Le Hollandais Volant

Actuellement, le principal problème des appareils électriques comme les téléphones et les voitures électriques, c’est l’autonomie et le temps de charge. Aussi, si le temps de charge était réduit à quelques secondes, un gros problème serait déjà résolu.

Malheureusement, ça ne sera jamais le cas.

C’est une question de débit d’énergie électrique, autrement dit de puissance. Aujourd’hui, la majorité des téléphones sont rechargés avec de l’USB, en général sous 5 volt et 1 ampère (5 V/1 A), soit 5×1 = 5 W de puissance.

Une batterie Li-ion de 3 000 mAh contient 11,1 Wh d’énergie. Ça signifie, qu’il faudrait 1 h pour recharger le téléphone sous 11,1 W. Avec la puissance de l’USB, il faut donc 11,1 Wh ÷ 5 W = 2,22 heures (2 h 15 environ — en réalité il faut un peu plus, à cause des circuits internes et des pertes, comme l’échauffement).

Le truc maintenant : si on veut diviser le temps de charge par 2, 5 ou 10, alors il faut augmenter la puissance par 2, 5 ou 10.

Réduire le temps de chargement à 3 secondes revient utiliser un facteur de 2 700 (car 2 700 × 3 secondes correspondent à 2 h 15 minutes). La puissance, devra-t-elle être multipliée par 2 700.

De 5 W, on passera à 13 500 W. Cette puissance est celle de 18 chevaux (des « chevaux-vapeur »).

C’est une puissance considérable : la plupart des maisons sont équipées pour 6 000 W ou 9 000 W (des kVA en fait, mais c’est pas le sujet). Recharger un téléphone, même pendant seulement 3 secondes fera sauter les plombs chez vous, vous évitant de brûler votre maison avec une puissance trop important traversant votre installation électrique.

Et ça, c’est simplement pour recharger un téléphone de 150 grammes.
Pour une voiture électrique contenant environ 900 kilos de batteries, la puissance requise pour la recharger en 3 secondes serait celle d’une ville de 30 000 habitants.

C’est ridicule.

Alors oui, on peut essayer de faire mieux que 45 minutes, et réduire ça à 30 voire 15 minutes (ce qui serait déjà pas mal), mais guère au-delà. Déjà parce que votre maison ne le supporterait pas, mais votre téléphone non plus. Déjà que la charge « rapide » en USB-C est mauvaise et chauffe votre appareil, alors une puissance encore plus grande… n’en parlons pas.

En plus de ça, la charge rapide ne peut opérer que sur une plage donnée de la charge (généralement 20 % — 60 %). C’est là que la charge se fait le plus vite. En dehors, la charge est normale, et au delà de 80 %, la charge est lente, même en USB-C.
Donc une charge lente de 2 heures ne passera pas à 1 heure en charge rapide. Au mieux, on sera à 1 h 30. C’est appréciable, bien-sûr, mais pas exceptionnel. Et c’est sans compter l’usure prématurée de la batterie, qui est plus importante avec une charge rapide.

Sous ces conditions, il faudra préférer charger son téléphone ou sa voiture souvent et doucement que peu souvent et vite (en la branchant dès que possible sur une prise chez vous ou une borne semi-rapide), et réserver la charge rapide (voire très rapide) que lorsque c’est vraiment utile.
Ceci est largement ce qui ressort des observations utilisateurs chez Tesla notamment : l’usure de la batterie est très faible chez ceux qui utilisent plus souvent une charge normale ou lente.

image d’en-tête de James Chao

Oui, j’avais déjà fait un article sur la question, mais j’espère que celui-ci est plus clair.