LiFePO4 ou AGM : comparaison chiffrée

Pourquoi le prix par ampère-heure est trompeur

Une fiche technique compare des capacités nominales. Or, vous n'achetez pas une capacité nominale, mais une énergie extractible sur une durée d'utilisation. Entre ces deux grandeurs interviennent deux facteurs qui diffèrent nettement selon les technologies : la profondeur de décharge admissible et le nombre de cycles.

Une batterie au plomb — qu'il s'agisse d'AGM, de gel ou d'électrolyte liquide — peut être déchargée d'environ la moitié en service continu. Sur 200 Ah de capacité nominale, environ 100 Ah sont donc utilisables. Celui qui la décharge davantage ne le ressentira pas immédiatement, mais par une durée de vie nettement réduite. Une cellule LiFePO4 supporte une profondeur de décharge de 80 à 90 pour cent sans perte notable ; 200 Ah deviennent alors environ 170 Ah.

Le second facteur est le nombre de cycles jusqu'à 80 pour cent de capacité résiduelle. Et c'est ici que réside l'erreur qui rend presque toute comparaison inutile : Un nombre de cycles sans la profondeur de décharge associée n'est pas une information. La même batterie AGM atteint environ 1 500 cycles à 30 pour cent de profondeur de décharge, environ 600 à 50 pour cent et seulement environ 400 à 80 pour cent. Quiconque compare les 1 500 annoncés dans la brochure avec une valeur lithium à décharge complète compare deux modes de fonctionnement différents.

Cycles jusqu'à 80 pour cent de capacité résiduelle, plages typiques pour les applications à bord à 25 °C. À profondeur de décharge égale, la LiFePO4 est en tête d'un facteur six à huit — c'est la comparaison honnête.

Troisièmement, l'acceptation de charge. Le plomb n'accepte le courant de charge que de manière limitée, typiquement 0,2 à 0,3 C, et passe les 20 derniers pour cent dans une longue phase d'absorption. Celui qui dispose de deux heures de moteur par jour ne parvient pratiquement jamais à charger totalement un parc de batteries au plomb — et une batterie au plomb chroniquement partiellement chargée sulfate et n'atteint même pas de loin le nombre de cycles indiqué dans sa fiche technique. Ce n'est pas un cas marginal : en pratique, c'est la raison la plus fréquente pour laquelle les parcs de batteries au plomb meurent plus tôt que prévu. Le LiFePO4 accepte le courant total jusqu'à la toute fin.

Premier calcul : Coût par ampère-heure extrait

FormuleCoût par Ah = Prix d'achat ÷ (Capacité nominale × Profondeur de décharge × Cycles)

Ces quatre grandeurs figurent dans la fiche technique ou dans l'offre — il est seulement important que le nombre de cycles et la profondeur de décharge correspondent. Un exemple de calcul pour un parc de batteries avec un besoin utile de 300 Ah. Les prix sont des hypothèses et servent uniquement à montrer la procédure ; utilisez vos propres devis.

Facteur de 1,7 en faveur du LiFePO4 — nettement moins que ce qui figure habituellement dans les arguments de vente. La raison : l'AGM est calculée ici à 50 pour cent, soit son point de fonctionnement utile le plus favorable.

Second calcul : Coût sur une durée d'utilisation

Le premier calcul suppose que les cycles sont effectivement sollicités. C'est précisément là que l'argument échoue en pratique. Les batteries ne sont pas payées en cycles, mais en remplacements sur une période donnée. Ce qui est déterminant, c'est donc la fréquence à laquelle vous devrez acheter un nouveau parc de batteries durant cette période.

Avec les hypothèses de prix ci-dessus et une période d'observation de 15 ans. Le montage et démontage, l'élimination et la technique de charge supplémentaire lors du changement ne sont pas inclus — ils accentuent encore l'avantage du parc de batteries à plus longue durée de vie.

