Tous les chargeurs ne sont pas égaux ! Nous avons testé pour vous les effets de plusieurs modèles sur la charge et la température de vos batteries.

Différents chargeurs testés

Différents chargeurs testés

Tout comme le meilleur appareil photo est celui qui est dans votre poche au moment opportun, le meilleur smartphone est sans doute celui auquel il reste encore de la batterie… Malheureusement les réserves d’énergie de nos joujoux sont bien souvent sacrifiées sur l’autel du marketing et de sa course au smartphone le plus fin du monde. En pratique, nous finissons bien souvent par graviter dans un rayon restreint autour de la prise électrique la plus proche. Et par peur de manquer, nous en arrivons à développer des stratégies d’écureuil en disséminant des chargeurs un peu partout, dans toutes les pièces, à la maison, au travail… Ces chargeurs, justement, sont un sujet à part entière. Si l’Union européenne a réussi à imposer le format unique du micro-USB à (presque) tous les fabricants, tous les chargeurs n’en sont pas pour autant identiques. Plutôt que d’améliorer nettement la capacité des batteries, la tendance actuelle est en effet à développer de nouvelles techniques de charge, plus rapides, plus pratiques ou plus vendeuses. Et suivant les modèles et les technologies, le temps de charge peut bien passer du simple au triple !  Voici un petit tour d’horizon des chargeurs et de leurs effets sur vos batteries…

 

À propos de ce comparatif

Les tests qui suivent ont été réalisés à l’aide de l’application Ampere, que nous avons présentée précédemment sur FrAndroid et qui permet de mesurer l’efficacité d’un chargeur. Cette application a été utilisée sur un Galaxy Note 4 tournant sous CyanogenMod 12.1 (Android 5.1.1). C’est un appareil récent, capable de recevoir une intensité de courant importante, ce qui permet donc de bien comparer différentes sources d’énergie.

L’application Ampere affiche “en direct” une valeur indicative de la charge gagnée par la batterie de l’appareil au cours des dernières secondes. Cette valeur n’est donc pas une lecture directe et brute du courant fourni par les chargeurs, mais l’intègre avec le fonctionnement des circuits de charge internes du téléphone, ainsi que sa consommation d’énergie au moment de la charge. C’est pourquoi nous n’avons utilisé qu’un seul et même appareil pour tous les tests, bloqué toutes les applications tournant en arrière-plan et risquant de consommer de l’énergie, et effectué des tests comparatifs écran éteint vs écran allumé.

La plupart des tests présentés (à l’exception du dernier) ont été réalisés de la manière suivante : les min et max en mA fournis par Ampere sont lus toutes les minutes pendant 7 minutes, ainsi que la température de la batterie et le niveau de charge.

Chaque comparaison est faite à charge initiale constante, ceci pour éviter des différences qui seraient dûes aux modulations dont sont capables les circuits de charges intelligents (type “quick charge”).

Je précise enfin que je ne suis ni un ingénieur spécialisé en électronique, ni électricien, et que ça va sans doute se voir. Les spécialistes sont aimablement invités à compléter ou corriger ce qui doit l’être via les commentaires ou le bouton “signaler une erreur”. J’ai malgré tout tenté de réaliser ces comparaisons de manière rigoureuse, en gardant constants autant de paramètres que possible. Les résultats de ces comparatifs devraient donc être assez fiables et, je l’espère, assez informatifs pour les utilisateurs lambdas comme moi. Bonne lecture !

 

Effet de la consommation par l’écran

Commençons par les vérifications de base : pour réaliser ces tests de manière efficace, il est plus simple de laisser l’écran allumé pour pouvoir faire de fréquentes lectures d’intensité. Mais un smartphone consomme davantage lorsque l’écran est allumé que lorsqu’il est éteint. Quelle est l’ampleur de cette différence et son impact sur les tests qui suivent?

