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La "pile à eau"

Voir aussi : La radiosonde VAISALA RS92-KL -

Certaines radiosondes comme la RS80 et maintenant les RS92 sont parfois alimentées par une pile peu courante qu'il suffit de tremper dans l'eau pour réactiver. Cette pile étonnante intrigue celui qui découvre une radiosonde et comme on ne trouve pratiquement rien en français sur Internet concernant ce sujet, voici quelques explications.

Description

Quand on ouvre une RS92 fraîchement tombée on y trouve un bloc, de dimensions 80x50x35mm, constitué d'un empilement de carrés de feutre de couleur verdâtre séparés par des films en plastique jaune. Le tout semble avoir gonflé et suinte un liquide corrosif vert peu encourageant. Si la radiosonde fonctionne encore, le bloc est chaud, malgré son séjour à -50 degrés dans la stratosphère.
Deux fils sortent du bloc, un rouge et un noir, qui sont réunis par un connecteur branché sur la platine électronique de l'appareil. Si on mesure la tension aux bornes de ce connecteur on pourra trouver entre 10 et 19 volts.
Ce bloc surprenant est la pile qui alimente la radiosonde pendant tout son vol et plusieurs heures après sa chute. Comme il suffit de lui ajouter de l'eau pour la faire fonctionner on l'appelle parfois "pile à eau".

Un simple bloc de 12 éléments pour la RS92-KL de Nancy		Deux blocs de 5 éléments pour la RS92-SGP de Bordeaux (Ph. de François)		La Viz Mark2 est livrée avec sa pile à eau emballée dans un sachet étanche.

Fonctionnement

La pile à eau est en fait une pile qui peut être conservée à l'état inerte plus de 10 ans à condition d'être stockée parfaitement au sec. Elle est dite "à activation aqueuse" ou encore "amorçable par ajout d'eau". Elle est basée sur une réaction chimique s'opérant entre une électrode positive contenant du chlorure cuivreux (CuCl) et une électrode négative à base de magnésium. C'est Bert ADAMS, un inventeur américain, qui la mit au point en 1939 (brevet de 1943) ; elle a été améliorée depuis.
Un quart d'heure avant son utilisation, la pile est sortie de son emballage étanche et trempée dans l'eau pendant 5 minutes. On la laisse ensuite égoutter encore 5 minutes et elle est prête à débiter. La tension à vide est de 19 volts environ, la pleine puissance est obtenue au bout d'un quart d'heure. Chaque élément produisant 1,3 volts en charge, la tension de sortie à charge constante est relativement stable pendant une grande partie de la décharge. La pile de la RS92 a une capacité de 6 ou 7 Wh. L'autonomie annoncée pour cette radiosonde est de 135 mn au minimum mais en pratique elle peut dépasser 4 heures, du moins en émission.
Un des avantages de ce type de pile pour l'alimentation des radiosondes est sa gamme de température de fonctionnement qui peut descendre à -60°C ainsi que son rapport capacité/kg deux fois plus grand que celui d'une pile Leclanché.
La photo ci-contre montre l'élément de la RS92 qui renferme la pile pendant le vol. On voit que la pile est encore neuve, elle vient juste d'être activée avec l'eau contenue dans le gobelet.

Utilisation

La pile à eau a plusieurs avantages. Stockée bien au sec dans son emballage étanche elle peut être conservée éternellement.
Les lanceurs automatiques Vaisala (autosonde) utilisaient encoredébut des années 2010 un procédé astucieux quoique rustique pour mettre sous tension une RS92 : une petite pompe envoie une giclée d'eau dans le boîtier de la pile, celle-ci s'active et la RS se met à fonctionner. Elle s'arrêtera quand la pile sera épuisée, au bout de 6 à 7 heures de fonctionnement.