{"id":30914,"date":"2026-03-02T20:11:17","date_gmt":"2026-03-02T14:41:17","guid":{"rendered":"http:\/\/microtexindia.com\/plaques-tubulaires\/"},"modified":"2021-12-19T21:32:09","modified_gmt":"2021-12-19T16:02:09","slug":"plaques-tubulaires","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/microtexindia.com\/fr\/plaques-tubulaires\/","title":{"rendered":"Plaques tubulaires"},"content":{"rendered":"\t\t
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\nPlaques tubulaires : batterie tubulaire haute contre batterie plate\n<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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1. Qu'est-ce qu'une batterie \u00e0 plaques tubulaires<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Introduction aux batteries<\/strong><\/p>\n

Il existe plusieurs types de sources d’\u00e9nergie \u00e9lectrochimiques (\u00e9galement appel\u00e9es piles galvaniques, piles volta\u00efques ou batteries). Une batterie est d\u00e9finie comme un dispositif \u00e9lectrochimique qui convertit l’\u00e9nergie chimique en \u00e9nergie \u00e9lectrique et vice versa. Le sujet de la batterie rel\u00e8ve de l’\u00e9lectrochimie<\/a>, qui est d\u00e9finie simplement comme le sujet qui traite de l’interconversion de l’\u00e9nergie chimique et de l’\u00e9nergie \u00e9lectrique. Dans cet article, nous allons discuter plus en d\u00e9tail des plaques tubulaires et des plaques semi-tubulaires.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ces cellules produisent de l’\u00e9nergie \u00e9lectrique par des r\u00e9actions spontan\u00e9es d’oxydor\u00e9duction (r\u00e9actions redox) impliquant les produits chimiques des \u00e9lectrodes positives, n\u00e9gatives et l’\u00e9lectrolyte, se produisant dans chaque \u00e9lectrode, appel\u00e9e demi-cellule. L’\u00e9nergie chimique des mat\u00e9riaux actifs est convertie en \u00e9nergie \u00e9lectrique. Les \u00e9lectrons produits lors de la r\u00e9action de r\u00e9duction passent par le circuit externe reliant les deux demi-cellules, produisant ainsi un courant \u00e9lectrique. La r\u00e9action d’oxydation se produit en lib\u00e9rant les \u00e9lectrons du mat\u00e9riau de l’anode (principalement des m\u00e9taux) et la r\u00e9action de r\u00e9duction se produit lorsque les \u00e9lectrons atteignent la cathode (principalement des oxydes, des chlorures, de l’oxyg\u00e8ne, etc.) par le biais du circuit externe. Le circuit est compl\u00e9t\u00e9 par l’\u00e9lectrolyte.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Syst\u00e8me de batterie au plomb :<\/strong><\/p>\n

Lorsque le circuit externe est ferm\u00e9, les \u00e9lectrons commencent \u00e0 se d\u00e9placer \u00e0 partir du p\u00f4le n\u00e9gatif \u00e0 la suite de la r\u00e9action qui convertit (oxyde \u00e9lectrochimiquement) le plomb (Pb) en ions plomb divalents (Pb2+). (Ces derniers ions r\u00e9agissent avec les mol\u00e9cules de sulfate pour former du sulfate de plomb (PbSO4) \u00e0 l’int\u00e9rieur de la cellule). Ces \u00e9lectrons traversent le circuit externe et atteignent la plaque positive o\u00f9 ils transforment le dioxyde de plomb en sulfate de plomb, c’est-\u00e0-dire que le dioxyde de plomb est r\u00e9duit \u00e9lectrochimiquement en sulfate de plomb suite \u00e0 la transformation des ions Pb4+ en ions Pb2+ dans le PbSO4.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Technologie de batterie \u00e0 plaques tubulaires<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La r\u00e9action globale de la cellule s’\u00e9crit comme suit :<\/p>\n

PbO2 + Pb + 2PbSO4 Charge \u2194 D\u00e9charge 2PbSO4 + 2H2O<\/span><\/p>\n

Nous pouvons voir que la valence du plomb (Pb\u00b0) augmente jusqu’\u00e0 Pb<\/span>
\n
\n 2+<\/span>
\n <\/sup>
\n ,<\/span>
\n<\/i> en lib\u00e9rant 2 \u00e9lectrons pendant la d\u00e9charge. Cette augmentation de la valence est appel\u00e9e oxydation dans la terminologie \u00e9lectrochimique. <\/span><\/p>\n

