Activité 8 – Chariot élévateur électrique LFP SITUATION PRO

Ch02 – Stockage électrochimique | Terminale ERA | ⏱ 35 min

Dernière mise à jour : 4 juin 2026

Ce que tu vas apprendre :

Comparer batterie plomb vs Li-ion pour engin industriel
Évaluer le TCO (coût total de possession) sur 10 ans
Comprendre les avantages opérationnels d'un parc Li-ion

🤔 Avant de commencer

Pourquoi les chariots élévateurs en logistique passent-ils massivement du plomb au Li-ion (LFP) depuis 2020, malgré un surcoût initial de 50 % ?

Plusieurs raisons cumulées en TCO (Total Cost of Ownership) :

Pas de remplacement batterie : Li-ion durée vie 10 ans = vie du chariot. Plomb : remplacement à 5 ans (5 000-8 000 € HT).
Pas de salle de charge : Li-ion se recharge sur les pauses (charge opportuniste). Plomb : charge nocturne dédiée + local ventilé + soulèvement batterie 2 t.
Pas de maintenance : Li-ion fermé. Plomb : remplir d'eau distillée chaque semaine + nettoyage acide.
Pas d'émissions : Li-ion zéro. Plomb : vapeurs d'acide + hydrogène (explosif > 4 %) → ventilation forte obligatoire.
Performance constante : Li-ion ne perd pas de capacité avec la décharge. Plomb : tension chute → chariot ralentit en fin de cycle.

Bilan TCO : Li-ion gagne sur 5-7 ans. Standard 2025+ pour parcs > 5 chariots.

Situation – Antoine, chef magasinier chez BoisStock (Lyon)

Antoine, chef magasinier chez BoisStock 69 Lyon (négoce panneaux bois 6 000 m²), gère un parc de 8 chariots élévateurs Linde. Il a 5 chariots plomb anciens (à remplacer) et veut basculer en Li-ion pour économiser. Calcul TCO sur 10 ans.

Document 1 — Caractéristiques comparées Linde E50 (5 t)

Critère	Plomb 80 V / 750 Ah	Li-ion (LFP) 80 V / 600 Ah
Énergie stockée	60 kWh	48 kWh
Capacité utile (DOD)	50 % (30 kWh)	100 % (48 kWh)
Temps charge complet	8-10 h (nocturne)	1,5 h (opportuniste 30 min × 3 sur pauses)
Cycles annoncés	1 500 cycles	4 000 cycles
Durée de vie	5-6 ans	10-12 ans
Poids batterie	2 100 kg	900 kg
Coût matériel	14 000 €	22 000 €
Eau distillée annuelle	+ 500 €	0
Salle de charge requise	30 m² ventilée	Pas requise

📖 Vocabulaire

Batterie plomb-acide: Technologie historique (1860). Pb + PbO₂ + H₂SO₄. Tension 2 V par cellule. Lourde, dégage de l'hydrogène en charge. Coût bas.
Charge opportuniste: Stratégie Li-ion : recharger pendant les pauses opérateur (10-30 min) plutôt qu'une grosse charge nocturne. Possible grâce à la tolérance des chimies modernes.
TCO (Total Cost of Ownership): Coût total d'un équipement sur sa durée de vie : achat + énergie + maintenance + remplacement + main d'œuvre indirecte.
Lest: Le poids de la batterie sert de contrepoids au chariot (équilibre charge avant). Une batterie plus légère (Li-ion) nécessite un lest acier supplémentaire (gratuit).

Q1 APP

Énergie réellement utilisable par cycle.

Plomb : 30 kWh (50 % DOD pour préserver durée vie).

Li-ion LFP : 48 kWh (100 % DOD utilisable).

Li-ion fournit 1,6 × plus d'énergie par cycle, malgré une capacité nominale plus faible. Avantage opérationnel majeur.

Q2 REA

Coût total batterie sur 10 ans (pas opérationnel).

Année	Plomb	Li-ion
0	14 000 € achat	22 000 € achat
5	14 000 € remplacement	—
10	14 000 € remplacement	22 000 € remplacement
Total matériel 10 ans	42 000 €	44 000 €

Quasi équivalent sur l'investissement seul.

Q3 REA

Coûts opérationnels annuels (énergie + maintenance + main d'œuvre).

Poste	Plomb	Li-ion
Énergie (rendement 85 % vs 95 %)	2 500 €	2 200 €
Maintenance eau distillée	500 €	0 €
Ventilation salle de charge	300 €	0 €
Manutention batterie (changement nocturne)	800 €	0 €
Temps non productif (charge 8 h)	—	—
Salle de charge (loyer surface)	1 200 €	0 €
Total opex annuel	5 300 €	2 200 €

Économie Li-ion : 3 100 €/an × 10 ans = 31 000 € d'économie opex.

Q4 ANA

TCO total 10 ans (matériel + opex).

TCO Plomb : 42 000 + 53 000 = 95 000 €.

TCO Li-ion : 44 000 + 22 000 = 66 000 €.

