I.3.3. Les différentes technologies des batteries
au plomb
Composants autonomes de stockage, les batteries sont des
accumulateurs électriques pour stocker l'énergie
électrique générée par un panneau
photovoltaïque. Elles sont caractérisées par : la
capacité nominale, le régime de décharge, la tension
nominale, l'état de charge, la profondeur de décharge, la tenue
en cycle (cyclage), l'autodécharge, le rendement
énergétique et la résistance interne.
En effet, le coût d'investissement et la durée
de vie, vont dépendre de la qualité de fabrication et du type de
technologie. On peut distinguer différentes variétés de
batteries à plomb. Elles peuvent être classées selon leur
utilisation et selon le mode de stockage de l'électrolyte.
I.3.3.1. Classification selon l'utilisation
· Batteries de démarrage :
Elles sont souvent sollicitées au démarrage des
moteurs et effectuent, ainsi, une décharge à intensité
élevée en laps de temps assez court.
· Batteries stationnaires
Les plaques de plomb sont plus épaisses et la batterie
est plus lourde. Elle peut effectuer une décharge pendant une
durée assez longue. Elles sont généralement
utilisées dans les installations solaires.
· Batteries de traction :
Les plaques qui sont souvent constituées d'un alliage
de plomb et d'Antimoine sont également plus épaisses par rapport
à celles d'une batterie de démarrage. Ce type de batteries sert
à alimenter le moteur des chariots élévateurs, des
gerbeurs, des transpalettes...
I.3.3.2. Classification selon le type de stockage de
l'électrolyte
· Batteries à l'électrolyte libre et
ouverte
Elles sont dites ouvertes, car elles sont
équipées de bouchon permettant de rétablir le niveau de
l'électrolyte. Ce dernier, généralement de l'acide
sulfurique, est dans un état liquide. Comme la réaction
électrochimique produit de l'hydrogène et de l'oxygène, la
présence des bouchons permet aussi de laisser ces gaz s'échapper.
Les électrodes sont généralement en alliage de plomb et
d'antimoine.
· Batteries à l'électrolyte libre
scellées ou sans entretien
L'électrolyte est également sous forme liquide,
mais le contenant est hermétiquement scellé. Cela permet
d'éviter l'écoulement de l'acide hors de la batterie. Les gaz, ne
pouvant pas s'évacuer, se recombinent pour
régénérer de l'eau. Les grilles sont en alliage de plomb
et de calcium. Toutefois, en cas de surcharge prolongée entraînant
une surpression, la batterie peut exploser.
P a g e 12
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
· Batteries à l'électrolyte
gélifié ou gel
L'électrolyte est gélifié,
c'est-à-dire figé dans du gel de Silice. Les risques
d'écoulement de l'électrolyte sont quasiment nuls et la batterie
est verrouillée.
· Batteries AGM
Pour ce dernier cas, l'électrolyte est figé
dans des fibres de verre. Entièrement étanches, ces batteries
fournissent des puissances élevées, car leur résistance
interne est très faible.
On distingue deux grandes familles des batteries au plomb
à savoir :
- Les batteries au plomb ouvertes ; - Les batteries au plomb
fermées.
· Les batteries au plomb ouvertes
Avec un électrolyte d'acide sulfurique dilué
d'eau distillée. Elles ont la particularité d'être des
accumulateurs fiables, dont la technologie est bien connue depuis le
XIXème siècle et maîtrisée. Elles ont
l'inconvénient d'être influencées fortement par la
température ambiante qui baisse fortement leur capacité. A cela
s'ajoute l'entretien régulier (remise à niveau avec de l'eau
distillée) et leur électrolyte s'évaporant avec le temps.
La figure 1.8 ci-dessous présente la batterie au plomb ouverte :
Figure 1.8 : Batterie au plomb ouverte [28]
· Les batteries au plomb
étanches
Avec un électrolyte gélifié. Elles ont
l'avantage d'être sans entretien, facilement manipulable (pas de fuite)
avec une stabilité parfaitement contrôlée par le fabricant.
