Le chariot a travaillé trois heures aujourd'hui.
Cela veut-il dire qu'une batterie lithium-ion est un smoking technologique enfilé pour décharger une seule palette ?
Pas forcément.
La question du nombre d'heures paraît raisonnable, mais elle mène facilement à la mauvaise réponse.
Trois heures de conduite tranquille entre les rayonnages, c'est un tout autre type de travail que six rafales d'une demi-heure quand un camion arrive, que la production attend la matière et que le cariste doit tout décharger « tout de suite ». Dans les deux sites, le compteur horaire peut afficher la même durée. L'un a surtout besoin d'une source d'énergie bon marché. L'autre a besoin de la certitude que le chariot sera prêt exactement quand l'activité s'intensifie.
C'est pourquoi le choix d'une batterie ne doit pas commencer par la question : combien d'heures le chariot travaille-t-il ?
Mieux vaut demander : à quoi ressemblent ces heures, et que se passe-t-il si le chariot ne roule pas ?
C'est seulement alors que la technologie cesse d'être une curiosité de catalogue et s'accorde – ou non – avec le rythme réel de l'entreprise.
Quelques heures de travail peuvent recouvrir plusieurs réalités
Imaginons trois chariots. Chacun travaille en moyenne 3 heures par jour.
Le premier récupère le matin les produits finis en sortie de production et les transporte vers la zone d'expédition pendant trois heures. Après 11 h, il se gare et est libre jusqu'au lendemain.
Le travail est régulier, le cariste connaît le planning et le chargeur peut tourner tranquillement la nuit.
Le deuxième chariot se réveille une douzaine de fois pendant un poste. 10 minutes à une livraison, une demi-heure dans le hall, un quart d'heure dans la cour, une heure de silence, puis soudain deux camions au quai de chargement. Trois heures au total, mais découpées comme une pizza lors d'une réunion d'entreprise – en théorie il y en avait beaucoup, mais en pratique chacun n'a eu qu'une part.
Le troisième se tient dans l'usine comme machine d'appoint. Parfois il ne fait rien pendant une demi-journée, mais quand la ligne a besoin de matière première ou qu'un produit fini doit être évacué immédiatement, le chariot doit bouger sans discussion. Sa valeur ne vient pas de son kilométrage. Elle vient de sa disponibilité.
C'est précisément pour cela que le nombre d'heures de fonctionnement décrit mal, à lui seul, le besoin en énergie.
Il faut regarder l'intensité du travail, la durée des pauses, la profondeur de décharge, la distance au chargeur, la température ambiante et les conséquences d'un arrêt. Seule cette combinaison montre si le surcoût du Li-ion procure un avantage réel ou surtout une jolie ligne dans la fiche technique.
Quand une batterie lithium-ion a-t-elle du sens pour un usage quotidien court ?
L'argument le plus fort en faveur du lithium apparaît lorsqu'un arrêt peut aussi servir d'occasion de recharge. Une batterie lithium-ion peut être complétée pendant de courtes pauses, sans le cycle complet classique propre aux batteries au plomb.
Le chariot est-il à l'arrêt pendant la pause du cariste, un changement d'accessoire, le contrôle d'une livraison ou l'attente d'un camion ? Ces dix à quinze minutes peuvent revenir dans le planning sous forme de réserve d'énergie supplémentaire.
Toyota Material Handling indique pour ses solutions la possibilité de recharger environ 50 % de la capacité en 30 minutes et une charge complète en environ 80 minutes. Jungheinrich indique, selon la solution, une charge complète en environ une heure et environ 50 % en 20 minutes. Ce sont des données de systèmes précis de constructeurs, et non une promesse universelle pour toutes les batteries et tous les chargeurs. Elles montrent toutefois l'ordre de grandeur de l'écart avec la charge classique d'une batterie au plomb, qui peut durer 8 à 12 heures.
Avec trois heures de travail par jour, la charge rapide peut sembler superflue.
Parfois, elle l'est vraiment.
Cependant, si ces trois heures surviennent à des moments imprévisibles, un court arrêt au chargeur apporte quelque chose de plus précieux que des kilowattheures économisés : il supprime la question lancinante de savoir s'il y a assez d'énergie pour la prochaine tâche urgente.
Le lithium peut aussi se justifier lorsque l'entreprise ne veut pas organiser l'entretien de batteries au plomb.
Une batterie classique exige une charge correcte, une surveillance et un appoint d'eau selon les instructions du constructeur, et la zone de charge doit être préparée de manière adaptée au système utilisé et aux exigences de sécurité.