Dans l’autre sens, la valence du plomb dans le dioxyde de plomb (Pb a 4 valences dans le dioxyde de plomb) est r\u00e9duite \u00e0 2+.<\/p>\n

en absorbant les deux \u00e9lectrons provenant de la r\u00e9action d’oxydation. Cette diminution de la valence est appel\u00e9e r\u00e9duction en termes \u00e9lectrochimiques.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ces termes peuvent \u00e9galement \u00eatre d\u00e9crits par les changements des potentiels des \u00e9lectrodes individuelles de la cellule pendant la d\u00e9charge. Le potentiel (tension) de l’\u00e9lectrode principale (anode pendant la d\u00e9charge) augmente en passant \u00e0 des valeurs plus positives pendant une d\u00e9charge. Cette augmentation de la valeur potentielle est appel\u00e9e oxydation. Ainsi, le potentiel de plaque n\u00e9gatif du plomb dans la cellule plomb-acide passe d’environ -0,35 \u00e0 environ -0,20 volts. Il s’agit d’une augmentation du potentiel. Cette r\u00e9action est donc qualifi\u00e9e d’anodique par nature.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Au contraire, le potentiel de l’\u00e9lectrode de dioxyde de plomb (cathode pendant la d\u00e9charge) diminue en se d\u00e9pla\u00e7ant vers le c\u00f4t\u00e9 n\u00e9gatif, c’est-\u00e0-dire que la valeur devient de plus en plus faible au fur et \u00e0 mesure que la d\u00e9charge se poursuit. Le potentiel de plaque positif du dioxyde de plomb dans la cellule plomb-acide passe d’environ 1,69 \u00e0 environ 1,5 volt. Il s’agit d’une diminution du potentiel. Par cons\u00e9quent, cette r\u00e9action est qualifi\u00e9e de cathodique par nature et nous disons que la r\u00e9duction se produit sur une plaque positive pendant la d\u00e9charge.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ces r\u00e9ductions des tensions de travail pendant la d\u00e9charge sont dues \u00e0 ce que l’on appelle la polarisation, caus\u00e9e par une combinaison de surtension, \u03b7, et de r\u00e9sistance interne, qui se produit sur les deux \u00e9lectrodes. En d’autres termes, la surtension est la diff\u00e9rence entre la tension OCV et les tensions de fonctionnement.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ainsi, pendant la d\u00e9charge,Edisch<\/span> = EOCV – \u03b7POS – \u03b7NEG – IR.<\/p>\n

Mais, pour la r\u00e9action de chargeECh<\/span> = EOCV + \u03b7POS + \u03b7NEG + IR.<\/p>\n

La RI fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 la r\u00e9sistance interne offerte par les mat\u00e9riaux \u00e0 l’int\u00e9rieur de la cellule comme l’\u00e9lectrolyte, le mat\u00e9riau actif, etc. L’IR d\u00e9pend de la conception de la cellule, \u00e0 savoir le s\u00e9parateur utilis\u00e9, le pas entre les plaques, les param\u00e8tres internes de la mati\u00e8re active (taille des particules, surface, porosit\u00e9, etc.), la temp\u00e9rature et la quantit\u00e9 de PbSO4 dans la mati\u00e8re active. Elle peut \u00eatre pr\u00e9sent\u00e9e comme la somme de plusieurs r\u00e9sistances offertes par le plomb sup\u00e9rieur, la masse active et la couche de corrosion, l’\u00e9lectrolyte, le s\u00e9parateur et la polarisation des mat\u00e9riaux actifs.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Les trois premiers facteurs sont affect\u00e9s par la conception de la cellule. Aucune d\u00e9claration g\u00e9n\u00e9rale ne peut \u00eatre faite sur les valeurs de polarisation, mais elle est g\u00e9n\u00e9ralement de la m\u00eame grandeur que la r\u00e9sistance initiale offerte par le plomb sup\u00e9rieur. Les plaques plus longues ont plus de RI. Elle peut \u00eatre d\u00e9termin\u00e9e \u00e0 partir de la pente de la partie initiale de la courbe de d\u00e9charge. Pour un m\u00eame mod\u00e8le, une cellule de plus grande capacit\u00e9 aura une r\u00e9sistance interne plus faible. La r\u00e9sistance interne d’une VRLAB 12V\/28Ah est de 6 m\u03a9, alors que celle d’une batterie de plus faible capacit\u00e9 (12V\/ 7Ah) est de 20 \u00e0 23 m\u03a9. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Pour les tr\u00e8s faibles valeurs de \u03b7, la relation entre \u03b7 et le courant, I, prend la forme de la loi d’Ohm et les \u00e9quations susmentionn\u00e9es sont simplifi\u00e9es comme suit<\/p>\n