Le graphe ci-dessous montre la charge reçue par l’appareil posé sur un chargeur Qi, avec l’écran éteint ou allumé. On constate que la différence de charge est faible et que la variance des mesures est assez proche entre les deux modalités : nous pouvons donc continuer la suite des tests avec l’écran allumé. Il suffira de se souvenir que les valeurs obtenues doivent être additionnées de quelques dizaines de milliampères.

Une petite remarque cependant, avant de continuer : ne prenez pas ce graphe comme un argument pour utiliser votre smartphone pendant la charge : ici, le smartphone n’effectue aucune tâche faisant tourner le processeur ou la carte graphique de manière importante, ce qui ne sera probablement pas votre cas si vous l’utilisez. Par ailleurs, un smartphone utilisé pendant la charge chauffe plus vite, ce qui n’est pas bon pour la batterie…

SI l'écran est allumé ou éteint

SI l’écran est allumé ou éteint

 

Comparaison générale des différents types de charge : de l’importance d’être constant

Pour commencer ces tests, j’ai comparé les grandes techniques de charge en fonction de l’intensité (ci-dessous, en mA) reçue par le téléphone. Peu d’entre vous seront surpris, on observe les différences habituelles entre chargeur secteur et chargeur sans fil (Qi) : le chargeur secteur est celui qui fournit le plus d’énergie, le chargeur sans fil (Qi) étant moins efficace. Quant à la charge via USB, elle m’a réservé quelques surprises : je ne suis pas parvenu à dépasser les 300 mA, quel que soit l’ordinateur source, le câble utilisé ou le format du port USB source (2.0 ou 3.0). La charge USB est pourtant assurément capable de délivrer davantage (en théorie, jusqu’à 1500mA pour le standard 3.0) et comme vous le verrez un peu plus loin, j’ai pu émettre 700mA via un chargeur Qi alimenté par ces mêmes ports USB. Mystère, donc… Le Galaxy Note 4 est-il, pour une raison ou une autre, incapable de gérer des chargeurs moins puissants qu’un certain seuil? Il semblerait que ce soit le cas, car j’ai également testé des chargeurs secteur de 0.8A, et le résultat était le même. Il est connu que les smartphones récents refusent de charger si le courant est inférieur à 500mA (en particulier si la source est un port USB) et cette règle est incluse dans le kernel de CM12.1 pour le Note 4. Mais ça n’aurait pas dû poser problème puisque, comme je le disais, les ports USB testés envoient au moins 700mA. Si vous avez la solution, n’hésitez pas à la partager dans les commentaires !

Ci-dessus : amplitude moyenne de la charge (en mA) sur la durée des mesures, pour différentes catégories de chargeurs.

Ci-dessus : amplitude moyenne de la charge (en mA) sur la durée des mesures, pour différentes catégories de chargeurs.

J’ai également découvert une autre caractéristique des chargeurs à laquelle je n’avais pas pensé, et que l’on évoque assez rarement. En effet, l’amplitude maximale de la charge n’est pas le seul paramètre à prendre en compte, car j’ai constaté que la variation de l’énergie reçue dans le temps peut être très importante, et très différente d’un type de charge à l’autre. Le graphe ci-dessous vous montre la différence (en pourcentage) entre les charges maximale et minimale fournies par le chargeur durant notre test. Plus cette valeur est grande, plus la charge fournie est instable : concrètement, un chargeur donné peut fournir par exemple jusqu’à 1.4A, mais en pratique, il peut-être en dessous de 500mA pendant la moitié du temps de charge. Cette instabilité est donc une information très utile à connaitre, aux côtés de l’intensité maximale du chargeur.

