Alternatives aux piles alcalines 1,5V...

Bon, forcément, s'il ne faut pas acheter de piles alcalines parce qu'elles ne correspondent pas du tout à l'utilisation que l'on en fait (un rêve de produit commercial inutile), reste à tenter, quand même, de trouver une solution. Parce qu'en vrai, l'appareil la, devant nous, il faut bien le faire fonctionner! 

Et mise à part la pile au lithium, quelle solution adopter?

PART 1 : 

Commençons donc par l'inavouable : la recharge des piles alcalines !

Mise en garde : la recharge des piles alcalines est très fortement déconseillée par les fabricants de piles, et ce à juste titre. Vous voilà avertis. Je ne pourrai en aucun cas être tenu pour responsable d'une quelconque dégradation d'un quelconque matériel suite à ce type de manipulation.

Il existe en effet sur certains marchés 'parallèles' (genre eBay), des appareils susceptibles de 'recharger' les piles alcalines. 

Exemple glané sur le Web. Avec des piles du genre Duracell : joie et bonheur en perspective!

Il n'est pas inutile de re-préciser que les piles ne se rechargent pas, elles ne sont pas faites pour cela !

Mais alors... Et bien, il faut bien prendre en considération la chose suivante : tant qu'une pile se trouve dans sa zone de décharge naturelle, c'est à dire entre 1,3V et 1,1V, l'électrolyte la constituant possède encore/toujours ses propriétés de décharge, et ses caractéristiques chimiques.

Lorsque la pile a dépassé, à la baisse, le seuil de 1,1V, l'électrolyte est physiquement détériorée et n'est plus à même d'assurer son processus de décharge. Il est donc inutile de considérer ces éléments pour 'tenter' de les recharger.

Reste alors les piles moyennement déchargées, fournissant encore une tension d'environ 1,2V. L'électrolyte les composant présente encore les caractéristiques chimiques leur permettant une décharge.

Recharger ? En fait, il s'agit plus de 'redonner' un coup de 'boost' à la pile, plutôt que d'entrer dans un vrai processus de recharge. Pour se faire, les 'chargeurs' de ce type se contentent de soumettre les éléments moyennement déchargés, à une tension légèrement supérieur aux 1,5V nominaux, sous une intensité très faible. En général, le 'chargeur' se contente de vérifier périodiquement que l'élément à retrouvé une tension de service supérieur à 1,3 ou 1,4V au bout d'un certain temps.

Attention, certaines piles ne supportent absolument pas ce traitement et explosent en cours de recharge. Bien évidemment, le terme exploser est à prendre au sens technique et non pas catastrophique. C'est à dire que sur certaines piles, la pression interne engendrée par la réaction chimique due à la 'recharge', associée à un boîtier relativement peu étanche, conduit soit à une fuite silencieuse d'électrolyte, soit un un petit bruit d’explosion avec projection possible de substance chimique sur quelques centimètres.

Malgré les précautions à prendre et les risques liés à ce genre de manipulation, le jeu en vaut-il vraiment la peine ? Clairement non. En voici la raison :

En noir, la moyenne des décharges de piles neuves.

A noter que la décharge des 3 piles 'rechargées' s'est faite selon le même protocole que dans l'article précédent sur le sujet. 

Il est simple de constater sur ce graphique que les deux piles fortement déchargées s'effondrent très rapidement. Il est évidemment possible de considérer que pendant un 'certain temps' ces deux piles ont été en mesure de fournir les 1,2V recherchés. Quelques minutes pour la pile déchargée à l'origine à 0,2V et une trentaine de minutes pour celle qui était déchargée à 0,7V.

Le fait intéressant concerne la troisième pile, celle déchargée à 1,2V. La 'recharger' permet effectivement d'obtenir un potentiel de débit à 1,2V et plus, de pratiquement 1 heure. A comparer aux presque 9 heures que sont, en moyenne, capables de tenir des piles neuves sur une résistance de 10 Ohms. Autre fait remarquable, la courbe de décharge de cette pile correspond à la courbe de décharge d'une pile neuve, mais avec beaucoup moins de capacité.

Autre considération : si l'on prend comme valeur limite une tension de 1,1V alors la pile 'rechargée' est capable de tenir pratiquement 50% du temps par rapport à une pile neuve. Deux conditions doivent cependant être respectées, que l'appareil censé être alimenté par cet élément soit capable de fonctionner encore correctement à 1,1V, et que l'électrolyte de la pile soit encore en mesure d'accepter la 'recharge'. Or 1,1V représente justement la tension à partir de laquelle les piles ne sont plus en mesure d'être 'régénérées' du fait, justement, d'une électrolyte irrémédiablement détériorée. Prendre aussi en considération qu'une pile 'rechargée' une fois, n'acceptera sans doute pas de l'être une deuxième fois et que si la deuxième recharge se passe à priori bien, l'énergie disponible sera encore bien moins importante que suite à la première 'recharge'!

A moins d'un gout du jeu extrêmement prononcé et/ou de beaucoup de temps à perdre, il peut être judicieux de se tourner vers des éléments rechargeables : les batteries.

PART 2 : 

Cela peut effectivement paraitre incongru de vouloir alimenter des appareils prévus pour un certain nombre de fois 1,5V, par des batteries ne proposant une tension QUE DE 1,2V. Et pourtant, après avoir effectué quelques tests de décharge....

A priori, les batteries disponibles dans le commerce sont de type NiMh et présentent une tension de service de 1,2V. Il ne devrait donc pas être réellement possible d'alimenter correctement des appareils réclamant une tension de 1,2V au minimum, sauf que : 

Décharge d'accumulateur NiMh de marque Clartech.

Les courbes Clartech 1 et 2 représentent la décharge de deux accus de marque Clartech au sortir du blister, toujours dans une résistance de 10 Ohms. La courbe 'Clartech 1 recharge' représente la courbe de décharge de l'élément n°1 mais après avoir subi au préalable une première décharge PUIS une recharge avec le chargeur fourni dans le blister : 

Disponible dans les magasins de notre chantre national du bas prix!

Que constate-ton? Et bien que ces accus proposent une courbe de décharge pratiquement rectiligne de 1,3V à 1,2V. Que, de plus, la tension de 1,2V est atteinte en moyenne près de 40% de temps plus tard qu'avec les piles alcalines! 

A n'en pas douter, cette solution semble tout à fait intéressante. Elle l'est d'autant plus que ce type d'offre coute pratiquement le même prix qu'un blister de quatre piles au lithium! Même si ces accumulateurs ne fournissent pas une durée aussi importante à 1,2V que les piles lithium, ils se rechargent un certain nombre de fois. Ils sont même totalement prévus pour ça!

Un accumulateur NiMh comparé à une pile Lithium.

La pile Lithium conserve cependant ses avantages en terme de tension puisqu'elle fourni son énergie sous 1,4V en moyennes alors que l'accumulateur NiMh le fera sous une tension moyenne inférieur à 1,3V.

PART 3 : 

Critère de choix de la source d'énergie : 

En fait, tout dépend de ce que réclame en tension minimal l'appareil fonctionnant à pile. La encore, cette indication n'est pratiquement jamais fournie (je ne peux pas dire jamais puisqu'il me faudrait avoir vérifié tous les appareils disponibles à la vente. Mais le fait est que je n'ai jamais vu cette indication). Seuls sont indiqués les types d'éléments à insérer dans l'appareil. Le plus souvent des éléments de type AA ou AAA, et la tension de 1,5V.

Cela ne veut absolument rien dire, si ce n'est qu'il faut éviter d'y insérer des éléments ayant une tension supérieur à 1,5V. De tels éléments existent aujourd'hui qui fournissent des tensions de 3,7V. Le consommateur se trouve donc dans l'incapacité de déterminer quelle stratégie adopter pour alimenter à moindre frais l'appareil. 

Encore une fois, cette information, qui serait fort utile, est totalement cachée au consommateur qui ne doit sa considération qu'au seul fait qu'il est générateur de point de PIB. Le rendre compétent, ce qui pourrait le rapprocher de l'état de Citoyen, est jugé trop risqué par les détenteurs du pouvoir et des moyens. 

Pour connaitre la tension minimum acceptable par un appareil, et bien il faut d'abord l'acheter, puis par la suite tester la tension minimum à partir de laquelle il cesse de fonctionner. Opération très facile à réaliser puisqu'il suffit de tester la tension des piles dès que l'appareil s'éteint, avec un multimètre de 'bonne' qualité.

Éviter les appareils de mesure à quelques Euros car les indications doivent être relativement précises. En ce qui me concerne, j'ai opté pour un appareil d'assez bonne précision, le UNI-T 61E (publicité gratuite). Il y en a d'autres. J'ai pu vérifier sa précision avec mon Fluke 289...

Entre 40 et 50 € sur la Bay...

Le choix du type d'élément fournisseur d'énergie s'avère ensuite beaucoup moins difficile. 

• - Si la tension résiduelle de la pile est comprise entre 1V et 1,25V (idéalement 1,2V), vous pourrez opter pour les accumulateurs qui seront en mesure d'alimenter l'appareil durant un bon nombre d'heure.
  
