Dernière mise à jour : 2026-07-02

L'autonomie de batterie

Une batterie stocke une quantité fixe de charge, et un appareil la vide à un certain rythme. Divisez l'une par l'autre et l'autonomie apparaît — mais cette arithmétique nette repose sur une pile de pertes réelles qu'un unique facteur de rendement garde sous contrôle.

La formule de l'autonomie

La capacité d'une batterie est indiquée en milliampères-heures (mAh) : une cellule de 3 000 mAh peut, en principe, fournir 3 000 mA pendant une heure, ou 300 mA pendant dix heures, ou 150 mA pendant vingt. Le courant tiré par un appareil est indiqué en milliampères (mA). Diviser la capacité par le courant donne l'autonomie idéale :

où $Q$ est la capacité en mAh et $I$ le courant moyen consommé en mA. Les unités se simplifient proprement — des milliampères-heures divisés par des milliampères laissent des heures — donc aucune conversion n'est nécessaire.

Les batteries réelles ne livrent jamais le chiffre complet, donc l'estimation multiplie l'autonomie idéale par un facteur de rendement $k$ compris entre 0 et 1 :

Un facteur de 0,85 (85 %) est un point de départ courant ; des charges plus élevées et des cellules plus anciennes justifient moins.

Exemple résolu

Prenons une batterie de 3 000 mAh alimentant un appareil qui consomme en moyenne 150 mA, à 85 % de rendement.

D'abord l'autonomie idéale :

Puis on applique la réduction :

La batterie dure donc environ 17 heures en pratique, contre un plafond théorique de 20. En portant la charge à 300 mA, l'autonomie idéale est divisée par deux à 10 heures, soit environ 8,5 heures après réduction.

Pourquoi la réalité reste en deçà

La formule idéale suppose que la cellule restitue chaque milliampère-heure de son étiquette à tension stable et sans perte. Plusieurs effets érodent cela :

• Pertes du régulateur. Un appareil fonctionne rarement à la tension brute de la batterie. La convertir vers le haut ou le bas dissipe quelques pour cent en chaleur.
• Autodécharge. Les cellules perdent de la charge même au repos, davantage à la chaleur.
• Température. Le froid réduit la capacité utile de la chimie ; la chaleur accélère le vieillissement.
• Optimisme de la capacité nominale. Le chiffre de l'étiquette est mesuré sous une décharge douce et normalisée, plus clémente que la plupart des cycles réels.

Le facteur de rendement regroupe tout cela en un seul nombre. Un régulateur bien adapté sous une charge légère et constante peut atteindre 85–90 % ; une charge intermittente et élevée sur une cellule fatiguée peut tomber à 70 % ou moins.

L'effet Peukert

Il existe une perte que le facteur de rendement ne fait qu'approcher : la capacité diminue à mesure que le courant de décharge augmente. La loi de Peukert le décrit — en doublant le courant, on obtient souvent bien moins de la moitié de l'autonomie — car une décharge plus rapide laisse davantage de charge stockée inutilisée. L'effet est marqué pour les batteries plomb-acide et les charges à fort courant, et plus doux pour les cellules lithium-ion des téléphones et ordinateurs portables. Pour une charge à peu près constante, l'intégrer dans un facteur de rendement plus bas suffit ; pour un courant très variable ou très élevé, un modèle Peukert dédié donne une réponse plus proche.

Estimer le courant moyen

La formule récompense un chiffre de courant réaliste. La plupart des appareils passent l'essentiel de leur temps au repos et se réveillent brièvement pour travailler, si bien qu'une lecture de courant de crête surestime fortement la décharge. Quand c'est possible, utilisez la moyenne sur un cycle complet : par exemple, un capteur qui consomme 50 mA pendant une seconde chaque minute et 1 mA le reste du temps a une moyenne d'un peu moins de 2 mA, pas de 50. Les fiches techniques indiquent souvent un courant typique ou de veille plus proche de la moyenne utile que de la valeur maximale.

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