Accumulateur nickel-cadmium

Accumulateur nickel-cadmium
Accumulateur nickel-cadmium de PSA, Museum Autovision, Altlußheim, Allemagne
Caractéristiques
Énergie/Poids	40~60 Wh/kg
Énergie/Volume	50~150 Wh/ℓ
Rendement charge-décharge	70~90 %
Auto-décharge	10% à 20% /mois
Durée de vie	24 à 36 mois
Nombre de cycles de charge	1500 cycles
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Un accumulateur nickel-cadmium ou Ni-Cd est un accumulateur électrique rechargeable utilisant de l'oxyhydroxyde de nickel et du cadmium comme électrodes.

À noter : l'appellation NiCad est erronée puisqu'un élément chimique s'abrège par une ou deux lettres maximum, mais elle est très employée dans la désignation grand public de ces accumulateurs.

Accumulateurs grand public

En ce qui concerne les accumulateurs grand public (appelées communément "piles rechargeables" et accumulateurs "portables" dans le jargon de la directive européenne 2006/66/CE qui encadre les piles et accumulateurs en UE), les batteries Ni-Cd sont aujourd'hui relativement dépassées en termes d'autonomie, et ne sont plus vendues dans l'Union européenne (suite à l'interdiction de l'utilisation du cadmium dans les accumulateurs portables prévue par la directive citée ci-dessus). Elles sont remplacées par les batteries NiMH, elles-mêmes aujourd'hui concurrencées par les batteries Li-ion.

Accumulateurs industriels

En ce qui concerne les accumulateurs industriels (par conséquent pas utilisés par les ménages), la situation est quelque peu différente puisque ces accumulateurs conservent des avantages importants par rapport aux autres technologies disponibles. Ils sont en effet d'une grande fiabilité électrique (résistance à la surcharge) et mécanique (résistance aux chocs) et tolèrent une large plage de température (de -50°C à +70°C). De plus ils jouissent naturellement d'une longue durée de vie. C'est pour ces raisons qu'ils sont généralement retenus pour des applications de sécurité où ils contribuent à la protection des personnes et des biens dans des domaines d'utilisation exigeants. Les domaines principaux d'utilisation sont la sécurité aéronautique (la quasi totalité des avions commerciaux sont équipés de batteries de secours Ni-Cd), la sécurité ferroviaire (il en est de même pour les trains à grande vitesse), la fiabilité des réseaux d'accès difficiles (télécommunication, données et énergie).

Cependant, la présence de substances dangereuses (6% de Cd) au sein de ces produits rend impératif que le détenteur confie les accumulateurs NiCd industriels usagés à un site de traitement autorisé pour assurer son recyclage conformément à la législation en vigueur. Le fabricant doit à cet égard apporter son conseil et proposer une solution (voir directive).

Dans le domaine industriel, cette technologie est parfois en concurrence avec la technologie plomb/acide (mêmes contraintes sur le produit usagé suite à la présence de substances dangereuses: 60% de Pb) et la technologie Ni-MH (assez peu développée). D'autres technologies se développent pour des marchés très spécialisés (ex: militaire, médical, énergies renouvelables intermittentes...).

Avantages du NiCd

• Charge simple et rapide, même après une longue période de stockage, et notamment à froid.
• Grande durée de vie en nombre de cycles de charge et de décharge.
• Conserve ses performances à basse température et ne vieillit pas prématurément à haute température.
• Résistance interne très faible.
• Stockage aisé, quel que soit son niveau de charge.

Faiblesses du NiCd

• Faible densité énergétique.
• S'auto-décharge assez rapidement (20% / mois).
• Sensibilité à l'effet mémoire.
• Contient des substances dangereuses (6% de Cd) ce qui implique qu'il doit être collecté en fin de vie pour recyclage.
• Coût d'achat plus élevé que la technologie standard.

Pratique

Quand on parle de décharger complètement une batterie cela sous-entend bien sûr de ne pas descendre en dessous de 1 V / élément. Ceci est la tension minimale en dessous de laquelle l'élément ne doit jamais descendre sous peine de destruction partielle, voire complète. La décharge se déroule en trois phases :

• Premièrement une chute rapide de la tension vers la valeur de 1,2 V / élément.
• Puis une longue plage où la tension reste stable à cette valeur.
• Et enfin une chute rapide de la tension, c'est là qu'il faut impérativement arrêter la décharge avant la destruction.
• La longueur de ces phases est fonction du courant débité. Pour une décharge optimale, il faut se conformer aux indications données par le constructeur en fonction de la technologie et des caractéristiques de l'accumulateur. En fonction de leur technologie les accumulateurs peuvent débiter plus ou moins de courant pour une même capacité.

Législation

Un encadrement très strict de la mise sur le marché européen de cette technologie a été institué par la directive 2006/66/CE publiée au JOUE le 6 septembre 2006. Cet encadrement sera effectif dès la transposition dans les législations nationales des 27 états-membres de l'Union Européenne, transposition qui doit intervenir dans les 24 mois qui suivent la date de publication de cette directive. Entre autres prescriptions, cette directive prévoit l'interdiction de l'utilisation du cadmium dans les accumulateurs portables, à l'exception des accumulateurs destinés aux systèmes d'urgence et d'alarme, ainsi qu'aux équipements médicaux et à l'outillage électrique sans fil.

Les accumulateurs Ni-Cd conçus pour un usage industriel ou professionnel ne sont pas couverts par cette interdiction. En effet des systèmes performants de collecte et de recyclage en fin de vie ont été mis en place par les producteurs, permettant ainsi d'éviter qu'ils ne finissent leurs jours dans les décharges ou les incinérateurs.

Voir aussi

• Accumulateur électrique
• Batterie d'accumulateurs
• Nickel
• Cadmium

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