Les technologies actuelles permettent de travailler avec des appareils sans fil aux performances équivalentes à celles des outils filaires. Seule condition : choisir un type de batterie adapté à ses besoins.
Dans les années 1980, quand ils ont commencé à apparaître sur le marché grand public, on regardait avec amusement les outils fonctionnant sur batterie. Ils mettaient des heures à se recharger pour un temps d’utilisation très limité et leur batterie était très lourde… Mais l’on pressentait déjà une tendance irreversible. À force de recherches et d’innovations, les fabricants ont su faire évoluer leurs produits, au point que les outils sans fi l ont réussi, en une vingtaine d’années, à passer du statut de prototype étonnant à celui d’outils évidents, voire indispensables.
Pendant de nombreuses années, les sources d’alimentation autonomes se sont résumées à trois technologies : les batteries au plomb, marginales dans le secteur de l’électroportatif, celles au nickel-cadmium (Ni-Cd) qui ont longtemps dominé le marché jusqu’à ce qu’elles soient rejointes par les batteries nickel-métal-hydrure (Ni-Mh), moins polluantes, un peu plus performantes, mais plus coûteuses. L’introduction il y a quelques années de la technologie lithium-ion a profondément modifié la donne. Ces batteries présentent en effet de nombreux atouts et elles sont en passe d’éclipser leurs consoeurs sur le marché de l’outillage électroportatif.
La faible densité du lithium a permis d’alléger le poids des batteries ou tout au moins, à volume égal, de concentrer une puissance nettement supérieure à celle des autres types de batteries. Autre intérêt, l’absence d’effet mémoire (à force d’être rechargées, les autres batteries perdent petit à petit de leur capacité). Ces batteries se rechargent également rapidement. Enfin, contrairement aux batteries Ni-Cd et Ni-Mh qui perdent de l’énergie en fi n de charge, les accumulateurs lithium-ion (Li-ion) conservent une puissance constante durant tout leur cycle de décharge.
Sur un plan pratique, on peut défi nir les capacités d’une batterie par trois critères : la tension, qui s’exprime en volts (V) ; la capacité qui s’exprime en ampère-heure (Ah) et l’énergie qui s’exprime en kilowatts par heure (kW/h), cette dernière correspondant à la tension multipliée par l’ampérage- heure. La tension indique la puissance d’une batterie, tandis que l’ampérage informe sur sa capacité : un ampérage élevé ne donne pas plus de puissance, mais plus de temps de travail. On comprend mieux l’intérêt d’un modèle de batterie par rapport à un autre en prenant l’exemple des perceuses-visseuses : les machines de 3,6 et 7,2 V sont conçues pour de « petits » vissages, type meubles prêts à monter, ou des perçages dans des supports très tendres (aggloméré, certains bois, plaques de plâtre, etc.). L’utilisation est à peu près semblable avec un modèle 10,8 V. On peut utiliser des mèches plus grosses (Ø 0,6 ou 0,8 mm) mais les capacités de perçage restent limitées (bois de faible épaisseur, panneaux d’aggloméré, etc.).