Elles ont les inconvénients d'être plus chères et d'avoir
une durée de vie plus courte. Elles fournissent en général
environ 600 cycles à 80 % de décharge. La figure 1.9
ci-après présente la batterie au plomb étanches :
BEMBA René Darnel Master II /Energie Renouvelable
et Efficacité Energétique/ Promotion 2021-2022
Figure 1.9 : Batterie au plomb étanche [36]
Le marché africain est alimenté en grande
partie par les batteries de démarrage, batterie de traction,
stationnaires, batteries AGM, batteries à plomb-acide étanche
plane et tabulaire ainsi qu'autres technologies. La technologie la plus
répandue sur le marché béninois est celle des batteries de
démarrage, à plomb-acide ouvert, étanche et des batteries
stationnaires.
P a g e 13
BEMBA René Darnel Master II /Energie
Renouvelable et Efficacité Energétique/ Promotion
2021-2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
I.4. Etat de l'art sur le recyclage des modules PV et
batterie au plomb-acide I.4.1. La cartographie des différentes parties
prenantes à la gestion des DEEE
Les différents acteurs de gestion des DEEE au
Bénin dans le cadre de la mise en place de la filière de
recyclage se résume à travers la figure 1.10 suivante :
Des-installateurs
|
Collecteurs informels
|
Décharges
illégales
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Figure 1.10 : La cartographie des parties prenantes
Recycleurs informels
Collecteurs formels
Réparateur
Recycleurs formels
Producteurs
Importateurs
Distributeurs
Revendeurs
Gros consommateurs des modules PV
Petits
consommateurs
Marché
local
De nombreux acteurs notamment recycleurs, importateurs,
distributeurs, utilisateurs sont concernés dans la gestion des
déchets d'équipements électriques et électroniques.
Ils interviennent en totalité ou en partie, depuis la conception et la
mise sur le marché d'un produit jusqu'à son élimination.
L'engagement de toutes les parties prenantes au recyclage est une
réponse positive à la lutte contre les dépôts
illégaux et la rareté des matières premières au
Bénin. L'implication adaptée du secteur informel dans les
activités économiques par le gouvernement à travers la
définition des méthodes de rémunération des acteurs
(collecte et récupération) contribue à la création
d'un système efficace de gestion des déchets, de lutte contre les
dégradations de l'environnement et la prolifération des
décharges sauvages au profit d'un cadre viable des populations[17].
I.4.2. Les difficultés liées à la
mise en place d'un système de collecte et de recyclage des
déchets
L'accroissement des décharges illégales des
DEEE induits par les nouveaux modes de consommation et des
phénomènes d'urbanisation, a suscité une prise de
conscience d'une part des populations sur la dégradation des conditions
sanitaires et environnementales à travers la pollution visuelle et une
opportunité de lutte contre le chômage à travers les
filières informelles de recyclage d'autre part. Toutes ces
méthodes artisanales sont associées à des
conséquences néfastes sur l'environnement et la santé du
fait que les déchets électroniques contiennent des composants
toxiques comme le plomb, le mercure et autres. Ainsi, une collecte bien
organisée permettrait de mieux apprécier les gisements des DEEE y
compris ceux du solaire sous forme de filière. Cependant, un
système efficace de collecte des déchets des panneaux solaires et
batteries au plomb-acide en fin de vie nécessitent la mise en place
d'infrastructures de soutien comme les centres de collectes et de
transfert[17].
Par ailleurs, les difficultés que rencontrent la
filière des déchets d'équipements électriques et
électroniques ainsi que celle des modules photovoltaïques et
batterie au plomb-acide sont d'ordre institutionnel, juridique et technique. A
l'heure actuelle, aucun texte ne cadre les activités de collecte des
DEEE ainsi celle de valorisation. A cela s'ajoute les faibles quantités
des produits en fin de vie
P a g e 14
BEMBA René Darnel Master II /Energie
Renouvelable et Efficacité Energétique/ Promotion
2021-2022
Proposition d'un Système de Recyclage des
Déchets d'Electrification par le Solaire au Bénin
(PV, BAPU), la méconnaissance de la diversité
des technologies des panneaux PV et des BAPU notamment dans leur composant, les
fluctuations importantes du marché des équipements solaires,
l'absence d'un taux de collecte des DEEE, la prolifération des
réseaux informels de collecte, la crise sanitaire et la conjoncture
économique nationale.
| 