Économie Li-ion : 29 000 € sur 10 ans, soit 31 % de moins.

Pour 5 chariots à remplacer : 5 × 29 000 = 145 000 € d'économie sur 10 ans.

Décision rationnelle : passer en Li-ion.

Q5 ANA

Avantages opérationnels non chiffrés du Li-ion.

Travail en 3 × 8 : 1 chariot Li-ion peut tourner 24/24 avec charges opportunistes. Plomb : 1 batterie pour le matin, 1 pour l'après-midi, 1 pour la nuit = 3 batteries de spare nécessaires.
Performances constantes : pas de chute de vitesse en fin de batterie.
Pas de risque acide : pas de brûlure opérateur, pas d'incidents environnementaux.
Économie d'espace : pas de salle dédiée. Récupération 30 m² louables.
Acceptabilité salariale : moins de manutentions lourdes (changement batterie 2 t = TMS).
Conformité ATEX : pas d'H₂ dégagé en charge.

Ces avantages renforcent encore le ROI Li-ion.

Q6 ANA

Bilan environnemental Li-ion LFP vs plomb.

Critère	Plomb	LFP
Production CO₂ (par kWh stocké)	50 kg	70 kg
Recyclage	99 % (filière mature)	50 % (filière naissante)
Toxicité usage	Pb + H₂SO₄ (CMR)	Aucune
Énergie utilisée sur vie 10 ans	250 000 kWh	200 000 kWh (rendement +)
Émissions opérationnelles (élec FR 60 g/kWh)	15 000 kg CO₂	12 000 kg CO₂
Empreinte cycle vie totale	~ 18 000 kg CO₂	~ 15 500 kg CO₂

LFP gagne sur l'empreinte cycle vie (15 % moins), surtout grâce au rendement et durée de vie supérieure. Plomb gagne sur le recyclage. Bilan global favorable LFP.

Q7 VAL

Aides à l'achat Li-ion (2026).

Aide ADEME « Tremplin » : 30 % du surcoût Li-ion vs plomb, plafond 50 k€ par PME. Demande dossier 2-3 mois.
Suramortissement fiscal : déduction 60 % de l'investissement (loi PACTE), réduit l'impôt de 20 % par an.
Conseil régional AURA : aide jusqu'à 40 % pour PME en zone industrielle.
Banque publique Bpifrance : prêt vert taux préférentiel.
Certificats économies énergie (CEE) : valorisation des kWh économisés (rendement supérieur).

Surcoût net après aides : souvent < 10 % vs plomb. ROI accéléré de 10 à 3-5 ans.

Q8 COM

Note de décision Antoine.

Décision renouvellement parc chariots — Antoine (BoisStock 69 Lyon)
• 5 chariots Linde E50 5 t à remplacer (plomb fin de vie).
• Choix : batteries Li-ion LFP (vs plomb).
• TCO 10 ans : 66 k€ Li-ion vs 95 k€ plomb → économie 29 k€/chariot × 5 = 145 k€.
• Avantages opérationnels : pas de salle charge, pas de manut batterie, performances constantes.
• Aides ADEME 30 % + suramortissement → ROI 3-5 ans.
• Mise en service : 1^er chariot oct 2026, déploiement complet T2 2027.

✅ Auto-évaluation

Je distingue plomb vs Li-ion pour usage industriel. Je calcule un TCO sur 10 ans. Je connais les aides financières à la transition Li-ion.

Bonus — Pourquoi le plomb-acide existe encore en 2026 ?

Le plomb-acide reste majoritaire mondialement malgré l'arrivée du Li-ion. Pourquoi ?

Coût bas : 70-100 €/kWh vs 200-300 €/kWh LFP. Pour usage occasionnel (batterie démarrage voiture, secours), c'est imbattable.
Recyclage parfait : 99 % de récupération via 200 ans d'industrie. Filière déchet la plus mature au monde.
Tolérance abus : supporte court-circuit, surcharge légère, basses températures.
Sécurité incendie : ne s'enflamme pas (sauf hydrogène en cas de surcharge).
Pas de BMS nécessaire : électronique simple, fiable.

Marchés où plomb reste pertinent :

Batterie démarrage automobile (95 % du marché mondial).
Onduleurs ASI petits (UPS bureautique).
Stationnaire en pays émergents (coût matériel prioritaire).
Stockage statique de très longue durée à coût bas.

Tendance 2030 : Li-ion gagne en performance, plomb reste dans son cœur de marché. Sodium-ion arrive en concurrent du plomb (coût similaire, performance supérieure).

À retenir

Li-ion LFP : 100 % DOD utilisable, charge opportuniste, durée vie 10 ans.
Plomb-acide : 50 % DOD, charge nocturne, durée vie 5 ans.
TCO industriel chariot : Li-ion -30 % vs plomb sur 10 ans.
Aides ADEME / Bpifrance / suramortissement réduisent le surcoût initial.

📚 §3 (accumulateur) + §4 (densité énergie) + §9 (applications) de la leçon Ch02.