Le système Start and Stop est un dispositif qui éteint automatiquement le moteur lorsque le véhicule est à l’arrêt, et le redémarre lorsque le conducteur relâche la pédale de frein. Il est maintenant couramment utilisé sur les voitures modernes. Ce système fonctionne grâce à une batterie spécialement conçue pour ce type de véhicule.
Qu'est-ce que le Start and Stop ?
Le système Start and Stop est une technologie qui a été développée pour réduire la consommation de carburant et les émissions de CO2. Il représente la première avancée technologique dans l’hybridation d’un véhicule : c’est ce qu’on appelle le micro hybride.
À l'arrêt du véhicule, devant un feu, un stop ou encore dans les bouchons, le conducteur met son véhicule au point mort. Le système coupe alors le moteur, ou plutôt le place « en veille ».
La technologie microhybride e-HDi, présente sur plusieurs modèles comme la Peugeot 308 ou la Citroën C4, transforme l’énergie cinétique liée à la décélération en énergie électrique, réduisant ainsi la consommation et les émissions de Co2 (jusqu’à 15 % en ville). La gamme de véhicules du constructeur Renault bénéficie elle aussi de cette technologie, sous l’appellation « ENERGY ».
Avec l’évolution des technologies automobiles, les voitures récentes sont de plus en plus souvent équipées d’un système Start and Stop, rendant les batteries voitures ou les batteries moto de plus en plus complexes. Ce dispositif permet de réduire la consommation de carburant et de limiter les émissions de CO₂.
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Comment fonctionnent les systèmes Start and Stop?
Le système Start-Stop détecte lorsque la voiture est à l'arrêt et, sur la base de capteurs, il détermine une série d'autres facteurs concernant le mode de fonctionnement du véhicule. Si le conducteur s'est arrêté à un feu de circulation et met la boîte de vitesses au point mort, le système Start-Stop arrête le moteur. Sur certains modèles plus récents, le moteur s'arrête même si la vitesse tombe en dessous d'une certaine valeur.
Bien que le moteur, et donc la source principale d'énergie pour tous les systèmes, soit éteint, tous les consommateurs et assistants électriques sont toujours alimentés. Celle-ci est fournie par la batterie du véhicule. Dès que l'embrayage est actionné, le système Start-Stop automatique redémarre le moteur.
Pour les véhicules équipés d'une boîte de vitesses automatique ou à double embrayage, le système Start-Stop réagit uniquement à l'actionnement du frein. Si le véhicule est freiné jusqu'à l'arrêt et que le pied du conducteur reste sur la pédale de frein, le système Start-Stop arrête le moteur. Lorsque le frein est relâché, le système automatique redémarre le moteur.
Un système Start-Stop obtient ses informations sur l'état de la conduite à partir de différents capteurs. Un capteur de point mort, un capteur de vitesse de rotation des roues et un capteur de vilebrequin indiquent si la voiture est en mouvement ou à l'arrêt. Le contrôleur du moteur coordonne les processus de démarrage et d'arrêt et les harmonise avec le système de gestion du moteur. Le capteur électronique de batterie (EBS) communique des données sur l'état de charge, la tension et la température de la batterie.
Comme la tension du réseau de bord chute brièvement à chaque démarrage du moteur, une compensation est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement des appareils importants et des assistants électroniques. Pour que le démarreur résiste aux contraintes liées à l'augmentation du nombre de démarrages et ne s'use pas prématurément, les composants de l'unité de démarrage qui sont soumis à des contraintes particulières sont renforcés et conçus pour une longue durée de vie. Cela s'applique aux roulements, au réducteur et au mécanisme d'engagement du démarreur.
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Quelle batterie pour une voiture Start and Stop ?
Le système Start and Stop coupe automatiquement le moteur lorsque votre voiture est à l’arrêt (feux rouges, embouteillages...) et le redémarre dès que vous repartez. Mais ce fonctionnement implique des démarrages fréquents, parfois plusieurs dizaines de fois par trajet. Résultat : la batterie de démmarage est bien plus sollicitée qu’avec un véhicule classique.
Les batteries Start and Stop sont conçues pour répondre aux exigences des véhicules modernes.
Il est donc crucial de choisir une batterie auto Start and Stop de qualité, en accord avec les préconisations du constructeur. Chez Voltéo, nous savons qu’un bon choix de batterie Start and Stop est essentiel pour la fiabilité de votre véhicule.
Types de batteries Start and Stop
- La batterie AGM (Absorbent Glass Mat): technologie haut de gamme, idéale pour les véhicules avec récupération d’énergie au freinage. Elle est totalement étanche, résistante aux vibrations, et possède une excellente durée de vie.
- La batterie EFB (Enhanced Flooded Battery): plus accessible, elle convient aux systèmes Start and Stop de milieu de gamme.
