PILES Catégories et Caractéristiques Les piles sont les éléments d’un système électrique qui sont chargés de fournir l’énergie. Elles sont souvent considérées comme “peu complexes”; elles le sont pourtant plus qu’on ne le pense. En effet, les piles modernes sont des composants hautement sophistiqués, assez chers et dont il convient de connaître les caractéristiques et la correcte utilisation. Nous traiterons, dans cet article, des caractéristiques essentielles des piles utilisées en modélisme, des principales catégories, de leurs avantages et inconvénients respectifs. 
Un
petit aperçu de l'éventail des batteries rechargeables disponibles sur
le marché. Comme toujours, leurs qualités varient.
A quoi servent les piles ?
Si nous laissons de côté celles que l’on utilise pour alimenter les démarreurs, les piles sont, dans les différentes disciplines du modélisme, destinées à deux usages tout à fait différents : d’une part, pour alimenter l’équipement radio et, d’autre part, dans le cas des modèles électriques, pour alimenter le système de propulsion (le ou les moteurs). Elles paraissent de prime abord assez semblables, mais à y regarder de plus près, il existe entre elles de grandes différences, d’une importance capitale. La première caractéristique d’une pile est la ‘‘quantité” d’énergie qu’elle doit pouvoir fournir si l’équipement radio ne nécessite pratiquement jamais plus d’un demi-ampère ou d’un ampère (l’unité de mesure du flux de courant), les moteurs utilisés en modélisme nécessitent parfois, pour fonctionner correctement, 50 ampères, voire davantage; Si pratiquement n’importe quel type de pile est capable de fournir l’énergie nécessaire à la radio, il en va tout autrement en ce qui concerne les moteurs, pour lesquels seules conviennent les batteries au “nickel cadmium” (Ni-Cad). Ces quinze dernières années, les progrès en cette matière ont été tels que l’on trouve actuellement des modèles à propulsion électrique dans toutes les disciplines du modélisme.
Hélicoptère
électrique et son pack de batteries, réalisé en vrai professionnel. Il
y a dix ans à peine, ce type d'appareil était encore inimaginable.
Caractéristiques des piles
Nous vous présenterons au fil de l’article, les différentes catégories de piles disponibles sur le marché; une série de caractéristiques permettent de les différencier les unes des autres. Chaque pile a une capacité déterminée, mesurée en ampères/heure (Ah) ou en milliampères/heure
(mAh). Une pile d’un ampère-heure (1 Ah) est capable de fournir, dans des circonstances déterminées, un courant d’un ampère pendant une heure; nous saisissons l’occasion pour préciser que ces circonstances sont assez précises (température, vitesse de décharge, etc.) et il peut arriver que leur rendement soit inférieur à la valeur théorique, lorsque nous les utilisons en condition “normale”, une fois montées sur notre modèle. Par exemple, une pile de 1 Ah doit, théoriquement, pouvoir fournir 1 ampère pendant une heure ou 10 ampères pendant 1/10ème d’heure, soit six minutes; en pratique, il est toutefois pratiquement impossible d’obtenir une telle puissance durant plus de 4-5 minutes, et cela, dans le meilleur des cas. Indépendamment de la capacité en Ah, une autre caractéristique revêt une grande importance dans le cas de certaines applications : l’intensité maximum de courant pouvant être fournie par la pile. Cette information est capitale pour l’alimentation du moteur. En effet, la puissance que l’on obtient du moteur est directement proportionnelle (entre autres) à l’intensité du courant fourni. Conformément à la loi d’Ohm, qui établit un rapport direct entre le voltage, l’intensité du courant et la résistance du circuit électrique, moindre est la résistance des piles (“résistance interne”), plus grande est l’intensité qu’elles peuvent fournir. Comme nous le verrons, il existe, à cet égard, d’énormes variations entre les différentes catégories de piles. Le fait qu’une pile soit “rechargeable” ou non -c’est-à-dire que l’on puisse l’utiliser une seule ou plusieurs fois- est une caractéristique qui n’a rien à voir avec les précédentes, mais d’une importance tout aussi capitale. Toutes les piles ne sont pas rechargeables et l’intérêt qu’il y a à utiliser l’un ou l’autre type varie selon les cas. Nous vous recommandons, en règle générale, de vous servir de batteries rechargeables pour alimenter les moteurs, alors que, dans le cas de l’équipement radio, le prix élevé de ces piles ne justifie pas leur utilisation.
