Effet mémoire
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L'effet mémoire est un phénomène physico-chimique affectant les performances des accumulateurs électriques.

L'effet-mémoire est un phénomène qui affecte la capacité de certains accumulateurs
L'effet-mémoire est un phénomène qui affecte la capacité de certains accumulateurs

Technologies concernées

L'effet mémoire (L'effet mémoire est un phénomène physico-chimique affectant les performances des accumulateurs électriques.) concerne principalement les technologies Ni-Cd (nickel-cadmium) ou Ni-MH (nickel-métal hydrure ou nickel-hydrure de métal).

Cependant, les accumulateurs Ni-MH y sont moins sensibles, car ces derniers sont, en général, hors d'usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) avant que l'on ne puisse observer un effet mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) significatif.

Les batteries plomb-acide ou à base de lithium (Le lithium est un élément chimique, de symbole Li et de numéro atomique 3.) (comme les batteries Li-ion) ne sont pas sensibles à l'effet mémoire ; on peut par conséquent recharger ces batterie sans les avoir préalablement déchargées.

Manifestation de l'effet mémoire

L'effet mémoire entraîne une diminution de la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...) d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) que l'accumulateur peut échanger avec l'extérieur avec pour conséquence une diminution la capacité nominale de l'accumulateur.

L'accumulateur ne peut plus se décharger comme à l'origine. Il donne l'impression de pouvoir stocker moins d'énergie, mais en réalité, c'est davantage la restitution qui pose problème : l'énergie n'est simplement plus accessible de la même façon en raison de l'effet mémoire.

On peut faire l'analogie avec le réservoir d'un véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) dont une partie serait bouchée mais enfermerait encore du carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.). Avec un tel réservoir et la même quantité de carburant, on ne pourra plus parcourir la même distance qu'avec un réservoir en bon état.

Découverte de l'effet mémoire

Historiquement, cet effet a été découvert par la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable...) avec les satellites (Satellite peut faire référence à :).

Les satellites rechargent leurs accumulateurs à l'aide de capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de...) solaires. certains satellites passent d'un endroit éclairé à un endroit sombre à intervalles très réguliers. Leurs accumulateurs se chargent et se déchargent toujours de la même façon. Après un certains nombres de ces cycles réguliers, ils ne peuvent plus se décharger au-delà de la valeur à laquelle ils ont été habitués. L'accumulateur a " enregistré " ce niveau de décharge, d'où le nom " effet mémoire ".

Dans la vie (La vie est le nom donné :) courante, cette situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus...) ne se rencontre pratiquement jamais, sauf pour quelques rares systèmes automatisés, car cet effet ne se manifeste que lorsque les décharges successives sont arrêtées exactement au même niveau de capacité, cas assez peu courants.

Selon le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du...) communément admis l'appellation " effet mémoire " correspond plutôt à un abus de langage. Les termes anglais voltage depression ou lazy battery effect, s'ils avaient des équivalents français, seraient plus appropriés.

Description de l'effet mémoire

Le problème apparaît lors de l'utilisation d'accumulateurs dans des appareils munis d'une détection de la tension (La tension est une force d'extension.) d'alimentation. Cette détection est destinée à provoquer l'arrêt de l'appareil lorsque les accumulateurs sont vides (c'est-à-dire lorsque la tension à leurs bornes atteint un seuil minimum). Cette sécurité est nécessaire au bon fonctionnement de l'appareil lui-même et évite la destruction irréversible de l'accumulateur par décharge profonde.

Un accumulateur de batterie Ni-Cd possède une électrode de nickel (Le nickel est un élément chimique, de symbole Ni et de numéro atomique 28.), composée de petits cristaux. Dans certaines conditions, on observe un accroissement de la taille des cristaux. Cet agrandissement diminue la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) de contact entre l'électrode et l'électrolyte ce qui provoque une baisse de tension de la partie dégradée et augmente la résistance interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le "Diplôme d'études...) de l'accumulateur.

Alors que la tension nominale du Ni-Cd est de 1,2V/élément, cette structure dégradée présente une tension nominale plus basse, d'environ 1,08 V/élément.

Lors de l'utilisation, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) se passe comme si chaque élément avait deux parties, une partie normale à 1,2V et une partie à 1,08V dégradée. L'énergie sera d'abord prélevée dans la partie présentant la tension la plus élevée et tout paraîtra normal. Lorsque cette partie sera épuisée, on viendra alors puiser dans la partie dégradée, mais le seuil de tension passera alors brutalement de 1,2V/élément à 1,08V/élément.

Ce changement crée une discontinuité dans la courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les...) de décharge de l'accumulateur. La tension nominale va se rapprocher du seuil minimum de fonctionnement de l' appareil, passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) en dessous et provoquer l'arrêt.

Vu de l'utilisateur, on peut croire à une perte de capacité, en fait la capacité est toujours disponible mais avec une tension inférieure.

On observe notamment ce phénomène dans 2 cas:

  • lors des décharges partielles de l'accumulateur (il apparaît une différence de structure entre la partie chargée et la partie déchargée)
  • lors de la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice...) d'une batterie à base de nickel.
    • Une fois la charge terminée la batterie reçoit un courant d'entretien supposé compenser l'auto-décharge. Malheureusement, après un certain temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), ce courant d'entretien engendre la dégradation progressive des éléments de l'accumulateur par cristallisation localisée de l'électrolyte. Après cela, la tendance est de remettre la batterie sur le chargeur, lequel en injectant à nouveau le courant d'entretien en fin de charge altère davantage le couple Ni-Cd.

L' appareil ne vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) jamais l'accumulateur jusqu'à son seuil minimal et il y a une augmentation successive de la partie dégradée. En réalité cette structure altérée est normale et fait partie du fonctionnement de l'accumulateur. Heureusement ce phénomène n'est pas irréversible.

Récupérer une batterie qui a un effet mémoire

En branchant une batterie affectée du problème sur un système de décharge approprié (déchargeur), destiné à la vider jusqu'au seuil minimum de 1V/élément, la partie de la capacité qui a une " mauvaise " tension nominale, sera restaurée.

Il pourra alors être procédé à la recharge de la batterie qui retrouvera une grande partie de sa performance.

Ces opérations ne doivent pas être effectuées sans matériel adapté, ni précautions. Tous les accumulateurs électriques sont dangereux : ils peuvent s'échauffer, prendre feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.), voire exploser et provoquer des dommages corporels graves.

Chargeurs adaptés

Les chargeurs modernes et de qualité, spécifiques à la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) Ni-Cd, grâce à leurs fonctions de pré-décharge et de charge " intelligentes " ainsi qu'à leur détection de fin de charge correcte, permettent de s'affranchir de l'effet " dit " mémoire.

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