Les Cahiers du RSA Secrets de constructeurs Électricité (1-2-3) - Le magazine des Aviateurs Constructeurs et Restaurateurs d'Aéronefs - Free
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Les Cahiers du RSA
Le magazine des Aviateurs Constructeurs et Restaurateurs d’Aéronefs
Secrets de constructeurs
Électricité (1-2-3)
Hors Série web diffusé sur www.rsafrance.com - Compilation de février 2020
Les Cahiers du RSA 05
Sommaire
Dossier 1 - Septembre 2017
Revue trimestrielle 06 - Introduction
éditée par la 07 - Erreurs courantes
Fédération française 08 - Choisir une batterie
14 - Alimentation du démarreur
des constructeurs et des 16 - Câblage de l’alternateur
collectionneurs d’aéronefs. 18 - Circuit primaire
22 - Câblage aéronautique
Fondateur
24 - Outils spécifiques (partie 1)
Sylvain Badez 26 - Annexes : Intensités pour bilan électrique
Directeur de la publication 27 - Glossaire (1) et fournisseurs
Dominique Simon 28 - Bibliographie (1)
Rédacteur en Chef
Patrick Cottereau 29 Dossier 2 - Décembre 2017
Rédacteur en Chef Adjoint 30 - Introduction
Nicolas Souchon 31 - Borniers de bus
32 - Circuit secondaire
Ont participé à ce numéro : 34 - Interrupteurs & voyants
Dominique Simon, Pascal Teil, 36 - Fusibles et breakers
Gilles Thésée, Michel Suire, 37 - Présentation du Standard Power Panel
Jacques Tertera, Rémi Guerner 38 - Présentation du VP-X
40 - Connecteurs
42 - Outils spécifiques (partie 2)
et les photographes bénévoles. 43 - Compléments
44 - Gestion des volets
Mis en page par la rédaction.
46 - Radio et filtre antiparasites
Fédération RSA 48 - Découverte de l’Arduino
(Réseau du Sport de l’Air) 52 - Bibliographie (2)
46, rue Sauffroy, 75017 Paris 53 Dossier 3 - Décembre 2019
Tél. : 01 42 28 25 54 54 - Choisir son avionique
www.rsafrance.com 59 - Réglementation sur les EFIS
60 - Tableau comparatif
info@rsafrance.com 62 - Spécificités AFS
64 - Spécificités Dynon
Toutes les marques citées sont la propriété de leurs détenteurs respectifs. La Fédération RSA ne peut en
Publicité & articles 66 - Spécificités Garmin
cahiers@rsafrance.com 68 - Spécificités GRT
aucun cas être tenue pour responsable de l’application des pratiques citées dans Les Cahiers du RSA.
70 - Spécificités MGL Les articles et photos proviennent des membres et béné-
72 - Glossaire (2) voles de la Fédération RSA. Vous aussi, vous pouvez par-
Informations sur tager vos informations, savoir-faire et photos d’appa-
www.rsafrance.com En couvertures : photos PC. reils en construction, en restauration, en vol ou au sol.
Revue fédérale envoyée
à tous les membres Vous avez un horizon artificiel ?
de la Fédération RSA.
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40 € /an
Prix au numéro : 12 €
Imprimerie
Handirect
Commission paritaire
62631
ISSN : 0295-9003
Dépot légal
A parution
Hors série web
compilation 2017-2019
Diffusion février 2020 La sécurité se construit chaque jour
Les Cahiers du RSA - Hors Série Février 2020 - 3
Les Cahiers du RSA
Le magazine des Aviateurs Constructeurs et Restaurateurs d’Aéronefs
Secrets de constructeurs
Électricité (1)
Sommaire : Auteurs :
Introduction Patrick Cottereau
Erreurs courantes Jacques Tartera
Batterie
Démarreur
Alternateur
Circuit primaire
Câblage aéronautique
Outils spécifiques
Annexes Les Cahiers du RSA - Hors Série Février 2020 - 5
Dossier Électricité (partie 1)
Introduction
P rès d’une vingtaine d’années s’est
passée depuis que les listes de dif-
fusion aéronautiques évoquaient des
La seconde partie sera consacrée au
circuit secondaire, des breakers aux
équipements électriques, en passant
Nous nous en sommes inspirés car il
est inutile de réinventer la roue.
projets communautaires d’avionique, par les fusibles et le câblage de l’avio- Mettez également en doute ce que
aidés en cela par la puissance gran- nique. vous lirez dans ces articles, au moins
dissante des ordinateurs portables. pour être sûr que ce soit adapté à
Dans les deux cas, des produits inté- votre appareil. Leurs auteurs ne sont
Comme aux débuts de l’informatique grés seront présentés, avec leurs pas des professionnels mais juste des
personnelle, les acteurs actuels du avantages et leurs inconvénients. constructeurs, comme vous, qui se
marché de l’EFIS sont nés à cette sont documentés et ont rencontré des
époque dans des garages. D’autres Afin de guider aussi bien le débutant cas concrets.
sont venus de l’industrie du GPS. En que le constructeur expérimenté qui
15 ans, ils ont changé la façon dont peut avoir besoin d’actualiser ses pra- Ce que nous exprimons ici n’est donc
nous équipons nos appareils. tiques, je vous propose quatre prin- pas forcement adapté à votre projet,
cipes fondateurs. alors prenez le temps de réfléchir !
Que ce soit pour gagner du poids, pour
avoir un tableau de bord complet au Premier principe : Troisième principe :
meilleur prix ou pour disposer d’un pi- Préparer S’outiller
lote automatique, les EFIS sont main-
tenant montés en instruments princi- Le premier principe sur lequel vous Vous découvrirez une grande diversité
paux ou en secours. Ils affichent les devez vous appuyer, est la préparation de prises et cosses de raccordement.
données de gestion du vol, le contrôle car il n’est plus question d’improviser Certaines sont maintenant issues du
du moteur cylindre par cylindre, gèrent ou de s’appuyer sans réfléchir sur des monde de l’électronique et, à cause
les volets ou encore adaptent le trim à plans datant d’il y a plus de 50 ans. de leur petite taille, il faut s’assurer d’y
la vitesse de croisière. raccorder les fils correctement. Inves-
Tous nos appareils sont différents et tir dans des pinces à sertir (crimper)
Le transpondeur a rejoint la radio, avec une conception soigneuse du circuit adaptées, quitte à les louer, est un mal
ou sans le module ADS-B. La tablette électrique permettra de gagner du nécessaire.