Au cours de mes essais, j’ai donc pu observer que les chargeurs secteurs étaient les plus fiables, avec une variation de seulement 13% entre le minimum et le maximum fournis. La charge sans fil (Qi) s’est révélée plus instable avec 35% de variation. Attention, cet effet peut-être encore amplifié si vous positionnez mal votre téléphone sur le chargeur : les bobines risques de se découpler-recoupler en permanence, générant beaucoup de chaleur mais pas de charge…

La plus mauvaise surprise, encore une fois, est venue de la charge USB avec 92% de variation en moyenne entre les minimums et les maximums… En pratique, la charge USB descendait en fait très souvent à 0mA !

Ci-dessus : instabilité de la charge (% de différence entre les valeurs minimales et maximales constatées).

Ci-dessus : instabilité de la charge (% de différence entre les valeurs minimales et maximales constatées).

 

Charge sans fil : pensez à remonter jusqu’à la source !

Les “chargeurs sans fil” ne sont sans fil qu’à un bout du schmilblick, mais à l’autre extrémité il leur faut bien être reliés à une prise murale par un bloc d’alimentation. Si certains chargeurs Qi sont fournis avec une alimentation maison (auquel cas on peut supposer que le chargeur fourni est adapté) d’autres sont fournies sans, et d’autres encore sont pourvues d’une entrée micro-USB compatible avec d’autres chargeurs qu’on est tenté d’y brancher sans se poser trop de questions. J’ai voulu tester l’effet de différents blocs d’alimentation sur un chargeur sans fil d’origine Samsung, accessoire officiel de mon Galaxy Note 4 de test, et qui est fourni sans alimentation secteur. J’ai mesuré l’intensité fournie lorsqu’il était alimenté par USB, par un chargeur Samsung “classique” fournissant 1A, et par le chargeur “Quick Charge” officiel du Note 4.

Les résultats sont, à nouveau, un peu inattendus. La charge moyenne fournie par le chargeur Qi (ci-dessous, en rouge) est en fait inversement proportionnelle à la puissance de l’alimentation qui y est branchée. C’est l’alimentation USB qui permet au Qi de fournir le plus de courant au Note 4, alors que le chargeur Quick Charge (théoriquement le plus puissant) se révèle le moins efficace. De la même manière, l’alimentation qui rendait le Qi le plus instable était le Quick Charge, alors que l’USB permettait une charge beaucoup plus fiable (ci-dessous, en bleu). Sans être spécialiste des rouages de ces gadgets, il est difficile d’interpréter ces résultats sans faire de conjectures (et si vous en savez plus – suivez mon regard vers “Dodutils” -, n’hésitez pas à compléter dans les commentaires). On peut malgré tout supposer que le chargeur Qi est conçu pour recevoir une intensité proche – et un peu supérieure – de celle qu’il est lui-même sensé délivrer (ce qui correspond à l’ampérage de l’USB) et qu’une intensité supérieure n’est pas adéquate. Pourquoi? On peut imaginer que les circuits internes du chargeur Qi sont “saturés” par une intensité trop importante, ou bien que ce surplus de puissance augmente la température dégagée par le chargeur Qi et que le smartphone, surchauffé, stoppe régulièrement la charge. Dans les deux cas, l’instabilité de la charge est augmentée, ce qui diminue l’intensité moyenne du courant reçu par l’appareil.

En tout cas, si cet exemple est généralisable, nous ne pouvons que vous déconseiller d’utiliser une alimentation trop puissante sur un chargeur Qi. La bonne nouvelle, c’est qu’un port USB devrait suffire !

Ci-dessus : Amplitude (en rouge) et instabilité (en bleu) de la charge en fonction de l’alimentation branchée sur un même chargeur Qi.

Ci-dessus : Amplitude (en rouge) et instabilité (en bleu) de la charge en fonction de l’alimentation branchée sur un même chargeur Qi.

