Sommaire

Le supercondensateur (ou supercapacité) est un organe se substituant à la batterie pour le démarrage et les compléments d'énergie. Comment et pourquoi avoir recours à cet équipement ? On vous dit tout.

Supercondensateur : fonctionnement

Son rôle est d'accumuler une quantité importante d'énergie électrique pour la restituer au moment opportun (démarrage et start and stop, phases de boostage...).

Sur ce point, sa fonction est similaire à celle d'une batterie. D'ailleurs, sa forme rappelle celle de la batterie : plusieurs super-condensateurs sont couplés et enfermés dans un boîtier de dimension équivalente.

Le supercondensateur est constitué d'un empilage successif de plaques conductrices (armatures) séparées par un isolant ou « diélectrique ». Lorsque l'on branche chaque extrémité à une source électrique, les charges négatives (électrons) s'accumulent sur une armature et les charges positives (absence d'électrons) sur l'armature opposée, permettant le stockage de l'énergie.

Ce stockage de l'énergie (capacité du supercondensateur) se mesure en Farads et s'exprime par la formule C = q/V, dans laquelle :

  • C est la capacité du supercondensateur en Farads (F).
  • q est la quantité d'électricité en coulombs. Le coulomb est la quantité d'électricité qui passe dans un conducteur en 1 seconde pour une intensité de 1 ampère.
  • V est la tension en volts appliquée aux électrodes du supercondensateur.

L'analyse de cette formule implique que :

  • Plus la quantité (q) d'électricité stockée est importante, plus la capacité est importante.
  • Plus la tension appliquée aux bornes est faible, plus la capacité est importante.

C'est pourquoi les supercondensateurs affichent en général une tension de 2,87 volts et leurs armatures sont constituées de matériaux innovants à très grande surface active, comme les charbons actifs (1 000 à 2 000 m²/g). Leurs capacités varient de 100 Farads à 1 700 Farads (toujours en développement).

De nouveaux matériaux issus de la nanotechnologie, notamment le graphène, dont la surface active est de 2 600 m²/g, permettront encore des performances supérieures.

Atouts du supercondensateur

Avantages

Le supercondensateur compte parmi ses avantages :

  • Le fait de disposer d'une puissance (en watts), immédiate.
  • Contrairement à la batterie, il supporte sans problème les cycles de charge-décharge.
  • Il est moins lourd qu'une batterie et, à la différence de celle-ci, il est insensible aux variations de température.

Parmi ses inconvénients, en revanche :

  • Sa capacité de stockage d'énergie nominale est pour le moment inférieure à celle de la batterie (en moyenne 5 wattsheure/kg pour 150 watts heure/kg).
  • Il peut présenter des risques électriques pour les intervenants (conducteur et passagers, maintenance, services de secours). En effet, sa particularité étant de restituer rapidement l'énergie accumulée sous forme de décharge, les intensités délivrées sont dangereuses en cas de contact (1 500 à 9 000 ampères en pointe).

Applications du supercondensateur dans l'automobile

Assistance au démarrage

Dans la majorité des cas, il ne remplace pas complètement la batterie, mais l'assiste au démarrage, le principal écueil restant encore ses modalités de restitution de l'énergie : beaucoup d'énergie délivrée rapidement, contrairement à la batterie, qui a les mêmes qualités, mais qui peut aussi accepter une décharge lente à faible intensité (évolutions en cours).

Indirectement, il permet malgré tout le démarrage :

  • Sur les motos de cross à injection ne possédant pas de démarreur électrique, donc pas de batterie, à l'action du kick, il permet l'alimentation électrique de la pompe à essence avant le démarrage du moteur.
  • Certains poids lourds en sont équipés, pour l'aide au démarrage, notamment par temps froid (module de démarrage Maxwell).

Récupération d'énergie

La Formule 1 est un laboratoire pour ces nouvelles technologies (système KERS d'appoint de puissance) :

  • Au freinage,un récepteur transforme cette énergie thermique en énergie électrique stockée dans des supercondensateurs, qui la restituent au moment voulu.
  • À l'échappement, de la même façon, ils restituent l'énergie thermique des gaz d'échappement transformée au préalable en énergie électrique et stockée.

Pour en savoir plus :

Aussi dans la rubrique :

Pièces mécaniques

Sommaire

Moteur et courroies

Fuite d'huile du turbo Cache moteur Clapet anti-retour auto Nettoyer un injecteur Poulie Damper Plaque sandwich Voyant moteur Encrassement du moteur Dump valve Kit hydrogène Réchauffeur de gazole pour voiture Mon véhicule sur-consomme : 7 choses à vérifier Injection directe à rampe commune Courroie de direction Additif moteur Poussoir hydraulique Ralenti instable Injection indirecte Pannes de volant moteur Capteur PMH Changer un filtre à huile Pompe à eau pour voiture Radiateur de refroidissement du moteur Claquement moteur Cache-culbuteurs Filtre à huile Huile de moteur Silent bloc moteur Pompe à injection Changement de moteur Chaîne de distribution Ma voiture sent l'essence, que faire ? Bas moteur Problèmes de démarrage à chaud du moteur Boitier additionnel pour diesel Relais de préchauffage Turbocompresseur à géométrie variable (TGV) Fuite de l'injecteur Nettoyant moteur Additif d'huile pour moteur Augmentation de la puissance moteur Injection mécanique Surfaçage de culasse Fuite de la pompe à injection Changer une bobine d'allumage moteur Panne d'essence, que faire ? Calculateurs de moteur pour voiture Électrovanne pneumatique Capteur de pression de suralimentation (MAP) Injecteur qui claque Changer un filtre à essence Avance à l'allumage Changer une pompe à eau Soupapes du moteur Support moteur Pression d'huile moteur insuffisante Problèmes d'injecteur Changer une courroie de distribution Pompe tandem Piston forgé Actuateur de ralenti Électrovanne de turbocompresseur Pastille de sablage Durite de refroidissement Fuite de gasoil Bruit de la courroie de distribution Consommation anormale d'huile moteur Kit éthanol Boîtier de servitude moteur (BSM) Puce électronique pour moteur Segmentation d'un moteur Capteur de position d'arbre à cames Augmenter la pression d'un turbo Rupture de la courroie de distribution Nettoyage d'injecteur aux ultrasons Comment régler les soupapes d'une voiture Indice de viscosité d'une huile de moteur Récupérateur d'huile Défaut d'étanchéité du moteur Poulie de déphasage Reprogrammation du moteur essence Nettoyer un turbo Compte-tours de voiture Surchauffe du moteur Culbuteur Courroie de distribution Erreur de carburant, que faire ? Turbo grippé Frein moteur Reprogrammation du moteur Décalaminage Rupteur de voiture Anti-fuite de joint de culasse Couple moteur Préparation moteur Panne de gasoil, que faire ? Turbocompresseur électrique Volant moteur allégé Pompe de gavage Couler une bielle Coussinet de bielle Voyant de pression d'huile du moteur Capteur de cliquetis Volant moteur Turbo qui siffle Injection directe