Batterie solaire : lithium ou plomb, comment choisir ?
Lithium LiFePO4 ou plomb : comparez décharge utile, durée de vie, tenue à la chaleur, BMS, coût par cycle et recyclage avant d'équiper votre installation.
Dans une installation solaire avec stockage, la batterie est souvent la pièce la plus chère après les panneaux, et la première à remplacer.
Face à deux devis, l'un avec des batteries au plomb, l'autre avec une batterie lithium, beaucoup de ménages et de commerçants comparent le prix d'achat et s'arrêtent là.
C'est la mauvaise question : ce qui compte, c'est l'énergie réellement utilisable chaque soir et le nombre d'années pendant lesquelles la batterie la fournira.
La réponse pratique. Pour un usage quotidien (maison ou boutique qui puise dans la batterie chaque nuit), une batterie lithium fer phosphate (LiFePO4, ou LFP) avec un BMS est généralement plus intéressante sur la durée : on peut en utiliser une plus grande part, elle supporte davantage de cycles et perd moins d'énergie. Le plomb garde un sens pour un petit budget de départ, un usage de secours occasionnel ou un matériel déjà en place. Dans les deux cas, comparez le coût par kWh utilisable et par cycle, pas le prix affiché.
Six critères pour comparer
La profondeur de décharge : l'énergie vraiment utilisable
La profondeur de décharge (DoD, pour depth of discharge) indique quelle part de la capacité on consomme avant de recharger. Une batterie au plomb n'aime pas être vidée. Le fabricant de régulateurs Morningstar rappelle qu'une batterie au plomb « à décharge profonde » est conçue pour 50 % de décharge quotidienne, et qu'aller régulièrement plus loin réduit sa durée de vie. Une LiFePO4 accepte couramment 80 % ou plus. Conséquence : à capacité nominale égale, une batterie lithium fournit nettement plus d'énergie exploitable, et un parc au plomb doit être surdimensionné pour rendre le même service.
Le nombre de cycles
Un cycle correspond à une décharge suivie d'une recharge. À titre d'exemple, la fiche technique d'une gamme LiFePO4 du fabricant Victron annonce 2 500 cycles à 80 % de décharge et 5 000 cycles à 50 %, la batterie conservant au moins 80 % de sa capacité. Ces chiffres varient selon les marques : exigez la fiche du modèle proposé, avec la profondeur de décharge et la température auxquelles ils ont été mesurés. Pour le plomb, le nombre de cycles annoncé est en général bien plus faible et chute vite quand la décharge s'approfondit ; là aussi, la fiche fait foi.
La chaleur
C'est le critère le plus souvent oublié sous nos climats. Selon la même note de Morningstar, la durée de vie d'une batterie au plomb baisse d'environ moitié pour chaque hausse d'une dizaine de degrés au-dessus de 25 °C.
Une batterie posée dans un local en tôle ou sous un toit surchauffé s'use donc beaucoup plus vite que prévu. Le lithium a aussi ses limites : la fiche Victron citée plus haut indique une plage de charge de 5 à 50 °C.
Quelle que soit la technologie, installez la batterie dans un endroit ombragé, ventilé, à l'abri du soleil direct.
Le BMS, indispensable pour le lithium
Le BMS (battery management system) est l'électronique qui surveille chaque cellule : il coupe la charge si la tension ou la température sort des limites, coupe la décharge avant que la batterie soit trop vide et équilibre les cellules.
Une batterie lithium sans BMS, ou avec un BMS non compatible avec l'onduleur, est à refuser. Demandez si le BMS est intégré ou externe, s'il communique avec votre onduleur et quel courant maximal il laisse passer.
Le plomb n'a pas de BMS, mais il exige un régulateur correctement réglé et des recharges complètes régulières ; une batterie au plomb laissée longtemps partiellement chargée se dégrade (sulfatation).
Le coût sur la durée
Pour comparer deux offres, faites ce calcul simple : prix de la batterie divisé par (capacité en kWh x profondeur de décharge recommandée x nombre de cycles annoncé à cette profondeur). Vous obtenez un coût approximatif par kWh stocké puis restitué.
Ajoutez les pertes : la fiche Victron donne un rendement de 92 % pour le LFP contre 80 % pour une batterie au plomb moyenne, ce qui signifie qu'une part plus importante de la production de vos panneaux est perdue avec le plomb.
Exemple fictif : une batterie A coûte deux fois plus cher qu'une batterie B de même capacité, mais elle s'utilise à 80 % au lieu de 50 % et annonce quatre fois plus de cycles. Sur la durée de vie, chaque kWh restitué par A revient alors bien moins cher, à condition que la batterie soit installée et utilisée dans les conditions de la fiche.
Le recyclage
Une batterie au plomb usagée n'est pas un déchet anodin. En 2008, l'Organisation mondiale de la santé a documenté une intoxication au plomb à Ngagne Diaw, quartier de Thiaroye-sur-Mer, liée au recyclage informel de batteries, avec des décès d'enfants. Ne cassez jamais une batterie pour récupérer le plomb et ne la confiez pas à un circuit informel : demandez à votre fournisseur s'il reprend les batteries usagées et où elles partent. Les batteries lithium posent d'autres questions (risque d'incendie si elles sont endommagées, filières de collecte encore limitées) : la même demande de reprise s'applique.
Alors, lequel pour votre cas ?
- Batterie sollicitée chaque nuit, local chaud, envie de ne pas y penser pendant des années : le lithium LiFePO4 avec BMS compatible est en général le choix le plus cohérent.
- Secours pour quelques coupures par mois, budget initial très serré : le plomb (AGM ou gel, sans entretien) peut suffire, à condition de le dimensionner pour ne pas dépasser environ la moitié de décharge.
- Installation existante au plomb : on ne mélange pas plomb et lithium sur le même parc. Passer au lithium suppose de vérifier que l'onduleur et le régulateur le gèrent.
Avant de choisir la chimie, il faut connaître ses besoins : quels appareils, combien d'heures, la nuit ou le jour. Notre guide pour décrire ses besoins solaires à la maison aide à préparer cette liste. Avec elle, demandez des devis comparables à des installateurs de la rubrique énergie solaire ou à des spécialistes des batteries électriques, en exigeant pour chaque batterie : capacité en kWh, profondeur de décharge recommandée, nombre de cycles, plage de température, garantie et reprise en fin de vie.
