Piles et Accumulateurs (revue Fabien)

 

À qui s'adresse cette fiche ?	Cette fiche s'adresse principalement aux concepteurs, architectes
Quand l'utiliser ?	Elle est à utiliser au moment du choix d'une technologie d'accumulateur pour l'application lorsque les contraintes de mise on œuvre, la densité de puissance et la densité d'énergie sont connues.
Objet	• Décrire les différentes technologies de piles et accumulateurs • Présenter les principaux enjeux environnementaux sur l'ensemble du cycle de vie et les principaux leviers d’éco-conception afin d'orienter les choix technologiques.

 

1. Les enjeux environnementaux des piles et accumulateurs 

Sur certains produits électroniques de petites tailles (capteurs IoT, détecteurs, télécommandes...), la pile ou la batterie peut représenter plus de la moitié des impacts du produit fini en cycle de vie, selon sa masse, sa technologie et le nombre de remplacements au cours de la durée de vie. Réduire les besoins énergétiques est donc un levier majeur : une consommation plus faible permet souvent de diminuer la capacité de stockage, d'espacer les remplacements ou d'envisager des solutions de récupération d'énergie.

La batterie représente souvent :

• -          une forte concentration de matériaux ;
• -          des procédés de fabrication énergivores ;
• -          une masse importante par rapport au reste du produit.

Plus le produit est petit, plus la batterie représente une part importante de son impact.

Les principaux enjeux des piles et accumulateurs proviennent de :

·       La consommation de ressources dont certaines sont critiques (Lithium, Cobalt, Nickel, Manganèse, Graphite, Zinc)

·       La consommation énergétique relative aux étapes de production et aux recharges successives (notamment pour les piles et batteries rechargeables)

·       La durée de vie, la maintenance et la gestion en fin de vie lié aux remplacements sur toute la durée de vie.

2. Comment choisir la meilleure technologie de pile et d’accumulateur ?

Le choix d'une technologie de pile ou d'accumulateur ne doit pas être guidé uniquement par la capacité énergétique ou le coût. Il résulte d'un compromis entre les besoins fonctionnels du système, les contraintes d'utilisation et les objectifs d'éco-conception.

Le choix de la technologie influence directement :

• ü  les performances du système (autonomie, puissance, sécurité) ;
• ü  les impacts environnementaux liés à la fabrication, à l'utilisation et à la fin de vie ;
• ü  les besoins de maintenance 
• ü  la durée de vie globale du produit.

Avant de sélectionner une technologie, il est recommandé de caractériser précisément le besoin :

Critère à analyser	Questions à se poser	Impact sur le choix de la technologie
Fréquence d'utilisation	Le produit est-il utilisé quotidiennement, occasionnellement ou uniquement en secours ?	Oriente vers une batterie rechargeable ou une pile primaire.
Autonomie attendue	Quelle autonomie est nécessaire entre deux recharges ou remplacements ?	Conditionne la capacité et la technologie de stockage.
Durée de vie du produit	La technologie de stockage d’énergie devra-t-elle durer aussi longtemps que le produit ?	Oriente vers des technologies à longue durée de vie (LiFePO₄, supercondensateur, etc.).
Nombre de cycles attendu	Combien de cycles de charge/décharge sont prévus pendant la durée de vie ?	Oriente vers les technologies les plus adaptées au cyclage afin de résister et éviter les pannes ou besoins de maintenance curative
Puissance demandée	Le système présente-t-il des appels de courant importants ?	Oriente vers des technologies capables de délivrer de fortes puissances instantanées.
Temps de stockage	Le produit peut-il rester plusieurs années sans être utilisé ?	Oriente vers des technologies à faible autodécharge (piles lithium, certaines piles primaires).
Maintenance	Le remplacement ou la recharge sont-ils facilement réalisables ?	Oriente vers des technologies rechargeables ou des piles lorsque la maintenance est difficile. Influence la conception mécanique et l’assemblage pour faciliter l’accès à la technologie.
Conditions d'utilisation	Température, humidité, vibrations, sécurité, réglementation ?	Certaines technologies sont plus robustes ou plus sûres selon les environnements.
Encombrement et masse	Existe-t-il des contraintes de volume ou de poids ?	Oriente vers des technologies à forte densité énergétique.