Une batterie Li-ion avec un système de gestion BMS compatible ne nécessite pas d'appoint d'eau et n'émet pas d'hydrogène pendant la charge. Pour une petite entreprise avec un seul chariot et sans envie de monter un service spa à part pour lui, un fonctionnement plus simple peut être un argument important.
Une autre situation concerne la disponibilité après une période d'arrêt.
Si le chariot est utilisé de façon sporadique, les caristes pensent souvent qu'il a à peine servi.
Le problème apparaît le vendredi à 14 h 40, quand la dernière livraison doit être traitée et que l'indicateur d'énergie a un avis différent. Le système BMS surveille les paramètres de la batterie lithium-ion et communique avec le système du chariot et le chargeur. Il ne remplace ni la procédure de charge ni le bon sens, mais il aide à maintenir un état d'énergie prévisible et protège la batterie contre de mauvaises conditions de fonctionnement.
Quand le surcoût du lithium peut-il ne pas être rentabilisé ?
Prenons le scénario le plus simple.
Un chariot travaille de 7 h à 10 h, effectue des tâches légères, puis reste à l'arrêt le reste de la journée.
L'entreprise dispose d'une zone de charge adaptée, le personnel s'occupe de la batterie, l'énergie prélevée la nuit ne pose pas de problème de puissance de raccordement et une éventuelle immobilisation du chariot n'arrête pas toute la production. Dans cette configuration, une batterie au plomb dispose du luxe dont elle a grand besoin : le temps.
Le meilleur rendement énergétique et la plus longue durée de vie du Li-ion restent des avantages, mais avec peu d'heures, les économies s'accumulent plus lentement. Si l'on consomme peu d'énergie chaque jour, même une nette amélioration en pourcentage du rendement se traduit par un montant modeste.
30 % d'une petite facture, cela reste une petite somme. Excel ne donne pas de points pour la modernité.
L'horizon d'utilisation compte aussi.
La plus longue durée de vie d'une batterie lithium-ion peut réduire le coût total de possession, à condition que l'entreprise utilise réellement le chariot assez longtemps. Si la machine doit être remplacée au bout de quelques années, si le profil de l'activité change ou si l'engin est loué selon des conditions qui répartissent autrement les coûts, l'achat d'une source d'énergie plus chère doit être calculé dans le cadre du contrat concerné.
Dans un travail calme sur un seul poste, l'avantage du lithium ne disparaît pas.
Simplement, une partie de ses atouts reste inutilisée. C'est un peu comme acheter une machine à expresso professionnelle pour une cuisine où l'on ne fait que deux cafés le matin. Le café peut être excellent, l'appareil peut fonctionner parfaitement, mais l'amortissement a son propre sens de l'humour.
L'histoire d'un entrepôt où (seulement) trois heures ont bloqué la moitié du hall
L'exemple suivant est hypothétique, mais il repose sur des rapports typiques que l'on rencontre dans les entrepôts et les usines.
Une entreprise qui produit des composants métalliques utilise un chariot élévateur électrique à contrepoids.
Dans le tableur d'utilisation du parc, il paraît modeste : en moyenne 3,2 heures de fonctionnement par jour. Le responsable de production en conclut donc que le lithium n'a pas de sens. Si le chariot ne travaille même pas un demi-poste, pourquoi payer plus cher la batterie ?
Le premier jour d'observation, il apparaît que le chariot effectue trois types de tâches. Le matin, il livre de la matière aux postes de travail pendant environ une heure. À midi, il traite l'arrivée d'un fournisseur, même si l'heure exacte dépend de la tournée du camion. L'après-midi, il récupère les structures terminées et les transporte vers la zone d'expédition. Entre ces tâches, il reste à l'arrêt.
(en théorie) il a largement le temps.
En pratique, personne ne le branche en charge pendant la journée, car le chargeur se trouve à l'autre bout du hall. La charge de nuit fonctionne, à condition que quelqu'un se souvienne de la bonne procédure. En outre, la batterie au plomb a déjà plusieurs années et ses performances ne sont plus celles du jour de l'achat.
Mercredi, le fournisseur arrive avec deux heures de retard. Le chariot termine le déchargement, mais peu après, la production a besoin d'un transport urgent d'un lot plus lourd. L'état d'énergie est bas, les performances baissent et le cariste va recharger. Aucune catastrophe ne se produit. Il se passe quelque chose de bien plus courant : six personnes attendent chacune une dizaine de minutes, le plan du poste s'effondre et le responsable se met à faire de la logistique par téléphone.
Dans cette usine, la question n'est plus : les économies d'énergie paieront-elles la batterie plus chère ?