tactile vient compléter l’ensemble pour temps lors de la construction ainsi
la navigation et, elle aussi, a besoin qu’en cas de maintenance ou d’évo- Sachez que les outils utilisés en auto-
d’une alimentation... lution. mobile ne sont pas adaptés pour un
usage aéronautique. Les câbles non
L’allumage aussi a subi sa révolution. Faites-le sur papier ou sur votre ordi- plus : pensez à la durée de vie de votre
Issus de la compétition automobile nateur avec Microsoft Visio® ou Power- appareil en regard de celle d’une voi-
ou conçu spécifiquement pour les Point®, ExpressSCH®, Apple Keynote®, ture... 30 à 40 ans contre 10 à 15.
moteurs d’avions, les allumages élec- ou tout autre logiciel avec lequel vous
troniques sont de plus en plus souvent êtes à l’aise. Nous verrons les éléments qui les dif-
envisagés pour une première monte férencient.
ou lorsqu’il faut remplacer une magné- Second principe :
to. On en attend un moteur plus effi- Quatrième principe :
Se renseigner
cace et des économies de carburant.
Vérifier
Il n’est plus question non plus de se
Être d’accord ou pas avec ces évolu-
lancer sans information. Il est néces- Vérifiez tout ce que vous faites : Tirez
tions n’est que de la philosophie. Les
saire de comprendre les types de sur la cosse que vous venez de ser-
faits sont là : nous avons de plus en
câbles, utiliser les outils adaptés, tenir tir, testez les prises que vous venez
plus d’équipements électriques dans
compte de la consommation des équi- de câbler, regardez vos soudures à la
nos machines.
pements, s’informer sur les erreurs loupe et faite auditer vos schémas par
courantes pour éviter de les repro- des pairs...
Appliquer les bonnes pratiques du
duire.
câblage est crucial, non seulement
Il est toujours moins coûteux de pré-
pour alimenter une avionique plus
Mettez en doute ce que vous entendez venir que de griller un équipement mal
complexe, mais aussi pour assurer la
au détour d’un atelier : ça n’est pas raccordé.
sécurité par un bon niveau de redon-
parce que votre voisin a fait un mon-
dance et pour tenir compte de l’aug-
tage qu’il convient à votre machine. Nous espérons que ce dossier vous
mentation de la consommation élec-
Confrontez les idées, lisez, posez sera utile. N’hésitez pas à nous faire
trique embarquée.
des questions et faites preuve de bon part de vos remarques par email et
sens. surtout à initier des discussions sur le
Dans cette première partie, nos abor-
Forum du site www.rsafrance.com.
derons le circuit primaire, c’est-à-dire
Une bibliographie essentielle est four-
de la batterie aux BUS de distribution,
nie en fin de dossier. Elle n’existe
en passant par le démarreur, l’alterna-
qu’en anglais et c’est aussi pour cela Patrick Cottereau
teur et les principes de câblage, puis aero.patrick@cottereau.org
que nous vous proposons ces dos-
enfin les outils associés. Nous y abor-
siers dans la série naissante « Secrets
derons la question des solutions de
de constructeurs ».
redondance.
Toutes les marques citées sont la propriété de leurs détenteurs respectifs. La Fédération RSA ne peut en
aucun cas être tenue pour responsable de l’application des pratiques citées dans Les Cahiers du RSA.
6 - Les Cahiers du RSA - Secrets de constructeurs - Électricité 2017-2019
Les erreurs courantes
P our mettre les choses au clair
dès le début, voici un recueil des
erreurs les plus courantes. Ceci doit
au bon endroit et dans le bon type de
prise.
Utiliser des rondelles
crantées
vous amener à réfléchir à ce que vous Par pitié, n’utilisez pas de pinces à ser- Aucune rondelle crantée ne devrait
êtes en train de faire, voire à repenser tir de type automobile. Elles ne garan- être montée sur un circuit électrique
une installation existante potentielle- tissent pas un sertissage optimal alors pour fixer une cosse.
ment défaillante. qu’une pince à cliquet va vous y ame-
ner à chaque fois. Tout simplement parce que la rondelle
Ne pas estimer crantée n’a pas assez de surface en
la consommation Ne pas soigner les mises contact et va «arquer» comme un
des équipements à la masse poste à soudure, jusqu’à faire chauf-
fer le boulon et mettre le feu à votre
L’alternateur doit être adapté à la C’est évidement aussi important que appareil.
charge totale et protégé comme tel. les circuits d’alimentation. Évitez de
Cela fait partie de la préparation ini- compter sur une structure métallique Privilégiez des rondelles fendues ou
tiale : dessinez vos circuits et reportez- pour faire office de masse. Celle-ci a les écrous indesserrables.
y les consommations. probablement été protégée ou peinte,
ce qui limite son efficacité. Faire comme les copains
Ne pas définir avec soin sans se poser de questions
le type d’usage que vous ferez Par ailleurs, il est vivement recom-
mandé de centraliser l’ensemble des Tous les appareils sont différents, tant
de votre appareil
masses, notamment pour l’avionique. au niveau des équipements, que de
Il s’agit d’éviter les « boucles » de l’usage que l’on en fait.
Allez-vous survoler des zones inhos-
masse qui vont générer des problèmes
pitalières ? Votre moteur est-il entiè-
difficiles à diagnostiquer par la suite. Ne copiez pas sans avoir réfléchi et
rement asservi à un allumage électro-
nique ? discuté.
Enfin, pensez à déconnecter d’abord
la masse sur la batterie lorsque vous Changer pour une batterie plus
Ces questions vous aideront à choisir
voulez déconnecter le positif. Évidem- légère sans en mesurer les
le degré de redondance à prévoir pour
ment l’inverse au remontage. Ca vous
vos Bus de connexion. Faites aussi conséquences
évitera de faire des étincelles par inad-
attention aux points de faiblesse, par
vertance !
exemple un breaker unique pour les Tout en conservant sa capacité à dé-
deux allumages électroniques... ou marrer votre moteur, il s’agit d’évaluer
encore un master relais unique pour Ne pas mettre les bons relais sa capacité à répondre aux besoins
deux Bus sensés être redondant. durant le vol en cas de panne de l’al-
Le master relais est prévu pour un ternateur. De votre batterie dépendra
Dans tous les cas, cherchez la sim- fonctionnement continu alors que le alors votre temps de vol si votre appa-
plicité car, comme aimait à le répéter relais de démarreur est intermittent. reil est « électro-dépendant ».