Edisch = EOCV – IR.
ECh = EOCV + IR.<\/p>\n

La discussion ci-dessus traite de la r\u00e9action de d\u00e9charge d’une cellule plomb-acide.
Les ph\u00e9nom\u00e8nes inverses se produisent lors de la r\u00e9action de charge de la cellule plomb-acide.<\/p>\n

Dans le cas des batteries primaires, l’\u00e9lectrode positive est g\u00e9n\u00e9ralement appel\u00e9e cathode tandis que l’\u00e9lectrode n\u00e9gative est appel\u00e9e anode, ce qui est sans ambigu\u00eft\u00e9 puisque seule une d\u00e9charge se produit.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ainsi, l’\u00e9lectrode de plomb qui agissait comme une anode se comporte comme une cathode pendant la r\u00e9action de charge et l’\u00e9lectrode de dioxyde de plomb qui agissait comme une cathode se comporte maintenant comme une anode. Pour \u00e9viter toute ambigu\u00eft\u00e9, nous utilisons simplement des \u00e9lectrodes ou plaques positives et n\u00e9gatives dans les cellules secondaires.
Pour illustrer comment cela fonctionne en pratique, la figure suivante montre quelques courbes hypoth\u00e9tiques pour la d\u00e9charge et la charge d’une batterie plomb-acide.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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On voit clairement que la tension de d\u00e9charge pratique est inf\u00e9rieure \u00e0 la tension en circuit ouvert de 2,05 V, et que la tension de charge pratique est sup\u00e9rieure \u00e0 cette valeur. L’\u00e9cart par rapport \u00e0 \u03b7 est une mesure de l’influence combin\u00e9e de la r\u00e9sistance interne de la cellule et des pertes de polarisation. Chaque fois que le courant de d\u00e9charge ou de charge est augment\u00e9, la valeur de \u03b7 devient plus grande, conform\u00e9ment aux \u00e9quations donn\u00e9es ci-dessus.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Fig 1 Changements dans la tension d'un LAB et r\u00e9actions Redox de la plaque positive et n\u00e9gative.
Fig. 2 Changements de tension des plaques et de la cellule pendant la charge et la d\u00e9charge. L'exemple pris est celui d'une cellule plomb-acide.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Pour r\u00e9sumer les r\u00e9actions :
Le plomb, la mati\u00e8re active n\u00e9gative :
Pendant la d\u00e9charge : Pb \u2192 Pb2+ + 2e-
Pendant la charge : Pb2+ \u2192 Pb (c’est-\u00e0-dire PbSO4 \u2192 Pb)<\/p>\n

Le dioxyde de plomb, la mati\u00e8re active positive :
Pendant la d\u00e9charge : Pb4+ \u2192 Pb2+ (PbO2 \u2192 PbSO4)
Pendant la charge : Pb2+ \u2192 PbO2 (c’est-\u00e0-dire PbSO4 \u2192 PbO2)<\/p>\n

Comme les deux mat\u00e9riaux de l’\u00e9lectrode sont transform\u00e9s en sulfate de plomb, cette r\u00e9action a \u00e9t\u00e9 baptis\u00e9e \u00ab\u00a0th\u00e9orie du double sulfate\u00a0\u00bb par Gladstone et Tribe en 1882.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Classification des batteries<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Selon la nature des r\u00e9actions \u00e9lectrochimiques qui se produisent dans ces cellules, elles peuvent \u00eatre class\u00e9es comme suit<\/p>\n