Le point de bascule se situe donc autour de 100 cycles complets par an, soit environ cent nuits au mouillage ou en autonomie. En dessous, le pur calcul des coûts n'est pas un argument pour le lithium — dans ce cas, ce sont le poids, l'espace, le temps de charge et la question de savoir si vous disposez d'une puissance de charge suffisante pour remplir un gros parc de batteries au plomb qui sont déterminants.

Deux corrections à ce calcul, toutes deux issues de la pratique : premièrement, les parcs de batteries au plomb atteignent rarement les cycles de leur fiche technique car ils sont exploités de manière chroniquement partiellement chargée — cela déplace le point de bascule vers le bas. Deuxièmement, le LiFePO4 vieillit aussi de manière calendaire, indépendamment de son utilisation. Celui qui ne réalise que 30 cycles par an n'atteindra mathématiquement les 2 500 cycles qu'après plus de quatre-vingts ans — la cellule sera en fin de vie bien avant. L'économie calculée ne se réalisera alors jamais.

Exceptions : Quand l'AGM reste le meilleur choix

Bateau à quai avec alimentation à quai. Peu de cycles, profil de consommation non critique, infrastructure de charge existante. Ici, le surcoût n'est pas rentabilisé.

Utilisation par temps de gel. Les LiFePO4 ne doivent pas être chargées à basse température — les données des fabricants pour la limite de charge inférieure varient de -5 à +5 °C. Si le bateau reste en service pendant l'hiver et qu'aucune batterie chauffée n'est envisageable, le plomb est la solution la plus robuste.

Batterie de démarrage. Pour des courants courts et très élevés et une charge continue par l'alternateur, le plomb est conçu et éprouvé. Le changement ne vaut techniquement pas la peine ici.

Installation existante sans budget de conversion. Le prix de la batterie n'est pas le seul élément lors d'un changement de technologie. Il faut ajouter : chargeur ou régulateur avec courbe lithium, régulateur externe ou convertisseur de charge pour l'alternateur, régulateur de charge solaire avec tension de fin de charge adaptée, moniteur de batterie avec shunt et une protection adaptée aux courants de court-circuit plus élevés. Celui qui n'a de budget que pour la batterie achète un système qui ne fonctionnera pas.

AvertissementUn parc de batteries en cellules LiFePO4 disparaît instantanément du réseau de bord en cas de défaut si le BMS coupe sous charge. L'alternateur ne travaille alors plus contre aucune batterie, et la pointe de tension résultante détruit régulièrement le redresseur. Un régulateur externe avec batterie tampon ou un convertisseur de charge font partie de la planification, pas du luxe.

Erreurs typiques lors de la comparaison

• Comparer les capacités nominales. 200 Ah AGM et 200 Ah LiFePO4 ne sont pas le même produit. Comparez la capacité utile.
• Citer des cycles sans la profondeur de décharge associée. L'astuce la plus fréquente dans les documents de vente — des deux côtés.
• Calculer seulement l'achat. Ce qui est déterminant, c'est le nombre de remplacements sur votre période d'utilisation.
• Ignorer les coûts induits du changement. Régulateur de charge, protection et monitoring font partie du calcul.
• Oublier le vieillissement calendaire. En cas de faible utilisation, il limite la durée de vie, pas le nombre de cycles.
• Ne pas évaluer le temps de charge. Celui qui n'a que de courtes phases de moteur ne parvient jamais à remplir un gros parc de batteries au plomb — la capacité calculée n'est alors jamais disponible.
• Négliger le poids et le trim. 180 kg contre 45 kg modifient sensiblement l'assiette sur les petits navires.

Comment procéder

Déterminez d'abord la consommation quotidienne et, à partir de là, la capacité utile. Ce n'est qu'alors que la comparaison technologique aura une base — sans ce chiffre, vous comparez des produits qui ne sont pas du tout adaptés à l'installation. Estimez ensuite les cycles complets par an à partir de votre profil d'utilisation réel, et non prévu : un cycle est une décharge complète dans le cadre de la profondeur de décharge admissible, deux demi-nuits au mouillage comptent pour un cycle. Demandez enfin des devis pour les deux variantes, technique de charge nécessaire incluse, et intégrez les chiffres dans les deux calculs ci-dessus.