Vous pouvez mettre une batterie AGM sur une voiture équipée en EFB, la réciproque n'est pas vraie.
Systèmes de récupération et Start-Stop
Alors que les batteries conventionnelles atteignent leurs limites même dans les véhicules équipés de systèmes Start-Stop, les batteries à technologie AGM ont été spécialement conçues pour les véhicules qui disposent non seulement de la technologie Start-Stop, mais aussi d'un système de récupération d'énergie ainsi que d'autres systèmes d'économie de carburant. Une batterie dotée de la technologie AGM est capable d'accepter l'énergie qu'elle reçoit par le biais de la récupération avec une grande efficacité. En revanche, les batteries dotées de la technologie EFB ne sont conçues que pour les voitures équipées de systèmes Start-Stop d'entrée de gamme.
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Récupération : comment l'électricité est générée à partir de l'énergie de freinage
Lors de la récupération, ou récupération de l'énergie de freinage, l'énergie électrique est générée dès que le véhicule freine et que le moteur passe en mode poussée. Dans les voitures avec récupération, le générateur renvoie l'énergie récupérée dans la batterie afin de l'utiliser pour faire fonctionner les fonctions de confort pendant la phase d'arrêt qui suit. L'utilisation de cette technologie efficace et d'une puissante batterie AGM permet de réaliser de plus grandes économies de carburant et de réduire davantage les émissions qu'avec de simples systèmes Start-Stop.
Pour augmenter encore l'efficacité globale, dans certains véhicules, le générateur, qui fonctionne normalement en permanence (et consomme la puissance du moteur), est découplé pendant les phases d'accélération. Ainsi, toute la puissance du moteur est disponible pour l'accélération et le moteur peut travailler de manière particulièrement efficace. Dans cette phase, toutes les fonctions électriques sont alimentées par la batterie, ce qui montre une fois de plus l'importance d'une batterie puissante qui est adaptée au système de gestion de l'énergie du véhicule pour les réseaux de bord modernes.
Les limites du Stop and Start
Une économie de près d’un litre d’essence est séduisante sur le papier. Mais la bonne affaire est-elle toujours là quand il faut changer la batterie tous les 3 ans ? En matière de système Stop and start, il semblerait que les constructeurs aient parfois démarré trop vite en optant pour des cahiers des charges trop économiques… Consommateurs, garages, fabricants de batteries semblent d’accord sur le sujet : bien qu’elles soient dotées de technologies particulièrement performantes, les voitures avec un système “Stop and start” souffrent plus que les autres de leurs batteries, ce qui entraîne un coût 2 à 3 fois supérieur !
A l’arrivée, avec une facture de 250 à 400 euros tous les 3 à 4 ans, le Stop and start avoue - au moins financièrement- ses limites.
Pourquoi un Stop and start ?
Les constructeurs ont choisi de couper le moteur lors des phases d’arrêt du véhicule pour limiter la consommation inutile de carburant. C’est d’autant plus sensible en ville, à chaque arrêt à un feu tricolore ou en embouteillage et le gain en consommation d’essence peut atteindre jusqu’à 10% dans ces conditions. Mais à chaque redémarrage, le démarreur et la batterie sont sollicités et l’exigence peut aller jusqu’à 3 fois ce pourquoi ces équipements sont prévus en versions classiques.
Les constructeurs ont donc recalibré démarreurs et batteries et ont placé des garde-fous pour sécuriser l’usage du véhicule au quotidien.
Un fonctionnement très encadré
Les batteries sont surveillées et pilotées avec un boîtier électronique, le BMS. Le système est en effet mis en veille dès que les capteurs détectent un défaut de charge de la batterie. Ceci peut intervenir quand le moteur est encore froid (moins de 20°C), lorsque des consommateurs stratégiques sont détectés (climatisation, porte ouverte, régulateur de vitesse actif, ceinture conducteur décrochée …), mais surtout si les capteurs de la batterie détectent une tension trop élevée ou trop basse (moins de 11,5V) et une charge inférieure à 75% du potentiel. Soit de nombreux cas où le Stop and start est désactivé.
On retiendra par ailleurs qu’il se met en défaillance si la batterie n’est pas assez rechargée, ce qui peut intervenir assez souvent avec un équipement créé lui aussi pour participer aux économies de carburant : le BMS, ou batterie management system, qui va stopper la charge par l’alternateur dès que la batterie atteint un taux de charge de 80% ! Le fonctionnement du Stop and start est donc actif sur 5% du potentiel de la batterie.
