Les technologies des batteries constituent un des piliers de la transition énergétique. Les batteries permettent d’électrifier le secteur des transports et d’intégrer les énergies renouvelables au mix énergétique. Mais elles ne vont pas sans poser des problèmes environnementaux concernant l’approvisionnement en matériaux stratégiques comme le nickel, le cobalt, le lithium ou encore le cuivre et le graphite.
D’après le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), la consommation de terres rares va augmenter d’environ 8 % par an avec l’augmentation de la production de voitures électriques. De même que la demande en métaux utiles à la transition énergétique va exploser d’ici 2050, selon Eurométaux, l’association européenne des producteurs de métaux : + 3 500 % par exemple pour le lithium ou + 330 % pour le cobalt.
Pas étonnant lorsqu’on sait que pour 1kWh de capacité de stockage de batterie, il faut 113 grammes de Lithium, soit 600 grammes de carbonate de Lithium. Pour une voiture équipée d'une batterie de 24kWh (environ 160 Km d'autonomie), il faut donc 2,7 Kg de Lithium. Pour 100 kWh, il faudra donc environ 10 kg de lithium.
De nouvelles générations de cellules vont devoir émerger. La technologie à électrolyte solide semble prometteuse mais en attendant la batterie de demain, des chercheurs dans le monde entier planchent sur toutes les solutions qui pourraient améliorer la production et l’efficacité des batteries. Enjeux on ne peut plus stratégiques, tant les batteries sont devenues indispensables pour tous nos équipements et pour tous nos usages.
« Nous sommes agnostiques à la chimie » avertit en préambule Christophe Piquemal, directeur et cofondateur d’Otonohm. « Qu’elle soit au lithium, au sodium ou encore au graphène ne change rien pour nous » surenchérit Elerig Escallot, son associé et responsable technique. Car ce n’est en effet pas sur la chimie des cellules que porte leur innovation mais plutôt sur l’architecture de la batterie : une spécialité d’électronicien.
Installée à Euratechnologies de Lille, depuis cinq ans, Otonohm travaille sur une nouvelle chaîne d’alimentation sur batterie. Technologie de rupture s’il en est quand on sait qu’elle n’a pas changé depuis 150 ans, nous expliquent-ils. En effet, la plupart des batteries fonctionnent avec un chargeur, un accumulateur, un convertisseur et un onduleur pour restituer l’énergie. L’idée novatrice d’Otonohm a été de supprimer toutes ces étapes pour ne garder que le cœur de la batterie.
Premier gain : économiser de l’énergie. Jusqu’à 30 % assurent-ils. « Avec une batterie conventionnelle, quand on prend 1 kWh sur le réseau, on restitue au mieux 700 Wh à l’appareil. En supprimant le chargeur et l’onduleur, nous restituons 900 Wh », détaille Christophe Piquemal.
Pour y parvenir, l’équipe d’ingénieurs a connecté chaque cellule électrochimique de la batterie de façon individuelle et non pas en série comme sur une batterie conventionnelle. Pilotée par algorithme, son fonctionnement n’est plus fixe mais dynamique. « Concrètement cela veut dire que l’on est capable de charger notre batterie directement sur panneau solaire, sur l’éolien ou sur le réseau, en courant continu ou alternatif. Elle accepte n’importe quelle tension, n’importe quel signal, tout en étant capable de restituer sans convertisseur ni onduleur donc sans perte, n’importe quelle tension ou courant en fonction de l’appareil que l’on branchera dessus ».
Autre avantage vanté par Christophe Piquemal : l’allongement de la durée de vie des batteries. Sur les batteries conventionnelles, le montage en série des cellules rend le système fragile. Si l’une est défectueuse, c’est tout le pack qui ne fonctionne plus. Grâce au logiciel de pilotage de la batterie développée par la jeune pousse lilloise, la cellule endommagée peut être déconnectée sans empêcher le fonctionnement des autres. Certes la batterie perdra un peu de sa capacité mais elle pourra durer encore des années assurent ses inventeurs. De plus elle sera réparable.
Du téléphone portable au vélo ou à la voiture électriques ou encore aux outils de chantier comme un marteau-piqueur, la batterie d’Otonohm vise trois principaux marchés : la mobilité électrique bien sûr, mais aussi le stockage stationnaire pour les énergies renouvelables et le remplacement des groupes électrogènes, car moins polluante et plus silencieuse.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
