La résistance interne révèle-t-elle la capacité de la batterie ?
A study on rapid-test methods for stationary and automotive batteries

Isidor Buchmann
Cadex Electronics Inc.
isidor.buchmann@cadex.com
www.buchmann.ca
June 2004

Pendant les vingt dernières années, trois méthodes de base de test rapide de batteries ont émergé : La décharge à C.C (courant continu), la conductance C.A (courant alternatif) et la spectroscopie électrochimique d'impédance (ou l'EIS). Toutes les méthodes sont basées sur la résistance, une caractéristique qui révèle la faculté de la batterie de pouvoir fournir un courant de décharge. La résistance interne donne des renseignements utiles pour détecter les problèmes et pour indiquer lorsqu'une batterie devrait être remplacée. Cependant, la résistance seule ne fournit pas une corrélation linéaire avec la capacité de la batterie. L'augmentation de la résistance de l'accumulateur n'est liée qu'au vieillissement et fournit quelques indications de défaillance.

Lorsqu'on mesure la résistance interne d'accumulateurs VRLA (Valve Regulated Lead Acid = Acide-plomb régulé par soupape) tout neufs d'un même lot, des variations de 8% sont courantes. Le processus de fabrication et les matériaux utilisés ne sont que deux variables parmi les nombreuses possibles qui contribuent à cet écart. Plutôt que de se fier à la lecture d'une résistance absolue, les techniciens d'entretien prennent un " instantané " des résistances des accumulateurs lorsque la batterie est installée, puis mesurent les changements perceptibles alors que les accumulateurs vieillissent. Une augmentation de la résistance de 25% au-dessus de la ligne de base (100%) indique une chute de performance à environ 80%. Les fabricants de batteries honorent une réclamation sous garantie si la résistance interne augmente de 50%.

Avant d'analyser les différentes méthodes de test, rafraîchissons brièvement nos connaissances sur la résistance interne et sur l'impédance, des termes qui sont souvent utilisés incorrectement lorsqu'on parle de la conductibilité d'une batterie.

La résistance est purement résistive et n'a pas de réactance. Il n'y a pas de déphasage arrière parce que la tension et le courant sont à l'unisson. Un élément chauffant est une charge résistive pure. Cela marche aussi bien avec un courant continu (C.C) qu'avec une courant alternatif (C.A).
La plupart des " charges " à caractère électrique, y compris la batterie, contiennent une composant réactance. La partie réactive de la charge varie avec la fréquence. Par exemple, La réactance capacitive d'un condensateur diminue lorsque la fréquence décroît. Un condensateur est un isolant au courant continu et aucun courant ne peut le traverser. La bobine d'inductance, par contre, agit de façon opposée et sa réactance augmente avec une fréquence croissante. Le courant continu agit comme un court-circuit électrique. Une batterie combine une résistance en ohms, de même qu'une réactance capacitive et inductive. Le terme impédance représente tous ces trois types.

La batterie peut être perçue comme une groupe d'éléments électriques. La Figure 1 illustre le modèle de Randle d'une batterie acide-plomb en termes de résistances et d'une capacité (R1, R2 et C). La réactance inductive est couramment omise parce qu'elle joue un rôle négligeable dans une batterie à basse fréquence.

Figure 1 : Modèle de Randle d'une batterie acide-plomb. La résistance globale d'une batterie est composée d'une résistance pure en ohms, de même qu'une réactance inductive et capacitive. Les valeurs de ces composants sont différentes pour chaque batterie testée.