Le grand saut vers l’autonomie énergétique
Le 16 août 2023 restera une date marquante à l’atelier : c’est le jour où nous avons totalement coupé le disjoncteur du réseau électrique traditionnel.
Projet mûri pendant plus de 5 ans, l’objectif était simple : viser l’autonomie électrique totale (Off-Grid) grâce à une installation solaire sur-mesure et un banc de stockage d’énergie fait maison.
La batterie Powerwall 10,8 kWh : Le pari du recyclage
Plutôt que d’investir dans une batterie commerciale hors de prix, j’ai fait le choix de l’upcycling. L’ensemble du banc de stockage a été conçu à partir de cellules Li-ion au format 18650 d’occasion, récupérées dans d’anciennes batteries d’ordinateurs portables, d’hoverboards ou de vélos électriques (VAE).
Qualification et assemblage du pack :
- Plus de 4 000 cellules testées une par une (capacité, résistance interne, décharge).
- Seuil de tri strict : Seules les cellules conservant au minimum 2 000 mAh ont été retenues.
- Architecture finale : Une configuration en 14S (14S185Ah en 4,18V max) pour un total de 10,8 kWh de stockage, réunissant 1 120 cellules 18650 (80 cellules en parallèle par pack).
Un immense merci aux proches et amis qui se sont investis dans la collecte et la recherche des cellules nécessaires à la réalisation de ce pack !
🛠️ Focus Technique : Guide de fabrication du pack 18650 sur-mesure
La réalisation d’un Powerwall à partir de cellules de récupération exige une méthodologie stricte pour garantir la sécurité et la pérennité du système. Voici les grandes étapes de conception :
1. Extraction et dépouillement des packs
La première étape consiste à désassembler les batteries usagées (ordinateurs, hoverboards, VAE) :
- Démontage précautionneux des coques plastiques sans détériorer l’isolant (gaine thermo) des cellules.
- Retrait des bandes de nickel d’origine à la pince de précision.
- Nettoyage minutieux des méplats (+ et -) pour enlever les résidus de soudure par point.
2. Banc de test et tri sélectif
Chaque cellule extrait doit passer par une procédure de qualification rigoureuse avant validation :
- Mesure de tension initiale : Les cellules sous les 2,0 V sont écartées d’office par sécurité.
- Test de capacité (Charge/Décharge) : Passage sur banc d’analyse à un courant de décharge maîtrisé (ex: 1A) pour mesurer la capacité réelle en mAh.
- Critère d’éviction : Seules les cellules restituant au minimum 2 000 mAh sont conservées.
- Test d’autodécharge (Resting) : Stockage des cellules validées pendant 14 à 21 jours. Toute cellule présentant une chute de tension anormale est éliminée (risque de self-discharger / court-circuit interne).
3. Équilibrage et répartition des packs (Repackr)
Pour constituer 14 modules (14S) parfaitement équilibrés en capacité globale :
- Utilisation d’algorithmes d’appariement pour répartir les 1 120 cellules.
- Chaque module de 80 cellules en parallèle (80P) affiche ainsi une capacité quasi identique à ses voisins (~185 Ah), garantissant un comportement homogène lors des cycles de charge et décharge.
4. Assemblage, Busbars et Sécurité Fused-Wire
C’est la phase critique où la sécurité incendie et la gestion des courts-circuits se jouent :
- Supports isolants : Maintien mécanique des cellules dans des grilles plastiques (cell holders) pour éviter tout contact direct et assurer une bonne dissipation thermique.
- Protection Fused-Wire (Fil fusible 5A) : Chaque cellule est reliée au busbar principal via un fil fusible calibré à 5 A. En cas de défaillance interne ou de court-circuit sur une seule cellule, le fil fusible fond instantanément pour isoler la cellule défectueuse du reste du pack sans impacter l’ensemble de l’installation.
- Busbars de puissance : Réalisation de barres de distribution en cuivre généreusement dimensionnées pour faire circuler les forts courants sans échauffement.
- Connexions haute intensité : Utilisation de cosses tubulaires en cuivre étamé de forte section, serties à la presse hydraulique pour garantir une résistance de contact minimale et une excellente tenue mécanique dans le temps.
Quand le matériel chinois rend l’âme : Le basculement vers l’écosystème Victron
Après 3 ans de bons et loyaux services, l’onduleur hybride chinois d’origine a fini par lâcher (court-circuit sur l’étage de conversion DC/DC, probablement un MOSFET en défaut).
Ne voulant absolument pas me rebrancher au réseau le temps de réparer le composant, la priorité a été de commander immédiatement du matériel de qualité professionnelle. Reçu en seulement 72h via Nkon, le choix s’est naturellement porté sur la marque de référence en site isolé : Victron Energy.
L’installation aujourd’hui :
- Onduleur / Chargeur : Victron MultiPlus-II GX 48V (6500W), assurant une stabilité de tension irréprochable et un suivi précis.
- Régulateur principal (Champ Est/Sud) : Le monstre de course Victron MPPT RS 450/100, sur lequel est raccordé le string principal de 8 panneaux de 400 Wc.
- Optimisation du soir (Ouest) : Ajout de 2 panneaux de 450 Wc à l’arrière de la maison pour capter les derniers rayons du soleil couchant, gérés par un régulateur Victron MPPT 100/20.
- Câblage de puissance : Liaison batterie en câble de 70 mm² pour encaisser les forts courants en toute sécurité.
Prochaine évolution : Exploiter la 2nde entrée du MPPT 450/100
Le MPPT RS 450/100 disposant de deux trackers indépendants, il me reste encore un tracker de libre.
Actuellement, mon second champ de 3 panneaux (3×405 Wc) fonctionne sur un régulateur séparé car le MPPT 450/100 nécessite une tension de démarrage minimale de 120 VDC. La prochaine étape consistera donc à ajouter un 4ème panneau sur ce string pour dépasser cette tension de seuil et basculer l’ensemble de la production directement sur le MPPT 450/100 !
Bilan et Rentabilité
L’intégralité de la conception, du tri des cellules et du câblage a été réalisée par mes soins.
Avec un coût initial d’un peu plus de 3 000 € (amorti en moins de 5 ans par rapport aux factures EDF évitées), cette installation démontre qu’avec de la rigueur, de bonnes bases en électronique et du matériel évolutif comme Victron, l’indépendance énergétique est à portée de main.