Réponse rapide
Pour calculer l'autonomie batterie, multipliez les wattheures (Wh) totaux de votre batterie par sa profondeur de décharge sûre (DoD) et par le rendement de votre onduleur, puis divisez par la puissance de fonctionnement de l'appareil en watts. La formule est : Autonomie (heures) = (Wh nominaux de la batterie × DoD × Rendement onduleur) ÷ Watts de l'appareil. Par exemple, une batterie lithium de 1 000 Wh (100 % DoD) passant par un onduleur à 85 % de rendement alimentera un ordinateur portable de 100 W pendant environ 8,5 heures.
Définir les variables
Avant de faire le calcul, vous devez comprendre les quatre chiffres qui déterminent la durée réelle de votre batterie :
- Capacité nominale de la batterie (Wh) : C'est l'énergie totale stockée. Si la batterie est notée en ampères-heures (Ah), multipliez Ah par la tension de la batterie (V) pour obtenir les Wh (ex. : 12 V × 100 Ah = 1 200 Wh).
- Profondeur de décharge (DoD) : Vous ne pouvez pas vider la plupart des batteries à zéro sans les endommager. Les batteries plomb-acide ont généralement une DoD utilisable de 50 %, tandis que les batteries lithium fer phosphate (LiFePO4) autorisent en toute sécurité 80 % à 100 % de DoD.
- Rendement de l'onduleur : Les batteries stockent du courant continu (CC), mais la plupart des appareils ménagers nécessitent du courant alternatif (CA). L'onduleur qui convertit le CC en CA consomme de l'énergie dans le processus, perdant typiquement 10 % à 15 % (soit un rendement de 85 % à 90 %).
- Puissance de fonctionnement de l'appareil (watts) : C'est la puissance continue que consomme l'appareil. Attention à ne pas utiliser les « watts de démarrage » (surge) pour le calcul d'autonomie, car les pics ne durent que quelques secondes.
Ce que la plupart des estimations d'autonomie oublient
De nombreux calculateurs basiques divisent simplement la capacité totale de la batterie par la puissance de l'appareil. Cette approche vous laissera dans le noir car elle ignore la physique du monde réel :
- Consommation à vide de l'onduleur : Même lorsque vos appareils sont éteints, un onduleur laissé sous tension consomme une petite quantité d'énergie (souvent 10 W à 50 W) juste pour rester actif. Sur 24 heures, cette « consommation fantôme » peut vider complètement une petite batterie.
- Loi de Peukert (plomb-acide) : Si vous tirez de l'énergie très rapidement d'une batterie plomb-acide, sa capacité effective diminue. Une batterie plomb-acide de 100 Ah déchargée en 20 heures fournira beaucoup plus d'énergie totale que la même batterie déchargée en 2 heures.
- Dégradation par la température : Les batteries exposées au gel (en dessous de 0 °C) peuvent perdre temporairement 20 % à 50 % de leur capacité utilisable.
- Cycles vs charges continues : Un réfrigérateur de 1 000 W ne fonctionne pas en continu. Il alterne marche et arrêt, ce qui signifie que sa consommation horaire moyenne peut n'être que de 150 W à 200 W.
Tableau de référence d'autonomie batterie
Le tableau ci-dessous présente des autonomies estimées pour des appareils courants, basées sur une batterie LiFePO4 standard 12 V 200 Ah (2 400 Wh nominaux).
Hypothèses : 90 % de DoD utilisable (2 160 Wh), 85 % de rendement onduleur. Énergie utilisable totale = 1 836 Wh.
| Charge de l'appareil | Puissance de fonctionnement | Autonomie estimée |
|---|---|---|
| Routeur Wi-Fi + lampe LED | 30 W | 61,2 heures |
| Appareil CPAP (chauffage désactivé) | 40 W | 45,9 heures |
| Charge d'ordinateur portable | 65 W | 28,2 heures |
| Téléviseur LCD (55 pouces) | 120 W | 15,3 heures |
| Réfrigérateur grande taille (moyenne) | 150 W | 12,2 heures |
| Radiateur d'appoint portable (faible) | 750 W | 2,4 heures |
| Four à micro-ondes | 1 200 W | 1,5 heures |
Exemple détaillé
Passons en revue un calcul réaliste, étape par étape.