Bob Nuckolls, fondateur d’AeroElectric Leur conception est différente et adap-
Connection, « tout ce qui peut défaillir tée à ces usages. Ne les mélangez Il s’agit également de recalculer le
le fera un jour ou l’autre ». pas. centrage de l’appareil le cas échéant.
Faites également attention à leurs mo-
Mal dimensionner les fusibles Ne pas utiliser de connecteurs
dalités d’alimentation : le master relais
et disjoncteurs est souvent alimenté par le +12V qu’il pour les câblages reliant
active/désactive, lorsque la borne de des parties pouvant
Ils ont pour fonction principale de pro- être désassemblées
commande est mise à la masse. Le
téger le câblage et non l’équipement
relais de démarreur est lui commandé
qui est au bout. Il faut veiller à adapter Il peut vous arriver de devoir démonter
par une impulsion positive et sa masse
le câble à l’intensité prévue et monter votre appareil et, ce jour là, vous vous
est souvent sur son socle.
la protection correspondante. féliciterez d’avoir prévu des prises sur
Ne pas documenter ni marquer vos câblages.
Ne pas utiliser les bons outils
les câbles pour les identifier
pour sertir les connections Prenez évidemment des connecteurs
En plus des étiquettes, vous pouvez avec détrompeur et à verrouillage
Certaines cosses ne se sertissent pas positif. Ils ne doivent pas pouvoir se
aussi choisir un code couleur pour
comme celles d’une simple voiture et il débrancher à cause des vibrations.
chaque type de câble. Par exemple, le
est crucial d’utiliser les outils adaptés.
vert et jaune pour le signal, rouge pour
le positif, noir pour la masse et blanc Il s’agit là des principales erreurs,
La tailles des cosses est aussi fonc- je suis sûr que vous en trouverez
pour ce que vous voulez (à condition
tion de la taille des fils. Pour mémoire, d’autres...
de les marquer...).
cosses rouges sur des fils de 18 à 22
AWG, les bleues sur des fils de 14 Patrick Cottereau
Reportez les inévitables changements
et 16 et les jaunes de 10 et 12. Uti-
sur le diagramme de votre circuit.
lisez également le bon type de cosse
Les Cahiers du RSA - Hors Série Février 2020 - 7
Choisir une batterie
Batterie
C omme pour beaucoup d’entre
nous, le modèle de batterie préco-
nisé à l’origine pour mon avion n’étant
sagers etc. Il est nécessaire de fixer
fermement la batterie en prenant soin
que la pression exercée par le dispo-
+ HSO4–(aq) + 3H+(aq) +
2e–→PbSO4(s) + 2H2O(l)
plus produit, il a bien fallu que je m’oc- sitif ne vienne exercer une pression La réaction globale peut ainsi être
cupe de son remplacement en restant trop forte qui pourrait la déformer ou, écrite : Pb(s) + PbO2(s) + 2HSO4–
au plus près de la définition d’origine. pire, la fendre. L’usage de cales de (aq) + 2H+(aq)→2PbSO4(s) +
caoutchouc, de bois enduit de paraf- 2H2O(l)
Mais avant, je me dis qu’il ne faut pas fine (celle des confitures de maman)
oublier que la batterie n’est pas néces- ou de peinture à base de goudron est Pour nous: 2PbS04+2H2O+2e=
saire au vol, et que pour une fois qu’il recommandé ! Éloigner le dispositif du Pb+PbO2+2H2SO4+2e
y a un truc qui n’est pas obligatoire, boîtier et empêcher tout déplacement
on aurait peut-être tort de ne pas s’en et éviter les courts-circuits. On sait par ailleurs qu’il y a un déga-
passer. Dans un premier temps, je me gement d’hydrogène à la cathode et
pose donc la question sous la forme Elle doit être ventilée conformément d’oxygène à l’anode, provenant de la
d’un bilan de leur nécessité, au moins aux prescriptions du concepteur et du décomposition de l’eau lorsque la bat-
sur mon ULM. fabriquant de la batterie et surtout ne terie est à pleine charge et qu’on conti-
pas être négligée. Lors des mises en nue à lui envoyer du courant. On sait
La limite réglementaire nous encou- œuvre, un bac avec ventilation forcée aussi que les proportions sont idéales
rage à la chasse au moindre gramme et évacuation est en général la solu- pour se recombiner sous la forme
pour avoir de l’autonomie, alors, pour- tion retenue. Ceci permet de refroidir d’une explosion.
quoi pas ceux-là ? Si le risque de la batterie et d’éviter l’accumulation
démarrer à la main n’est pas pire que des gaz explosifs qu’elle peut générer. On arrêtera donc la charge dès que
de voir son chef d’oeuvre partir en fu- la batterie sera chargée. C’est le rôle
mée, je me pose la question du risque Que l’éventuelle modification de cen- du régulateur. (Photo 2, régulateur
minimum. Des générations de pilotes trage engendré soit compensé et une externe www.BandC.aero).
ont longtemps ignoré les batteries et pesée réalisée pour confirmer.
il est toujours possible de mettre une
éolienne dans le vent relatif pour faire Enfin, que la méthode de Coupe Batte-
fonctionner la radio (voir le bulletin de rie soit adaptée. Celui-ci, sous la forme
liaison du Ménestrel de Jean-Claude d’un Master relais doit être sur le pôle
Afflard) ou d’avoir une radio sur piles. +, au plus près de la batterie. Ne pas
confondre avec les relais de démar-
En application des Méthodes, Tech- reurs qui sont faits pour usage inter-
niques et Pratiques Reconnues selon mittent. (Photo 1 Master relais courant
les circulaires d’information EA8AC du catalogue Aircraft Spruce).