Dans les ateliers
Dès lors que la batterie accuse un vieillissement dégradant son potentiel de charge, non seulement le Stop and start se met en veille, mais les systèmes électroniques (et les appareils de diagnostic du constructeur) détectent une batterie non conforme aux besoins du véhicule, et la décrètent donc à remplacer…
Cet état est d’autant plus rapidement atteint que les véhicules récents sont énergivores, même sans Stop and start, et même si le véhicule est stationné au fond d’un garage. Frein de parking automatique, équipement de sécurité et déverrouillage des ouvrants sont par exemple des systèmes qui consomment du courant quand le véhicule est arrêté. De plus, pendant environ un quart d’heure après l’arrêt, de nombreux systèmes électroniques de contrôle moteur, éclairage intérieur, multimédia … peuvent rester en veille et consommer une énergie non négligeable.
Pas d'AGM, pas de plaisir ?
Il va de soi qu’une batterie traditionnelle ne convient pas à de telles sollicitations. Heureusement, les constructeurs disposent de batteries au plomb qui supportent mieux les décharges répétées et offrent une plus grande puissance de démarrage : les batteries de technologie EFB et AGM. Elles se distinguent par une masse d’alliage de plomb supérieur dont la qualité favorise les échanges électriques.
- Les batteries EFB (enhanced flooded battery ou batterie humide optimisée) comportent des séparateurs plus efficaces entre les plaques positives et négatives mais conservent un électrolyte liquide classique.
- Encore plus performantes, les batteries AGM (absorbent glass mat - fibre de verre absorbante) voient l’électrolyte noyé dans des séparateurs poreux, en contact direct des plaques. Le liquide est donc stabilisé et les échanges chimiques sont régulés. La fiabilité est améliorée, la masse active de plomb est encore supérieure et la durée de vie plus importante.
Cahier des charges étriqué ?
Pour contenir le prix de leurs véhicules, certains constructeurs optent pour des cahiers des charges minimum. Ainsi, une batterie EFB peut rapidement montrer ses limites. Après 3 à 4 années d’usage, le système électronique ‘rejette’ la batterie en la détectant inapte au fonctionnement complet du véhicule. Leur défaut est de ne pas accepter une charge supérieure à 75% de leur potentiel… lorsqu’un maximum de 80% est déjà fixé comme limite basse par l’équipement de gestion électrique !
Du coup, dans les services après-vente des constructeurs, des bacs entiers de batteries attendent un recyclage et les clients, un traitement en garantie si les batteries sont reconnues défaillantes.
Ne pas charger à la hussarde
Les professionnels doivent intégrer la recharge de la batterie dans leurs procédures systématiques de révision.
Pour les professionnels qui font face à cette défaillance (qui sera identifiée par un contrôle de la batterie avec l’équipement approprié), un ‘reconditionnement’ avec un chargeur de batterie adapté s’avère la bonne solution. Il permet d’obtenir une charge à 100% de la batterie tout en diminuant ainsi les dommages internes qui causent le vieillissement de la batterie.
La charge d’une batterie n’est toutefois pas anodine. Il ne suffit pas d’avoir un appareil qui fournit un courant de 14 Volts et de surveiller le « bouillonnement» de l’électrolyte, méthode résultant d’appareils de charge qui ne pouvaient pas être régulés. La recharge d’une batterie moderne peut être découpée en plusieurs phases, qui sont analysées par les chargeurs "intelligents".
A batterie spécifique, méthode spécifique
Car selon le type de batterie, il faut utiliser une méthode spécifique. Après une phase d’analyse, pendant laquelle la présence de sulfate sur les plaques est recherchée, puis la détection de la “rechargeabilité” de la batterie, une tension de charge est appliquée (de 12,6 V jusqu’à 14,4 à 14,7 V) avec une intensité de 10% de la capacité de la batterie.
Sous la tension optimum, l’intensité est abaissée pour rechercher la tenue de la charge. Si cette analyse est bonne, la batterie est déclarée chargée.
A noter enfin : si la batterie est sulfatée, il est possible d’appliquer un “traitement” électrique pour retirer ces particules qui empêchent les échanges électriques entre plaque positives et négatives.
Les limites de l'EFB
Pour les batteries chargées de véhicules stationnés sur de longues périodes, les chargeurs intelligents peuvent opérer une charge de maintenance. Une tension moyenne sous une intensité faible (2 Ampères) permet d'entretenir la batterie et la garder au mieux de ses possibilités.
A défaut de donner une seconde jeunesse à la batterie, au moins celle-ci a dès lors une chance de durer une ou deux années de plus. In fine, le professionnel, tout en décrivant les opérations qu’il a menées sur le véhicule du client, pourra aussi, en ultime recours, l’encourager à ne plus utiliser la fonction Stop and start de sa voiture pour allonger la durée de vie de l’accumulateur… et remplacera la batterie EFB par une AGM !