 

Quick Charge vs chargeurs Qi : certains l’aiment chaud

Les deux techniques de charge les plus en vogue actuellement sont la charge sans fil (aussi appelée charge par induction, et connue sous la norme-marque “Qi”) et la “charge rapide” apparue tout récemment sous l’impulsion commerciale de Qualcomm, et qui permet comme son nom l’indique de charger les batteries plus rapidement en valorisant davantage l’énergie émise par le chargeur. Chacune de ces technologies a ses avantages : les chargeurs Qi sont extrêmement pratiques à utiliser pour des charges fréquentes tout au long de la journée, et la charge rapide permet de ne se préoccuper de la charge qu’une fois par jour en y passant le moins de temps possible. Ces deux techniques ont cependant été critiquées pour un inconvénient important : elles génèrent beaucoup de chaleur. Or, comme vous le savez, la chaleur diminue la longévité des batteries.

J’ai donc comparé charge sans fil et charge rapide en mesurant la vitesse de charge et la chaleur émise dans les deux cas. Les tests sont réalisés en partant d’une batterie chargée à 30%, pour une température initiale de 28°C. Le niveau de charge et la température de la batterie sont ensuite relevés toutes les 5 minutes pendant 140 minutes.

Le premier graphe ci-dessous fait figure de rappel et montre les efficacités des deux techniques en ce qui concerne la charge : vous vous en doutiez, la charge rapide explose le Qi et permet d’atteindre les 100% en 90 minutes, alors que le Qi n’a toujours pas terminé au bout de 140 minutes. On observe également une caractéristique intéressante, souvent évoquée, du chargeur rapide : après environ 75% (soit entre 30 et 40 minutes), il repasse en mode de charge classique et la vitesse de charge diminue progressivement.

Ci-dessus : Évolution temporelle du niveau de charge d’un Galaxy Note 4 (en % de la charge maximale) en fonction du type de chargeur utilisé.

Ci-dessus : Évolution temporelle du niveau de charge d’un Galaxy Note 4 (en % de la charge maximale) en fonction du type de chargeur utilisé.

Passons maintenant à la température (ci-dessous). Les résultats ici sont plus inattendus et intéressants. Durant les premières 30 à 40 minutes, la charge rapide chauffe davantage que la charge sans fil. On pourrait donc supposer qu’elle endommage davantage la batterie. Cependant, après cette phase la température baisse très rapidement pour retourner à la normale à 80 minutes (alors que le chargeur continue de fonctionner pendant cette période). La charge Qi continue, elle, de chauffer jusqu’à la fin, et la température de la batterie augmente jusqu’à environ 105 minutes, où elle se stabilise. Au final, on atteint un maximum d’environ 40°C pour la charge Qi et 36°C pour la charge rapide.

On pourrait donc présenter les choses comme un compromis : certes, la charge rapide dégage davantage de chaleur en début de charge, mais elle chauffera votre batterie moins longtemps.

Ci-dessus : Évolution temporelle de la température de la batterie d’un Galaxy Note 4 en fonction du type de chargeur utilisé.

Ci-dessus : Évolution temporelle de la température de la batterie d’un Galaxy Note 4 en fonction du type de chargeur utilisé.

Pour s’en convaincre définitivement, on peut regarder le graphe ci-dessous : il est un peu moins évident à lire, mais ça vaut le coup. Ce graphe représente une synthèse des deux précédents, c’est-à-dire que la valeur présentée est le ratio entre la chaleur dégagée et la charge gagnée : plus cette valeur est faible, plus la technique permet de gagner en pourcentage de batterie pour un degré de chaleur (une valeur plus faible est donc meilleure). Le constat est sans appel : la charge rapide (en bleu) reste en permanence sous la charge par induction (en rouge), par conséquent elle permet de charger plus vite en chauffant moins.

Ci-dessus : Evolution temporelle du rapport entre l’augmentation de température et le gain de charge d’un Galaxy Note 4 en fonction du type de chargeur utilisé (les valeurs les plus faibles sont les meilleures).

Ci-dessus : Evolution temporelle du rapport entre l’augmentation de température et le gain de charge d’un Galaxy Note 4 en fonction du type de chargeur utilisé (les valeurs les plus faibles sont les meilleures).