En l’espace de quelques années seulement, le marché des drones a littéralement explosé, poussé par la surabondance de l’offre des fabricants et l’accessibilité de ces appareils high-tech destinés à un large public.
Ces sociétés nous proposent un choix impressionnant de drones: tricoptère, quadricoptère, hexacoptère, drones pour la video, micro-drones, drones avec mode FPV, etc. et sont souvent taillés pour nous offrir une expérience de vol et de photo/vidéo impressionnante.
Néanmoins, engins ont tous un talon d’Achille : des batteries souvent fragiles, complexes, et à l'autonomie extrêmement limitée.
En clair, ces batteries se déchargent très vite et son fragiles. C’est évidemment le point qui fâche le plus quand on parle d’autonomie en vol. Les mini-drones ont une durée de vol moyenne de 5 à 6 minutes maximum, alors que leurs grands frères (modèles brushless) n’atteignent que difficilement les 25 minutes d’autonomie, avec le plus souvent seulement une quinzaines de minutes de vol effectif.
De plus, ces batteries se dégradent facilement quand elles ne sont pas soigneusement conservées, d’où l’importance de les entretenir pour maximiser leur autonomie.
Six points à connaitre avant d’acheter une batterie de drone
Composition de la batterie : La grande majorité des drones sont alimentés par des batteries Lithium Polymères (LiPo), de bien meilleure qualité que les Ni-Cd en terme de stockage d’énergie. Les LiPo délivrent normalement plus d’énergie que les batteries Lithium qui composent certains appareils électroniques, mais elles sont plus fragiles et nécessitent donc plus de soins.
Le fabricant : certains fabricants optent pour la politique du « tout fait maison » et font en sorte de mettre au point des batteries spécifiques pour chaque modèle.
Batterie du Phantom de DJI
De ce fait, il devient compliqué de changer la batterie sans passer par le constructeur qui peut alors contrôler les prix de vente et de réaliser ainsi des bénéfices non négligeables sur la vente des composants.
Le coût de remplacement d’une batterie : le prix pour remplacer une batterie morte varie selon le modèle du drone. En moyenne, ce coût peut varier entre 5% à 20% du prix total du la machine. Un coût qu’il va falloir prendre en compte et minimiser sur le long terme.
Acheter plusieurs batteries, une bonne solution ? : Disposer de plusieurs batteries peut s’avérer une bonne alternative pour prolonger le temps de vol et éviter d’attendre des heures entre chaque chargement, surtout si ces batteries disposent d’une plus grande contenance.
Mais attention, il ne s’agit pas toujours de la solution la plus optimale. Ces batteries sont parfois encombrantes, prennent plus d’espace dans votre sac, et ajoutent un surpoids à votre drone… sans parler du petit surcoût que vous allez devoir payer (chez certains modèles comme les Phantom de DJI, les batteries additionnelles neuves tournent aux alentours de 150 euros).
Le temps de chargement : Les batteries LiPo prennent beaucoup de temps à se recharger. Il faut compter en moyenne une heure, voire un peu plus pour les charger complètement.
De ce fait, plus l’autonomie de la batterie est importante, moins il faudra faire d’allers-retours pour la charger après chaque vol. C’est pourquoi il est toujours préférable de choisir une batterie avec une grande autonomie ou d’utiliser des chargeurs plus performants.
Durée de vie d’une batterie LiPo : Selon la manière dont elles sont utilisées, ces batteries ne dépassent généralement pas les 300 cycles de charge.
Les batteries du Mavic Pro et du Phantom 4 Pro
Certains comportements peuvent accélérer la mort prématurée de la batterie
1
Laisser la batterie branchée sur une charge complète ;
2
Décharger les batteries avant de les recharger ;
3
Exposer la LiPo à des températures très basses ou très élevées.
Quels sont les éléments qui affectent l’autonomie des multirotors ?
