[EN PARTENARIAT AVEC EDF]
Les batteries solides révolutionneront-elles le secteur de l'énergie et de la mobilité ? Julien Villeret, Directeur de l'innovation d'EDF, nous éclaire sur cette technologie prometteuse.
Les batteries lithium-ion actuelles, omniprésentes dans nos appareils électroniques, utilisent des ions électriques pour la charge et la décharge. La nouveauté des batteries solides réside dans leur électrolyte, qui est solide plutôt que liquide.
Le premier avantage des batteries solides est leur densité énergétique élevée. Un poids moindre pour une énergie équivalente signifie des véhicules électriques plus légers et une autonomie accrue, une avancée cruciale pour des applications comme l'aviation électrique.
La sécurité est un autre point fort. Contrairement aux batteries liquides, susceptibles de surchauffe et d'explosion, l'électrolyte solide des batteries solides limite ces risques, rendant leur utilisation plus sûre dans des contextes variés, y compris l'automobile.
Enfin, la vitesse de charge des batteries solides est un changement de paradigme. Ces batteries permettraient des recharges ultra-rapides, réduisant considérablement le temps d'attente pour les utilisateurs.
Cependant, la production de ces batteries butte encore sur des problèmes de coûts et de fiabilité. Leur usage pourrait se limiter, dans un premier temps, à des produits haut de gamme, avec une démocratisation progressive à mesure que les coûts diminueront.
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Mots clés : batteries solides, électricité, électromobilité, innovation, énergie, véhicules électriques, aviation électrique.
Monde Numérique :
Bonjour, Julien Villeret.
Julien Villeret :
Bonjour, Jérôme.
Monde Numérique :
Directeur de l'innovation d'EDF, partenaire de Monde Numérique pour s'intéresser aux innovations dans le domaine de l'énergie.
Alors, ces batteries solides dont on parle depuis quelques années déjà.
Alors, on rappelle un peu ce que c'est exactement, que cette batterie solide ?
Julien Villeret :
Exactement. En fait, dans une batterie dite lithium-ion, donc les batteries classiques que l'on connaît, c'est les ions qui se déplacent, qui permettent la charge et la décharge, les ions électriques.
Il n'y a rien d'autre qui bouge dans la batterie finalement, c'est ces ions qui se chargent et se déchargent. Et en l'occurrence, ces ions sont à base de lithium, d'où le lithium-ion.
C'est un métal très léger qu'on connaît bien. Alors la différence avec une batterie solide, c'est quoi ? Une batterie solide, c'est que l'électrolyte, c'est-à-dire là où bougent les ions de charge et de décharge, il n'est pas liquide comme dans une batterie lithium-ion, mais il est solide.
Donc ce liquide très particulier qu'on a des batteries lithium-nions, c'est pas de l'eau évidemment, c'est un composé liquide chimique, mais la batterie solide, finalement cette électrolyte elle est solide, donc malgré le fait qu'elle soit solide, elle permet la charge et la décharge du déplacement de ces ions.
C'est pas révolutionnaire, c'est une idée qui date du 19e siècle, donc c'est évidemment pas très nouveau, par contre il y a énormément de recherches nécessaires, de recherches vraiment fondamentales pour trouver les bons matériaux qui vont permettre de rendre possible cette charge-décharge dans un électrolyte solide.
Et alors l'avantage, peut-être que vous vous posez la question, l'avantage d'être solide par rapport au liquide, il est triple.
D'abord c'est la densité énergétique, c'est-à-dire quelle quantité d'énergie j'ai dans un kilo de batterie.
On dit parfois, vous avez peut-être déjà entendu ça, qu'une voiture électrique finalement elle dépense presque autant d'électricité à transporter sa batterie qu'à transporter le reste de la voiture.
Et en fait la réalité c'est qu'une batterie c'est lourd et donc évidemment plus elle est légère, et bien évidemment plus elle va permettre d'aller loin et donc d'avoir une densité importante.
Aujourd'hui une voiture électrique c'est entre 300 et 600 kilos pour des autonomies entre 300 et 600 kilomètres pour avoir à peu près une idée.
Donc évidemment si la batterie a plus d'énergie dans le même poids ou à une énergie équivalente dans un poids moindre, ça permet évidemment d'augmenter l'autonomie.