43.1381A et 2A de la FAA, voici ce que Avec ces batteries, les intensités de
j’ai retenu. On peut s’y reporter pour crête acceptées sont importantes
avoir tous les détails (cf. bibliographie même si leur énergie massique est
en fin de dossier). faible, et l’effet mémoire n’est pas sen-
sible pour nous. Ce genre de batterie
J’ai vérifié l’ensemble des items préco- existe avec du gel, ce qui permet de les
nisés pour la batterie : utiliser dans (presque) toutes les posi-
tions, la plus courante actuellement
Que celle-ci soit accessible, on s’en étant l’Odyssey PC680 (7 kg pour 16
serait douté car il faut pouvoir la dépo- AH), qui peut démarrer sans sourciller
ser sans trop de difficulté. un Lycoming de 200 cv. (Photo 3 bat-
Regardons maintenant les types de terie PC680)
Qu’elle soit isolée thermiquement : batteries disponibles pour nos appa-
L’amiante ayant heureusement dis- reils.
paru, on peut utiliser du tissu de silice
pour pots d’échappement, de la laine Les batteries au plomb (Pb)
de roche ou des pares-feux pour cha-
lumeau de plombier, mais il faut laisser Ce sont les plus courantes, tant en
à l’air suffisamment de place pour cir- automobile qu’en aviation. Elles ont
culer On utilise donc des cales. l’avantage de la fiabilité, mais leur
poids peut être rédhibitoire dans cer-
Qu’elle n’interfère pas avec le flux d’air tains cas. Mais que se passe-t-il chimi-
du refroidissement du moteur si elle quement dans une batterie au plomb ?
en partage le compartiment. Tout cela
était prévu. D’après Wikipédia, la réaction
chimique est la suivante : Certaines perdent leurs avantages en
Que sa fixation soit en accord avec • anode (oxydation) : Pb(s) + HSO4– termes de courant de crête lorsqu’elles
la protection des dégâts mécaniques (aq)→PbSO4(s) + H+(aq) + 2e− ne sont pas faites pour un usage de
(résistance aux G et vibrations), la démarrage. Attention donc, de ne pas
• cathode (réduction) : PbO2(s)
protection de la cellule et des pas- utiliser des batteries conçues pour un
8 - Les Cahiers du RSA - Secrets de constructeurs - Électricité 2017-2019
autre usage, éclairage de secours par la batterie. S’ils sont trop sollicités, les film de graisse silicone, elle est plus
exemple. breakers disjonctent. S’il n’y en a pas, propre que la graphitée et donne le
le régulateur fond. Pour peu que cela même résultat. La tension donnée par
En revanche, il en existe pour démar- coule sur le pot d’échappement… le régulateur est de 12,2 V à 14,4 V
rer les avions et ULM. S’agissant de soit environ 13,5 V. Je me méfie des
ces batteries au plomb avec ou sans Si j’avais à le faire avant de brancher chargeurs rapides qui donnent des
gel, il semble qu’il faille éviter que pleins de trucs, je m’assurerais que tensions plus élevées, lire 20V avec
celle-ci soit entièrement vidée sous cela ne va pas les contrarier. Les in- un voltmètre au sortir du chargeur
peine de devoir la remplacer (une bat- dicateurs de tension basse peuvent est courant. Car souvent ce courant
terie de voiture acceptera rarement servir à cela mais il est nécessaire redressé l’est souvent par suppression
plus de dix décharges complètes). Un d’anticiper la consommation électrique de la moitié de la phase. Certains ins-
spécialiste nous a dit : « La décharge avant d’acheter de nouveaux instru- truments risquent de ne pas apprécier.
profonde affecte la durée de vie de ments, et prévoir large.
la batterie. Une batterie «liquide» est Si on peut penser qu’il y a moins de
moins sensible qu’une sol-gel. Si une On nous confirme dans la littérature risque de détériorer les diodes de l’al-
sol-gel, non prévue pour une décharge qu’il ne sert à rien, et qu’il est même ternateur avec une tension de sortie
profonde, en subit trop souvent (dé- néfaste, de poursuivre la charge d’une du chargeur plus basse, ce n’est pas
marrage par grand froid par exemple), batterie. En revanche, il n’est pas sou- une raison pour recharger la batterie
elle verra sa durée de vie rapidement haitable de la laisser se décharger, montée sur l’avion… Même, si l’avion
compromise ». notamment l’hiver. La température où n’est équipé que d’une dynamo, s’en
gèle l’électrolyte est en effet fonction remettre à un pseudo régulateur inté-
La solution serait alors d’utiliser des de la charge. Pour info en dessous de gré dans le chargeur, le tout made in
batteries dites à « décharges pro- -10°C, il vaut mieux que la batterie soit China, devrait inquiéter…
fondes » pour pouvoir utiliser des bat- entièrement chargée si on veut pou-
teries de faible capacité sans devoir voir s’en resservir. Laisser un tel engin sans surveillance,
les changer trop souvent. voire en permanence posé sur l’aile
S’agissant des batteries au plomb, d’un avion en toile et bois ou mieux sur
Un ami utilise une SBS8 pour son Ro- l’électrolyte est de l’acide sulfurique. Il le réservoir d’emplanture, relève pour
tax, il en est satisfait. Il s’agit d’une bat- est « taré » de 28 à 32 degrés baumés. moi de l’inconscience.
terie Powersafe, à cellule simple de 12 C’est pour cela que l’on dit qu’il ne faut
V au Plomb acide et donnant 7 Ah pour pas ajouter d’acide. Seule l’eau s’éva- Lorsque l’incrédulité s’y ajoute, je lais-
un poids 2,7 kg. Avec son faible entre- porant et/ou se transformant en H² et serai d’autres trouver les excuses. Je
tien et sans ajout d’eau nécessaire, O², en ajoutant de l’eau distillée, outre préfère essayer de convaincre. C’est
sa prestation semble convenir pour ce que l’on couvre les plaques, on rétablit rendre service à son auteur que de lui
moteur. (Photo 4 batterie SBS8) le bon pourcentage de dilution environ indiquer le risque car il s’agit de son
1/3 d’acide pur à 66°. avion et sa responsabilité personnelle
est évidemment engagée s’il occa-
A pleine charge, la densité de cet sionne des dégâts. Et en cas d’incen-
acide est de 1,2. Lorsqu’elles ont gelé, die, il y a souvent enquête judiciaire et
les plaques se désagrègent et tombent les enquêteurs sont devenus très forts
au fond, mettant les éléments en pour trouver les origines de ce genre
contact… Une batterie qui ne tient plus de sinistres. Il vaut mieux avoir une
la charge, si elle n’est pas sulfatée, a assurance qui couvre les risques de
souvent ce problème. S’il est illusoire hangar.
