Autonomie énergétique embarquée

Autonomie énergétique embarquée

L’Autonomie énergétique embarquée, c’est quoi ? C’est le fait de disposer de capacités énergétiques autonome et mobile en adéquation avec ses besoins énergétique au quotidien. Ces capacités sont bien entendu en relation directe avec nos capacités de déplacements, et le mode de transport.

Il va donc de soit que ces capacités seront ajustés avec vos moyens de mobilité : A pied, en vélo, ou en véhicule motorisée, les dispositifs embarqués seront de différentes natures.

Le format, la portabilité, le poids seront donc des critères contraignant la constitution de vos équipements. Bien sur la rationalisation de ces dispositifs devrait être modulaire, complémentaire et redondante « Deux c’est un et un c’est rien ».

1. Généralités

1.1. Les différents types de piles ou d’accumulateurs (batteries)

Autonomie énergétique embarquée - types de piles ou d'accumulateurs

On peut remarquer qu’il existe des catégories d’usages :

Tableau des usages des piles et batteries

1.2. L’expérience

Les récits de rupture de normalité durable comme les conflits militaires ou civils (ex.: Bosnie) démontrent que l’autonomie énergétique embarquée reste souvent basée sur le troc et marché noir des piles ou batterie de types universels. Il est en effet constaté que les formats les plus couramment utilisés sont le AA (LR6) et le AAA (LR03).

Un soldat américain utilise environ une batterie de type AA (1,5 volt) entière par heure lorsqu’il est sur le terrain. Ce, afin de pouvoir se servir de l’ensemble des applications électroniques dont son uniforme est équipé, comme des systèmes GPS. Une situation qui, si elle témoigne du succès de l’électronique embarquée, coûte cher : l’armée américaine a dépensé plus de 400 millions de dollars sur l’année fiscale 2003/2004 pour des batteries destinées aux soldats.

1.3. Les batteries 18650

Même si l’universalité des formats AA et AAA n’est pas à remettre en question, j’aimerais toutefois mettre en lumière un format d’accumulateur très présent dans nos vies sans que nous le sachions vraiment. Le format appelé 18650 (Lithium 3,6 VDC de 1800 à 3500 mAh) est en fait présent comme cellule dans presque tous les dispositifs electro-portatif de voltage supérieur ou égal à 5 volt et inférieur ou égal à 48 VDC. Ces batteries cellules de 3,6 VDC composent par exemple, les barres de batteries de nos anciens ordinateurs portables, dans les modules d’alimentations de certaines perceuse sans fil, dans les batteries de trottinettes ou de vélos… Elles sont vraiment universelles pour les bricoleurs de dispositifs automnes en énergie.

 

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1.4. Recharge avec des panneaux solaires mobiles

Les panneaux solaire portable doivent recharger une « powertank » plutôt qu’un appareil directement. En effet, la variabilité de la production solaire (intermittence) génère des chutes de charges et une perte d’énergie, si l’appareil nécessite un seuil d’intensité assez élevé comme les smartphone, une partie de la charge sera perdu à chaque baisse de la production. En utilisant une powerbank (ou autre dispositif de stockage) avec un seuil de charge plus bas, on optimise l’autoproduction solaire et de facto l’efficacité du dispositif. Donc évitez les charges directes sur appareil.

 

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2. Les connectiques de charges

Les câbles de connexions multi-connecteurs sont essentiels. S’en passer, c’est limiter votre polyvalence de connectivité. Adaptateurs, connecteurs USB/Fiches d’alimentations ou autres. Personnellement j’ai des adaptateurs d’embouts de presque tous les diamètres, afin de conserver une capacité de branchement face à des équipements que je ne dispose pas. L’impact poids n’étant pas limitant dans la voiture, je considère ridicule de se passer de ces connectiques.

Jeu d'embouts USB

 

3. Organisation modulaire

Il faut noter que mon organisation correspond à mes besoins et ma manière de rationaliser la redondance fonctionnelle de mes dispositifs. Si l’on ajoute le module EDC au module BOB, et au module EDV, je dispose d’un ensemble cohérent de backup électrique me permettant de répondre à mes principaux besoins en cas de rupture de normalité momentanée.