Les sollicitations du “Stop and start”
Comme évoqué plus haut, le système Stop and start d'un véhicule ne fonctionne que si certaines conditions sont respectées, pour ne pas mettre en défaut l’ensemble du fonctionnement du véhicule et pour optimiser les économies de carburant réalisées. Le système Start & Stop permet d’arrêter et de redémarrer un moteur automatiquement en une fraction de seconde. En effet, le moteur se met en veille automatiquement dès que la vitesse du véhicule est inférieure à un certain pallier. Le redémarrage doit se faire quasiment instantanément et cela, dès qu’on appuie sur l’embrayage.
Le but est de pouvoir augmenter de manière conséquente le temps où le véhicule reste au point mort, moteur coupé. Oui, mais pourquoi ? La batterie est la fonction vitale du véhicule, elle est son cœur. Effectivement, sans batterie, plus rien ne fonctionne. Une batterie Start & Stop doit pouvoir non seulement absorber toutes les tâches citées ci-dessus mais le faire lorsque le moteur du véhicule est coupé. Comme nous l’avons vu plus haut, le système Start and Stop impose à la batterie d’être plus performante.
Mais ce n’est pas tout. Pour répondre aux besoins, la batterie a dû être adaptée. Vous devez changer la batterie d’un véhicule Start and Stop ? Une batterie standard ne peut pas être installée sur un véhicule ayant le Start & Stop. Les constructeurs automobiles exigent le meilleur.
Avantages des batteries Start and Stop
Les batteries Start and Stop sont une innovation clé dans les véhicules hybrides, permettant des économies significatives de carburant et une réduction des émissions de CO2. En arrêtant le moteur pendant les phases d'inactivité, elles réduisent la quantité de carburant utilisée et, par conséquent, les coûts pour le conducteur.
En arrêtant le moteur lorsque le véhicule est à l'arrêt, les batteries Start and Stop contribuent à la réduction des émissions de CO2. Cela est particulièrement important dans le contexte actuel des réglementations environnementales strictes et des efforts mondiaux pour réduire l'empreinte carbone.
Le système Start and Stop réduit l'usure du moteur en minimisant le temps passé au ralenti. Moins de temps au ralenti signifie moins de chaleur et d'usure, ce qui contribue à prolonger la durée de vie du moteur et à réduire les coûts de maintenance.
Dans les véhicules hybrides, la batterie Start and Stop fonctionne en tandem avec le moteur électrique. Elle assure une transition en douceur entre le moteur thermique et le moteur électrique, optimisant ainsi l'efficacité énergétique du véhicule.
Les systèmes embarqués dans les véhicules hybrides utilisent des algorithmes avancés pour gérer l'énergie de manière optimale. La batterie Start and Stop joue un rôle crucial dans cette gestion intelligente, en permettant une utilisation efficace des ressources énergétiques disponibles.
Les batteries Start and Stop contribuent à une expérience de conduite plus agréable en réduisant les vibrations et le bruit lorsque le véhicule est à l'arrêt. De plus, le redémarrage du moteur est plus doux et plus rapide, améliorant ainsi le confort du conducteur.
La réduction des émissions de CO2 et de la consommation de carburant a un impact direct sur l'environnement. Les batteries Start and Stop contribuent à la création de villes plus propres et plus silencieuses, avec moins de pollution de l'air et sonore.
Défis et perspectives d'avenir
Malgré leurs nombreux avantages, les batteries Start and Stop présentent des défis techniques et économiques. Leur coût initial est plus élevé que celui des batteries traditionnelles, et elles nécessitent une maintenance spécifique pour assurer leur longévité.
La recherche continue dans le domaine des batteries promet des améliorations futures, tant en termes de performance que de coût. Les innovations dans les matériaux et la technologie des batteries pourraient rendre les systèmes Start and Stop encore plus efficaces et accessibles.
Comment changer une batterie EFB ou AGM ?
Le remplacement des batteries modernes est aujourd'hui considérablement plus complexe qu'il ne l'était il y a 20 ans avec les batteries liquides conventionnelles. Jusqu'à 28 étapes différentes sont aujourd'hui nécessaires. C'est l'une des raisons pour lesquelles le remplacement doit être effectué par un atelier spécialisé.
Où se trouve la batterie ?
Si vous ouvrez le capot d'une voiture moderne, vous ne trouverez souvent pas la batterie. De nos jours, seuls 58 % des batteries se trouvent dans le compartiment moteur. 40 % se trouvent dans le coffre et 2 % dans l'habitacle. Sur certains modèles, il peut même être nécessaire de retirer les sièges ou de couper les tapis pour accéder à la batterie.
Plusieurs étapes et plus de temps pour les changements de batterie
Dans une voiture équipée de la technologie Start-Stop , la batterie ne doit être remplacée que par un type qui a été approuvé par le constructeur automobile et qui répond à toutes les exigences nécessaires. En raison de la complexité du réseau de bord, le remplacement d'une batterie Start-Stop prend plus de temps que celui d'une batterie de démarrage classique dans un véhicule simple.
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