De nombreux facteurs influent sur le rendement et l'alimentation du drone :
- L’intensité du vent : les conditions météorologiques peuvent affecter le rendement de la machine en vol, surtout le vent qui est l’ennemi numéro un du multirotor. Plus la force du vent est importante, plus la résistance de l’appareil augmente et donc sa consommation d’énergie. Conseil : Eviter de voler face au vent pour économiser de l’énergie. J'analyse toujours le sens du vent et essaye de faire la premiere moitié du vol face au vent pour ne pas voir à faire un retour à la base face à celui-ci et avec une batterie à moitié pleine ! Evitez en règle generale les sorties par vent fort car les conséquences pourraient être ici pire que de simples problèmes de batterie…
- Le poids : toute charge excessive (gadgets, protections, gimbal, caméras, batteries de rechanges plus lourdes, etc.) affectent l’autonomie. Conseil : Se débarrasser des charges inutiles et choisir des caméras plus légères, sans faire de compromis sur la qualité. Mieux encore, démonter la caméra en cas de non utilisation (si celle-ci est démontable) pour alléger le poids du drone. Tout ajout du poids sur votre drone affectera son aero dynamisme et sa resistance au vent !
- La température : Les batteries LiPo craignent le froid et la chaleur. Le rendement peut baisser significativement à cause du froid en raison du ralentissement de l’activité chimique dans la batterie. Astuce : Stocker les batteries LiPo avant le vol dans une température comprise entre 5°C et 25°C. Ne jamais charger une batterie quand elle est encore chaude. Si la température est inférieure à 10°, il est recommandé de ne pas utiliser le drone car la batterie LiPo peut causer une défaillance soudaine et provoquer un crash en plein vol. Les nouvelles générations de drones (Phantom 4 Pro, Inspire 2...) sont beaucoup plus résistants au froid mais pensez tout de meme à stocker vos batteries au chaud avant de vous envoler. Les memes precautions sont à prendre si vous volez par forte chaleur. Ne laissez pas votre drone sur le goudron d'un parking en pleine chaleur sous 40 degrés pendant que vous faites vos réglages ! Réglez rapidement votre boussole et posez votre drone à l'ombre pendant que vous faites votre routine pre-vol et vos derniers réglages. Une fois le décollage effectué, la temperature tend a baisser plus vous prenez de l'altitude. Voler par forte chaleur peut aussi créer des problèmes d'écriture de votre carte SD, surtout si celle-ci n'est pas exceptionnelle en vitesse d'écriture.
- La technologie embarquée : la consommation de la batterie augmente significativement en rapport avec le nombre d’équipements visuels (phares, leds, dispositifs de vision), le nombre de moteurs, et l’utilisation de certains dispositifs comme les nacelles, le WIFI ou la vidéo transmission. Astuce : Si cela n’affecte pas la bonne marche du drone, il est préférable de désactiver les fonctionnalités non utilisées (détections d'obstacles si vous savez ce que vous faites par exemple. Aussi, la vision FPV consomme beaucoup d’énergie en vol).
- La bonne utilisation des batteries LiPo : Nombreux sont ceux à charger leurs batteries une fois celles-ci complètement vidées. Mais ce que beaucoup ne savent pas, c’est que ce geste détériore la batterie et influe sur son rendement à moyen-long terme (la même règle s’applique a vos Smartphones en passant, privilégiez les cycles de charge courts et réguliers).
- La façon dont vous pilotez ! Si vous bourrinez vos sticks en mode sport, vous n'aurez forcement pas la meme autonomie en vol que si vous y allez doucement, ce qui est de toute façon recommandé si vous faites de la vidéo ! Apprenez à manier votre drone de façon douce et subtile vous permettra d'economiser votre batterie.
Kit de survie pour batterie LIPO
Astuce : Éviter de faire descendre le niveau de charge sous les 20%.
Arrivées à ce seuil, les batteries peuvent devenir instables et affecter le pilotage du drone.
Je rapatrie toujours mes drones à environ 30 % et ne vole pas sur des longues distances ce qui m'évite d'atterrir en urgence et m'évite de trop décharger mes batteries !
Les gestes à suivre pour augmenter la durée de vie de la batterie
Ces petits gestes du quotidien peuvent augmenter l’autonomie du drone :
- Eviter de stocker une batterie déchargée ;
- Toujours charger votre batterie correctement et à fond lors de votre premiere utilisation !