  
• - Si la tension résiduelle est supérieur à 1,25V, l'accumulateur ne servira à rien puisque très rapidement il ne sera plus en mesure de fournir cette tension. Le mieux sera donc de s'orienter vers les piles au lithium. Elles ne sont hélas pas rechargeables mais le cout réel de leur utilisation par rapport à des piles alcalines standard est bien inférieur, comme je l'ai démontré dans ce billet.
  
  
• - Si la tension est inférieur à 1V, vous pouvez utiliser des piles au lithium, des accumulateurs NiMh et des piles alcalines. Sauf que la majorité des appareils fonctionnant à basse tension sont des appareils consommant très peu. Il est donc tout à fait contre productif d'utiliser des accumulateurs ou des piles au lithium. Les piles les moins chères possibles vous offriront le meilleur rapport prix/performance, voir de nouveau les conclusions de  ce billet.
  
  
• - Considération spéciale pour les piles au lithium : Dans le cas d'appareils devant fonctionner très longtemps et consommant très peu, cas des appareils de sécurité comme les DAAF (détecteurs de fumée) devenus obligatoires aujourd'hui, il peut être utile si vous en possédez un certain parc, de les alimenter par des piles au lithium.
  En effet, financer l'intervention d'une journée pour changer les piles d'une centaine de DAAF éparpillés sur un site important représente un certain cout. Le faire une fois tous les dix ans si les DAAF sont alimentés par des piles au lithium coutera bien moins que de devoir effectuer cette opération tous les trois ans. Dans ce cas, le surcout représenté par l'utilisation de piles au lithium sera largement compensé par l'économie d'intervention.
  
  
• - Considération spéciale (bis) sur certains type d'appareils qui consomment une grande énergie sous une tension élevée : c'est très souvent le cas des jouets qui comportent des moteurs. Ces actionneurs demandent beaucoup d'énergie pour fonctionner correctement. Il n'y a donc que la solution des piles au lithium qui, à l'utilisation s'avèrent la moins couteuse. Cependant il est de constater que le consommateur hésite grandement à investir des dizaines d'Euros en piles pour alimenter des... jouets. Il se rabat donc sur les piles alcalines qui, bien que moins chères à l'achat, s'avèrent bien plus dispendieuses à l'utilisation que les piles au lithium. De plus, très rapidement le jouet en question perd de sa vélocité puisque la caractéristique principale des piles alcalines est de tomber très rapidement sous 1,2V.
  Le résultat ne se fait pas attendre. Après une période d'achat frénétique de piles alcalines pour alimenter ledit jouet, arrive le temps des restrictions et, par voie de conséquence, l'abandon du jouet.
  
  Question développement durable, ce type d'achat représente une totale catastrophe. L'objet en lui-même n'est ni plus ni moins que du déchet en matière plastique provenant de l'autre bout de la planète, avec tout ce que cela comporte en terme d'énergie dépensée en production et acheminement de ce que sera très rapidement un objet inerte qui polluera plus ou moins le pays de destination. Rajouté à cela un certain poids de matières chimique contenu dans les piles, plus ou moins recyclées, qui ajoutera à la pollution locale. A remarquer que la encore, ce type d'objet correspond exactement à la doctrine économique : faire acheter au consommateur l'objet le plus inutile possible au prix le plus élevé possible!
  
  Pour le moins, acheter ce type de jouet équipé de batteries internes et de son propre système de recharge...
  
  Et, d'un simple point de vue philosophique, est-il logique d'acheter du déchet neuf? Mais ceci est une autre question...
  
  
• - Pour conclure cette partie, l'exemple du lecteur DAT de marque Sony TCD-D8 dont j'ai déjà  fait mention dans cette série d'article sur ce sujet des piles :
  
  
  

  

  Très bon produit mais... exigeant en alimentation pile.

  
  Et bien le contrôle des piles alcalines standards des l'apparition du message  'Low battery' indique des tensions résiduelles comprises entre 1,284V et 1,288V : catastrophique!
  
  L'exploitation de l’énergie d'une alcaline ne dépasse pas le quart de sa capacité, voire encore moins s'il s'agit d'une pile de bas de gamme. Autrement dit, toute l’étude présentée en déchargeant ces piles sur une résistance de 10 Ohms, soit une intensité comprise entre 0,11 et 0,13 Ampères peut présenter une conclusion encore plus défavorable pour les éléments de type alcalins sous une intensité de décharge plus importante.
  
  J'ai obtenu 45mn de fonctionnement avec les piles de plus bas de gamme, et environ 2 heures avec une pile moyenne que ce soit de marque Energizer, Varta ou Duracell. 
  
  Une unique solution : les piles au lithium puisque, d'autre part, des batteries de 1,2V présentant une tension d’à peine 1,25V a pleine charge risquent de ne fournir que quelques minutes de fonctionnement!  

PART 4 : 

Ou se cache l'embrouille?

Pour les appareils alimentés par pile, ayant une consommation moyenne et capable de fonctionner sous des tensions comprises entre 1V et 1,2V, les accumulateurs NiMh représentent le meilleur compromis entre le cout d'achat et la durée d'alimentation. A remarquer que je n'ai pas testé l'efficacité du chargeur. Recharger une batterie représente aussi un cout.

La bonne affaire? Oui, sans doute, mais alors que devient notre point de PIB?
Et bien ce point de PIB, il faut aller le chercher autrement. Il faut donc que cette apparente 'bonne affaire', ne soit pas aussi bonne qu'on pourrait le penser. Il faut donc devoir remplacer le plus souvent possible l'accumulateur : évidence!

L'intérêt de l'accumulateur est qu'il peut se recharger un certain nombre de fois. Et c'est évidemment sur ce 'nombre de fois' qu'il n'y aura aucune communication. En moyenne, il est dit une trentaine de fois avant que les caractéristiques de l'accumulateur ne se dégradent franchement.

Mais, et c'est la tout l'art de l'enfumage, tous les accumulateurs voient leur caractéristiques se dégrader au fur et à mesure des cycles de décharge et de charge. Certains types sont plus sensibles à certains paramètres que d'autres type d'accumulateurs, qui eux, seront sensibles à d'autres paramètres.

Mais pour schématiser il y a deux type de paramètres. Ceux susceptibles de dégrader rapidement les caractéristiques des accumulateurs, et les autres. En commençant par les paramètre relativement peu cruciaux on peut citer la tension minimal à ne pas atteindre sous peine de ne plus être du tout en mesure de recharger l'accumulateur. Ce phénomène n'affecte pas vraiment les accumulateurs NiMh. en général, ce sont d'autres type de batteries qui sont sensibles à ce phénomène et qui réclament des appareils avec contrôle de décharge et souvent chargeur intégré, ou des chargeurs 'externes' spécifiques.

L'accumulateur NiMh peut se recharger 'en gros' comme un ancien accumulateur Cadmium-nickel : en gros!
Parce qu'en réalité, non, bien évidemment. La détection de fin de charge et sa gestion est plus pointue et plus cruciale que pour un élément au Cadmium-nickel. Mais, ne pas prendre en considération cet aspect amène à ne pas considérer l'intensité sous laquelle est chargée l'accumulateur, ni sa température de recharge. Alors, 'en gros', cela peut fonctionner, mais au prix d'une grande dégradation des caractéristiques de la batterie et donc de sa fin de vie très prématurée. Ouf, sans en avoir l'air, ce qui est affiché ne pourra pas être respecté. Mieux, ça sera de la faute du consommateur qui n'aura sans doute pas respecté les préconisations d'utilisation.

Pour me faire une idée, j'ai donc démonté le chargeur fourni dans le blister, histoire de juger de la qualité de l'objet :

Chargeur fraichement ouvert : côté compartiment des piles.

L'envers du décor.

J'ai tenté de comprendre 'rapidement' le fonctionnement de ce chargeur, ou plutôt de comprendre les fonctions importantes que ne propose pas ce chargeur. Parce que si l'on veut fortement dégrader l'état des accumulateurs, il faut nécessairement ne pas en respecter à la lettre les condition de charge.

Pour commencer, les éléments simples à identifier (chiffres rouges sur les images) :

1- diodes de redressement du signal 220V alternatif.
2- condensateur de filtrage de l'alimentation redressée par les diodes. Fournissent donc une tension continue.
3- port USB disponible pour alimentation d'un appareil USB.

Il y aura des choses à dire sur ces 'simples' éléments, mais leur présence n'influe pas sur la qualité de charge des accumulateurs.

Les autres éléments :

4- générateur d'alimentation basse tension régulée: VIPER12A. Ce composant fabriqué par ST est une alimentation à découpage intégrée dont la plage d'alimentation se situe entre 9 et 38V. C'est lui qui va fournir la tension de 5V nécessaire à l'appareil. A noter qu'il y a de grandes chances que ce soit le condensateur chimique noté C13 juste au dessus du cercle bleu n°2 qui génère la chute de tension nécessaire pour ramener les plus de 200V continus à moins de 38V acceptés par ce composant. Le datasheet de ce circuit intégré peut se trouver ici.

5- Self/transformateur nécessaire au fonctionnement du circuit intégré VIPER12A (voir schéma d'application).