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3.1. Module EDC

  • 1 pile supplémentaire de type AA pour lampe Fenix E12.
  • 1 pile 9V pour ma Pak-lite.
  • 1 Power Tank 6000 mAh pour recharges diverses.

3.2. Module B.O.B. & randonnée

  • 1 Panneau solaire 9W Voltaïc System et son régulateur de charge USB 5VDC .
  • 1 Chargeur NiCd et Lithium AAA AA et 18650 en USB 5VDC (In/Out).
  • 1 Élévateur (step up) de tension 5VDC vers 9/12VDC.
  • 1 Power Tank de 20000 mAh.
  • 2 batteries 18650 : 1×3500 et 1×2900 mAh pour Fenix PD35 v2.
  • 1 batterie Petzl Core (équivalent 3 x AAA) pour lampe frontale Petzl.
  • 2 batteries Baofeng 1800 mAh (d’origine) et 3800 mAh (65 heures et 17 minutes).

Autonomie théorique de la batterie Baofeng UV-5R 3800 mAh :

  • 50 heures de veille c’est donc 76 mAh de consommation en veille.
  • 12 heures d’usage c’est 316 mAh de consommation à l’émission
  • Partant d’un taux d’usage de 15% du temps (85% veille), nous consommerons sur une charge batterie environ 570 mAh (3800 x 0.15).
  • Donc 3230 mAh de veille (3800 – 570) + 570 mAh de TX.
  • Ou 42 heures 30 minutes de veille (3230/76 mAh) et 1 heure 48 minutes de TX (570/316 mAh).
  • Autonomie totale 44 heures et 18 minutes

Autonomie théorique de la batterie Baofeng UV-5R 1800 mAh :

  • 23 heures et 40 minutes de veille.
  • 5 heures et 41 minutes de consommation à l’émission.
  • Partant d’un taux d’usage de 15% du temps (85% veille), nous consommerons sur une charge batterie environ 270 mAh (1800 x 0.15).
  • Donc 1530 mAh de veille (1800 – 270) + 270 mAh de TX.
  • Ou 20 heures 8 minutes de veille (1530/76 mAh) et 51 minutes de TX (270/316 mAh).
  • Autonomie totale 20 heures et 59 minutes.

3.3. Module EDV (voiture)

  • 1 Convertisseur Pur sinus 12V vers 230V 300W max.
  • 1 Convertisseur d’alimentation pour ordinateur portable 12V vers 19V (jeu d’embouts = universel).
  • 1 Convertisseur 12 VDC vers 5 VDC (+ de 2 A).
  • 4 Batteries AA rechargeables 2500 mAh.
  • 4 Batteries AAA rechargeables 1000 mAh.
  • 1 pile 9V pour ma Pak-lite.
  • 1 Powerbank de 20000 mAh.
  • 2 batteries Baofeng 1800 mAh (d’origine) et 3800 mAh (65 heures et 17 minutes).
  • Jeu de connecteurs USB/Fiches de différents diamètres et polarités.

3.4. Module camp de fortune

A ce stade de ma préparation. Je ne dispose pas de grand chose dans ce module. Les prochains mois devront voir arriver des évolutions.

  • Outils d’électricien.
  • Kit d’électrification de fortune.
  • Mini kit d’autoconsommation photovoltaïque de 50W 18 VDC avec régulateur de charge (batterie au plomb) et de tension d’alimentation (sortie).

 

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Quelques liens utiles

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Cet article a 4 commentaires

  1. Pour info, je viens de passer sur du Klarus pour ma lampe EDC. Leur chargeur d’accu « K2 » est top puisqu’il me permet de recharger différents formats et types d’accus tout en ayant la fonction de powerbank (réversible) si équipés d’accus 18650.
    Pour les formats : AA, AAA, AAAA et C en Ni-Cd et Ni-MH. 26650, 22650, 18650, 18490, 17670, 17500, 16340, 14500, 10440, 16340 en Li-Ion. Compatible aussi pour les LiFePO4.

  2. Désolé mais je n’arrive pas à accéder au lien fourni. Il est soi rompu ou inaccessible aux personnes non inscrites sur Facebook (oui, je suis un de ces derniers dinosaures)

  3. @kilgore c’est effectivement dans un groupe FB : SURB origins (Survivalisme Urbain, Rural & Bushcraft)

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