 
1)
Le format "Sub C" est le plus utilisé en modélisme automobile.
Il est d'ailleurs réglementaire dans certaines compétitions. 2)
Format le plus fréquent des batteries pour récepteurs et émetteurs. Les
piles sèches doivent être remplacées. Principales catégories de piles
Depuis les débuts de la radiocommande, les modélistes ont fait appel à toutes sortes de piles différentes. Mais aujourd’hui, les piles utilisées pour la plupart des applications appartiennent essentiellement à trois ou quatre catégories :
Piles sèches
Les piles “sèches” sont celles que nous utilisons normalement pour faire fonctionner nos transistors. inutile de dire qu’elles existent en différents formats (et qualités). Elles sont disponibles dans n’importe quel magasin et ne coûtent pas cher. Si l’on excepte quelques publicités “miraculeuses” qui apparaissent de temps à autre dans les journaux, ces piles ne peuvent pas être rechargées. Leur voltage “nominal” (celui que possède chaque élément séparément, sans la moindre application de charge, c’est-à-dire lorsque la pile est déconnectée) est de 1,5 volt. Leur résistance interne est assez élevée et leur capacité de décharge, par conséquent, relativement faible. Les “piles alcalines” constituent un sous-groupe de cette catégorie des piles sèches. La différence réside dans leur composition interne : contrairement aux autres piles, leur électrolyte est alcalin, et non acide. Les piles alcalines ne peuvent être rechargées (elles peuvent même exploser si l’on s’obstine à vouloir le faire). Elles présentent l’avantage, par rapport aux autres piles sèches, de pouvoir fournir un flux de courant supérieur et d’avoir une durée de vie beaucoup plus longue. Leur principal inconvénient est leur prix : elles sont de quatre à six fois plus chères que les piles normales, soit à peine moins chères qu’une batterie de même format au nickel-cadmium.
1)
Voici comment bien fixer les batteries et éviter les vibrations : une
bonne épaisseur de foam et des brides en plastique. 2)
Pour cet émetteur, nous avons choisi de remplacer les piles sèches par
des batteries rechargeables. Tout
à fait recommandable... et fort économique, à la longue. Batteries au plomb
Ce sont les mêmes que celles dont nous nous servons chaque jour pour faire démarrer notre voiture. De fait, la majeure partie des batteries au plomb utilisées sur les terrains fréquentés par les modélistes proviennent de magasins d’accessoires pour automobiles ou de pièces de rechange pour motos. Les batteries au plomb peuvent être rechargées de nombreuses fois. Leur résistance interne est basse, ce qui leur permet de fournir des courants de forte intensité. On les trouve, dans les établissements spécialisés en modélisme et dans les magasins d’accessoires pour automobiles; elles sont assez bon marché. Elles se divisent en deux groupes d’une part, les “normales”, dont il faut surveiller le niveau d’électrolyte et ajouter la quantité adéquate d’eau distillée et, d’autre part, les “scellées” ou de type “gel”. Ces dernières fonctionnent comme les “normales”; les mêmes réactions chimiques s’y produisent. La différence? L’électrolyte des batteries “normales” se présente sous forme d’une solution liquide d’eau et d’acide sulfurique, alors que, dans les “gels”, il s’agit d’une pâte gélatineuse. En outre, ces dernières n’ont pas d’ouvertures de remplissage et ne nécessitent aucun entretien. Autre avantage des batteries “scellées” : si, par accident, elles se renversent, elles ne risquent pas de laisser s’écouler le liquide corrosif qu’elles contiennent (de l’acide sulfurique, souvenez vous), et cela, contrairement aux batteries “normales”. Pour les formats utilisés en modélisme, les différences de prix sont insignifiantes; nous vous recommandons dès lors vivement d’opter pour une batterie de type “gel”. Les batteries au plomb sont disponibles en différentes capacités, depuis 0,5 jusqu’à plus de 100 Ah (celles qui servent à faire démarrer les camions). Chaque élément a une tension de 2 volts. On peut trouver dans le commerce des accumulateurs de 2, 6 ou 12 volts. Le principal inconvénient des batteries au plomb réside dans leur poids, qui rend difficile leur installation à bord des modèles. Vu leur faible coût et leur solidité, on les emploie souvent pour alimenter les démarreurs des moteurs à explosion, pour l’allumage des moteurs “glow” et comme source d’alimentation pour la recharge des batteries équipant nos modèles électriques. On y recourt aussi pour les modèles dont le poids ne constitue pas un facteur déterminant : les grandes embarcations télécommandées et certaines maquettes de chars, par exemple.