Scénario : Vous disposez d'une batterie plomb-acide AGM 24 V 100 Ah et vous souhaitez alimenter une configuration d'ordinateur de bureau de 200 W pendant une coupure de courant. Votre onduleur a un rendement de 88 %.
Étape 1 : Calculer les wattheures nominaux
24 volts × 100 ampères-heures = 2 400 Wh
Étape 2 : Appliquer la profondeur de décharge sûre (DoD)
Comme il s'agit d'une batterie plomb-acide AGM, la décharger régulièrement en dessous de 50 % réduira considérablement sa durée de vie.
2 400 Wh × 0,50 (DoD) = 1 200 Wh utilisables
Étape 3 : Appliquer le rendement de l'onduleur
L'onduleur perd 12 % de la puissance lors de la conversion CC vers CA.
1 200 Wh utilisables × 0,88 (rendement) = 1 056 Wh effectifs
Étape 4 : Calculer l'autonomie finale
Divisez les wattheures effectifs par la puissance de fonctionnement de l'appareil.
1 056 Wh effectifs ÷ 200 watts = 5,28 heures
Résultat : Votre ordinateur fonctionnera environ 5 heures et 15 minutes avant que la batterie n'atteigne sa limite de décharge sûre à 50 %.
Liste de contrôle pratique pour dimensionner votre batterie
Avant d'acheter une batterie ou de compter sur elle en cas d'urgence, suivez ces étapes :
- Lisez la plaque signalétique : Vérifiez la puissance exacte au dos de votre appareil. Si seuls les ampères et les volts sont indiqués (p. ex. sur un appareil 230 V), multipliez-les (ampères × volts = watts).
- Vérifiez la chimie de la batterie : Confirmez si vous avez du plomb-acide (50 % DoD) ou du lithium (80–100 % DoD).
- Prévoyez le pic de démarrage : Assurez-vous que la puissance crête de votre onduleur peut gérer le pic de démarrage des appareils à moteur (comme les réfrigérateurs ou les pompes), même si la puissance de fonctionnement est faible.
- Utilisez un calculateur : Pour des scénarios multi-appareils, utilisez le calculateur WattSizing pour modéliser votre profil de charge quotidien.
FAQ
Pourquoi ma batterie se décharge-t-elle plus vite que le calcul ne le suggère ?
Les causes les plus fréquentes sont la consommation à vide de l'onduleur (qui consomme de l'énergie 24 h/24 s'il reste allumé), les basses températures qui réduisent la capacité de la batterie, ou des appareils qui tirent plus de puissance que ce qu'indique leur plaque signalétique avec l'âge.
Puis-je faire tourner un radiateur de 1 500 W sur une batterie de 1 000 Wh ?
Techniquement oui, mais seulement pendant environ 30 à 40 minutes. Les appareils à forte consommation comme les radiateurs d'appoint vident les petites batteries incroyablement vite et peuvent déclencher la coupure de sécurité interne de la batterie si le taux de décharge est trop élevé.
Dois-je utiliser les watts de démarrage ou de fonctionnement pour ce calcul ?
Utilisez toujours les watts de fonctionnement pour calculer l'autonomie. Les watts de démarrage (surge) ne durent que 1 à 3 secondes lorsqu'un moteur s'enclenche. Cependant, votre onduleur doit être dimensionné pour supporter ce bref pic de démarrage.
Comment calculer l'autonomie d'un appareil 12 V CC ?
Si vous branchez un appareil 12 V directement sur une batterie 12 V (comme une glacière 12 V), vous pouvez ignorer l'étape du rendement de l'onduleur. La formule devient simplement : (Wh nominaux × DoD) ÷ Watts de l'appareil.
Sources
- U.S. Department of Energy – Stockage par batterie pour les foyers
- National Renewable Energy Laboratory (NREL) – Durée de vie et dégradation des batteries
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