Recupérateur de batterie


Préambule :
Le solaire ou l’éolien sont affublés du qualificatif d’énergies nouvelles, pourtant quoi de plus ancien que le soleil ou le vent ? Seule la prise de conscience que ces sources sont inépuisables et accessibles partout les a remis au goût du jour.
Toutes les civilisations ont utilisé le soleil et les moulins à vent ont tournés depuis la nuit des temps. La conversion de ces énergies en électricité est des plus rentable puisque ni le soleil, ni le vent ne sont taxés !
Si un panneau solaire est prévu pour fonctionner une vingtaine d’années, une éolienne devra être révisée tous les douze ans en moyenne à cause des pièces d’usure ( paliers, alternateur et pales). Le problème le plus ardu reste le moyen de stockage qui n’a guère évolué depuis la batterie au plomb. Malgré des recherches vers d’autres matériaux, la batterie au plomb reste l’accumulateur offrant à la fois une bonne capacité de courant et une longévité acceptable. Il n’en demeure pas moins que la durée de vie des batteries n’atteindra jamais celle des panneaux ou de l’éolienne et dés que les besoins atteignent plusieurs centaines d’ampères/heure, le prix de l’installation devient conséquent.
Récupérer des batteries :
Il n’est pas rare, que dés les premiers frimas, on trouve à la décheterie, ou malheureusement au bord du trottoir, des batteries qui ont tout simplement refusé de fournir les 150 Ampéres réclamés par un démarreur.
La plus part de ces accumulateurs sont encore bons et peuvent être récupérés. Sont à exclure de votre quête : Les batteries dont une face est gonflée, signe d’une sulfatation avancée, c’est la couche de sulfate sur les plaques qui est devenue si dense que la batterie se déforme. A rejeter aussi les batteries dont la tension est tombée au dessous de 10,5 Volts ; dans ce cas, c’est un élément qui est en court circuit par les dépôts et il ne sera pas récupérable.
Le nombre de batteries vraiment inutilisables est tout de même réduit, on peut estimer que trois fois sur quatre, on pourra remettre l ‘accumulateur en service avec une capacité variant entre 60 et 90% de sa capacité initiale.
La sulfatation :
C’est le phénomène inévitable et normal qui se produit lors de la décharge de l’accumulateur. Le sulfate de plomb se forme en couche mince sur les plaques et ne sera recombiné dans l’électrolyte que lors de la recharge.
Si la batterie reste trop longtemps sans charge, la couche de sulfate de plomb s’épaissit, les cristaux deviennent difficiles à casser même par une recharge d’égalisation ( recharge sous 20 volt).
Reste à trouver un moyen de se débarrasser de cette couche isolante. Il existe des produits additifs qui favorisent la dissolution du sulfate mais le procédé sous entend que le sulfate ainsi éliminé ne se recombine pas dans l’électrolyte et qu’il faudra rajouter de l’acide pour retrouver le degré baumé idéal.
Autre procédé, casser les cristaux en les bombardant d’un courant en haute fréquence. On va agir à la manière des nettoyeurs à ultra sons sans pour autant faire appel à des fréquences aussi hautes : Une fréquence de 1 Kilohertz s’avère efficace pour secouer la couche de sulfate. Il faudra cependant appliquer le traitement assez longtemps pour que la batterie retrouve un peu de sa jeunesse.
Le désulfatage :
Vous trouverez en vente (Chers ! ! ) des désulfateurs plus ou moins sérieux. Ces appareils ont le soit disant avantage de s’alimenter à partir de la batterie malade elle même. Le procédé est tout de même assez suspect bien que les vendeurs les plus honnêtes précisent qu’il faut associer un chargeur dans l’opération. Tels qu’ils sont conçus ( le plus simplement possible ! ) c’est engins envoient donc des impulsions autant à la batterie qu’au chargeur.
Je ne parle pas des risque tout qui préconisent d’installer leur produit miracle directement sur la batterie d’une auto. Le dispositif envoie alors ses impulsions à la batterie mais aussi à toute l’électronique embarquée de l’auto.
Quand on connaît la complexité des autos d’aujourd’hui et le prix d’un asservissement d’injection, il y a de quoi rester méfiant ! ! Bien entendu, si par le plus grand des hasards, vous veniez à détruire pour quelques centaines d’Euros d’électronique sur votre voiture, le constructeur du désulfateur miracle s’abstiendrait de toute garantie.
Le montage retenu :
Pas question de rénover une batterie avec le peu de courant qu’elle peut encore emmagasiner, il faudra un petit chargeur ou mieux : Une batterie en bon état, elle même tenue en forme par un dispositif de charge.
A noter qu’un petit panneau comme celui ci ( un 11 Watt) sera suffisant pour assurer la bonne marche du processus. Sachez néanmoins que la remise en forme d’une batterie assez moche au départ demande environ 1 mois de traitement pour retrouver sa vigueur. Il faut avoir du temps, mais il ne faut en fait que ….du temps !
Je me suis inspiré des montages d’amateurs que vous pouvez aller consulter sur le site de Shaka.com
http://www.shaka.com/~kalepa/lowpower.htm
Ces montages prétendent s’alimenter par la batterie malade, je ne doute pas de leur fonctionnement mais le rendement me semble un peu critique. Comme il faudra, de toutes façons, passer par un jeu de bobinages plus ou moins introuvable, autant utiliser un transformateur, plus simple à trouver et à maitriser.
Le montage :
Désolé pour le long exposé qui précède, mais nous voici à la construction de notre atelier de remise en forme.
Le schéma ne laisse apparaître que peu de composants. Le NE555 est le cœur du montage, c’est lui qui va fournir les signaux de commande du MOSFET sous forme d’impulsions, les plus fines possibles.