En synthèse :

• Privilégier une batterie rechargeable lorsque le produit est utilisé régulièrement.
• Réserver les piles aux produits à très faible consommation ou utilisés exceptionnellement (détecteurs, dispositifs de secours, capteurs longue autonomie).
• Choisir une technologie dont la durée de vie est cohérente avec celle du produit afin d'éviter les remplacements prématurés.
• Ou, a minima, penser le système pour faciliter l’accès, le démontage, la réparation et le remplacement de la technologie
• Réduire la consommation du système avant d'augmenter la capacité de stockage.
• Étudier les architectures hybrides (récupération d'énergie + batterie ou supercondensateur) lorsque cela permet de diminuer les cycles de charge et les besoins de maintenance.

Les erreurs de conception les plus fréquentes :

• ·       Surdimensionner la batterie pour compenser une consommation excessive de l’appareil (lié à l’architecture et à la partie logicielle).
• ·       Optimiser uniquement la capacité énergétique sans considérer le profil réel de consommation.
• ·       Négliger les conditions d'utilisation (température, humidité, vibrations).
• ·       Sélectionner des piles jetables pour un produit utilisé quotidiennement.
• ·       Choisir une batterie rechargeable pour un produit avec un faible taux d’usage et totalement inactif.
• ·       Utiliser une batterie dont la durée de vie est inférieure à celle du produit sans prévoir son remplacement.
• ·       Ou l’inverse, utiliser une batterie qui aura une durée de vie supérieure au produit sans prévoir un reconditionnement
• ·       Rendre la batterie inaccessible alors que son remplacement est prévisible
• ·       Ne pas envisager de solution hybride ou une récupération d'énergie surtout lorsque le produit consomme peu et que cela peut réduire les cycles de charges et les besoins de maintenance
• ·       Choisir une technologie uniquement sur son coût d'achat.

3. Panorama des technologies et orientations

Les technologies de piles et accumulateurs sont regroupées en trois familles :

1.      Les piles primaires

2.      Accumulateurs rechargeables

3.      Technologies émergentes

J’ai dû séparer les infos en 2 tableaux (critères techniques et critères environnementaux), ça vaudrait le coup de demander à CLAUDE de réfléchir à une version optimisée

 

 

Panorama selon les critères techniques :

Pile primaires

Technologie	Tension nominale	Densité d'énergie (Wh/kg)	Densité de puissance	Durée de vie sur étagère	Coût moyen	Applications possibles
Alcaline : zinc-dioxyde de manganèse (Zn-MnO2)	1.5V	100-300	moyenne	5-10 ans	faible	applications faibles courants
Zinc-Carbone (Zn-C)	1.5V	40-70	faible	2-3 ans	Très faible	applications faible courant (torche, radio, jeux électroniques)
Chlorure de Zinc (ZnCl2)	1.5V	60-100	Faible à moyenne	3-5 ans	Très bas	Application faible courant : télécommandes, horloge murale
Lithium-Disulfure de Fer (LiFeS2)	1.5V	Haute 250-300	haute	10-20 ans	élevé	Compatible basses températures ; appareils portables médicaux, caméra
Lithium-dioxyde de manganèse (Li-MnO2)	3V	200-300 moyen	moyenne à haute	10 ans minimum	élevé	Équipement portable médical et grand public, systèmes de sécurité
Zinc Oxyde d'argent (Zn-Ag2O)	1.55V	130-160	haute	3-5 ans	Très élevé	montres, calculatrices, aides auditives
Zinc-Air (Zn-O2)	1.4-1.65V	100-300	Faible à moyenne	3-5 ans (si scellée)	Faible à moyen	aides auditives
Lithium–Chlorure de Thionyle (Li–SOCl₂)	3.6V	400–700	Faible à moyen	10-20 ans	Très élevé	Réseaux de capteurs IoT, dispositifs médicaux, militaire
Lithium–Dioxyde de Soufre (Li–SO₂)	2.9V	200–300	élevée	10 ans	élevé	Militaire, spatial
Lithium-Carbone Monofluoré (Li–CFₓ)	3V	250–700	Faible	10-20 ans	élevé	Implants médicaux

 