de vouloir la recharger dans ce cas,
une opération de la dernière chance Les batteries nickel cadmium
pour en faire une batterie de secours (Ni-Cd)
pour l’atelier peut être tentée, car il est
Je doute qu’il convienne pour le mien assez rapide d’essayer : à peine dix Ces batteries sont plus intéressantes
car l’intensité de pointe serait bien minutes. que celles au plomb, si on oublie la dif-
insuffisante (et j’y tiens à mon clunch férence de coût, car :
canadien). Sans doute par mauvais L’opération consiste, avec gants, lu- • A capacité égale, elles sont plus
esprit, je constate que plus les ins- nettes et vieux pantalon, à retourner
légères.
truments électroniques inondent les la dite batterie dans une cuvette en
• Elles ont un courant de pointe plus
avions, plus les batteries rapetissent. plastique puis à rincer au jet à l’inté-
C’est tant mieux si elles sont plus per- rieur, pas trop près de rosiers, tout de élevé. On peut donc avoir une bat-
formantes en étant plus légères mais, même. Laisser décanter l’électrolyte, terie plus petite.
il faut vérifier qu’elles soient suffi- les composés de plomb étant lourds, • Elles ont donc deux raisons d’être
santes pour l’usage. ils tombent rapidement au fond, re- moins lourdes pour le même ser-
mettre l’électrolyte dans la batterie. Si vice.
J’ai appris que tant que la batterie a elle re fonctionne, elle peut alors servir • Elles sont très fiables et béné-
une tension de 12,5 V, le régulateur utilement. ficient d’un retour d’expérience
et l’alternateur distribuent le courant
conséquent (pas comme celles qui
dans le circuit de l’avion selon les be- Pour éviter le sulfatage sur les cosses
suivent).
soins. En dessous, ils chargent en plus et assurer un bon contact, je mets un
Les Cahiers du RSA - Hors Série Février 2020 - 9
Batterie
• Elles se rechargent plus rapidement teries lithium ion enflamment le web ». Elle est équipée d’un BMS (Battery
car leur résistance interne est plus A la lecture de ces articles, il apparaît Management System = équilibreur in-
faible mais, elles nécessitent un char- que la technologie Lithium Polymères, terne) et pèse 2,4 kg. Ses dimensions
geur adapté et surtout un régulateur décrite ci-après, soit plus adaptée. lui permettent de remplacer directe-
ment une Odyssey PC680. Il partage
compatible.
Les batteries lithium-fer-phos- bien volontiers son expérience sur son
phate (LiFePO4) site www.powertechsystems.eu. (Pho-
Une réduction de poids significatif est
to 4 Batterie Power Start)
donc possible sans autres inconvé-
nients que le coût. De fait, elles sont On nous dit que cette technologie
offrirait de nombreux avantages par Un autre exemple d’utilisation de ce
très utilisées dans les avions militaires
rapport aux batteries au lithium et au type de batterie pour nos appareils
et les avions de lignes. Cependant,
plomb. Je constate à la consultation est donné par TCW, aux USA, qui en
depuis le 1er juillet 2006, une directive
du catalogue d’ULM technologie que a fait des batteries de secours de 3 et
européenne interdit de commercialiser
le prix n’en est pas un. Mais les fabri- 6 AH pour l’avionique. Elles sont équi-
auprès du grand public des éléments
cants avancent que leur offre : pées d’un régulateur interne et se re-
d’accumulateurs contenant du Cad-
• Est d’une technologie sûre - la bat- chargent sur le circuit de bord, alimen-
mium.
tant, par exemple, un EFIS sur son ali-
terie ne peut pas prendre feu ou
mentation de secours lors du démar-
Leur remplacement par le Nickel Métal exploser en cas de surcharge.
rage. Comptez 230 à 400$. (Photo 6
Hybride (Ni-MH) n’est pas forcement • Est capable de supporter plus de TCW Back-Up Battery system)
adapté à notre usage car il nécessite 2 000 cycles de décharge, à com-
un « rodage » et il ne supporte pas la
parer aux 300 cycles de la batterie
surcharge, ce qui le rend fragile.
acide-plomb.
• Présente un très faible taux d’auto
Les batteries Lithium Ion (Li-ion)
décharge.
Lorsqu’on s’intéresse à l’aéronautique • Peut être utilisée dans toutes les
ou aux technologies nouvelles, on a orientations.
forcément entendu parler des incen- • Peut être rechargée rapidement
dies ou explosions avec ce type de - 90% de sa pleine capacité de
batterie. On ne va pas s’étendre sur charge en 15 minutes.
cet avion de ligne qui transportait des • Bénéficie d’une grande stabilité Voici d’autres exemples de batteries
batteries d’ordinateur, sur ces voitures
thermique jusqu’à 70°C. LiFEPo4 à BMS intégré disponibles
électriques qui ont brûlé (quelques voi-
sur le marché et d’une capacité adap-
tures Tesla) ou les téléphones mobiles
En la matière, je resterai circonspect. Il tée au démarrage d’un Rotax 912 :
interdits de cabine, cas du Samsung
ne faut pas oublier d’ajouter au prix de
Galaxy S7 dont la batterie n’avait pas
la batterie celui du chargeur et du ré- • Super B SB12V7800P-CC, 1,3 kg,
assez d’espace pour se dilater, pour
gulateur spécifiques qui engage dans 6,9 Ah et 13,2V, environ 400€
n’en citer qu’un.
cette technologie pour un moment sur • earthX ETX18B, 6,2 Ah et 13,2v,
un secteur en pleine innovation. Un
Comme elles sont très intéres- environ 300€
peu de recul et de prise de renseigne-
santes ces batteries, à cause de leur • PowerStart 12V 300CCA, 950g,
ments auprès d’utilisateurs crédibles
faible poids et que je vais débuter la 269€.
me semble souhaitable avant de
construction de mon ULM cet hiver,
prendre une décision.
je cherche à cerner ce qu’on peut en Il ne paraît pas raisonnable de monter
attendre et, éventuellement, à savoir sur nos machines des batteries sans
A ce titre, le constructeur français d’un
comment les utiliser convenablement BMS.
RV7A de 200 cv basé aux Mureaux,
et me prémunir des risques éventuels.
