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La batterie de démarrage : fonctionnement et entretien

lubrification moteur : roles et caracteristiques des huiles

La batterie est le coeur du système électrique d'une automobile dans lequel elle assure notamment le démarrage du moteur. Mais connaissez-vous tous les secrets de cet élément aussi indispensable que fragile ?

Texte : Sébastien DUPUIS
Photos : D.R.

Les chiffres publiés par les principales sociétés de dépannage placent la défaillance de la batterie comme la principale cause de pannes pendant l'hiver. Les statistiques de l’association automobile allemande ADAC parues en 2020 révèlent en effet que plus de 40% des pannes de voitures de nos jours sont causées par une batterie défectueuse. Parce que celle-ci a pu souffrir de la chaleur en période estivale, des petits trajets ou des immobilisations prolongées pendant les confinements, quelques tests et contrôles relativement simples pourront vous permettre de connaître l'état de santé de votre batterie.

A quoi sert la batterie ?

Les batteries traditionnelles, dont ne sont plus dotées les voitures électriques, sont appellées batteries de démarrage. Elles sont apparues dans les années 1920, lorsque les premiers démarreurs électriques ont remplacé la manivelle. Le rôle de la batterie est de fournir de l'énergie lorsque le véhicule est à l'arrêt. En plus de permettre le démarrage du moteur, elle alimente aussi un certain nombre d'équipements, comme par exemple un autoradio, une alarme ou un démarrage sans clé quand le moteur ne tourne pas. Ainsi, tant que la batterie reste connectée au véhicule, elle peut subir une décharge progressive.

A savoir : Si la batterie est sollicitée quand la voiture roule, cela signifie que l'alternateur n'assure plus son rôle et que c'est la batterie qui s'en charge. Un défaut d'alternateur est en principe signalé au conducteur par un voyant lumineux (voir procédure spécifique : tester un alternateur).

Différents types et technologies de batteries

Les batteries de démarrage conventionnelles sont appellées batteries liquides, ou "SLI" pour "Starting, Lighting, Ignition". Elles reposent sur la technologie "plomb-acide" ou, plus récemment, "calcium", aux performances supérieures. Elles sont composées de plaques de plomb immergées dans un électrolyte qui se chargent de stocker l'énergie puis de la restituer grâce à une réaction chimique. La batterie se compose de 6 éléments connectés en série, chacun ayant une tension nominale de 2 V mais générant une tension totale exacte de 12,72 V.

Parallèlement aux batteries SLI classiques, les technologies AGM (Absorbent Glass Mat) et EFB (Enhanced Flooded Battery) sont apparues pour satisfaire aux demandes croissantes d'énergie de véhicules toujours plus bardés de technologie. Les batteries AGM peuvent ainsi supporter 3 fois plus de cycles de charge qu’une batterie SLI mais leur coût est également plus élevé. Certains véhicules utilisent des batteries encore plus efficaces grâce à la technologie lithium-ion qui permet un gain de poids et de place important. C'est le cas notamment de la Porsche 911 GT3 depuis 2010.

Quelle est la durée de vie d'une batterie ?

Malheureusement, toutes les batteries finissent par rendre l'âme au bout d'un certain temps. Et lorsqu'une voiture ne démarre plus, le premier réflexe est généralement de se dire que le problème vient de là. Le symptôme d'une batterie morte ou à plat est assez clair, on tourne la clé et rien ne se passe, hormis éventuellement le gémissement du démarreur qui ne parvient pas à lancer le moteur.

La durée de vie d'une batterie standard est en moyenne de 4 à 5 ans mais, comme expliqué plus haut, de nombreux facteurs influent sur sa longévité. Les batteries modernes étant scellées, elles sont dites "sans entretien" mais il est conseillé de contrôler leur état une fois par an, avant l’hiver, avec des testeurs adaptés. En cas de doute sur la santé de votre batterie, ne reculez pas trop l'échéance et dites-vous qu'un dépannage pourrait vous coûter plus cher qu'une batterie neuve. Sachez également qu'une charge de batterie faible signifie que l'on sollicitera plus l'alternateur, ce qui impactera la durée de vie de ce dernier. Raison de plus pour ne pas traîner à remplacer une batterie fatiguée.

