Dans le cadre de l’enquête américaine sur les incidents de batteries ayant perturbé les récents vols du Boeing 787, il est intéressant de consulter l’examen approfondi d’une batterie GS-Yuasa de 8 éléments en série de 75 Ah, publié de façon totalement transparente par le NTSB (National Transportation Safety Board).
La présence de traces de court-circuit dans un accumulateur (on peut invoquer l’effet d’une dendrite peut-être causée par une impureté passée en solution ?? ) peut expliquer la surcharge intempestive des accumulateurs voisins malgré une tension de charge volontairement faible (32V) pour 8 accumulateurs en série.
La trop forte capacité de ces accumulateurs nippons, chacun constitué en interne de 3 ensembles spiralés de 25 Ah, assemblés en parallèle, est certainement une des raisons majeures de la gravité et de la répétition des incidents rencontrés en exploitation.
Le bidouillage mis en œuvre dans la définition et la réalisation de ces accumulateurs est d’évidence totalement inadapté aux contraintes de sécurité de l’application. Un retour de Boeing à la technologie Ni-Cd longuement éprouvée me semble être une option sérieuse à envisager par cette prestigieuse compagnie. Développer une nouvelle batterie au Lithium-Ion supposerait d’utiliser des éléments prismatiques de plus faibles capacités, équipés de coupe-circuit activés en cas de surpression interne, accumulateurs assemblés en batterie par un montage en Série-Parallèle. Mais quelle entreprise raisonnable osera après ces avanies techniques et médiatiques se lancer dans cette aventure très risquée avec Boeing?
CONSULTER sur le sujet.
Le 25 Janvier 2013
Saft réagit aux déboires de GS Yuasa
Merci Tonton pour ce lien. Je trouve le responsable interviewé de SAFT bien optimiste sur le délai. Je suis persuadé que le dreamliner ne volera toujours pas cet été. Après cette expertise, GS-Yuasa n’aura plus de crédibilité auprès de Boeing, il faudra donc changer de fournisseurs et de solution pour le secours électrique….délai au mieux: autour des 18 mois.
18 mois ! vous imaginez les pertes pour les compagnies aériennes à moins que Boeing loue des 777 en remplacement pour ces clients: c’est la mort du 787 au profit du A-350
Oui Abdel, c’est pour cela que les cours de Bourse d’EADS se portent plutôt bien.
Le malheur des uns fait le bonheur des autres.
Elon Musk vous donne raison.
Tonton, j’en suis bien aise. Mais mettre plusieurs accus de 75 Ah au Lithium côte à côte dans une batterie de 8 éléments, même sous-chargée, est une énorme bêtise. Erreur grossière d’un fabricant de batterie qui a fondé son succès à l’époque sur une petite batterie pour le baladeur de Sony, mais qui est un nouveau venu dans le business des « aicraft battery ». En effet, un feu dans un élément Li-Ion de cette taille se propage immédiatement à l’ensemble de la batterie, formidable feu d’artifice.
C’est pour cela qu’il faudra revoir de fond en comble la spécification et la solution à apporter à l’alimentation et au secours électrique des Boeing 787.
It’s a long way to go!
Le president de Teslq Motors veut aider Boeing en se basant sur son experience de voiture electrique :
Je ne pense pas que les commentaires d’Elon Musk aident beaucoup Boeing, sinon à regarder la situation avec objectivité. Mais je suis persuadé qu’en sous-main des équipes de Boeing travaillent en ce moment sur un retro-fit de la batterie de GS et du système électrique global du 787. Il y a le feu au lac.
« According to an industry source, one theory Boeing is investigating is that moisture getting inside the battery may have contributed to the recent incidents. »
Les éléments d’accumulateur en série n’étant pas isolés une réaction d’électrolyse entre deux boîtiers avec plusieurs dizaines de Volts de ddp entraînerait par conservation des charges une réaction électrochimique à l’intérieur de ces éléments. Mais il faudrait alors un solide pont ionique à l’extérieur de la batterie pour assurer l’emballement de l’ensemble en charge.
Afin d’éviter ces désagréments bien connus, les boîtiers des gros accumulateurs alcalins sont soit en matières plastiques (polyamide) soient métalliques mais revêtus d’une isolation (époxy ou rilsan par exemple). C’est là, une part de know-how élémentaire de ce métier de concepteur de batterie. Les coffres métalliques de batteries aviation peuvent eux aussi être revêtus pour assurer une parfaite isolation électrique et électrochimique.
Il semble qu’on soit dans ce cas du 787, face à un profond amateurisme dans la conception du produit batterie.
Boeing semblerait vouloir revoir le design de la batterie dans une version intermédiaire pour reprendre les vols du 787 le plus rapidement possible.
Cette démarche qui ne s’attaque pas directement aux causes des incidents mais voudrait en minimiser les effets n’a que peu de chances d’être agréée par des autorités… qui mettraient leurs carrières en péril et dont le beau rôle à ce jour est d’être intransigeantes.
Deborah Hersman, la patronne du NTSB parlerait d’après Reuters et Le Monde d’une possible formation de dendrite. Elle doit lire Le Blog Energie! ou bien savoir que dans un accumulateur la mise en court circuit interne est bien souvent provoquée par un dépôt métallique local (Fer, Cuivre, Zinc ou autre) qui croît à partir de l’électrode négative, transperce le séparateur de quelques microns d’épaisseur et établit ainsi un pont électronique indésirable. Ces dépôts dendritiques sont favorisés par la présence d’ions en très faibles concentrations, la croissance métallique en pointe ayant dans ce cas plus de chance de trouver un cation à réduire qu’une croissance uniforme d’un dépôt homogène.
Bien sûr la probabilité de trouver une impureté en quantité suffisante pour établir un tel pont sera d’autant plus grande que l’accumulateur sera de capacité importante. C’est là une des faiblesses de l’approche de GS Yuasa.
Un exemple vécu: une électrode de soudure électrique peut déposer quelques fractions de milligrammes de cuivre sur une électrode positive. Ce métal après oxydation passe en solution et va se déposer sous forme d’une dendrite et créer un court-circuit.
Une telle impureté peut également provenir des matières électrochimiquement actives. Sony par exemple a connu ce genre de déboires avec du Fer au démarrage des productions des premiers accumulateurs Li-Ion.
De telles anomalies sont difficiles à prévenir sur une production industrielle de série. Il est nécessaire de faire la chasse tous azimuts aux ppm d’impuretés métalliques.
Le polonais LOT décide d’immobiliser au sol ses 787 jusqu’au mois d’Octobre.
C’est une première approche mais peut être encore trop optimiste.