Le condensateur de 4,7nF, les résistances de 15K et 270K et la diode 1N4148 assurent le régime du 555 aux alentour de 1000 hertz . La sortie du 555 attaque la gate du MOSFET à travers la 100 ohms et le condensateur de 0,1uF.
Les composants :
Les valeurs sont directement portées sur le schéma sauf pour les diodes et le transistor.
D1 est une 1N4148
D2 est une zener 15Volts d’un demi watt, elle protège le 555 d’une fièvre toujours possible du circuit d’alimentation ( quoique …)
D3 est obligatoirement une diode rapide mais son modèle dépendra de ce que vous trouverez.
Quelques exemples : FR602, UF5404,HER203, SF33,BY229. En fait vous trouverez ce genre de diodes sur presque toutes les alimentations à découpage ( châssis de téléviseur, alim de PC…)
Le choix du MOSFET n’est pas critique non plus. Tout MOSFET canal N fera l’affaire IRFZ44, RFG45N…. Pour info, j’ai utilisé pour D3, une HER203 et pour T1 un RFG45. Inutile de prévoir un radiateur, le transistor ne doit pas chauffer !
Le circuit imprimé
Je ne fourni que la photo du cuivre, vous pourrez vous en inspirer.
Le cuivre a été réalisé en gravure "à l'anglaise". Cette méthode présente plusieurs avantages :
A- Il reste assez de cuivre pour corriger les erreurs du prototype
B- Le temps de gravure est acceleré, il y a peu de cuivre à eliminer
C- L'economie de perchlorure est appréciable
D- Pas de probléme d'intensité etant donné la largeur des pistes.
Le transfo
Le point le plus délicat va être le transformateur. Il faudra récupérer un modéle facile à rebobiner.
Le modéle que j'ai récupéré présentait des enroulements primaire et secondaire semblables: même nombre de spires, fils de même section, 0,5mm. Rien de plus facile que de débobiner un enroulement jusqu'à obtenir un rapport d'environ 1 pour 3.
Notez que ce rapport est trés approximatif mais qu'il doit permettre de générer une tension d'une trentaine de volts vers la diode rapide.
En fait tout type de transfo fera l'affaire à condition de respecter,à peu prés, le rapport de transformation
Mes premiers essais fonctionnaient trés bien sur un simple baton de ferrite qui m'a permis de trouver le bon rapport ( 30 tours/100 tours) mais j'ai adopté ce modéle pour son élégance et son encombrement.
Les essais
Une fois assemblé, le montage sera alimenté par une batterie en pleine forme à travers un multimétre en position ampéremétre.La batterie à récupérer sera reliée par sa borne négative à la batterie qui assure l'alimentation ( masse commune) et sa borne positive reliée à la sortie de la diode rapide.
Si tout va bien, la consommation ne devra pas exceder 100mA ( entre 30 et 60mA), le transistor ne devra pas chauffer (juste tiéde) et le transformateur émettra le sifflement à 1000 hertz( il faut parfois tendre l'oreille !!)
En cas de probléme
Si le transistor chauffe, commencez par vous assurer que le 555 délivre bien un signal impulsionnel.
Rassurez vous, je ne vais pas vous faire acheter un oscilloscope, vous en avez déja un si votre PC est équipé d'une carte son avec une entrée ligne "line".
Recherchez WINSCOPE, un petit logiciel trés sympa qui permet de disposer d'un oscillo rudimentaire. Pour mesurer du 1000 hertz, il sera suffisant. Winscope se trouve sur plusieurs sites dont celui ci :
http://mywebpages.comcast.net/fel4u/oscope/winscope.htm
Il vous suffira de construire la sonde comme montré dans le petit schéma pour disposer d'un oscillo de fortune mais pas cher et bien utile.

Réalisez la sonde et raccordez la à l'entrée ligne de la carte son. Lancez Winscope et activez la mesure.
Un test simple consiste à toucher la pointe de test de la sonde avec le doigt, le 50 hertz qui se ballade un peu partout deviendra visible sur Winscope.
A présent mettez lz montage sous tension et reliez la masse sonde au moins du montage et la pointe de touche sur la patte 3 du 555 ( ou sur la gate du transistor, vous devez obtenir ceci.
Les impulsions doivent être les plus fines possible ( temps de conduction du MOSFET) et la fréquence voisine de 1000 hertz. Sinon reprennez les valeurs des composants qui entourent le 555. Si le signal est bon, contrôlez qu'il n'y a pas de court circuit dans le transfo ( spires abîmées)
Pour savoir si ca marche !! Placez un voltmétre aux bornes de la batterie à récupérer puis demarrez le montage.
La tension va s'elever plus ou moins en fonction de l'état de la batterie. Sur une batterie trés malade ( donc une resistance interne elevée) on arrive à passer de 11,5V à ...plus de 20 volts ! Sans danger car le courant est trés faible
Expérience amusante ( mais je ne l'explique pas ! ): Déplacez un aimant puissant ( néodine) sur l'armature du transfo.
Le 1000 hertz devient alors trés audible ( désagréable à souhaits ! ) et les pics de tension vers la batterie plus energiques. Ne me demandez pas si l'aimant aide à mieux désulfater, je n'en ai aucune idée.
Conclusion
Si tout va bien, vous avez construit un montage plus éfficace que ceux vendus trés cher et sans aucune garantie.
Celui ci a réussi à remonter ( en 20 jours ! ) une batterie au gel (17Ah) totalement HS et redonné la vie à une 75Ah d'automobile que j'estime capable de tenir une soixantaine d'Ah.
Ne manquez pas de me faire part de vos expériences ou de vos difficultés ( mon adresse est en page d'accueil).

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