Accumulateurs rechargeables

Technologie	Tension nominale	Densité d'énergie (Wh/kg)	Densité de puissance	Cycles de charge	Durée de vie sur étagère	Coût moyen	Applications possibles
Nickel-Cadmium (NiCd)	1.2V	40-60	élevée	1000-2000	1-3 ans autodécharge	élevé	Éclairage solaire, de jardin, backup applications critiques
Nickel Métal Hydrure (NiMH)	1.2V	60-120	moyenne	500-1000	1-5 ans, autodécharge importante	moyen	Alternative aux piles AA et AAA, médical, véhicules hybrides
Lithium-ion (Li-ion)	3.6-3.7V	150-250	élevée	500-1500	2-5 ans, faible autodécharge	moyen à élevé	Étendues : téléphone, laptops, véhicules électriques
Lithium Oxyde de Cobalt (LiCoO2)	3.6-3.7V	180-240	moyenne	500-1000	2-5 ans	élevé	Téléphone, laptops, appareils photos
Lithium Fer Phosphate (LiFePO4)	3.2V	90-160	élevée	2000-6000	3-10 ans	moyen	Véhicules électriques, stockage pour solaire
NMC Lithium Nickel Manganèse Cobalt (LiNiMnCoO)	3.6-3.7V	180-250	élevée	1000-2000	2-5 ans	moyen	Véhicules électriques, circuits de puissance
NCA, Lithium Nickel Cobalt	3.6-3.7V	200-260	élevée	1000-1500	2-5 ans	moyen	Véhicules électriques haut de gamme
LMO, Lithium Manganèse Oxyde (LiMn2O4)	3.7-4V	100-150	élevée	500-1000	3-7 ans	moyen	Outils de puissance, équipements médicaux
LTO, Lithium Titanate (Li4Ti5O12)	2.4V	50-80	très élevée	5000-20000	10-20 ans	Très élevé	charge rapide, courant élevé, dispositifs médicaux, robotique
Lithium-Polymère (LiPo)	3.7V	150-250	élevée	500-1000	2-4 ans	moyen à élevé	Drones, électronique portable
Nickel–Zinc (NiZn)	1.6V	100-150	élevée	200-500	1-3 ans	moyen	Remplacement piles AA et AAA, alternative pour le stockage fiable
Batterie au plomb	2V	20-50	moyenne	300-1000	6-12 mois	très bas	Automobile, stockage en backup

 

Technologies émergentes

Technologie	Tension nominale	Densité d'énergie (Wh/kg)	Densité de puissance	Cycles de charge	Durée de vie sur étagère	Coût moyen	Applications possibles
Sodium-ion (Na-ion)	2.3-3V	100-160	moyenne	1000-3000	2-5 ans	faible	Stockage réseau, véhicule électrique, systèmes portables
Batterie à flux RedOx Vanadium	1.3-1.6V	20-50	faible	10000-20000	10-20 ans	élevé	Stockage d'énergie de longue durée (réseau)
SSB, État Solide (Solid State)	3-4.2V	300-500	moyenne à élevée	1000-5000	20 à 30 ans	Très élevé	charge rapide, applications visées dans les véhicules électriques
Silicium-Carbone (Si-C)	3.6-3.7V	250-350	élevée	500-1000	2-4 ans	élevé	charge rapide ; smartphones, véhicules électriques
Paper batteries	1.2-3.6V	20-150	moyenne à élevée	100-5000	2-3 ans (sensible à l'humidité)	très faible	Électronique portable, usage unique, IoT
Bio-Batteries	0.3-1.2V	5-100	moyenne	10-1000	qqs semaines (bactéries), qqs mois (enzymes) 100 ans (bactéries dormantes) (dégradation rapide)	faible	Implants médicaux, bio-capteurs, patch

 

Panorama selon les critères environnementaux et leviers d’éco-conception :