6- Circuit intégré HCF4060. Il s'agit d'un composant standard de la famille CMOS proposant en son sein, un oscillateur suivit d'un compteur binaire à 14 étages. Le datasheet de ce circuit peut-être trouvé par exemple ici, toujours chez ST.

7- Double amplificateur opérationnel de type AS358/358A fabriqué par BCD Semiconductor dont le descriptif est téléchargeable ici.

8- Double MOSFET 20V/5A 9926. Les spécifications du composant : ici.

En espérant que tous les liens indiqués ne changent pas rapidement. De toute façon, les caractéristiques peuvent être trouvées facilement sur le Net.

Supposition sur le fonctionnement de la charge des accumulateurs :

Je n'ai pas créé de banc de test pour cet appareil bien qu'il eusse fallu, en toute rigueur. Il était hors de question de le tester sur un coin de table étant donné les tensions dangereuses présentes sur le circuit imprimé autour de la zone de gestion de l'alimentation. Cependant, la vue des circuits intégrés présents me permet d'en déduire un fonctionnement possible, mais surtout la façon dont cet appareil ne fonctionne pas!

Il semblerait que le double amplificateur opérationnel soit utilisé en détecteur de présence d'accumulateurs. En effet, le chargeur est en mesure de charger deux packs de 2 accus en série, et non pas 4 accus de façon indépendante. Le rôle possible des ces amplificateurs consisterait donc à autoriser le départ d'un cycle de charge dès l'insertion de deux accumulateurs, cycle qui consiste tout simplement à soumettre les accus à une certaine tension, sous une certaine intensité. Intensité qui ne sera pas modifiée en fin de charge.
Le circuit 4060 serait donc utilisé en compteur de temps. Son oscillateur interne génère une horloge de base qui sert à incrémenter la suite des compteurs qu'il comporte. Une des sorties de ce compteur doit servir à arrêter le comptage et indiquer la fin de la charge. Ou alors le circuit compte de façon permanente, et seules une ou des sorties sont utilisées pour valider la charge des accus. De ce que j'ai pu constater, il ne serait pas impossible que ce soit ce deuxième type de fonctionnement qui soit implémenté.
Enfin, les deux transistors Mosfet servent à appliquer la tension de charge aux deux blocs d'accus.

Toujours est-il que cet appareil ne comporte absolument pas de circuits développé spécifiquement pour la recharge des accumulateurs NiMH tel que le DS2715 de chez Maximintegrated, qui décharge les batteries avant de lancer un cycle de pleine charge, qui termine la charge par la technique dT/dt tout ceci en surveillant la température des batteries, fonction elle aussi totalement absente de ce chargeur.

Ici, bien au contraire, il ne semble pas y avoir de décharge d'accus, pas plus que de contrôle de l'intensité de charge, pas plus que de gestion de la fin de charge, pas plus que d''un quelconque contrôle de la température, aucune sonde n'étant implémenté sur le circuit (en tout cas je n'ai pas été en mesure d'en trouver).

Et force est de constater qu'après avoir inséré deux accumulateurs et mis l'appareil en charge en début de soirée, le lendemain matin j'ai récupéré des accumulateurs certes chargés, mais aussi très chauds, ainsi que le chargeur lui-même.

Non, cet appareil ne me semble absolument pas avoir été prévu pour charger correctement des accumulateurs NiMh. Il est même possible de penser que son utilisation est en mesure de réduire de façon drastique les qualités de charge et décharge des accumulateurs et donc de les rendre inutilisables bien plus rapidement que prévu. 
Ce qui correspond à l'objectif commercial : vendre l'objet le plus inutile possible au prix le plus élevé possible. 
Faux me direz-vous puisque le blister ne coute pas très cher (environ une quinzaine d'Euros).
Et que faites-vous de la réduction par deux ou trois, voire plus de la capacité de charge des accumulateurs qui vous fait augmenter d'autant le besoin d'achats de remplacement, achats qui n'auraient pas du être effectués si les accumulateurs avaient été correctement traités!
Il est donc préférable de ne pas utiliser cet appareil pour la recharge des éléments NiMh!

Et encore, que peut-on penser de la durée de vie du chargeur lui-même? parce qu'inutile de vous préciser que les condensateurs présents dans la partie alimentation, de marque inconnue et à la qualité subjective, ne supporteront pas très longtemps le régime de haute tension auquel ils sont soumis. Rajoutons à cela qu'en fonctionnement, le chargeurs monte allègrement en température, réduisant de façon drastique la durée de vie de ces condensateurs.

Encore une fois cela n'est pas grave me direz-vous puisque ce chargeur ne sera utilisé que quelques heures, de temps en temps. En êtes-vous sur? Un artifice à été implémenté sur cet appareil pour vous 'forcer' à l'utiliser au-delà du raisonnable : la prise USB.
Fantastique non? Bien pratique cette prise USB pour recharger tel ou tel appareil portable. Voire y brancher une petite veilleuse à LED dans la chambre des enfants. Et bien non, cet appareil n'a pas les qualité de durabilité pour ce type d'application.

Bref, ce chargeur mérite tout simplement de ne pas être utilisé, et donc de ne pas être acheté, même si l'argument commercial vous fait penser à un 'cadeau' : cadeau empoisonné!!!

Un chargeur disponible sous plusieurs marques et qui semble avoir bonne presse, le La Crosse Technologie RS700 ou Technoline BC 700 : 

Source http://mysku.ru/blog/others/11064.html

Cet appareil semble proposer tout le nécessaire à une charge correcte d'élément NiMh. Il est contrôlé par un processeur et laisse présager un fonctionnement plus durable avec notamment une alimentation externe qu'il sera toujours possible de remplacer en cas de défaillance. D'autre part cet appareil permet de garder un œil sur l'ensemble du processus de charge, et ce pour les quatre éléments individuellement. Je compte m'équiper de ce type d'appareil que l'on peut trouver entre 30 et 40€.

Certes, 30 ou 40€ pour un chargeur et autant pour un multimètre, cela revient à pratiquent 80€ d'équipement. Relativisons, cela ne représente que 7 ou 8 blisters de piles alcalines de type Duracell (les plus couteuses), pour ensuite être en mesure d'économiser très largement grâce à la lecture de mes articles sur le sujet et à l'efficience de votre choix. Je vous rappelle que sur les 8 blisters de piles Duracell, l'équivalent de 4 seront partis, neufs, directement à la poubelle cf. mon post précédent sur le sujet : L'achat du multimètre est déjà rentabilisé!

N'hésitez pas à me contacter si quelque chose ne vous semble pas correcte dans ma suite d'articles sur le sujet. Il serait important de corriger mes erreurs, s'il y en a, ou d'apporter des précisions sur des points précis devant être développés :

N´achetez pas de piles alcalines 1,5V...

Lorsque je me suis décidé a mener une petite étude sur les caractéristiques des piles, je pensais très simplement effectuer une étude comparative basique de différentes marques, comme l'on peut en trouver sur le Net ou dans certaines revues spécialisées.

Cependant, à la lecture des résultats de mesure, certains aspects catastrophiques des piles de type alcalines a fini par prendre le dessus, a un point tel qu'il m'a fallu repenser complètement l'approche du sujet et non plus se concentrer sur l’élément 'pile' en lui-même, mais plutôt sur les appareils censés les utiliser.

Quelques précisions avant de poursuivre :

• Une pile n'est pas rechargeable, et est en mesure de fournir a vide une tension de 1,5V.
• Une pile rechargeable est un ABUS de langage destiné a induire le consommateur ignorant en erreur. Il s'agit d'un accumulateur dont la tension de service est de 1,2V (généralement constaté a la vente, mais qui peut être différente suivant le type de technologie de l’élément, ce n'est pas le sujet de cet article), et disponible lui aussi au format AA.

Pour en revenir aux piles alcalines 1,5V de type AA, que constate-t-on ?

La tension en Y et le nombre de 'paquets' de 10 secondes, en X

Que la tension de 1,5V n'est pas la tension de service de la pile, mais uniquement sa tension à vide, c'est a dire au sortir du blister et avant toute insertion dans un quelconque appareil.

Puis, deux faits remarquables :

• D'une part, dès qu'un débit de courant est demandé, la tension 'fournie' par la pile commence a décroître, et ce, très rapidement pour s'engager dans une pente de décharge a peu près linéaire allant de 1,3V a 1,1V. Cette droite est commune a toutes les piles testées. 
• D'autre part, que la 'vraie' fourniture d’énergie de la part des piles se situe dans cette zone, de 1,3V a 1,1V. Passé le seuil des 1,1V, les piles s'enfoncent plus ou moins rapidement dans leur zone de décharge profonde, c'est a dire vers la fin de vie de l’élément, en fonction de divers paramètres du fabricant. 

Tournons-nous maintenant du coté 'consommateur' d’énergie.
Un consommateur d’énergie consomme donc une puissance. Par unité de temps, cette énergie s'exprime en Watt de la façon suivant : P = U x I. Or donc, il s'agit du produit de l’intensité I consommée sous une certaine tension U. Cette tension U revêt une importance cruciale.

Suivant la technologie des équipements certains ne peuvent plus fonctionner si la tension fournies par les piles descend au dessous d'un certain seuil. Quels sont ces seuils suivant le type d'appareil ?