- Recharger la batterie après chaque utilisation ;
- Attendre que la batterie ait refroidie avant de la mettre en charge ; certaines batteries ne se chargeront pas si encore chaudes (DJI par exemple)
- Charger de préférence la batterie quelques instants avant son utilisation ;
- Éviter de décharger complètement (0%) la batterie avant de la recharger ;
- En cas de non utilisation du drone, recharger tout de même la batterie tous les mois ; et réglez la durée optimale de décharge sur quelques jours seulement pour les batteries intelligentes DJI par exemple.
- Respecter le temps de charge. Éviter de recharger la batterie plus longtemps que le temps indiqué par le fabricant. Ne pas laisser les batteries branchées en charge complète pendant plus de 2 ou 3 jours ;
- Choisir un chargeur adéquat pour éviter de détériorer les batteries. Par exemple, pour une batterie de 1600 mAh, il faudra charger la batterie avec un courant de 1,6 Ampères ;
- Ne jamais laisser une batterie charger sans surveillance pour éviter tout risque de feu ;
- Utiliser un chargeur spécifique et un véhicule avec une électronique adaptée pour les batteries LiPo et LiFe (LiPo, LiFe)
- Pour éviter le déchargement, il est recommandé de recharger la batterie quelques temps avant de piloter le drone. Les taux de déchargement sont importants en fonction du nombre de jours sans activité.
- Ne pas transporter la batterie LiPo dans un sac de rangement classique, que ce soit pour stockage ou lors d’un déplacement. Les tissus inflammables sont déconseillés. Préférez leur un sac de charge avec protection anti-feu pour batterie LiPo ;
- Il est conseillé de réaliser une procédure de restauration de la batterie tous les 6 mois. Pour ce faire, on procède comme suit : décharge lente, ensuite charge à 10% de la capacité de la batterie (mAh) pendant 12 heures. Cette procédure est à suivre seulement si le drone dispose de batterie NiCd ou NiMh.
- Eviter d’acheter des batteries d’occasion, ou provenant de sources douteuses (pas chères en ligne) qui sont très risquées.
- Ne jamais utiliser des batteries gonflées ou endommagées ;
- Astuce : Vous ne filmez pas en vol ? Essayez (si possible) de retirer la caméra pour alléger votre quad. Jouez aussi avec la taille de vos propellers (hélices) ! Si vous n'utilisez pas la video en vol, libre à vous de changer la taille de vos hélices et leur matériaux.
Moins de poids > Possibilité d'utiliser des hélices plus petites > Impact positif sur la batterie !
Top 5 des drones avec les meilleures autonomies en 2021
Les drones listés ci-dessous offrent tous une longue autonomie et sont ce qui se fait actuellement de mieux dans le domaine.
1
Mavic Air 2
Le Mavic Air 2 permet de voler jusqu'à 34 minutes sans interruption avec sa batterie de dernière génération et son poids plume et ce malgré ses nombreux modes de vols intelligents et sa nacelle stabilisée.
2
Mavic 2 Pro / Zoom
Avec 31 minutes de durée de vol, ce nouveau drone de loisir assure en vol grâce à sa batterie de 3850 mAh à 4 cellules. De plus, il embarque une caméra capable de filmer en 4K stabilisée et offre de nombreux modes de vols.
3
Mavic Mini
Le DJI Mavic Mini offre sur le papier une autonomie de 30 minutes avec sa batterie à 3 cellules, ce qui exceptionnel vu sa taille.
4
DJI Phantom 4 Pro V2
Selon son constructeur DJI, l’autonomie du Phantom 4 Pro (version 1 ou 2), le meilleur drone amateur du marché, peut aller jusqu'à 30 minutes avec sa nouvelle batterie 5780 mAh, soit l’une des autonomies les plus importantes des drones grands publics.
5
Bebop 2 Power
La version Power du Bebop 2 offre jusqu'à 30 minutes d'autonomie en vol ce qui est un grosse amélioration par rapport au modèle standard
Tout savoir sur les batteries DJI "Intelligentes"
Les batteries fournies par DJI pour ses modèles les plus recents sont de type Lithium High Voltage, ce qui explique leur prix et le fait qu'elle soient très puissantes.