Qu'est-ce qui use une batterie ?

Pour faire simple, tout ce qui contribue à décharger une batterie participe à son usure. Lorsque vous tournez la clé de contact pour démarrer le moteur, une grande quantité d'énergie est demandée à la batterie. A chaque démarrage, 150 à 350 A sont prélevés sur la batterie et c'est encore pire par temps froid, alors que les performances de la batterie peuvent se réduire de 35% ou plus avec des températures négatives. La raison pour laquelle une batterie est moins efficace en hiver est simple : le froid ralentit le déplacement des électrons et donc la puissance de démarrage de la batterie. De plus, à basses température, la viscosité supérieure de l’huile du moteur demande plus d'effort au démarreur, donc plus de puissance, ce qui accentue d'autant la décharge de la batterie. Enfin, il faut savoir que plus le taux de compression d'un moteur est élevé, plus il faut fournir d'énergie pour son démarrage.

Par ailleurs, comme on a tendance à faire moins de longs trajets en hiver, l'alternateur n'a pas toujours le temps ni la capacité de recharger correctement la batterie. Le ralentissement des électrons joue en effet dans les deux sens mais aussi l'utilisation d'équipements plus gourmands en énergie comme le dégivrage ou les sièges chauffants peuvent ralentir la recharge. La puissance de sortie maximum de l’alternateur étant en effet limitée, plus il y a d'équipements à alimenter, moins il y a d’énergie disponible pour recharger la batterie. Et au cours des 20 dernières années, le nombre des consommateurs dans une automobile a augmenté de 750 % !

Mais n'allez pas croire que votre batterie souffre moins en été. Outre l'usage de la climatisation qui la sollicite beaucoup, ce n'est en réalité pas le froid mais la chaleur qui fait vieillir les batteries. D'après le fabricant Varta, la température extérieure idéale de fonctionnement pour une batterie de voiture est autour de 20 °C. En été, la chaleur extérieure élevée qui s'ajoute à celle du moteur amplifie de façon exponentielle les réactions chimiques dans la batterie. Ceci entraîne l'apparition des facteurs de dégradation, tels que la corrosion des grilles et l'autodécharge. Ces températures extrêmes vont avoir un effet désastreux sur la capacité de recharge de la batterie, laquelle finira ensuite par tomber en panne... en hiver.

En raison de deux phénomènes qui se produisent dans la batterie, la stratification d’acide et la sulfatation, les batteries perdent au fil des ans de leur capacité, tandis que leur résistance interne augmente. Il en résulte une moins bonne acceptation de charge. Par ailleurs, une batterie scellée est moins tolérante aux décharges profondes qui peuvent endommager de façon permanente ses éléments internes. Même s'il est toujours possible de la ramener à la vie avec un chargeur approprié, sa capacité restera à toujours diminuée.

Comment entretenir une batterie ?

Quelques précautions d'usage peuvent prolonger la durée de vie d'une batterie. La première est d'éviter de laisser une batterie se décharger complètement. La méthode la plus simple pour cela peut parâitre évidente mais c'est... de rouler ! On ne le dira jamais assez mais une voiture est faite pour être utilisée régulièrement. A condition bien sûr de ne pas faire de petits trajets qui, comme nous nous l'avons dit, auront l'effet inverse de celui recherché ! On estime qu'il faut rouler au moins 10 km rien que pour récupérer l'énergie consommée au démarrage. Rien de mieux donc qu'un trajet d'au moins 30 mn sur route pour maintenir la charge d'une batterie.

Si vous n'avez vraiment pas la possibilité de faire rouler votre voiture régulièrement et longtemps, vous pourrez utiliser un chargeur intelligent (voir notre test) qui s'occupera de stabiliser la charge de la batterie à un niveau optimal lorsque la voiture n'est pas utilisée. Cela impose toutefois d'avoir une prise électrique à proximité du véhicule. Dans le cas contraire, si votre véhicule le permet, le plus simple reste de débrancher la batterie lors des arrêts prolongés !