• Les appareils numériques qui ne peuvent fonctionner que sous une certaine tension minimum, très majoritairement au dessus d'une tension minimum de 1,2V. C'est le cas de la majorité des appareils photos numériques, des appareils nomades numériques comme les baladeurs, de certaines horloges radio-pilotées, des stations météos, etc, etc. De façon générale, il s'agit des appareils incorporant un ou des systèmes a processeurs et/ou des actionneurs comme des moteurs, consommant une 'certaine' puissance instantanée. 
• Les appareils 'analogiques', qui peuvent fonctionner jusqu’à une tension aussi basse que 0,9V, comme certaines radios toutes analogiques dont le son et la précision de la sélection diminuera avec la baisse de la tension de la pile, les 'lampes' a ampoules a filament qui éclaireront très rapidement de moins en moins mais qui fonctionneront quand-même, etc etc. 
• Les télécommandes de type infra-rouges d’équipements audio/vidéo, dont certaines fonctionnent jusqu’à des tensions de 0,5V. En dessous de 0,5V, et plus habituellement en dessous de 0,6V, il n'y a plus guère d'appareils susceptibles de fonctionner, si ce n'est a placer un certain nombre de piles en série pour obtenir malgré tout près de 1,5V avec trois éléments en fin de vie par exemple. Je ne rentre pas dans les détails, mais avec trois éléments chargés, l'appareil doit donc accepter plus de 4,5V en début d'utilisation des piles, et fonctionner encore sous 1,5V au final. Cela impose soit de développer un appareils susceptible de fonctionner naturellement de la sorte, ou alors de l’équiper d'une alimentation a découpage capable de fournir une tension fixe quelque soit la tension totale des piles. Je ne rentre pas dans les détails des convertisseurs de tension…. 

Cette catégorisation est faite pour bien marquer trois paliers importants concernant la décharge des piles, paliers que je qualifie de 'potentiel de perte' financière, et donc d'un autre point de vues, de gaspillage :

• Palier 1 : le pire, de 1,5V a 1,2V, palier de perte systématique. La perte sera d'autant plus importante que l'appareil cessera de fonctionner au plus près des 1,5V, et donc le plus éloigné des 1,2V. 
• Palier 2 : le meilleur. De 1,2V a 0,9V, palier d'optimisation de l'utilisation des piles. Suivant le fabricant, il est possible d'atteindre la décharge complète de la pile lors de son utilisation. Pour se faire, il faudra privilégier les éléments de 1,5V possédant la chute de tension la plus brutale dès les 0,9V atteints.
• Palier 3 : L'inutile. En dessous de 0,9V, les fabricants font payer très cher ces quelques joules d’énergie supplémentaire (Ici je parle la puissance fournie par la pile, hors temporalité) qui au final, ne procurent que peu de temps de fonctionnement supplémentaire par rapport au surcoût induit. 

Pour quelle raison le palier 1 est si catastrophique?
Et bien nous constatons que, dans le cas d'un appareil déclarant sa source d’énergie défaillante lorsque les éléments de pile présentent une tension de 1,2V, au mieux et suivant le fabricant de la pile, seulement la moitié, ou au pire, un tiers de l’énergie potentielle de la pile a été consommée !!! Nous pouvons en déduire que le coût réel d'un tel fonctionnement représentera deux a trois fois le prix réel d'achat des piles. De plus, vous porterai au recyclage, la moitié voire les deux tiers d’énergie potentielle de votre pile, chèrement achetée !
Intéressant, n'est-il pas?

Le palier 2 est le plus intéressant.
En effet, et sous condition expresse d'utiliser des appareils capables de fonctionner normalement jusqu’à une tension de 0,9V, ainsi que des piles qui s'effondrent passé ce seuil, nous pouvons conclure que la totalité de l’énergie achetée sera consommée. Dans ce cas uniquement il peut être intéressant de connaître la courbe de décharge des différentes marques de piles. Et si on ne connaît pas ces informations, et bien dites vous que pour une fois le système économique est bien fait, ce sont les piles de bas de gammes qui procurent le moins bon comportement sous les 0,9V, ce qui nous intéresse, paradoxalement!
Raisonnement illogique de prime abord? Pas du tout quand on compare le prix des piles de bas de gamme, a celles de 'haut de gamme' super puissante et que l'on constate combien vous est facturé les 30 % au mieux de capacité supplémentaire a très basse tension.

Le palier 3 est tout simplement un palier inutile. Du fait principalement que les appareils capables de fonctionner sous les 0,9V sont rares, ne consomment que très faiblement et n'ont donc pas vraiment besoins de 'puissance'. De simples piles de bas de gamme suffisent amplement. C'est sur ce pallier que certains fabricants comme Duracell par exemple se distinguent, en proposant des éléments capables de fournir quelques milliampères sous une très faible tension, mais a quel prix et dans quelles conditions. De toutes les piles testées en décharge dite profonde, c'est à dire avec l'électrolyte (gel interne) complètement transformé (donc durci et au volume augmenté), les piles Duracell sont celles qui ont systématiquement fuit. 100% des piles testées ont laissé échapper leur produit corrosif après quelques semaines de stockage. Phénomène absolument pas constaté sur les autres exemplaires de quelque marque que ce soit. Ce qui ne veut pas dire que cela n'arriverait pas avec d'autres marques de piles, mais sans doute au bout d'un temps beaucoup plus long. Les piles Duracell sont donc d'une utilisation 'risquée' pour les appareils, avec risque de corrosion des contacts de pile, voir pire en cas de fuite vers l'intérieur de l'appareil :

Et pourtant la radio fonctionnait encore!

Et on s'en sort comment de tout ça ?

16 types de piles différentes testées.

En fait c'est assez simple :

Il est nécessaire de considérer un autre type de pile, la pile au lithium. En effet, ce type de pile présente un comportement tout a fait différent du type de pile alcaline standard. Si l'on considère sur le graphique la courbe rouge a l’extrême droite, nous obtenons de façon bien plus 'réelle' le comportement censé être celui d'un élément de 1,5V puisque cette pile présente durant toute sa vie de fonctionnement une tension a ses bornes comprises entre 1,5 et 1,3V donc largement au dessus de la tension de seuil de 1,2V en deçà de laquelle la majorité des appareils cessent de fonctionner.

C'est ainsi qu'une pile Duracell Ultra Power par exemple, disponible pour pratiquement 7€ les quatre, vous reviendra en fait au mieux a 14€ puisque pour le même temps de fonctionnement qu'avec des piles lithium, vous aurez déjà du remplacer au moins une fois votre pack de pile. Et oui, avec en plus l'indicible joie de jeter a la poubelle la moitié d’énergie encore disponible. Autrement dit, pour l’équivalent d'une pile alcaline utilisée 'entièrement', vous en jetez une neuve directement a la poubelle. Si ça, ça n'est pas du business!

Duracell, ou tout l'art de faire 'briller' le plus mauvais choix,

Et encore, je prends comme référence une tension minimale de 1,2V. Si maintenant nous montons, ne serait-ce qu'a 1,25V, le coût des piles les plus chères de celles que j'ai testé, la Duracell Ultra Power, se voit multiplie par 3 par rapport a la pile lithium qui maintient gaillardement une tension de 1,3V durant quasiment tout sa durée de vie. Je n'ai pas évoqué non plus l’énergie disponible dans une pile lithium, qui est bien plus importante que celle des piles alcalines. Je rappelle que tous mes tests se sont effectués en déchargeant les éléments dans une résistance de 10 Ohms. En fin de vie, une pile lithium est encore capable de fournir 130 milliampères alors qu'en fin d'utilisation possible d'une pile alcaline celle-ci ne fournit déjà plus que 120 milliampères (sous 1,2V), voire 90 milliampères en fin de vie (a 0,9V). Il est donc fort a parier que la capacité a fournir durant toute sa vie un courant élevé, permette à la pile lithium d’accroître encore sa performance par rapport a une alcaline.

Finalement:

Pour la majorité des appareils, ce n'est pas que l'utilisation de la pile au lithium s'impose, mais tout simplement que l'utilisation de piles alcalines est une magnifique et grandiose arnaque car le plus souvent inadaptée. Notons au passage que les arguments commerciaux a coup d'adjectifs dithyrambiques sur la superpuissance des éléments ne veut strictement rien dire.
Parce que ces arguments ne se réfèrent a rien. Il n'y a aucun référentiel officiel a partir duquel il serait possible de comparer les éléments entre eux. Et c'est bien là le but du jeu, surtout ne pas informer le consommateur afin qu'il ne puisse discriminer et que donc il acquière au prix le plus exorbitant, l'objet le plus inutile possible.

Rions un peu avec quelques adjectifs représentatif de la façon dont vous, consommateur, êtes considérés par notre belle et grande société économique :

• HIGH PREMIUM
• HIGH TECH
• HIGH TECH POWER BOOST
• ULTRA+ POWERSEAL
• PLUS POWER
• ULTRA POWER
• HIGH ENERGY
• LONG LIFE TECHPLUS

Et pour la fin : ULTIMATE LITHIUM.