Comme toutes les batteries intelligentes de DJI, une fonctionnalité de charge-décharge automatique est intégrée.
Considérez en gros que chaque batterie contient son propre chargeur. Toute "l'intelligence" réside ici dans le fait d'avoir intégré à chaque batterie un chargeur qui suit la vie de la batterie et peut ainsi déterminer son cycle de vie et son usure, afin d'adapter la charge à la condition réelle de la batterie, mais aussi d'indiquer via les LEDS l'état de la batterie pour l'utilisateur.
Comme toutes les batteries intelligentes de DJI, une fonctionnalité de charge-décharge est intégrée. Considérez en gros que chaque batterie contient son propre chargeur. Toute "l'intelligence" réside ici dans le fait d'avoir intégré à chaque batterie un chargeur qui suit la vie de la batterie et peut ainsi déterminer son cycle de vie et son usure, afin d'adapter la charge à la condition réelle de la batterie, mais aussi d'indiquer via les LEDS l'état de la batterie pour l'utilisateur.
Attention : Votre batterie doit être complètement chargée avant de l'utiliser pour la première fois. C'est la capacité maximale de la première charge qui servira de référence à l’électronique intelligente embarqué dans chacune de vos batteries.
Fonctions intelligentes de la batterie
- Affichage du niveau de la batterie: Les LED affichent le niveau actuel de la batterie quand vous appuyez sur le bouton de démarrage.
- Fonction d'auto-décharge: La batterie se décharge automatiquement à environ 50-60% de la puissance totale quand celle-ci est inactive pendant plus de 10 jours pour éviter le gonflement. Vous pouvez choisir un déchargement plus rapide via le menu de réglages du DJI Go. Je règle cette valeur sur 5 jours personnellement.
- Charge équilibrée: équilibre automatiquement la tension de chaque cellule de la batterie lors de la charge.
- Protection contre les surcharges: Le chargement s'arrête automatiquement lorsque la batterie est complètement chargée. Ne la laissez pas branchée trop longtemps non plus.
- Détection de la température: La batterie ne se charge que lorsque la température est comprise entre 0°C et 40°C. La LED situé à gauche du bouton d'allumage va clignoter rapidement si la temperature est trop élevée pour démarrer la charge ! Soyez patient ici.
- Protection contre les courts-circuits: coupe automatiquement l'alimentation en cas de court-circuit.
- Suivi des erreurs batterie via DJI Go.
- Mode Veille : Le mode Veille s'active après 10 minutes d'inactivité pour économiser l'énergie.
- Données en temps reel : La tension, la capacité, le courant et les autres informations pertinentes de la batterie sont fournis au contrôleur principal de l'aéronef.
Comment décharger votre batterie de vol intelligente
Lente : Allumez l'appareil laissez le tourner jusqu'à ce qu'il y ait moins de 10% de puissance restante, ou jusqu'à ce que la batterie ne puisse plus être allumée. Lancez l'application DJI Go pour vérifier le niveau de la batterie.
Moyenne : Volez jusqu'a environ 10%, posez vous et laissez les moteurs tourner jusqu'à atteindre 5% voire moins.
Rapide : Faites voler l'appareil à l'extérieur jusqu'à ce qu'il y ait moins de 8% de batterie restante, ou jusqu'à ce que la batterie ne puisse plus être allumée. Ne faites pas cela au dessus de l'eau..
Attention au vol par basses températures !
Le vol dans des températures froides (0 degrés et moins) comporte quelques risques :
- La capacité de votre batterie est considérablement réduite en vol dans un environnement à basse température (<0 ℃).
- Il n'est pas recommandé d'utiliser votre batterie dans un environnement avec extrêmement basse température (<-10 ℃)
- Ne volez pas sur une batterie faible par temps froid, vous maximiserez les chances d'éviter un problème en vol.
- Placez votre batterie au chaud pour la réchauffer avant de l'utiliser dans un environnement à basse température.
- Dans des environnements froids, insérez la batterie dans son compartiment et laissez l'appareil se réchauffer pendant environ 1-2 minutes avant de décoller.
Rendez vous sur mon article dédié au vol par basses températures pour en savoir plus !