Comment tester une batterie ?

Avant de courrir acheter une batterie voiture neuve quand le moteur ne démarre plus, on pourra procéder à quelques tests élémentaires pour savoir si c'est bien elle la fautive. Rappelons tout d'abord qu'une batterie en pleine forme et chargée à 100% a une tension d'au moins 12,5 Volts. Un voltage inférieur signifie déjà que la batterie a besoin d'être rechargée et en-dessous de 12V, qu'elle a un vrai coup de mou ! Pour mesurer facilement la tension d'une batterie vous pourrez utiliser les outils suivants :

Multimètre / Voltmètre

Commercialisé dans la plupart des magasins de bricolage, le multimètre est un appareil capable de mesurer très facilement la tension sur n'importe quel circuit électrique. Pour la batterie, réglez votre multimètre en position Voltmètre et courant continu (DC). Branchez le câble rouge sur la borne + de la batterie puis le câble noir sur la borne - . Pour obtenir des résultats corrects lors de la mesure de la conductivité, allumez un consommateur, les phares par exemple, quelques instants avant la mesure pour éliminer la tension de surface.

Outil de diagnostic

Si vous n'avez pas de voltmètre, vous pouvez utiliser un outil de diagnostic vendu en centre auto. Ce type d'outil permet de contrôler facilement le voltage mais aussi l'ampérage d'une batterie, ce qui donne une analyse plus complète des résultats. Si vous ne souhaitez pas investir dans un appareil de test, sachez que la plupart des garages sont équipés pour faire un test de batterie complet, pas seulement son état de charge (State of Charge ou SOC) basé sur une simple mesure de la tension mais également son état de santé (State of Health ou SOH) qui prend en compte la capacité de démarrage à froid (CCA), la capacité résiduelle (Ah) et l’acceptation de charge (CA).

Bien choisir une batterie neuve

Outre le standard 12 V (pour une voiture), de nombreux critères entrent en compte dans le choix d'une batterie pour voiture. Tout d'abord, veillez à bien respecter la technologie de la batterie : Si votre voiture est équipée d'une fonction Start-Stop par exemple, la batterie devra impérativement être dotée des technologies AGM ou EFB. Une batterie conventionnelle SLI n’est pas conçue pour cette fonction et s’usera par conséquent plus rapidement.

Ensuite, le critère à prendre en compte est les dimensions de la batterie, son emplacement ne permettant pas toujours d'installer un modèle plus gros même si cela pourrait être tentant. Pour être certain de ne pas vous tromper, mesurez la longueur, la largeur mais aussi la hauteur de la batterie à remplacer.

Le deuxième élément déterminant sera la puissance de démarrage à froid, exprimée en ampères (ou CCA). Si vous avez le choix entre plusieurs références, n'ayez pas peur de prendre une batterie avec une puissance de démarrage plus élevée qui sera plus performante en hiver. C'est absolument sans risque pour votre voiture.

Le troisième élément déterminant dans le choix d'une batterie et sa capacité (C20), ou quantité d'énergie stockée, exprimée en ampères/heure (Ah). Plus elle est élevée, moins la batterie se déchargera vite. A l'inverse, en cas de décharge, il faudra aussi plus de temps pour la recharger entièrement.

Enfin, même si cela ne concerne que des cas limités, faites également attention à la disposition des bornes, le positif n'étant pas toujours à droite...

Il existe environ une vingtaine de marques sur le marché de la batterie pour auto et vous constaterez rapidement que le prix va souvent de paire avec les performances. Mais ce n'est toutefois pas une vérité absolue alors n'hésitez pas à comparer les prix et les valeurs indiquées pour chaque modèle.

CONCLUSION

Vous l'aurez compris, plus la fréquence de décharge d'une batterie de voiture est élevée, plus la décharge est profonde, plus il y a de consommateurs électriques et plus elle est soumise à la chaleur, plus son usure sera rapide. Pour la limiter, on pourra utiliser un maintien de charge ou faire en sorte d'effectuer des trajets longs régulièrement. Mais dans tous les cas, sachez qu'une batterie n'est jamais éternelle...

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