2V/élément à 1, 08V/élément.

Ce changement crée une discontinuité dans la courbe de décharge de l'accumulateur. La tension nominale va se rapprocher du seuil minimum de fonctionnement de l'appareil, passer en dessous et provoquer l'arrêt.

Vu de l'utilisateur, on peut croire à une perte de capacité, en fait la capacité est toujours disponible mais avec une tension inférieure.

On observe surtout ce phénomène dans 2 cas :

L'appareil ne vide jamais l'accumulateur jusqu'à son seuil minimal et il y a une augmentation successive de la partie dégradée. En réalité cette structure altérée est normale et est membre du fonctionnement de l'accumulateur. Heureusement ce phénomène n'est pas irréversible.

Récupérer une batterie qui a un effet mémoire

En branchant une batterie affectée du problème sur un dispositif de décharge approprié (déchargeur), conçu pour la vider jusqu'au seuil minimum de 1V/élément, la partie de la capacité qui a une «mauvaise» tension nominale, sera restaurée.

Il pourra alors être procédé à la recharge de la batterie qui retrouvera une grande partie de sa performance.

Ces opérations ne doivent pas être effectuées sans matériel adapté, ni précautions. L'ensemble des accumulateurs électriques sont dangereux : ils peuvent s'échauffer, prendre feu, ou alors exploser et provoquer des dommages corporels graves. Il vaut mieux acheter un déchargeur de batterie adapté plutôt que de prendre le risque de détruire la batterie bêtement en faisant descendre sa tension en dessous de 1V.

Chargeurs adaptés

Les chargeurs modernes et de qualité, spécifiques à la technologie Ni-Cd, grâce à leurs fonctions de pré-décharge et de charge «intelligentes» ainsi qu'à leur détection de fin de charge correcte, permettent de s'affranchir de l'effet «dit» mémoire.

Voir aussi

Liens externes

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 07/04/2010.
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