Pile primaires

Techno	Atout environnemental	Point de vigilance environnemental	Leviers d’éco-conception
Alcaline (Zn-MnO₂)	Métaux abondants, filière de collecte mature mature,	Déchet à chaque remplacement, faible densité énergétique (remplacement fréquent) Enjeux de la recyclabilité si pas jeté dans les filières de collecte	Optimiser la consommation du produit pour augmenter la durée de vie de la pile en phase d’usage et de non usage Faciliter le remplacement Envisager les versions de piles rechargeables
Zinc-Carbone (Zn-C)	Peu de matériaux critiques, faible impact de fabrication	Performances limitées, remplacements fréquents Mauvais pour électrolyte acide et faible recyclabilité	Convient pour les appareils très faible consommation utilisés occasionnellement.Préférer une batterie NiMH rechargeable pour les appareils utilisés régulièrement, dont l'impact de fabrication est amorti après quelques dizaines de cycles de recharges.
Chlorure de Zinc (ZnCl₂)	Similaire au Zinc-Carbone avec meilleure capacité	Faible recyclabilité, faible durée de vie	Elles sont un peu plus performantes que les piles Zn-C, et restent un compromis intéressant pour les utilisations faible et moyenne consommation.Pour les utilisation régulières, préférer les piles alcalines ou les batteries rechargeables comme le NiMh.
Lithium-Disulfure de Fer (LiFeS₂)	Excellente densité énergétique, longue durée de stockage, moins de remplacements	Utilisation de lithium (prb ressources), recyclage plus complexe	Réserver aux applications nécessitant une très longue autonomie
Lithium-Dioxyde de Manganèse (Li-MnO₂)	Durée de vie >10 ans Recyclage possible,	Lithium, pile non rechargeable	Optimiser la consommation pour maximiser la durée de vie S’assurer que la durée de vie de la batterie soit similaire à la durée de vie ou entre maintenance du produit
Zinc-Oxyde d'argent (Zn-Ag₂O)	Grande densité d'énergie pour un faible volume. Utilisées sous forme de piles boutons	Utilisation d'argent, coût élevé	Pour les applications très faible consommation, elles peuvent être remplacer par un petit panneau solaire (calculatrices), une pile bouton LMO (montre), une batterie Li-ion rechargeable (instruments de mesure, capteurs) ou une pile Lithium lorsque l'usage d'une batterie est peu adaptée.
Zinc-Air (Zn-O₂)	peu de matériaux critiques Bon recyclage	Durée limitée après activation	Limiter les pertes liées au stockage après ouverture
Lithium-Chlorure de Thionyle (Li-SOCl₂)	Autonomie exceptionnelle (>20 ans), très faible autodécharge	Électrolyte dangereux, non rechargeable	Réserver aux applications sans maintenance
Lithium-Dioxyde de Soufre (Li-SO₂)	Très forte densité d'énergie, très longue durée de stockage (10 ans), faible autodécharge, grande fiabilité, accepte un grande plage de température	Toxique, précautions d'usage	Réserver aux applications critiques pour ses performances et sa grande fiabilité.
Lithium-Carbone Monofluoré (Li-CFₓ)	Très forte densité d'énergie, très longue durée de stockage (10 à 20 ans), très faible autodécharge, grande fiabilité,	Fluor, coût élevé, pile primaire Recyclabilité limitée	Réserver aux applications où l'autonomie est prioritaire

 

Accumulateurs rechargeables

Techno	Atout environnemental	Point de vigilance environnemental	Leviers d’éco-conception
NiCd	Très robuste, longue durée de vie	Cadmium toxique	À remplacer par des alternatives lorsque possible
NiMH	Sans cadmium, bonne recyclabilité	Terres rares, autodécharge relativement élevée	Favoriser les versions faible autodécharge
Li-ion (générique)	Excellente densité énergétique, nombreuses filières	Lithium, cobalt ou nickel selon la chimie	Réduire la capacité, optimiser les cycles, batterie remplaçable
LiCoO₂ (LCO)	Présente une très forte densité d'énergie, une faible auto-décharge, technologie mature	Forte teneur en cobalt, durée de vie moyenne	Réduire la capacité et prolonger la durée de vie
LiFePO₄ (LFP)	Sans cobalt ni nickel, très longue durée de vie, très bonne stabilité thermique, peut fonctionner sur de longues durées (10 à 20ans)	Masse plus importante	À privilégier lorsque le poids n'est pas un enjeux ‘éviter sur les produits embarqués) A privilégier pour les applications contraintes (de température)
NMC	Bon compromis énergie/puissance, bonne densité énergétique, technologie mature	Cobalt et nickel critiques	Réduire la teneur en cobalt, optimiser les cycles
NCA	Très forte densité énergétique, bonne durée de vie, bon rendement énergétique	Impact des matériaux Li, Ni et Co	Réserver aux besoins de forte densité énergétique. Si l'application le permet, peut être remplacée par du LFP ou du NMC
LMO	Bonne sécurité thermique, puissance élevée	Durée de vie plus faible, fabrication énergivore	A réserver pour les application de puissance nécessitant une grande fiabilité. Pour une longue durée de vie préférer LFP, pour une autonomie maximale préférer NMC ou NCA.
LTO	Durée de vie exceptionnelle, recharge très rapide, grand nombre de cycles de charge/décharge, grande fiabilité	Faible densité énergétique, coût élevé, recyclage moins mature	À privilégier lorsque la longévité prime, pour les applications intensives  nécessitant une grande fiabilité,
LiPo	Très légère, formes variées, faible autodécharge, forte puissance instantanée	Vieillissement plus rapide Impacte de l'extraction du Li	Éviter le surdimensionnement, protéger les cellules, limiter les températures élevées
NiZn	Sans cadmium, Matériaux courants, bonne densité de puissance, tension nominale proche de celle des piles alalines	Durée de vie limitée	Réserver aux applications nécessitant 1,6 V
Plomb	Recyclabilité	Masse importante, plomb toxique	Maximiser la durée de vie, assurer le recyclage