Cyrille Bergeaud, vole avec une bat-
terie de sa fabrication, une PowerS- Les forums indiquent par ailleurs, qu’il
En admettant que je me rallie aux n’est pas recommandé de connecter
tart 12V 600CCA, pour Cold Cranking
idées de mon fils, pour lequel, sans des câbles de démarrage à une batte-
Amp, soit 600 A intermittents pour dé-
son ordinateur et son téléphone, la rie LiFePO4. (Photo 5 Super B)
marrage à froid. (Photo 5 ci-dessous).
vie ne vaut plus la peine d’être vécue.
Alors une batterie au lithium est incon-
tournable. Soit, mais alors quel est son
problème ?
On nous explique que la cause des
soucis serait un emballement ther-
mique. Voici ce que l’on peut trouver
comme explication sur des sites inter-
net : https://www.industrie-techno.
com/les-batteries-lithium-ion-enflam-
ment-le-web.25829 ou avec Google,
recherchez « industrie techno les bat-
10 - Les Cahiers du RSA - Secrets de constructeurs - Électricité 2017-2019
Voilà ce que m’écrivait l’un des contri- tisans du complot diront que, pour les Il en est d’autres, dit verres techniques
buteurs de ces forums à qui j’avais batteries aussi, l’industrie pétrolière dont on fait varier les composants se-
demandé de relire mon texte : étouffe les découvertes. Ce qui est sûr, lon les usages prévus. S’agissant d’en
« Tu peux aussi parler du régulateur/ c’est qu’en mal de reconversion elle faire ce dont il est question, nous pen-
redresseur Silent Hectik pour rem- s’intéresse de près à ces nouvelles sons que la potasse, le lithium et/ou le
placer le Ducati, à changer souvent techniques. On observe aussi que, si manganèse jouent ce rôle.
comme les rasoirs à usage unique. les États-Unis sont leaders dans ce
Pour les chargeurs à la (censuré), je domaine, les Chinois le deviennent On peut alors aisément concevoir que
pense comme toi. Une fois la batterie dans les techniques concurrentes. dans certaines conditions, du courant
à bloc en 24h, il reste toute la semaine puisse passer dans ce qui constitue en
au gadget chinois pour tomber en Une découverte récente que je trouve quelque sorte une membrane poreuse
panne et foutre le feu. Ou mieux selon intéressante vient du physicien amé- à l’électricité par déplacement des ions
le remplissage du réservoir. Tu sais ricain John Goodenough. Je veux y non intimement liés à la structure.
sans doute que le TWA800 de New croire car, outre que c’est l’inventeur
York a fait boum pour une sonde ou un des batteries Ion-Lithium, il a 94 ans et Cela peut sembler curieux, car chacun
relais (Intertechnique !!) qui a chauffé cela me laisse beaucoup d’espoir. Ses sait que le verre est un isolant. Mais
contre la paroi d’un réservoir central à activités récentes sont décrites dans n’oublions pas que tout est relatif en
moitié vide...». un article : http://www.futura-sciences. fonction de l’épaisseur et que les ca-
com/tech/actualites/smartphone-john- ractéristiques des verres dépendent
Alors faut-il aller vers goodenough-pere-batterie-lithium- de leurs compositions.
les batteries Lithium ? ion-invente-technologie-encore-plus-
performante-66575/ ou avec Google, Qu’on se rassure, puisqu’on nous dit
Ces technologies sont très récentes, cherchez « futura goodenough batterie cette fois que les composants utilisés
alors en attendant, je me dis donc que lithium ». ne seraient pas inflammables car, si on
l’on pourrait en rendre plus sûre l’utili- utilise toujours le lithium, l’électrolyte
sation à condition : Il se trouve bizarrement que ma for- pyromane (hexafluorophosphate de
• D’utiliser une marque ayant fait ses mation initiale et quelques années lithium) n’est plus utilisé.
de laboratoire me permettent d’avoir
preuves et équipée de BMS.
quelques éléments pour supputer le Mais ce type de batterie a un autre
• De suivre la fiche technique et les
mode de fonctionnement. avantage, on peut remplacer le Li-
limites intrinsèques de ce type de thium par du Sodium. Sur ce principe,
batterie en termes de plage d’utili- Le principe serait le suivant : une fine l’égérie de John Goodenough (Maria
sation. (très fine) plaque de verre remplace Héléna Baga, 45 ans) est parvenue à
• De se méfier des surchauffes les l’électrolyte habituel. Il éloigne la ca- constituer dans leur labo, une batterie
jours de grand soleil après le vol, thode et l’anode et laisse passer les qui se recharge en quelques minutes.
peut-être faudra-t-il la démonter ions. Sans entrer dans les détails, le
(limite à 120°C) ? verre est, au plan moléculaire, une Si l’on ne sait pas encore ce que de-
solution liquide en surfusion. C’est-à- vient la non inflammabilité avec l’utili-
• Et du froid dans le hangar, alors il
dire qu’à l’état solide, il a une structure sation du sodium, on connaît l’enjeu
faudra la démonter (limite à -5°C).
de liquide. économique du Lithium aujourd’hui et
• Compte tenu de son faible poids, des batteries en général. Il y a de quoi
si j’opte pour cette solution je vais Évidemment mettre au point des solu- attirer les convoitises…
donc, comme je l’ai fait quand je fai- tions industrielles pour fabriquer cela
sais du planeur, partir avec et la re- au kilomètre devrait être un vrai chal- Au plan scientifique, prouver qu’on
charger chez moi sous surveillance. lenge. peut utiliser le Lithium sans risque est
• Évidemment un chargeur et un déjà un progrès, mais le remplacer par
régulateur adaptés sont indispen- Comment cela est-il possible ? un composant (le sodium) qui serait
plus performant et dont les ressources
sables.
Les tétraèdres de silice SIO4 qui sont abondantes et bon marché (eau
constituent les différents verres sont de mer), fussent-ils avec les mêmes
Cela fait encore beaucoup d’inconvé-
reliés par le sommet, le reste des com- risques, en est un autre.
nients mais que ne ferait-on pas pour
posants se casant dans le maillage.
gagner quelques kilos !
Les Français ne sont pas en reste.