Remarquez bien que finalement, c'est indiqué dessus, la pile ultime c'est bien celle-la, la pile Energizer Ultimate Lithium. En ce qui me concerne, je l'ai donc adoptée pour tous les appareils, sauf les petites radios portatives qui fonctionnement jusqu’à 0,9V ou j'ai adopté les piles les moins chères de mon test, a savoir les tout bas de gamme, les Casino Tous Les Jours. Par voie de conséquence, j'ai aussi adopté ces piles bas de gamme pour toutes les télécommandes et autres appareils a faible consommation.

Les deux piles retenues.

Et pour se faire une idée plus précise :

Comparées aux piles Duracell Ultra Power proposées a presque 6,87€ les quatre, Les piles lithium Energizer Ultimate Lithium sont trouvables actuellement a 9,30€ les quatre. Je rappelle que pour en avoir l’équivalent en terme de durée de fonctionnement à 1,2V, il faut 2 a 3 fois plus de Duracell Ultra Power, soit un coût réel en Duracell de 14 voire 21€ !

Des question ?

Et pour les appareils a très faible besoin en énergie, les Casino Tous Les Jours sont trouvables a 1,49€ les huit, oui, vous avez bien lu : les 8. Si je reprends les Duracell Ultra Power a 6,87€ chez notre distributeur national a bas prix, le prix de l’élément est donc de 1,718€, comparé aux 0,186€ de l’élément 'Casino Tous Les Jours', cela revient a prix 9,24 fois plus élevé, oui la aussi vous avez bien lu, pratiquement dix fois plus chère, pour a peine 30 % d’énergie supplémentaire sous une tension de... 0,5V. Est-ce bien raisonnable?

Pas de chance, les piles Duracell sont les piles de type alcalines les plus chères de mon panel, mais attention, je n'ai pas testé toutes les marques de piles. Cependant j'ai cessé mes expérimentations, considérant que les graphiques obtenus sont a mon avis représentatifs du comportement du type de pile alcaline et que chaqu'un pourra extrapoler la démonstration que je viens de faire, tout simplement en comparant les prix des différentes marques !

Conseil : évitez de mixer des piles différentes!
Si vous le faites, et comme chaque type de pile possède des caractéristiques de décharge propre, lorsque les piles les plus faibles seront complètement déchargées, elle risque en fait d'être soumises à un régime de charge par celles encore en mesure de débiter du courant. Évidemment, la charge ne sera pas suffisamment importante pour risquer l'explosion des éléments déchargés, mais certainement capable de les amener à fuir. Attention donc!

Un petit mot sur les 'piles rechargeables' dont je parlais en début d'article. Ne jamais utiliser ces accumulateurs dans des appareils techniques et/ou complexes qui réclament ce fameux minimum de 1,2V pour fonctionner puisqu'il présentent justement une tension de service de 1,2V. En fait, et suivant le type d'appareil, et de fabricant de l'accumulateur, il se peut que l'appareil fonctionne… un certain temps. Que vous trouverez très court : normal. D'aucun vous diront que ça n'est pas très grave puisqu'il vous suffit de recharger l'accumulateur. Présenté comme cela ça n'est pas faux ! Sauf que vous allez devoir vous équiper d'un… certain nombre d'accumulateurs si vous souhaitez faire un trek au Népal avec votre appareil photo ! La facture risque fort d’être salée !

D'autant plus que les accumulateurs tels que ceux proposés à la vente au rayon piles doivent être correctement utilisés sous peine de réduction drastique de leur durée de vie. Ils doivent notamment être déchargés régulièrement avant d’être rechargés, ce qui ne sera jamais le cas puisque très rapidement votre appareil les déclarera épuisés alors qu'ils seront encore pratiquement en pleine charge !!! Ne mettez pas d'accumulateurs 1,2V dans vos appareils prévus pour des piles 1,5V : c'est sans doute inadapté et onéreux!

LA PERFORMANCE DES PILES 1,5V TYPE AA...

Je viens de terminer la mesure du 16ieme type de pile : ouf!

Sans plus d'explications pour le moment, voici a quoi ressemblent les caractéristiques  de décharge des éléments testés :

Je prépare un article sur le sujet, parce que finalement, c'est en examinant l'ensemble de ces caractéristiques qu'il m'est venu une méthodologie, que j'estime pertinente mais simple, de choix du type de pile a sélectionner.

Mais d'ores et déjà, il est tout a fait pertinent de se poser la question de la signification de 'pile de 1,5V', face aux caractéristiques de la majorité des éléments testés!

A suivre...

UPDATE le 24 mars 2015 :

S'il est vrai que jusqu’à ce jour, je ne m’étais intéressé qu' à l'aspect technique des piles et notamment les piles rondes de type AA, par curiosité j'ai contrôlé le prix d'un type particulier d’éléments, les piles au lithium de la marque Energizer. 

J'ai pu constater que le prix affiché au Géant Casino de la Chapelle sur Erdre, dans la région nantaise, est passé de 8,40€ le 11 février 2015 à 9,30€ le 24 mars 2015 soit une augmentation de +10,71%.

Bien évidemment, il est impossible de savoir si le produit 'pile' fait parti du panier de la ménagère, censé contenir un millier de produits, a partir duquel l'INSEE calcule le taux d'inflation annuel, puisque cette information est... confidentielle. Transparence 'a la française' oblige! 

LA PERFORMANCE DES PILES 1,5V TYPE AA.

Cela fait maintenant quelques semaines que le système de mesure de décharge des piles est opérationnel. J'ai donc testé quelques modèles de différents fabricants. Les tests effectués permettent de se faire une première idée sur le sujet :

La barre horizontale est une référence placée a 1,2V.

En abscisse, le nombre de 'paquets' de 10 secondes. En ordonnée, la tension mesurée aux bornes des piles, déchargées dans une résistance fixe de 10Ohms.

Intéressant, non?

On peut se poser plusieurs questions face a un tel graphique. Pour l'instant je n'en ferai rien. Mon échantillonnage n’étant pas assez représentatif puisque je considère ne pas avoir testé suffisamment de fabricants, ni de modèles chez chaque fabricant.

Cependant cette 'mini' étude permet déjà  de se sentir un peu moins perdu quand il s'agit de choisir un type de pile parmi l'offre abondante, ou tout est fait pour rendre un choix objectif impossible!

A suivre...

HANTEK36B, piles et développement durable : épisode II (suite)

Et pour commencer ce petit compte rendu sur les tests de piles, équipé du multimètre USB HANTEK36B, un :

...concernant le logiciel de contrôle du multimètre!

A l'utilisation, celui-ci s'avère peu pratique et 'plante' joyeusement de façon systématique au bout d'un 'certain temps' lors d'actions sur les boutons de configuration. Tout se passe sur la seule fenêtre de l'application :

Unique fenêtre de l'application.

Après un certain temps de fonctionnement, temps qui peut être très rapide, voire instantané, tout appui sur un bouton de changement de type de mesure ou de mode, automatique ou manuel, plante la communication entre le logiciel et le multimètre. J'ai utilisé ce système sur un windows 7 pro en version 32 bits. Ce problème nécessite non seulement le redémarrage du logiciel, mais aussi celui du multimètre. Dans ce cas, l'appareil doit être débranché de son port USB, puis rebranché. Il est aussi arrivé que le système cesse de fonctionner en pleine période de mesure, sans qu'aucune intervention n'ai été effectuée.

Et pourtant, toutes les précautions nécessaires ont été prises. Le portable Dell D430 utilisé, était configuré pour ne jamais se mettre en veille, et le multimètre est connecté sur un hub USB à alimentation externe pour palier toute faiblesse éventuelle des ports du portable, suite à la constatation des premiers problèmes : rien n'y fait, le système n'est pas fiable.

Le système de test.

Au 19 janvier 2014, la version de l'application windows disponible sur le site de Hantek est la même que celle fournie avec le CDROM d'installation. Donc, inutile d'attendre des améliorations de ce côté.

De plus, l'ergonomie de l'application est discutable. Le plus gênant :

• Impossibilité de configurer l'affichage du graphique, ne serait-ce qu'en ce qui concerne les échelles de temps et de valeurs. Mesurer une variation de 1,5V se visualise sur la courbe en une ligne pratiquement droite entre 1,5V et 1,2V puis une chute à 0V (je rappelle que la mesure concerne des piles de 1,5V). Donc, il est inutile de vouloir se servir de cette indication pour en faire 'vite fait' une copie écran à glisser dans un rapport.
• Tout changement de périodicité efface sans vergogne toute la liste des mesures présentes dans la partie droite de la fenêtre. Ce qui signifie une perte irrémédiable des données. Du fait du manque de fiabilité de l'application, c'est systématiquement ce bouton qui est utilisé en dernier pour passer la périodicité de mesure à 10s (0.3s par défaut). Si, au retour sur la machine après 24h de mesures, le 'focus' est toujours sur ce bouton, le moindre appui sur n'importe quelle touche du clavier effacera TOUTES les donnée. Ceci n'est pas un fonctionnement acceptable.
• Enfin, le format du fichier de type 'txt' résultant de la sauvegarde des mesures n'est absolument pas pratique puisque d'un format totalement propriétaire, ingérable par quelque tableur que ce soit. Bien évidemment sur cet aspect aussi, aucune configuration du logiciel n'est possible. J'ai donc du écrire un petit programme en 'C' pour me fabriquer un fichier au format adéquate. Pour simplifier la chose, le logiciel décide de lui-même les changements de gamme à l'affichage. Sous 600mV, celui-ci passe de la gamme 6V à la gamme 600mV, ce qui demande évidemment un traitement approprié sur les chaînes de caractère pour standardiser la valeur.