 

Technologies émergentes

Techno	Atout environnemental	Point de vigilance environnemental	Leviers d’éco-conception
Sodium-ion	Pas de lithium, sodium abondant, faible pression sur les ressources critiques	Densité énergétique et performances encore limitée, durée de vie variable suivant la chimie	À privilégier lorsque le poids et le volume ne sont pas critiques, une durée de vie longue est recherchée
Batterie RedOx Vanadium	Très longue durée de vie, composants remplaçables Recyclable	Faible densité énergétique, encombrement, utilisation du vanadium	Réserver aux installations stationnaires (stockage de réseau électrique et installations industrielles)
Solid State (SSB)	Sécurité accrue, potentiel de densité énergétique élevée	Technologie encore en développement	Suivre la maturité industrielle
Silicium-Carbone (Si-C)	Potentiellement une plus forte capacité de stockage que le graphite, compatible avec les applications du Lithium	Durabilité encore en amélioration, procédés de fabrication complexes,	Optimiser les cycles de charge, encore au début de son déploiement industriel
Paper Batteries	Faible masse, nécessite une faible quantité de matériaux actifs    Support = cellulose, mais contiennent des composés chimiques	Très faible maturité, durée de vien encore limitée	Réserver aux applications spécifiques
Bio-Batteries	Potentiel de matériaux renouvelables et biodégradables   Faible toxicité	Faible puissance, maturité très faible	Suivre les développements technologiques

 

J’ai du mal à rédiger une synthèse …

 

 

 

 

 

 

IlluIllustration des impacts environnementaux pour des applications IoT

Un ACV a été réalisé sur 3 technologies standards : une pile LiMnO2, une batterie NiMH et une batterie LiFePO4.

Cette ACV a été réalisée pour répondre au service rendu suivant (Unité fonctionnelle) : XXXXXXXXXXXXX à compléter Didier ou Lucas

1.      Pile Lithium Manganèse Dioxyde (LiMnO2) : cette technologie est utilisée dans les systèmes très faible puissance mais qui nécessitent une alimentation sur des durées longues comme les centrales d'alarme.

Un exemple est la pile bouton référence CR2477X-HE de Murata :

Référence : CR2477X-HE Tension nominale : 3V Capacité nominale : 1000mAh Courant continu de décharge : ≤ 1mA Pulse de courant max : 30mA Format : Diamètre 24.5mm, hauteur 7.7mm Masse : 9.5g Gamme de température : -40 à +85°C

2.      Batterie Nickel Métal Hydrure (NiMH) : cette technologie est utilisée par exemple dans les équipements médicaux portables pour son aspect de sécurité intrinsèque. Un exemple est la batterie rechargeable référence 5030992 de Ansmann :

Référence : 5030992 (blister de 2 batteries) Tension nominale : 1.2V Tension de charge maximale : 1.5V Capacité nominale : 2100mAh Courant continu de décharge maximal : 5000mA Courant de charge : Charge standard : 210mA Charge rapide : 600mA Charge très rapide : 2100mA Self discharge : ≤ 20% après une année Cycles de charges : > 500 Format : AA, Diamètre 14.4mm, hauteur 50.5mm Masse : 28g Gamme de température : Charge standard : 0 à +45°C Charge rapide : 10 à +40°C Décharge (<1C) : -20 à +65°C Décharge (≥1C) : 0 à +45°C

3.      Batterie Lithium Fer Phosphate (LiFePO4) : cette technologie est utilisée par exemple dans un système IoT externe avec recharge solaire pour sa sécurité, sa durée de vie longue et sa stabilité en température. Un exemple est la batterie au format 18650, référence ACL9011 de ENIX Energies :