Selon le type de verre, les ions sont Sur une technologie plus convention-
Les batteries du futur différents : Sodium (Na) et Ions cal- nelle (Na-ion) le CNRS a déjà obtenu
cium (Ca) essentiellement pour le des résultats : https://lejournal.cnrs.fr/
Périodiquement sortent des articles
sodo-calcique (verre ordinaire, celui articles/batterie-sodium-ion-une-revo-
sur des batteries miracles qui vont
des bouteilles). Le verre n’ayant pas lution-en-marche , espérons que nous
régler tous les problèmes, puis on n’en
une structure cristalline, ces compo- saurons les exploiter. Avec Google, re-
entend plus parler, telles ces batteries
sants annexes ne sont pas vraiment cherchez « cnrs batterie ion sodium ».
japonaises à recharge quasi instan-
liés dans le maillage constitué pas les
tanée dont on semble avoir perdu la
tétraèdres de silice. C’est ce qui ex-
trace.
plique au passage la faible résistance
hydrolytique de ces verres.
A l’instar des moteurs à eau, les par-
Les Cahiers du RSA - Hors Série Février 2020 - 11
Batterie
A retenir Une démarche pusillanime tant que Mes amis pilotes et constructeurs qui
des tests n’avaient pas été faits, aurait ont souscrit à ces propos, sont par ail-
S’agissant des techniques éprouvées, peut-être permis d’éviter des ennuis à leurs plein de ressources et de compé-
une démarche pas à pas a conduit à certains. tences. Leur expérience est précieuse
ce qu’elles deviennent l’héritage tech- et devrait m’aider dans les orienta-
nologique de notre domaine. Si nous Outre les « problèmes » liés à l’utili- tions que vont prendre mes options de
pouvons en perpétuer l’esprit par des sation d’un produit nouveau sans un construction d’ULM.
évaluations, entre nous, il est évident minimum de précaution, nous risquons
que cela nous sera profitable. qu’en soit proscrit l’usage dans notre Mon projet sera réalisé avec le sérieux
activité. Ce serait bien dommage, si le des avions CNRA en profitant des
On entend dire qu’il ne faut pas croire produit s’avère intéressant, que nous connaissances et intelligences qui ani-
tout ce qui est écrit sur Internet. C’est ne puissions plus progresser. ment ce mouvement.
aussi mon avis, mais l’information cir-
cule vite. A nous de la sélectionner et Plus concrètement, j’espère avoir J’appelle de mes vœux que nous puis-
de l’échanger pour nous faire une opi- convaincu que ce n’est pas au nom du sions communiquer activement sur ce
nion. C’est ce que j’ai cherché à faire principe de précaution ou de manies sujet sur le forum RSA.
ici avec mes petits moyens, j’espère ringardes que nous recommandons de
faire des émules. ne pas recharger in situ sur les avions Jacques Tartera
ou ULM dans les hangars d’aéro-club, tartera.jacques@gmail.com
Dans le cas des risques d’incendie que surtout sans surveillance et avec du
présentent les batteries au Lithium-ion matériel non éprouvé. NDLR : Au printemps 2017, un hangar
actuelles, personne n’est venu dénon- a brûlé avec les quatre avions qu’il
cer ce qui est avancé, pas même le A vous de juger si, comme nous le abritait à la suite de l’inflammation
lobby des fabricants et revendeur de pensons, cela relève du bon sens et d’une batterie au lithium en cours de
ces batteries. Alors, on doit y croire ou, du respect du bien d’autrui. recharge laissée sans surveillance.
au minimum, s’en méfier.
Les Cahiers du RSA Les Cahie
présentent le Le magaz
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rs du RSA
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Catalogue 2018
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m
12 - Les Cahiers du RSA - Secrets de constructeurs - Électricité 2017-2019Le câblage de la batterie
L a connexion de la ou les batteries
va dépendre essentiellement de sa
position dans la cellule. Seul le circuit
alimenté en 12 v est évoqué ici.
Selon le principe du « qui peut le plus
peut le moins », il faut se souvenir que
le rôle principal de votre batterie est de
démarrer le moteur. Il s’agit donc de di-
mensionner les câbles pour cet usage.
J’utilise le pluriel car, évidemment, il
faut dimensionner de la même façon
le +12 v et la masse.
Le diagramme ci-contre, issu de
l’AC43.13 (Figure A), nous indique la
taille de câble nécessaire pour délivrer
100 A de façon intermittente avec une
perte d’au maximum 1 volt et à une
température de câble de 40°C (en ap-
plication de la formule indiquée).
Dans le cas d’une batterie située sur la Figure A - Diagramme des tailles de câble selon l’intensité et la longueur
pour une utilisation intermittente.
cloison pare feu, un câble de section
4 AWG (marquage vert) est suffisant. sélectionné en utilisation continue. Pensez à mettre systématiquement
En fait, c’est le minimum recommandé des capuchons en silicone (en an-
pour 100 A intermittents avec du câble Les tailles présentées ne sont pas glais : terminal nipples) sur vos cosses
dont les fils constituants sont plaqués exhaustives, mais ce sont celles em- (Photo 2). Cela fait partie des « bonnes
à l’étain selon la norme MIL-W-27759. ployées sur nos appareils et dispo- pratiques » et c’est un des critères lors
nibles chez les revendeurs aéro. des visites de certification et de renou-
Si votre batterie se situe à l’arrière du vellement.
fuselage, la longueur du câble pourra Master relais
atteindre les 6 à 7 m. Avec une marge Passage de cloison
de sécurité, la section recommandée Le master relais devra couper le pôle
sera de 2 AWG (marquage rouge) car positif et se trouver au plus près de Pour traverser une cloison, il est
la section 4 AWG ne permet que 9 la batterie. Si vous vous demandez nécessaire d’utiliser un passe-câble
mètres à 40°C. pourquoi, pensez qu’après avoir tout adapté en caoutchouc ou en nylon (en
coupé, un long câble brûlera plus long- anglais « grommet rubber ou nylon ».
La Figure B ci-dessous présente temps qu’un câble court... Photo 2). Même avec du bois !
la conversion entre les tailles AWG
(American Wire Gauge) et les sec-
tions en mm2 (Area Circular Mils). Elle
indique également l’intensité donnant
une élévation de 10°C pour le câble
A pour
AWG mm2 g/m Photo 2 - Passages de cloison en caoutchouc
+10°C
et en nylon.
00 70 735 NC
0 55 577 NC Si vous souhaitez faire traverser la
Photo 1 - Master relais courant
2 33 369 100 A (Aircraft Spruce ou ULM Technologie).
masse avec un boulon et une cosse
de chaque coté de la CPF, évitez
4 26 242 72 A
Cosses absolument d’intercaler une rondelle
6 13 158 54 A crantée. Tout ce qu’elle va faire, c’est
8 8 101 40 A Le montage des cosses peut se faire arquer et augmenter la résistance de
par soudure ou sertissage. On pose l’ensemble, conduisant à chauffer le
10 5 61 30 A
ensuite de la gaine thermorétractable. boulon... au point de mettre le feu lors
12 3,7 38 22 A de la forte sollicitation au démarrage.