En un mot donc, le matériel semble fonctionner correctement, le logiciel, lui est une vraie 'piece of shit'!!!

Information : inutile d'espérer adapter un autre logiciel à ce multimètre, la connexion USB n'est absolument pas vue comme un port série. Et aucune API n'est fournie avec l'ensemble pour en permettre une utilisation personnelle. Cela peut se comprendre en ce sens que la partie communication du multimètre est gérée par un processeur de chez ST. J'imagine qu'Hantek à choisi cette solution pour pouvoir y implémenter un protocole de commande particulier en mesure de configurer le multimètre (les relais internes). cette configuration se faisant 'directement sur l'appareil' dans le cas d'un multimètre standard à sortie série!

Cependant, une fois considéré le comportement parfois 'hiératique' du système, et donc étant en mesure d'éviter toutes les situations susceptibles de provoquer un dysfonctionnement du logiciel, il est possible de créer un graphique sous un tableur quelconque, à l'aide du fichier de mesures élaboré à partir de celui fourni par l'application Hantek :

Mesures de 3 piles AA 1,5V standard.

Trois piles provenant du même blister ont été mesurées. En 'Y', on retrouve la mesure des tensions, et en 'X', le temps de décharge.

La périodicité de mesure étant de 10s, on peut en déduire que la valeur 6000  correspond à 16,67h de mesures. D'autre part, chaque pile débitait sur une résistance de 9,7Ohms, soit un courant de 154mA en début de décharge et 110mA en moyenne sur la partie 'linéaire' de la droite de décharge. Il est donc possible d'en déduire que ces piles ont une capacité comprise entre 1,6 et 1,8Ah. C'est une première indication. Deuxième information, la tension limite en dessous de laquelle il n'est plus envisageable d'exploiter l'énergie d'une pile se situe aux environs de 0,8V. Enfin, l'utilisation optimale de l'énergie d'une pile par un appareil devrait se situer à minima jusqu'à 1V, au  mieux 0,9V.

[21 janvier 2015] Mesures de 6 piles AA 1,5V standard

 Conclusion provisoire : le système de mesure fonctionne mais ne doit pas être envisagé pour une utilisation sérieuse. Les premières mesures de piles fournissent une indication sur leur comportement. Informations qu'il est facile de corroborer avec d'autres résultats de ce type disponibles sur le Net. Enfin se pose une question intéressante à savoir la façon dont les appareils exploitent le potentiel énergétique des piles. Il s'agit la aussi d'un aspect pour le moins très obscur des caractéristiques des appareils disponibles dans le commerce. Quelque chose me dit qu'il y a, la aussi, de quoi expérimenter!

21 janvier 2015 : La méthodologie des mesures est maintenant bien calée. L'image ci-dessus donne le résultat sur 6 piles du même type. Les résultats sont cohérentes. Une des piles semble s'être déchargée un peu moins rapidement, mais sous une intensité très faible. Cela n'apporte donc rien à sa capacité exploitable.

Accessoirement : plutôt que d'utiliser ce que je considère être une usine à gaz, c'est à dire les outils microsoft, pour créer l'application en mode 'dos' permettant de convertir le fichier texte natif en fichier compréhensible facilement par un tableur, j'ai utilisé la suite lcc-win32. Cette suite est très légère, possède un éditeur intégré, et est de prise en main immédiate. Un débogueur est disponible, je ne l'ai pas essayé. Pour écrire un programme en 'C' standard 'à la va vite', c'est l'idéal!

lcc-win32 en action...

A suivre...

HANTEK36B, piles et développement durable : episode II

Dans un précédent billet, j'ai eu l'occasion de relater quelques problèmes récurrents au sujet des piles dont notamment le manque chronique d'informations sur les différents produits proposés à la vente. J'ai déjà eu l'occasion de 'dénoncer' le manque de fiabilité de plus en plus évident des boîtier des piles 1,5V type AA, devenant même une 'maladie' chronique pour certains fabricants.

Source : piles-et-plus.fr

S'agissant du développement durable, il paraît évident que la légèreté avec laquelle sont traités ces éléments toxiques depuis leur fabrication jusqu'à leur destruction pose question! La première d'entre elles concerne les caractéristiques intrinsèques des éléments. Outre le fait qu'il est préférable aujourd'hui d'utiliser les piles 1,5V pour des appareils à consommation lente mais continue, il serait quand même intéressant de connaître la capacité à laquelle on peut s'attendre lors d'un achat dont le montant peut varier 0,25€ à plus d'un Euro l'élément, ne serait-ce que pour les utiliser à bon escient.

Site ou existent des tests de piles : http://www.batteryshowdown.com

Après quelques tests effectués en mode enregistreur du multimètre Fluke 289 dont je dispose, j'en suis arrivé à la conclusion que pour des questions de temps de décharge et de quantité d'informations enregistrées, j'allais faire débiter les piles que je soumettrai à mes tests sous un courant de 150mA.
J'ai en effet pu constater qu'une pile 'ordinaire' de 1,5V de type AA mettait environ 120 heures pour se décharger complètement sous un débit de 20mA. Cela ne donne pas un potentiel de 120x0.2 soit 2,4A parce que sur sa fin de vie, la pile n'est de toute façon plus en mesure de débiter ce courant sous 1,5V. Mais cela donne une première idée. Sous 150mA, un cycle complet de décharge, et donc de test d'une pile AA devrait être effectué en quelques heures. Sous un courant de 200mA, le site http://www.batteryshowdown.com/ donne environ 3h pour un voltage final de 0,8V.

Publicité gratuite pour Fluke ;-)

L'appareil de mesure Fluke 289 fonctionne grâce à 6 piles AA de 1,5V. Inutile de préciser qu'à la fin de la période de mesure, soit 6 jours en fonctionnement continu, ces 6 piles étaient elles aussi en fin de vie. D'autre part, ne possédant pas le cordon de transmission vers un PC, j'ai donc décidé d'acquérir un matériel un peu plus adapté pour réaliser mes futurs tests :

Publicité gratuite pour Hantek ;-)

Il s'agit d'un multimètre connecté à un ordinateur. L'avantage est que le logiciel qui l'accompagne permet un enregistrement à intervalle régulier de la mesure relevée ainsi que l'enregistrement sur disque de ces valeurs pour traitement ultérieur. Il se connecte par le port USB sur un PC fonctionnant sous Windows. Bien évidemment, ce multimètre n'est pas censé proposer les même précisions qu'un multimètre professionnel. Il n'en a pas les caractéristiques ni le prix.

Afin de ne pas m'aventurer en terrain inconnu, je n'ai pu résister à l'envie de démonter ce multimètre pour en évaluer le mode de construction ainsi que la qualité de fabrication. Une seule carte électronique se trouve à l'intérieur du boîtier. C'est une double face avec des composants de chaque côté. La qualité de réalisation, bien que pas exceptionnelle, n'en demeure pas moins de bonne facture. Le côté face :

Ce multimètre se décline en plusieurs versions. J'ai acquis la 'presque' plus simple puisque seule la fonctionnalité True RMS est présente.

Voici ce que l'on trouve sur cette face :

• 1 - L'étage de commutation des entrées suivant le mode opératoire de l'appareil, ainsi qu'une partie de l'étage d'entrée analogique.
• 2 - Le processeur de mesure. Il s'agit d'un circuit multimètre désigné FS9922_DMM4 de chez ic-fortune. C'est un composant multimètre 6000 points équipé d'un port série. 
• 3 - Alimentation isolée à destination de l'étage multimètre. La partie mesure se trouve donc isolée électriquement du reste de l'appareil, et donc de la liaison USB.
• 4 - Alimentation de la partie USB assurée par un circuit de la famille TPS de chez Texas Instruments.
• 5 - Emplacement pour module Bluetooth en option.
• 6 - Emplacement pour batterie avec à la droite du cadre, l'emplacement des composants de gestion de la charge de cette batterie. En option.  

Et ce que l'on trouve sur l'autre face :

• 1 - Traitement analogique des entrées (conditionnement des signaux, du processeur de mesure etc...).
• 2 - Registres à décalage de type 74HC595, utilisés pour la configuration du processeur de mesure.
• 3 - Optocoupleurs utilisés pour l'isolation électrique.
• 4 - Interface USB réalisée à partir d'un processeur ST32 de STmicroelectronics.
• 5 - Interface 'TRUE RMS' réalisée par un composant de la famille Analog Device.

Rien de bien compliqué donc, même si d'autres informations pourraient être connues à l'aide du schéma électrique de l'appareil. Je n'ai pas cherché à en savoir plus, cette petite introspection me permet de constater une réalisation bien pensée et une implantation rationnelle des sous-ensembles. Pour environ 90€ sur eBay en décembre 2014, cet appareil devrait bien remplir son rôle si toutefois une 'relative précision' est au rendez-vous :

Test réalisé tard dans la nuit!

