Dans le monde dégradé qui se dessine, avec moins de ressources et moins de mondialisation, avec une incontournable décroissance de nos possibilités, l’avenir est aux solutions les plus simples, aux technologies appropriées et joyeuses.
Le problème actuel de la mobilité électrique, de l’équipement électrique portable, ce sont les batteries. On ne sait pas encore faire de batteries qui ne soient pas extrêmement couteuses en énergie, en ressources, en destructions environnementales et sociales. Taper “enfants Coltan” dans un moteur de recherche pour comprendre le problème.
En RDC, les enfants du Coltan, non scolarisés, au travail pour nos smartphones à partir de l’age de 5 ans.
Sans révolution dans ce domaine, révolution vers des batteries propres, il n’est pas possible de rester avec des systèmes sur batterie. L’idéal, pour être autonome, pour ne pas utiliser le réseau électrique nucléarisé ou carboné, serait d’utiliser de la production photovoltaïque propre (on nous promet un sourçage bien plus écologique avec les panneaux à pérovskites sur le point d’être commercialisés) mais sans système de stockage. Sans batteries. On reviendrait au fil. Connexion directe entre le panneau solaire et l’outil.
Nous allons montrer dans ces deux articles que des petits et gros usages de technologies électriques pourraient bénéficier du courant de panneaux photovoltaïques, sans système de stockage. On ne travaillerait avec ces machines que pendant les heures ensoleillées. Travailler en solaire direct.
On sait le faire avec les systèmes électriques travaillant en courant continu. En alternatif, c’est très complexe.
Dans le premier exemple nous montrerons comment l’artisanat, le bricolage, les métiers du bâtiment, la production à petite échelle peuvent s’imaginer sans réseau électrique et sans batteries, mais avec du photovoltaïque et du soleil. On peut même alimenter des ordinateurs et des imprimantes. Dans le deuxième article, nous montrerons l’application de ces principes à l’agriculture, grosse gourmande en énergie, et sans solutions idéales, hormis traction animale, face à la fin du pétrole en cours.
Les outils sans fil en solaire direct
De nombreux métiers utilisent des outils sans fil, par exemple dans la diversité des métiers du bâtiment, dans le jardinage, la mécanique ou la menuiserie.
Regardez un chantier s’agiter et vous verrez des dizaines de machines sans fil. Toutes ces machines utilisent du courant continu, fourni aujourd’hui par de couteuses et écologiquement désastreuses batteries Lithium. Tous ces outils pourraient fonctionner sans batteries, en filaire, avec du solaire direct. Voici la procédure avec du matériel de récupération:
Récupérons une scie sauteuse électrique professionnelle sans fil 18 volts. Un vieux modèle avec des batteries Nickel-Cadmium, batteries peu performantes, peu durables et chères. Aucun professionnel ayant connu le Lithium ne veut les conserver, ni renouveler les batteries, alors que ce sont d’excellents outils. Ces gammes d’outils ne pèchent que par leur batteries. On trouve ces matériels, avec ou sans batterie, en occasion, recyclerie ou récupération à très bas coût, jusqu’à un dixième de leur coût d’origine.
Tuto
Commençons par dissocier une batterie hors service (photo centrale), ne gardant que le boitier supérieur et son connecteur. Amenons les cellules NiCD au recyclage. Soudons deux fils sur le connecteur et re-associons-le au boitier supérieur (photo de droite).
Le tour est joué. De plus l’outil est devenu plus léger de presque un kilo.
Prenons deux panneaux photovoltaïques de 350 w ou plus, moins de 100 euros-pièce, en neuf, 80 euros en occase ( prix 2024) . Sur le modèle ci-dessous, la tension à vide est autour de 32V. Un peu élevé, mais cela ira.
Branchons les panneaux en parallèle pour augmenter l’intensité (la puissance disponible) sans augmenter cette tension.
Branchons notre scie: fonctionnement parfait malgré une tension un peu élevée (heureusement, elle chute à environ 24 volts en charge). Mais les moteurs à courant continu sont parfaitement capables d’accepter des tensions plus grandes, si on ne les fait pas trop chauffer.
Le copeau débite à fond. Des heures de travail quotidien en autonomie, sans consommer d’énergie carbonée ou nucléarisée. Sans batteries. Pas besoin d’organe de sécurité sur ces basses tensions.
Si l’on veut une tension parfaitement régulée correspondant aux gammes d’outils sans fil (7,2V, 9,6V, 12V, 14V, 18V, 20V, 24V, 36V, 40V), il faut transformer la tension avec un transformateur ou un convertisseur de tension. Convertisseur Step-Up ou Boost pour élever la tension. Convertisseur Step-Down pour abaisser la tension. Certains font les deux et permettront d’utiliser toute la gamme de tensions des outils, quelle que soit la tension des panneaux.
On peut donc imaginer un atelier complet, en solaire direct, associé à quelques panneaux, en nombre selon la puissance maximale souhaitée (par soleil voilé…), sans accès au réseau électrique. L’abri de jardin, par exemple. Mais aussi le balcon s’il est bien exposé.
Sur de plus gros projets, on peut remplacer tous les moteurs 230V alternatif par des moteurs à courant continu , même sur des puissances supérieures au kilowatt. En gérant bien entendu la partie sécurité de façon très rigoureuse, car le courant continu, à tension égale, est plus dangereux que l’alternatif. Sur de très gros moteurs, on devra associer quelques super-condensateurs pour faire face au pic de courant au démarrage.
Même les ordinateurs, en solaire direct !
Pour finir ce premier volet, voici une autre installation en solaire direct, réalisée en 2016: alimenter deux ordinateurs portables, un atelier Arduino, et une imprimante dans un festival champêtre sans électricité. Dans ce cas, il faut utiliser des ordinateurs ou des imprimantes ayant un boitier d’alimentation externe, ce qui signifie qu’ils sont alimentés en courant continu. On lit la tension nécessaire, inscrite sur ces boitiers, pour configurer les convertisseurs de tension évoqués ci-dessus, qui valent moins de dix euros pièce. Ci dessous, deux panneaux solaires de 200W des années 2000. 4 convertisseurs de tension visés sur un panneau de bois, pour les 5V, 12V, 19,5V, et 21 volts requis par l’informatique.
L’installation sous le regard de la députée écologiste européenne Michèle Rivasi (1953-2023)
On peut ainsi imaginer alimenter toute machine électrique à base de courant continu, ou transformer éventuellement toute machine à base d’alternatif en courant continu. Plus proche des non-bricoleurs, tous les équipements pour l’automobile 12V ou les camions 24V, sont directement compatibles au solaire direct. Tous les objets de notre quotidien qui disposent d’une “alim” ( boitier d’alimentation) sont également utilisables, avec des convertisseurs de tension dédiés.
Dans le monde décroissant auquel nous ne pouvons pas échapper, à cause de la finitude des ressources, l’électricien en solaire direct sera roi.
Mais quand passe un nuage ? Eh bien, on sort un peu, à moins qu’on soit dehors, et on regarde le nuage passer.
NB: le photovoltaïque fonctionne aussi avec un soleil voilé…