Ceci est traité plus loin dans ce dos-
14 2,3 25 15 A sier.
16 1,4 16 12,5 A En règle générale, pour les boulon-
nages électriques, privilégiez les ron-
18 0,9 13 10 A
delles fendues, tout comme celles
20 0,6 9 7A fournies sur les relais aéronautiques.
22 0,4 6 5A
24 0,25 4 signal
Patrick Cottereau
Figure B - Table de conversion entre les tailles Photo 2 - Capuchon de protection (ici en blanc)
AWG (American Wire Gauge) et les sections en sur la cosse d’un alternateur.
mm2. Masse du câble en gramme/mètre.
Les Cahiers du RSA - Hors Série Février 2020 - 13Alimentation du démarreur
Démarreur
L e démarreur est sûrement l’acces-
soire le plus simple à raccorder sur
un aéronef. Il ne nécessite pas de fu-
vous recommandons de lui adjoindre
une sécurité afin d’éviter de l’actionner
quand le moteur est déjà tournant. La
Voyant de démarrage
Les relais équipés d’une borne «I» per-
sible et n’est raccordé qu’avec un seul plus courante est une sorte de «colle- mettent de brancher un voyant, direc-
câble... mais qui est aussi le plus gros rette» (Photo 1 disponible chez B&C tement alimenté en 12 v, qui indique
câble de votre appareil. ou Photo 2 disponible chez Banggood) quand le démarreur est alimenté.
ou deux arceaux latéraux (« stainless
Le relais de démarreur steel switch guard » en anglais, Photo Ceci vous permettra de savoir si le re-
3 disponible chez www.perihelionde- lais est resté «collé» et continue donc
Le relais dédié au démarreur est spé- sign.com). Vous pouvez aussi utiliser à alimenter le démarreur au lieu de le
cifique car il est conçu pour fonction- un interrupteur rotatif avec ou sans clé désengager lorsque le moteur de votre
ner par intermittence, à la différence avec poussoir de fin de course (Photo appareil est en train de tourner.
du Master relais. 4, disponible chez Aircraft Spruce ou
ULM Technologie). Cela pourrait vous économiser une
Son câblage et son fonctionnement couronne et un démarreur. Détails du
sont décrits page ci-contre. La taille branchement page suivante.
des câbles est celle décrite au chapitre
sur les batteries. Soignez la mise à la masse de votre
moteur. En effet, la connexion de
Montez-le dans le bon sens pour qu’il masse du démarreur est souvent réa-
soit insensible aux accélérations verti- lisée par son montage sur le moteur.
cales. Ceci souvent est contraire aux Photo 1 Si votre masse est faible, elle engen-
photos que vous trouverez dans la plu- drera une trop grande résistance et
part des catalogues. votre démarreur sera poussif. C’est le
symptôme d’une mauvaise masse si
Équipez tous vos relais de puissance votre batterie est à pleine charge.
avec des diodes afin de décharger le
solénoïde et ainsi assurer une meil- Démarrage avec deux batteries
leure durée de vie de l’interrupteur de Photo 2
commande. Il s’agit bien entendu du Si vous avez prévu d’avoir deux bat-
Master relais, du relais de démarreur teries, par exemple pour alimenter de
ou des éventuels relais inter-BUS, façon redondée un double allumage
mais aussi des relais utilisés pour votre électronique, vous pouvez envisager
pompe hydraulique le cas échéant. d’utiliser l’une, l’autre ou bien les deux
batteries pour lancer votre moteur.
On utilise couramment une diode mo- Photo 3
dèle 1N5400 (50v 3A) ou équivalent, Munissez-vous alors de deux interrup-
disponible dans tous les magasins teurs simples, respectivement câblés
d’électronique. Il suffit de la recouvrir pour alimenter la borne « S » du solé-
d’une gaine thermorétractable et de noïde de chacun des relais, après le
lui sertir deux cosses (rouges) aux bouton de démarreur. De cette façon,
extrémités. Notez bien le sens de la vous pouvez choisir quelle batterie ali-
diode car elle est polarisée. mente le démarreur, choisir les deux,
Il en existe une toute prête chez Air- ou encore neutraliser le circuit de dé-
craft Spruce pour n’en citer qu’un Photo 4 marrage en coupant tout.
(Photo 5 page suivante).
Un accessoire tel que le Bus Mana-
Notez que le câble en provenance de Un accessoire de gestion de l’élec- ger® de EFII/Protek Performance dis-
l’alternateur est souvent connecté sur tricité de bord, tel le Vertical Power pose de cette fonction, entre autres.
la borne entrante du relais de démar- VP-X®, neutralise le circuit de démar- Nous parlerons de ce produit plus loin
reur. C’est purement une considéra- rage quand le moteur tourne. Nous en dans ce dossier.
tion pratique car cette borne est direc- reparlerons dans le second dossier
tement reliée au Master relais. Ceci Électricité. Quelle taille de batterie ?
sera précisé au chapitre suivant.
Cela permet alors de monter le pous- Jusqu’à 100 cv, environ 8 Ah feront
Enfin, la localisation du relais de dé- soir de démarrage sur le manche. Très l’affaire. Jusqu’à 200 cv comptez envi-
marrage doit être au plus prêt du dé- utile dans le cas d’un train classique, ron 16 Ah et pour 300 cv plutôt 18-20
marreur, sur la Cloison Pare Feu. Et la main reste à tenir le manche au lieu Ah. Ces valeurs sont à augmenter en
ceci même si votre batterie se trouve d’avoir à le serrer entre les genoux. cas de batterie éloignée du moteur.
à l’arrière du fuselage. Hors utilisation du VP-X®, ma recom-
mandation est alors d’ajouter un inter- Patrick Cottereau
Contacteur de démarrage rupteur permettant de neutraliser le
circuit au sol afin d’éviter toute fausse
Si un simple interrupteur momentané manipulation, lors d’une maintenance
à poussoir peut faire l’affaire, nous ou d’un amphi cabine.
14 - Les Cahiers du RSA - Secrets de constructeurs - Électricité 2017-2019Vous pouvez aussi lire