Avec un signal continu de 5V, j'obtiens une erreur d'environ 1,4% en valeur absolu par rapport au Fluke de référence. Ce qui est un bon résultat sachant que j'ai mesuré une tension effective de 4,003V avec un multimètre de table à 6 digits 1/2 'Keithley 2015' :

A noter que si la précision des valeurs absolues des tensions mesurées est intéressante, cela n'est pas le plus important puisqu'il s'agira de comparer des mesures entre-elles. L'important est donc que l'imprécision soit constante dans le temps. Une vérification périodique de ce point sera donc à ne pas oublier.

Côté logiciel : Il n'y a eu aucune difficulté à faire reconnaître l'appareil sur le bus USB d'un PC portable fonctionnant sous Windows 7 PRO. Le CDROM fourni comporte les drivers nécessaires ainsi que le logiciel de capture. Le format d'enregistrement des données ne semble cependant pas très pratique puisqu'il ne s'agit que d'un fichier texte sans délimiteur. L'usage permettra de déterminer si un traitement spécifique s'avère nécessaire sur ce fichier de mesures.

Ne reste plus maintenant qu'à procéder aux premières essais...

Les piles et le développement durable...

En voilà un sujet intéressant parce que je suis, sans doute comme vous, consommateur très fréquent de piles et notamment de piles rondes LR6 et LR03, les 'petites' piles que l'on trouve dans les appareils portables tels que les appareils photos, les télécommandes, les petites radios etc etc...

Il fût un temps ou je ne m'inquiétais guère de la durée de vie de ces objets, pas plus que de l'attention régulière que je devais y porter alors qu'elles étaient en service dans tel ou tel appareil depuis... un certain temps!

Je me souviens avoir eu des soucis avec les piles carrées de 4,5 Volts donc le corps était fabriqué en carton et qui une fois déchargée, commençait à laisser échapper le gel corrosif les constituant au bout, la aussi, d'un certain nombre d'années! Même chose avec de rares piles rondes de type LR06. Je me souviens avoir laissé ce type de pile des mois durant dans mon ordinateur 'pocket' TRS-80 modèle PC-2 (l'équivalent du Sharp PC1500)  de l'époque sans jamais avoir eu de problème.

Nostalgie : très bon appareil que je possède toujours.

Or, force est de constater que depuis pratiquement une dizaine d'année, la situation se dégrade. Tout à commencé avec les 'fameuses' piles Duracell. Autant le dire de suite, je ne suis plus en mesure de parler de cette marque puisque je n'en achète plus depuis plus de deux ans. La situation s'est peut-être améliorée, je n'en sais rien. Marque pour laquelle j'avais une confiance presque aveugle mais qui finissait par mettre en danger mes appareils tellement les fuites devenaient fréquentes et surtout rapides. Depuis, je teste toutes sortes de marques de piles mais sans vraiment de rigueur, simplement en estimant la capacité d'utilisation et la sécurité par rapport au prix.

Update 18 novembre 2014

La marque Duracell appartenait jusqu'à peu à Procter & Gamble qui vient de s'en séparer au profit de la société d'investissement de Warren Buffett pour la somme de 4,7 milliards de dollars le 14/11/2014 (date de l'annonce). D'autre part, Procter & Gamble va contribuer pour un montant de 1,8 milliard de dollars en numéraire à la recapitalisation de la marque!

Dans l'article de Reuters, il est indiqué en outre qu'en 1996, Gilette avait acquis Duracell pour environ 7 milliards de dollars soit plus du double de la transaction actuelle! Peut-on en déduire que Duracell à perdu la moitié de sa valeur en moins de vingt ans? C'est un fait! La faute, à ce qui est avancé, en reviendrait au nombre croissant d'appareils équipés de batteries rechargeables, ainsi qu'à une demande en plein ralentissement. Oui, peut-être, mais sans doute un peu court comme explication.

Certes le nombre des appareils nomades à fortement cru ces dernières années, mais ce sont pour beaucoup de nouvelles machines connectées qui réclament de fortes capacités énergétiques comme les tablettes, les smarts phones et les appareils photo-numériques. Ces objets ne fonctionnent effectivement pas avec des piles. Mais, mis à part le cas des appareils photos, pratiquement tous les nouveaux matériels sont... nouveaux, et n'infuent donc pas ou très peu sur la demande en piles. Tout au plus peut-on constater qu'il s'agit d'un segment de marché à part sur lequel la pile ne peut se placer.

D'un autre côté la présence d'autres types de matériels nomades, à la consommation réduite mais longue, à fortement progressé. C'est le cas des télécommandes, et de tous ces nouveaux appareils connectés que l'on voit apparaître dans les maisons comme les thermostats électroniques, les IoT (internet of things) et bien d'autres.

On peut donc considérer qu'aujourd'hui le marché de l'énergie nomade est bien scindé en deux parties caractérisées par le type de besoin en énergie. D'une part les matériels qui demandent ponctuellement un fort courant de pointe, ou la batterie rechargeable est la mieux adaptée, et d'autre part les appareils à faible consommation mais sur une longue période, utilisation favorable aux piles.

Ce deuxième marché ne progresse sans doute pas autant que le premier, mais reste aussi soutenu, en témoigne une synthèse de l'ADEME sur les piles et accumulateurs de 2011 en France, ou l'on constate que sur la période 2009-2011 le nombre de piles mises sur le marché à augmenté de presque 150 millions d'unités. Seules les piles salines ayant eu tendance à fortement baisser de 51 à 36 millions d'unités.

En un mot, les piles Duracell ont tout simplement perdu une bonne partie de part de marché. Pour quelle raison? Certainement parce qu'elles ne répondent tout simplement plus à la demande qui est passée d'un besoin ponctuel en forte énergie à une nécessité de longévité et régularité de charge dans le temps, et ou la qualité de l'enveloppe extérieur devient primordiale pour ne pas détériorer physiquement les équipements. Duracell n'a pas su répondre à ce besoins et reste positionné sur un marché qui n'existe pratiquement plus...

A remarquer que certains fabriquants de piles commencent à communiquer sur la qualité de fabrication de l'enveloppe de leur produit, c'est un signe...

Fin d'update

Ici, je ne vais faire état QUE de l'aspect fonctionnel des piles utilisées. J'ai l'intention de m'équiper en matériel me permettant d'effectuer des mesures électriques de capacité et de profil de décharge pour en savoir un peu plus sur ce qui se cache derrière la multiplication des gammes. Il est à noter que, en 2014, lorsque vous achetez des piles vous ne savez absolument pas ce que vous faites. Les informations consommateur ne donnent jamais la seule information pertinente : la capacité. C'est à dire le nombre de milliampères heure qu'est capable de vous fournir la pile! En tant que consommateur, je trouve cette situation tout à fait anormale et estime être totalement manipulé.

Mise en situation : justement, j'ai deux exemples de phénomènes auxquels je ne m'attendais pas. Et pour une fois, j'ai effectué des mesures pour en savoir un peu plus.

Le premier exemple concerne une fuite de pile dans le compartiment d'une petite radio :

Aucun dégât! J'utilise cette radio assez fréquemment, je me suis donc rendu compte qu'il y avais une baisse anormalement rapide du volume sonore. A noter que cette radio est étanche et est prévue pour aller sous la douche. Bien qu’estampillée du nom d'un 'constructeur' bien connu de HiFi, ce matériel est un 'made in China' pour lequel je n'ai jamais tenté de vérifier l'étanchéité. La pile, de marque Sony, accompagnée de deux Varta, se situait sur l'emplacement 'extérieur' du support de pile, ce qui m'a permis de nettoyer très facilement le ressort de ce support.

La pile incriminée :

Les fuites sont fraîches, notez la belle couleur blanche du dépôt extérieur

Étrange! Cette pile est censée être utilisable jusqu'en 2019 (la photo est d'assez bonne qualité pour constater de visu cette date sur son corps). Elle est donc valide, selon les critères du constructeur! Les deux Varta ont la même durée d'utilisation que cette Sony. J'ai donc décidé d'en tester la tension parce que je me souviens avoir mis en place ces piles très récemment.

L'appareil de mesure utilisé :

Je me permettrai de ne pas mettre en doute les qualités de cet appareil.

Et la tension mesurée aux bornes de la pile Sony :

Dommage! Cette pile semble tout à fait apte à fournir de l'énergie, mais présente un danger évident pour l'équipement qui 'devrait' l'utiliser. En un mot, cette pile n'est plus utilisable. Bien que ne possédant pas une expérience 'pointue' sur la technologie chimique et mécanique du sujet, j'en conclue que cette pile présente un défaut mécanique, soit de conception ou l'étude du boitier a été mal réalisée, soit de réalisation avec un problème sur la ligne d'assemblage, ou d'utilisation de matériaux de mauvaise qualité. Seul, le constructeur de cette pile pourrait m'en dire plus s'il en effectuait l'expertise. Mais après tout en tant qu'utilisateur, seul le résultat compte : ça n'est pas bien, surtout qu'il me semble que ce ne sont pas des piles de bas de gamme!

Les deux Varta se portent bien, elles :

Deuxième exemple :  des piles de bas de gamme.