À partir de 14,4 V, la machine est assez puissante pour être considérée comme une véritable perceuse apte à travailler sur des matériaux de construction (brique, bois épais, métal, etc.). La technologie lithiumion ayant permis de réduire le poids des batteries d’environ 30 %, elles sont devenues assez légères pour être utilisées en fonction vissage sans se fatiguer. De ce fait, les perceuses-visseuses 14,4 V sont les plus vendues… En 18 V, la machine gagne en puissance mais perd en maniabilité pour le vissage. Et s’il s’agit de percer des matériaux très résistants, type béton vibré, il faut des batteries d’au moins 20 V. La tension et l’ampérage ne sont toutefois pas les seuls critères à retenir. En effet, les performances mécaniques propres à chaque outil sont parfois déterminantes : par exemple, à puissance identique, une visseuse à chocs est bien plus puissante qu’une visseuse standard.Avant tout achat il vaut donc mieux, si c’est possible, tester plusieurs outils : un essai avec une vis 40 x 60 mm dans un morceau de chêne est plus révélateur que toutes les notices techniques de visseuses ! Dernier point essentiel : ces batteries sont toutes plus ou moins dangereuses pour l’environnement. Comme il est souvent plus rentable de changer d’outil que de batterie, il faut veiller à jeter ces dernières dans des centres adaptés (www.batribox.fr) ou à les rapporter chez un distributeur…
C’est le chimiste suédois Johan August Arfwedson (1792-1841) qui a découvert en 1817 le lithium (du grec lithos, pierre). Utilisé pour fabriquer des céramiques réfractaires, des alliages pour l’aéronautique, des piles et des batteries, il est extrait du sel ou de minéraux. Le principal producteur de lithium est la Bolivie (désert de Salar de Uyuni), suivie du Chili, de l’Argentine, de la Chine et du Canada.
L’idéal est d’avoir deux accus pour en mettre un en charge pendant que l’on utilise le second. Le lithium n’étant pas sujet à l’effet mémoire, les charges peuvent être de courte durée sans altérer les capacités de la batterie.
1859 : invention de la batterie au plomb
1950 : invention de la batterie nickel-cadmium rechargeable
1960 : lancement de la batterie au plomb
1961 : fabrication de la première perceuse sans fil nickel-cadmium
Années 1980 : lancement de la batterie nickel métal-hydrure rechargeable
Années 1990 : lancement de la batterie lithium-ion rechargeable
Les batteries Ni-Cd ont longtemps dominé le monde de l’outillage électroportatif. Elles sont composées de cellules de 1,2 V. Une batterie de 9,6 V comporte 8 éléments (1,2 x 8 = 9,6 V).
Sur cette vue éclatée d’une batterie lithium (Milwaukee), les cellules sont en bleu turquoise. Le double jeu d’accouplement (parallèle et vertical) permet d’additionner leurs énergies pour obtenir une batterie de 18 V et 3 Ah.
Les progrès considérables réalisés dans le domaine des batteries ont ouvert la voie au développement d’une large gamme d’outillage grand public associant légèreté, puissance et autonomie.
Une batterie au plomb est un ensemble d’accumulateurs au plomb/acide raccordés en série et réunis dans un boîtier.
Avantages
Robuste et puissante, elle est encore utilisée pour certains outils de jardin (les tondeuses à gazon, par exemple).
Inconvénients
Sa taille, son poids et l’acide liquide qu’elle contient la cantonnent à des appareils stables (ce qui n’est pas le cas des outils électroportatifs).
Environnement
Ce type de batterie contient du plomb, parfois des métaux lourds, et un électrolyte à base d’acides. Elle doit donc être recyclée chez le revendeur ou dans une déchetterie adaptée.
Un accumulateur nickelcadmium (Ni-Cd) est composé de « cellules ». La tension des cellules entre le pôle négatif et le pôle positif se situe en état de charge à 1,2 V. Il faut donc dix cellules pour atteindre 12 V, 30 pour une batterie de 36 V, etc. Plus une batterie est puissante, plus elle a de cellules et plus elle est lourde.
Avantages
• Charge simple, même après une longue période de stockage.
• Longue durée de vie en nombre de cycles (charges et décharges), stockage aisé.
• Possibilité de stocker la batterie aussi bien chargée que déchargée.
Inconvénients
• Décharge spontanée (se décharge automatiquement sans être utilisée).
• Effet mémoire : après plusieurs cycles de recharges au même niveau, la batterie garde ce niveau en mémoire comme étant le maximum de sa possibilité de charge, avec pour conséquence un manque d’efficacité et une usure prématurée.
Environnement
En plus du nickel métallique, ce type de batterie contient du cadmium qui peut entraîner des réactions chimiques en chaîne et mettre l’environnement en danger. Les batteries Ni-Cd doivent faire donc l’objet d’un recyclage strict.