Référence : ACL9011 Tension nominale : 3.2V Tension de charge : 3.65V Tension minimale de décharge : 2.5V Capacité nominale : 1550mAh Courant continu de décharge maximal : 4500mA Courant de pointe maximal : 10A Courant de charge : Charge standard : 750mA Charge rapide : 1500mA Self discharge : ≤ 20% après une année Cycles de charges : > 2000 Format : 18650, Diamètre 18.2mm, hauteur 64.8mm Masse : 42g Gamme de température : Charge standard : 0 à +55°C Décharge : -20 à +60°C

 

Résultats d'ACV

Pour ces trois batteries, une quantification des impacts environnementaux a été réalisée en se basant sur les données d'EcoInvent.

Les indicateurs sélectionnés sont ceux qui représentent plus de 5 % de l'impact en score unique (EF 3.1).

Indicateur	Pile LiMn2O4	Batterie NiMh	Cellule LFP
Changement climatique (gCO2eq)	154	805	617
Utilisation des ressources (kg Sbeq)	1,13E-05	3,60E-05	5,11E-05

Résultats relatifs :

A retenir :

Pile Lithium Manganèse Dioxyde (LiMnO2 attention pas même nom dans les graphiques) semble être la pile la moins impactante des trois technologies, XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX à compléter Didier et Lucas

 

Synthèse : comment choisir la technologie dans une démarche d’éco-conception ?

 

Le choix d'une pile ou d'un accumulateur constitue une décision d'architecture majeure dans la conception d'un équipement électrique ou électronique. Au-delà des seules performances techniques (autonomie, puissance, masse ou encombrement), il conditionne une part importante des impacts environnementaux du produit tout au long de son cycle de vie : consommation de ressources, émissions liées à la fabrication, maintenance, durée de vie et fin de vie.

Il n'existe pas de technologie universellement meilleure qu'une autre. La solution la plus pertinente est celle qui répond au besoin fonctionnel avec le minimum de ressources mobilisées et les impacts environnementaux les plus faibles sur l'ensemble du cycle de vie.

La démarche d'éco-conception consiste ainsi à rechercher le meilleur compromis entre les performances techniques attendues, les contraintes d'usage, les exigences économiques et les objectifs environnementaux.

 

Avant même de comparer les différentes technologies de stockage, deux principes fondamentaux doivent guider la conception dès lka phase de cadrage et du besoin du projet (cf. fiche générale alimentation):

• Réduire les besoins énergétiques du système afin de limiter la capacité de stockage nécessaire, voire de supprimer complètement le recours à une batterie ou à une pile.
• Privilégier une alimentation directe (secteur, alimentation externe, récupération d'énergie) lorsque cela est techniquement possible, afin de limiter les impacts liés au stockage de l'énergie.

 

Une fois ces principes appliqués, cinq leviers d'éco-conception permettent d'orienter le choix de la technologie la plus pertinente.

1. Choisir une technologie adaptée au profil réel d'utilisation

Le choix de la technologie doit être cohérent avec les conditions réelles d'utilisation du produit (fréquence d'utilisation, autonomie recherchée, puissance appelée, durée de stockage, contraintes de maintenance...). Une technologie performante mais inadaptée au profil d'usage peut conduire à un surdimensionnement, à un vieillissement prématuré ou à des impacts environnementaux inutiles.

2. Dimensionner la capacité de stockage au plus juste

Le dimensionnement doit être réalisé à partir du profil réel d'utilisation et non du scénario le plus défavorable lorsqu'il est peu représentatif. Un stockage surdimensionné mobilise davantage de matières premières, augmente la masse, le coût et les impacts de fabrication sans améliorer significativement le service rendu.

3. Étudier les architectures hybrides

L'association de plusieurs technologies (secteur et batterie de secours, récupération d'énergie et supercondensateur, batterie et supercondensateur, etc.) permet souvent d'obtenir un meilleur compromis entre performances techniques, durée de vie et impacts environnementaux. Les solutions hybrides peuvent notamment réduire la capacité de stockage nécessaire, limiter les cycles de charge et prolonger la durée de vie des composants.

4. Adapter la durée de vie de la source d'énergie à celle du produit

La technologie retenue doit présenter une durée de vie compatible avec celle du produit. Lorsque la source d'énergie a une durée de vie plus courte, son remplacement doit être anticipé dès la conception afin d'éviter le renouvellement prématuré de l'équipement complet.