Il faut ajouter la valeur des perturbations.
Combien coûte un quart d'heure de temps d'équipe ?
Quel est le coût d'un retard d'expédition ?
À quelle fréquence faut-il interrompre d'autres tâches pour secourir le transport interne ?
Combien de temps consomment l'entretien de la batterie et le trajet jusqu'au point de charge ?
Après modification de l'implantation, le chargeur est rapproché de la zone de stationnement naturelle. Les pauses entre les tâches deviennent des fenêtres de charge, sans retirer la batterie et sans planifier un long cycle au milieu du poste.
Dans un tel scénario, le Li-ion peut avoir du sens malgré seulement 3,2 heures de fonctionnement. Non parce que le chariot travaille longtemps, mais parce que ses courtes périodes de travail ont une forte valeur opérationnelle.
Si le même chariot ne devait transporter que des palettes vides pendant trois heures après la production, puis avoir toute la nuit pour se recharger, le résultat pourrait être inverse. La technologie n'a pas changé. Le prix d'une heure de disponibilité a changé.
Comment calculer la rentabilité sans lire dans le marc de café d'une brochure de constructeur ?
Comparer le prix d'achat d'une batterie dit peu de choses.
Une analyse plus raisonnable couvre toute la période d'utilisation et tous les coûts qui diffèrent réellement entre les deux variantes. Il n'est pourtant pas nécessaire de bâtir un modèle financier digne d'une centrale électrique. Il suffit d'observer une journée de travail typique pendant une semaine et de répondre à des questions précises.
À quelle heure le chariot démarre-t-il ?
Combien de temps travaille-t-il sans pause ?
Où se trouve-t-il entre les tâches ?
Le cariste a-t-il une réelle possibilité de brancher le chargeur, ou cela exige-t-il un trajet à travers la moitié de l'usine ?
À quelle fréquence les tâches surviennent-elles soudainement ?
Une baisse de disponibilité arrête-t-elle un seul employé, une rampe, une ligne ou toute l'expédition ?
Ces informations sont bien plus utiles qu'une moyenne de 3 heures par jour.
Il faut ensuite comparer le coût d'investissement de la batterie et du chargeur compatible, la durée de vie attendue dans l'application concernée, la consommation d'énergie, l'entretien, les exigences de la zone de charge et le risque d'immobilisation. Les déclarations des constructeurs sur le nombre de cycles doivent être traitées comme un point de repère, et non comme une garantie personnelle d'immortalité. La durée de vie dépend entre autres de la chimie des cellules, de la température, de la méthode de charge, de la charge de travail, de la plage d'état de charge utilisable et des réglages du système.
Toyota compare grosso modo environ 5 000 cycles pour ses solutions lithium-ion à environ 1 500 cycles pour les batteries au plomb. L'écart est important, mais avec un chariot peu sollicité, une journée de travail ne consomme parfois qu'une fraction de cycle complet. Il vaut donc mieux comparer l'énergie réellement prélevée et restituée par la batterie, plutôt que de multiplier mécaniquement le nombre de jours par le nombre de cycles du catalogue.
Le coût de la puissance doit aussi être inclus dans le calcul.
Un chargeur rapide peut appeler une puissance importante, et plusieurs appareils démarrés simultanément peuvent augmenter la puissance de pointe de l'usine. Des chargeurs intelligents avec limitation de puissance et fonctions de partage de puissance entre chariots existent sur le marché.
C'est un bon indice : la conception énergétique ne s'arrête pas au choix de la batterie.
Il faut vérifier l'installation, les protections disponibles, les emplacements de montage et le profil de consommation d'énergie.
Des recharges fréquentes abîment-elles une batterie lithium-ion ?
Dans les systèmes conçus pour l'exploitation de chariots, la charge d'opportunité est l'un des principaux avantages de la technologie Li-ion. Un complément de quelques ou d'une dizaine de minutes pendant un arrêt peut faire partie du fonctionnement normal. Les constructeurs et distributeurs de chariots électriques encouragent d'ailleurs à utiliser les temps d'arrêt du chariot pour le recharger.
Ils indiquent aussi que les charges courtes sont admises et même préférées.
Cela ne signifie pas une liberté totale.
La batterie, le chargeur et le chariot doivent être utilisés comme un système compatible, en suivant les instructions du constructeur et les exigences relatives à la température et à l'emplacement de charge. Le BMS surveille les cellules et le processus de charge, mais il ne transforme pas un chargeur quelconque en appareil adéquat. Les modifications de chariots plus anciens demandent une attention particulière. Le poids de la batterie, ses dimensions, la communication avec la machine, les protections et l'effet sur la stabilité doivent être vérifiés par le fournisseur de la solution.