1)
Bien qu'elles aient les mêmes dimensions que certaines piles alcalines,
les batteries rechargeables ont des capacités comprises entre 500 et
pratiquement 1200 mAh. 2)
Certaines fabricants nous proposent des packs de batteries sur mesure,
selon nos besoins.
Batteries au nickel-cadmium (Ni-Cad)
Les batteries au nickel cadmium sont d’un usage très répandus en modélisme. Elles sont très solides et, bien utilisées, elles peuvent être rechargées plusieurs centaines de fois. Si l’on excepte le modélisme, elles équipent également de plus en plus les appareils électriques en tous genres; en effet, leur coût peut être amorti assez rapidement. Chaque élément a une tension nominale de 1,2 volt (soit légèrement inférieure au 1,5 volt d’une pile sèche ou alcaline). Cette différence minime peut se révéler considérable quand il s’agit, par exemple, de remplacer huit piles sèches (soit 12 volts de tension nominale) par huit Ni-cads (9,6 volts de tension nominale). Les batteries de cette catégorie sont interchangeables. La résistance interne des batteries au nickel-cadmium est extrêmement basse (presque nulle) et elles sont capables de fournir des intensités de courant tout à fait surprenantes. Elles conviennent dès lors particulièrement bien à nos équipements radios et aux moteurs électriques de nos modèles. De fait, c’est leur développement qui a rendu possible le modélisme à motorisation électrique. Il existe de nombreuses sortes de batteries Ni-Cad, tant en ce qui concerne leur aspect que leur capacité. Depuis qu’elles sont utilisées pour les radios et autres lecteurs de cassettes ou de CD portables, on peut les trouver, dans les établissements spécialisés, sous le même format que les piles sèches les plus courantes. On a le choix entre de nombreux voltages et entre des capacités allant de 50 mAh à plusieurs ampères/heure. Les formats les plus fréquemment utilisés en modélisme sont les AA (piles de petites dimensions), avec une capacité variant entre 500 et 700 mAh , elles remplacent souvent les petites piles sèches et les “Sub-C”, dont la capacité oscille entre 1200 et 1800
mAh; ces dernières servent surtout à alimenter les moteurs électriques.
1)
La batterie verte est d'hydrure métallique et sa capacité est presque
deux fois supérieure à celle d'une batterie Ni Cad conventionnelle. 2)
Les émetteurs de haut de gamme sont généralement équipés en série de
batteries à grande capacité, dont l'autonomie peut atteindre 8 heures. Le choix de la batterie
Ce chapitre vise à donner quelques indications au modéliste débutant sur le choix de ses batteries : piles sèches ou batteries Ni-Cad ?
Aucun doute à avoir pour ce qui est de l’alimentation des moteurs : le choix de batteries rechargeables s’impose. Si certaines d’entre elles sont deux à trois fois plus chères que les piles alcalines équivalentes, elles fournissent néanmoins des prestations nettement supérieures et elles peuvent être rechargées des centaines de fois : leur coût est donc amorti en quelques jours. Quant à l’alimentation de l’équipement radio, il faut, ici, apporter quelques nuances. S’il s’agit d’un équipement bon marché, remplacer les piles sèches par des piles rechargeables (le coût du chargeur doit aussi être pris en considération) peut revenir à la moitie du prix de l’équipement lui-même. Nous attirons de toute façon votre attention sur le fait qu’une batterie à piles sèches ou alcalines peut ne pas être capable de fournir le courant nécessaire pour mouvoir quatre
servos, et se trouver ainsi à l’origine de pannes qui se produiront évidemment au moment le moins opportun. Nous vous conseillons, pour peu que vous soyez vraiment attiré par le modélisme, d’équiper votre installation radio de batteries rechargeables. Les piles sèches ou alcalines ne conviennent que pour les équipements à deux canaux. En outre, les batteries Ni-Cad se révèleront rapidement plus rentables. 
Détail
d'une Futaba FC 28 dont l'énorme pack de batteries permet de piloter un
modèle pendant une journée entière. |