Donc ça c'est évidemment ce qu'il y a de plus important, j'allais dire, et on peut imaginer que ces freins qui peuvent être levés sur l'autonomie, ça va aussi nous apporter d'autres moyens de transport.
L'avion par exemple, l'avion électrique aujourd'hui, on sait que ça peut être que pour des toutes petites distances, de l'aviation régionale principalement, mais si on arrive à faire des batteries qui pour le même poids permettent aller beaucoup plus loin, évidemment on pourra imaginer des avions plus gros ou à destination plus lointaine.
Donc, premier enjeu, vraiment cette densité énergétique, combien je mets d'énergie dans un poids, dans un kilo de batterie.
Les risques et inconvénients de la batterie solide
Le deuxième, et c'est loin d'être anecdotique, on a souvenir de batteries qui explosaient dans les téléphones portables, dans certaines marques, dans le temps, on sait que dans l'aviation c'est un problème également très très important, Il y a eu des avions qui ont été cloués au sol pendant de nombreux mois à une époque à cause des problèmes de batterie.
Monde Numérique :
C'est le risque d'incendie.
Julien Villeret :
Et dans l'automobile, c'est le risque d'incendie. Une batterie, ça peut s'emballer thermiquement et donc ça peut chauffer, chauffer, chauffer et ça peut éclater.
Et donc, c'est vous prendre feu et c'est évidemment extrêmement dangereux.
Et évidemment, en tout cas, on peut le comprendre qu'en électrolyte solide plutôt que liquide, ça limite ce risque de surchauffe.
Il n'y a pas de liquide qui peut surchauffer à l'intérieur et bouillir en quelque sorte.
Et donc, ça permet d'améliorer largement la sécurité.
Et puis, la troisième, c'est la vitesse de charge, parce qu'évidemment, ça aussi, c'est un paramètre extrêmement important, en particulier sur les véhicules.
La charge ultra, ultra rapide.
Aujourd'hui, on sait qu'une charge rapide pour charger une batterie classique, ça prend 30 minutes, 45 minutes, une heure.
Avec ces batteries solides, on pourrait imaginer, un constructeur annonce ça, il faudra voir la réalité, mais on peut imaginer une recharge de 1200 km en 10 minutes.
Donc là évidemment on change complètement de domaine, on change de paradigme comme on dit souvent dans l'innovation, avec les infrastructures et les batteries actuelles c'est plutôt 1h30 pour charger une batterie d'équivalent de 2000-2200 km même s'il n'y a pas de voitures aujourd'hui qui permettent ce genre d'autonomie.
Et donc pourquoi ? Parce que là aussi meilleure gestion thermique, donc la batterie chauffe beaucoup moins et donc on peut la charger avec des puissances électriques beaucoup plus fortes et donc avoir cette recharge vraiment ultra rapide.
Donc voilà, densité énergétique, sécurité, vitesse de charge, c'est vraiment les trois paramètres qui...
Qui changent la donne.
Monde Numérique :
Mais Julien, j'imagine qu'il y a aussi des inconvénients quand même.
Ils ont en tout cas des points de faiblesse, non ?
Julien Villeret :
Alors, les points de faiblesse aujourd'hui, ils sont surtout dans la difficulté de les fabriquer.
C'est-à-dire qu'aujourd'hui, ça coûte extrêmement cher de fabriquer ce type de batterie.
Elles ont un degré de fiabilité qui est encore extrêmement, extrêmement limité.
Mais on ne voit pas de limites spécifiques au-delà de ça.
Ça veut dire quoi ? Ça veut dire que si on arrive à industrialiser ces process, c'est-à-dire à faire à échelle et donc à coût raisonnable parce qu'aujourd'hui c'est extrêmement cher de produire ce type de batterie on arrive à en produire c'est vraiment extrêmement cher et bien évidemment ça n'a pas de viabilité de viabilité commerciale donc globalement il ya beaucoup d'annonces il ya encore des sujets techniques qui à résoudre et donc comme je l'ai dit il ya des sujets de coûts très clairement on pense qu'au début d'ailleurs ça sera que des modèles de marques très haut de gamme qui auront ce type de batterie si elles sortent en grande série puis petit à petit comme on va réussir à faire baisser les coûts.
Monde Numérique :
Merci beaucoup Julien Villeret, directeur de l'innovation d'EDF.