Cet accumulateur électrique rechargeable utilise de l’hydrure métallique (Ni-Mh), permettant un stockage de l’hydrogène, et de l’oxyhydroxyde de nickel comme électrode.
Avantages
• Une énergie d’environ 30 % supérieure aux accumulateurs Ni-Cd.
• Des composants beaucoup moins polluants.
• Il est recommandé de les stocker chargées et de recharger rapidement un accu qui vient de se décharger.
Inconvénients
• Durée de vie plus courte que la batterie Ni-Cd.
• Décharge spontanée (dans les mêmes proportions qu’une batterie Ni-Cd).
• Effet mémoire. Les cellules peuvent également être affectées par un trop plein de charge.
Environnement
Elle ne contient pas de cadmium et est donc beaucoup moins polluante que la batterie Ni-Cd. Son recyclage doit néanmoins être effectué très soigneusement, certains de ses composants étant corrosifs et irritants pour la peau, les yeux et les voies respiratoires.
Il existe deux types d’accumulateur électrochimique dont la réaction est basée sur le lithium (dioxyde de cobaltlithium ou phosphate de fer-lithium) : l’accumulateur lithium métal (l’électrode négative est composée de lithium métallique) et l’accumulateur lithiumion. C’est ce dernier type de batterie, plus sûr, que l’on trouve dans les outils électroportatifs. Une batterie Li-ion est composée de cellules dont la tension nominale est de 3,6 V. On ne peut donc obtenir que des batteriesdont le voltage est un multiple de 3,6 (7,2 ; 10,8 ; 14,4…). Elle ne nécessite pas d’entretien particulier. L’idéal est de la ranger dans un endroit peu humide, à une température comprise entre 10 et 20 °C, sans l’avoir rechargée. En effet, plus le taux de charge est élevé, plus celui d’autodécharge est important. Pour en garantir la longévité, il est conseillé de la charger à environ 30 % de sa capacité avant le stockage.
Avantages
• Faible poids : à volume égal, sa puissance est nettement supérieure à celle des autres batteries.
• Pas d’effet mémoire, donc pas de risque d’abîmer la batterie en la rechargeant plusieurs fois de suite en dessous de son niveau maximal. Cela permet de recharger partiellement une machine. En outre, les cellules au lithium se rechargent rapidement (souvent moins de 60 minutes), sachant qu’à mi-charge la batterie est déjà réalimentée à 80 %. On peut donc rapidement utiliser un outil là où plusieurs heures d’attente sont parfois nécessaires avec une technologie au nickel.
• Puissance constante, contrairement aux batteries Ni-Cd et Ni-Mh qui perdent de l’énergie en fin de charge. L’appareil s’arrête net quand l’énergie est épuisée.
Inconvénients
• Contrairement aux idées reçues, les accumulateurs lithium-ion sont sujets à l’autodécharge, mais dans une proportion bien moindre que ses confrères, soit par mois : environ -5 % pour une Li-Ion, -20 % pour une Ni-Cd et -30 % pour une Ni-Mh.
• Sensibilité très forte à la surcharge et à la décharge profonde. Mais cet inconvénient est pris en compte et résolu par les fabricants. La plage de température pour faire fonctionner la batterie doit être entre -10 et +50 °C.
Environnement
Ce type d’accumulateur doit être recyclé dans un point de vente agréé, mais il ne contient pas de métaux lourds à forte capacité polluante.
Chez Stihl, il faut 20 cellules (en vert) pour obtenir une batterie de 36 V et 2,2 Ah. Les fabricants travaillent à donner plus de puissance et d’autonomie à chaque cellule pour en réduire le nombre et alléger les outils.
Sur certaines batteries, un voyant lumineux indique le taux de remplissage énergétique. La Stihl Box propose cinq outils avec trois batteries de même puissance mais d’ampérages différents dont les témoins lumineux sont opérationnels pendant la charge et la décharge.