J'ai voulu tester ces piles :

Elles ne présentent aucune marque de fabricant mais sont 'sponsorisées' par le Groupe Casino. Elles sont de type 'alcaline' et proviennent du rayon pile de l'enseigne Géant Casino ou elles sont vendues 1,50€ (le 24/07/2014, j'ai vérifié) le blister de 8 : vraiment pas très chères...

J'ai tenté l'utilisation d'un premier lot de quatre piles dans un appareil qui réclame une bonne tenue en puissance, puisqu'il s'agit d'un lecteur DAT portable de marque Sony. En moyenne, des piles neuves de quelque marque que se soit me fournissent plus de deux heures de fonctionnement.

Au bout de 45 minutes à peine d'utilisation, le lecteur DAT m'indique qu'il est arrivé en fin d'énergie et qu'il va s'arrêter. Je me doutais bien qu'il ne m'aurait pas été possible d'atteindre l'autonomie de piles vendues deux, trois, voire quatre fois plus cher, mais quand même.

Je teste donc les piles individuellement:

Surprise : la pile notée n°2 est totalement déchargée. Je n'avais hélas pas effectué ces mesures avant de les insérer dans le lecteur DAT. Je suppose que la pile n°2 doit avoir été victime d'un problème de fabrication. Je n'imagine pas qu'un gel de très mauvaise qualité ait été inséré dans la ligne de montage, à moins que... Mais je reste 'confiant' et impute le problème de cette pile à deux raisons qui me semblent les plus probables : un 'court-circuit' interne qui pour une raison quelconque s'est manifesté lors des premiers changement chimiques du gel du à une décharge peut-être un peu trop 'violente' pour cette gamme de pile pourtant estampillée 'tous les jours', et donc potentiellement prévue pour un usage intensif. Ce court-circuit aura provoqué l'auto-décharge de la pile, en plus de l'énergie fournie à l'extérieur. Ou alors un problème mécanique ayant provoqué, lors de la mise en service, la rupture de l'anode interne avec le pôle '+' de la pile, autrement dit cette pile serait toujours en état de fournir de l'énergie, mais ne serait plus 'connectée' vers l'extérieur.

Toujours est-il que cette pile est elle aussi, inutilisable. Les trois autres se portent bien. Je précise que ces piles ont une date de validé imprimée sur le pôle moins qui indique février 2019. Donc la aussi, il s'agit de piles censées être en cours de validité! Pour être complet, il me faudrait refaire l'étude sur plusieurs lots afin d'en vérifier de façon statistique le taux de 'défaut', si tant est que ce défaut soit récurent. J'espère pouvoir effectuer de telles études avec un appareil approprié.

Conclusion (partielle?) :

Avant de se débarrasser de tout un pack de piles sous prétexte que l'appareil les utilisant indique qu'il est temps d'effectuer un remplacement, mieux vaut vérifier l'état des éléments. Il est 'admis' qu'une pile de type LR06 présentant une tension supérieur à 1,2V possède encore de quoi alimenter en énergie des appareils standards du marché.

Petit geste dont la planète vous saura gré : avant de vous débarrasser définitivement d'un lot de piles dont justement la tension fournie est proche de 1,2 Volts, considérer que dans un appareil pas très sensible à la décharge des piles et de faible puissance, comme les télécommandes, une tension d'un Volt voire moins est encore utilisable. De la même façon, il existe des appareils électroniques dont l'alimentation, bien étudiée, est capable d'aller chercher les dernières fractions d'énergie, parfois jusqu'à 0,6 Volts, grâce à une alimentation à découpage élévatrice. Une deuxième vie est donc possible pour les piles potentiellement déchargées. Mais attention dans ce cas, il faut aujourd'hui se méfier des éléments qui ont tendance à couler parce que ce phénomène semblerait s'accentuer.

En fait de conclusion : 06 décembre 2014

Il s'agit plutôt d'une suite que je donne à mon billet initial. En effet, de façon tout à fait fortuite, j'apporte un petit complément, suite à la 'découverte' d'une catastrophe due aux piles de marque Duracell.

Avertissement : Comme précisé plus haut dans cet article, je n'utilise plus de piles de marque Duracell, m'étant rendu compte depuis deux à trois ans que leur fiabilité laissait plus qu'à désirer !

Le problème que je viens de découvrir est donc de mon fait, j'aurais du vérifier et changer les piles équipant l'appareil dont je vais parler ci-dessous, dès que j'ai pris la décision de ne plus utiliser cette marque de piles.

Non, ici il s'agit plus d'un coup de gueule ! Si l'on considère les nuisances écologiques que génère la fabrication et l'élimination des piles, et sachant que nous 'serions' devenus plus attentifs à l'état de notre planète, j'estime que le législateur ne fait pas son travail et ce, dans plusieurs domaines.

Tout d'abord il n'impose pas une indication claire et précise des caractéristiques de l'objet, en l'occurrence ici des piles, susceptible de permettre au consommateur de faire son choix en toute connaissance. Le législateur, de surcroît, ne s’inquiète aucunement de vérifier qu'une éthique ne serait-ce que minimum gouverne les fabricants, les laissant ainsi libres de dérives inacceptables. Enfin, il y aurait beaucoup à dire sur la façon dont le législateur contrôle la bonne exécution du recyclage des piles, mais ceci est un autre sujet.

Bref, considérant qu'en France, les droits du citoyen se résument à celui du consommateur, c'est à dire à pas grand chose, et que de plus il y est 'pratiquement' impossible de se retourner contre quelque grand acteur économique, il ne reste plus qu'à partager l'expérience de consommation pour prévenir les 'conconsommateurs' des dangers et pièges de notre société... de consommation.

De quoi s'agit-il ? D'un petit radio réveil équipé depuis plus de deux ans de piles de marque Duracell. Attention les images qui suivent peuvent choquer les plus sensibles :

Le radio réveil en question.

Le carnage en gros plan :

100% des gagnants ont tenté leur chance!

Après avoir retiré les piles du logement, admirons les deux pôles de ces quatre piles.
Et pour commencer, le pôle moins : 

La boîte noir est là pour éviter que les piles ne roulent.

Et maintenant, le pôle plus :

Les traces d'humidité sont en fait de l'electrolyte d'une des piles.

Voilà des piles qui ne peuvent être dans cet état que parce qu'elles ont été oubliées dans l'appareil depuis des années... En fait ces piles sont sensées être valides jusqu'en MARS 2017 : hum..... Et dans ce radio-réveil, difficile de considérer que c'est l'intensité demandée qui aurait placé ces éléments dans cet état!
Et quels dégâts :

Le ressort en haut à droite du compartiment à piles semble être bien corrodé. Il ne reste plus qu'à essayer de nettoyer tout ça dans le but d'une part d'éviter que la corrosion ne continue à œuvrer même en l'absence des piles défectueuses, et puis tout simplement à remettre cet appareil dans un état de fonctionnement 'normal'.

Le démontage, le nettoyage et les tests de l'appareil : 

Les ressorts baignent dans un bain de nettoyage...

Une fois nettoyé, cela semble acceptable!

L'horloge fonctionne : c'est un bon début!

Equipé de nouvelles piles...

Sur l'image ci-dessus, la radio fonctionne, elle aussi, bien qu'il soit difficile d'en démontrer le fait... en image!
A remarquer que j'ai mixé deux marques de piles, ce que les fabricants déconseillent. Soyons clairs, c'est mon problème...

J'ai eu de la chance, un seul des ressorts était bien 'attaqué' par la corrosion, la couche inoxydable est en partie abîmée mais ne découvre pas l'âme du conducteur. Il devrait donc tenir dans le temps, sous réserve qu'il n'y ait pas d'autres attaques acides par d'autres piles non fiables.

Si l'on fait un petit bilan de l'accident de pile de ce radio réveil :

1 - Des piles onéreuses ont été achetées : montant de l'investissement
2 - Les piles ont mis en danger la vie de l'appareil : risque de panne irréversible.
3 - Ce type de dégât n'est JAMAIS pris en compte dans l'assurance d'un appareil!
4 - Il a fallu passer un certain temps en démontage, nettoyage et remontage de l'appareil.
5 - Heureusement, je connais particulièrement bien un dépanneur de talent!
6 - Je dois gérer la mise au rebut de ces piles, qui ne peuvent pas être placées dans le conteneur en carton que je possède à cet effet puisqu'elles continuent de fuir.
7 - Je vais payer pour le recyclage de ces piles, si tant est qu'elles le soient, sinon je vais en subir la pollution... des sols, de l'eau?

Hum, tout ceci est-il bien acceptable? Quelle est la responsabilité du fabricant des piles Duracell dans toute cette chaîne de désagréments.  A vous de voire, vous connaissez maintenant ma position!

Et pour presque conclure : le sujet des piles étant un sujet intéressant, j'ai décidé de tenter d'en savoir plus sur le sujet, notamment quelles sont les capacités des différentes marques, et surtout des différents modèles de chaque marque dont je sens bien que la multiplicité actuelle cache très certainement très peu de différences techniques mais plutôt un éclatement des gammes, permettant l'introduction d'un aspect 'haut de gamme' et donc du prix afférent, puisqu'une 'certaine' marque positionnée sur le haut de gamme est en train de disparaître ;-)