Il vaut aussi mieux éviter de raisonner ainsi : puisque le lithium se charge vite, on peut acheter la plus petite batterie et la sauver sans cesse avec un câble. Un système bien choisi doit traverser les moments exigeants de la journée avec une réserve raisonnable.
La charge pendant les pauses doit soutenir le processus, et non devenir sa réanimation quotidienne.
La température change-t-elle le résultat de la comparaison ?
En effet.
Un chariot qui travaille quelques heures dans un hall chauffé a la vie plus facile qu'une machine démarrée en hiver dans la cour ou qui travaille en chambre froide. Une basse température influe sur les performances disponibles et sur la capacité à charger les batteries, et les limites exactes dépendent de la conception de la batterie concernée. Il ne faut donc pas supposer que toutes les batteries lithium-ion se comporteront de la même façon simplement parce que le boîtier porte une abréviation familière.
Si le chariot travaille en extérieur, la température minimale et maximale de fonctionnement, la plage de charge admissible et un éventuel chauffage de la batterie doivent être discutés avec le fournisseur. C'est particulièrement important pour les machines utilisées de façon sporadique. Le chariot peut passer l'essentiel de la journée au froid, puis recevoir une tâche courte mais exigeante. La température moyenne quotidienne du hall explique alors peu de choses.
Une chambre froide, en revanche, peut renforcer l'intérêt d'une solution lithium-ion si le système y est adapté et peut limiter les baisses de disponibilité et le temps de service. Une analyse des déplacements entre zones, de la condensation d'humidité, de l'emplacement du chargeur et des recommandations du constructeur reste nécessaire. L'étiquette « Li-ion » n'est pas une cape d'invisibilité qui protège la batterie de la physique.
Faut-il tenir compte de la sécurité et de l'organisation de la charge ?
Oui, même si la comparaison ne doit pas se réduire au slogan selon lequel une technologie serait sûre et l'autre dangereuse. Les deux exigent l'appareil, le chargeur, l'installation et les procédures corrects. Elles diffèrent cependant par le type de risque et l'étendue de l'entretien quotidien.
Les batteries au plomb obligent à tenir compte de l'électrolyte et des gaz produits pendant la charge. Les solutions lithium-ion suppriment l'appoint d'eau et l'émission d'hydrogène en charge normale, mais elles doivent disposer de protections électriques, thermiques et mécaniques appropriées. Des constructeurs tels que Linde et Jungheinrich décrivent une supervision à plusieurs niveaux assurée par le BMS et l'intégration de la batterie au chariot. C'est un argument important en faveur d'un système complet et homologué plutôt que d'un assemblage aléatoire de composants.
Avec quelques heures de travail, la différence d'organisation peut peser plus lourd que l'écart sur la facture d'énergie. Si l'entreprise n'a ni le personnel ni l'espace pour un entretien régulier des batteries, un processus plus simple peut valoir le surcoût. Si elle dispose d'une zone de charge bien préparée, de procédures établies et d'un cariste responsable, l'infrastructure existante plaide pour la poursuite de la technologie au plomb.
De quelles fenêtres de charge disposez-vous réellement ?
Une fenêtre de charge n'existe que lorsque trois conditions sont réunies :
le chariot est à l'arrêt, il se trouve au bon chargeur et personne n'en a besoin à ce moment-là. Une pause dans le travail visible dans un rapport de télématique ne garantit rien à elle seule.
Si le chariot se repose 40 minutes au quai de chargement et que le chargeur se trouve à 250 mètres, l'entreprise n'a pas de fenêtre de 40 minutes. Elle a l'idée d'un trajet supplémentaire que le cariste évitera. Si le chariot est à côté du chargeur pendant la pause déjeuner, la fenêtre est réelle. L'emplacement du point de charge peut donc modifier la rentabilité de la technologie sans changer la batterie, le temps de travail ou le nombre de palettes.
Dans une petite entreprise, le mieux est souvent de commencer par dessiner une simple frise de la journée. Marquez les périodes de travail, d'arrêt, les pointes de livraison et les moments où le chariot doit être disponible. Après une semaine, un schéma devient généralement visible. Parfois, il apparaît que la charge de nuit résout tout. Parfois, on découvre que la machine travaille peu de temps mais vit en disponibilité permanente.
Et la batterie au plomb ?