5. Concevoir pour la maintenance et la fin de vie

L'accès à la pile ou à l'accumulateur, son démontage, son remplacement et sa séparation des autres composants doivent être facilités dès la phase de conception. Cette approche améliore la réparabilité, favorise le recyclage des matériaux et contribue à prolonger la durée de vie du produit.

 

 

  4.   Check list d’éco-conception

Cette check-list reprend les points abordés dans la présente fiche. Elle permet de vérifier que les bonnes questions ont été posées avant le choix de la technologie de stockage.

 

N°	Axe d'éco-conception	Recommandation	Lien vers la source	Priorité
1	Choix des matériaux	La technologie choisie contient-elle des matériaux critiques ou en tension d'approvisionnement (Li, Co, Ni, Cd, Pb) ? Si oui, une technologie alternative à matériaux plus abondants (Na-ion, Zn-air, Zn-MnO₂ alcaline) a-t-elle été évaluée ?	§1 Tableau piles — §2 Tableau batteries	Haute
2	Choix des matériaux	La technologie choisie contient-elle des composés toxiques ou dangereux (Cd dans NiCd, SOCl₂ dans Li-SOCl₂, SO₂ dans Li-SO₂, Fluor dans Li-CFₓ) ? Si oui, une alternative moins dangereuse a-t-elle été étudiée ?	§1 Tableau piles — §2 Tableau batteries	Haute
3	Consommation énergie	La technologie de stockage est-elle adaptée au profil réel d'utilisation (usage quotidien, occasionnel, secours, longue veille) ?   Exemple, pour les applications à faible consommation et peu accessibles (IoT, Beacon, capteurs), une pile non rechargeable à haute densité d'énergie (ex. Li-MnO₂ : 200-300 Wh/kg, Li-SOCl₂ : 400-700 Wh/kg) a-t-elle été évaluée en alternative à une batterie rechargeable, afin d'optimiser l'énergie utile sur la durée de vie ?	§1 Piles non rechargeables	Moyenne
4	Consommation énergie	L'autodécharge de la batterie choisie est-elle compatible avec le profil d'usage (veille longue durée) ? NiCd et NiMH ont une autodécharge élevée (pertes en veille) ; Li-ion et LiFePO₄ ont une faible autodécharge.	§2 Tableau batteries	Moyenne
5	Allongement durée de vie	Pour une batterie rechargeable, le nombre de cycles de charge a-t-il été mis en regard de la durée de vie attendue du produit ? LiFePO₄ (2000-6000 cycles) et LTO (5000-20000 cycles) permettent de couvrir des durées de vie produit de 10 ans et plus sans remplacement de batterie.	§2 Tableau batteries	Haute
6	Allongement durée de vie	La durée de vie de la pile ou de l'accumulateur est-elle cohérente avec celle du produit ? (compatibilité avec les cycles de stockage et d'usage prévus /  (ex. Zn-C : 2-3 ans — risque de remplacement précoce ; Li-MnO₂ : 10 ans et plus.)	§1 Tableau piles	Moyenne
7	Allongement durée de vie	Le remplacement ou la maintenance sont-ils prévus lorsque sa durée de vie est inférieure à celle du produit ?
8	Allongement durée de vie	Les technologies à très faible densité d'énergie et courte durée de vie (Zn-C : 40-70 Wh/kg, 2-3 ans ; Plomb : 20-50 Wh/kg) ont-elles été écartées au profit de technologies plus performantes, sauf contrainte de coût ou d'application dûment justifiée ?	§1 Tableau piles — §2 Tableau batteries	Basse
9	Fin de vie	La technologie choisie est-elle recyclable dans les filières disponibles ? (ex. Pb : bien recyclé ; Zn-Ag₂O : recyclé pour l'argent ; Zn-Air : bon recyclage ; Li-MnO₂ : recyclage possible ; Zn-C et Li-CFₓ : recyclabilité faible à nulle.)	§1 Tableau piles — §2 Tableau batteries	Haute
10	Fin de vie	En cas de technologie difficilement recyclable ou contenant des composés toxiques (Li-SOCl₂, Li-SO₂, Li-CFₓ), une filière de traitement spécifique a-t-elle été identifiée et intégrée dans les instructions de fin de vie du produit ?	§1 Tableau piles	Haute
11	Fin de vie	La fin de vie (démontage, séparation, recyclage) de la pile ou de l'accumulateur a-t-elle été prise en compte dès la conception ?		Haute