La technologie au plomb a un coût d'entrée plus faible et donne de bons résultats dans les applications prévisibles où la batterie peut effectuer un cycle de charge complet après le travail et où l'entreprise assure un entretien adéquat. Pour un chariot unique, utilisé légèrement, régulièrement et sans pression de disponibilité immédiate, ce peut être un choix économiquement sensé.
Ses limites deviennent perceptibles lorsque le planning se resserre.
Une longue charge, la nécessité d'un refroidissement après le cycle selon la technologie et les instructions, l'entretien et le risque d'erreurs de manipulation commencent à occuper de la place dans le processus. En travail intensif en plusieurs postes, l'échange de batterie ou une batterie supplémentaire devient nécessaire, mais avec quelques heures par jour, ce n'est généralement pas ce qui décide du résultat.
Ce sont les réalités banales du quotidien qui peuvent trancher.
Le niveau d'électrolyte est-il réellement contrôlé ?
La batterie est-elle branchée régulièrement après le poste ?
La charge a-t-elle lieu dans une zone correctement préparée ?
La solution la moins chère exploitée avec négligence peut devenir coûteuse avec une efficacité impressionnante.
Où trouve-t-on encore des chariots à batterie au plomb ?
Une batterie au plomb ne signifie pas que le chariot a un moteur thermique.
C'est toujours un chariot électrique – seule la technologie de stockage de l'énergie diffère.
Les chariots électriques peuvent être équipés aussi bien de batteries lithium-ion modernes que de batteries de traction traditionnelles à électrolyte liquide.
De telles batteries fonctionnent encore dans de nombreux chariots à contrepoids, gerbeurs à grande levée, transpalettes électriques et préparateurs de commandes. On les trouve le plus souvent dans les parcs plus anciens, les machines d'occasion et les sites qui utilisent depuis des années une zone de charge préparée. La technologie n'a pas non plus disparu du marché du neuf. Sur certains modèles actuellement proposés, le client peut encore choisir entre une batterie au plomb et une batterie lithium-ion.
Pourquoi des entreprises choisissent-elles encore la variante au plomb ?
Le coût d'achat plus faible et l'infrastructure existante sont les facteurs décisifs les plus fréquents. Si le chariot travaille quelques heures prévisibles puis dispose de toute la nuit pour se recharger, la charge rapide offerte par le Li-ion peut ne pas procurer assez d'économies pour justifier le prix plus élevé.
L'entreprise a déjà un chargeur, une zone de charge dédiée et des employés qui connaissent les procédures d'entretien ; changer de technologie ne donne donc pas toujours un avantage économique immédiat.
Les limites apparaissent lorsque le rythme de travail devient moins prévisible.
Une batterie au plomb doit être chargée correctement, le niveau d'électrolyte contrôlé et l'eau complétée selon les instructions du constructeur. Elle exige aussi une zone de charge correctement préparée.
En travail à plusieurs postes, une seconde batterie et un échange entre les postes peuvent être nécessaires.
Plus le chariot doit être prêt sans préavis, plus la valeur d'une batterie lithium-ion à charge rapide augmente.
Quand un chariot diesel est-il le meilleur choix ?
Un chariot diesel mérite d'être envisagé lorsque la machine travaille principalement en extérieur, parcourt de longues distances et effectue des tâches lourdes pendant de nombreuses heures sans pauses de charge commodes.
Les aires de stockage, les dépôts de matériaux de construction, les scieries, les usines de préfabrication ou la manutention lourde de matériaux imposent au chariot d'autres exigences qu'un travail calme entre rayonnages. Ce qui compte, c'est un couple élevé, la résistance à un usage intensif, la capacité à travailler sur sols irréguliers et le ravitaillement rapide.
Un chariot diesel peut aussi être judicieux là où l'infrastructure électrique ne permet pas d'installer un chargeur assez puissant, ou lorsque le chariot travaille en plusieurs points éloignés d'un grand site. Le ravitaillement prend peu de temps, la machine reprend donc vite le travail. En usage sporadique, il faut toutefois garder à l'esprit la nature des moteurs diesel modernes. Des trajets très courts, de longs arrêts et de fréquents démarrages à froid peuvent gêner le bon fonctionnement du système de post-traitement des gaz d'échappement, y compris la régénération du FAP.
Dans des halls fermés, un chariot diesel exige une attention particulière et une ventilation efficace en raison des émissions d'échappement, du bruit et de la chaleur. Si la plupart des tâches se déroulent à l'intérieur, un chariot électrique est généralement plus pratique. Le diesel montre ses atouts dans la cour ouverte, sous forte charge et là où le planning de travail n'a pas la patience d'un câble de chargeur.