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Recharger ? Oui mais en roulant

Véhicules électriques | publié le : 05.08.2020 | Dernière Mise à jour : 05.08.2020

Des progrès vont être accomplis, mais l’allègement des batteries a ses limites. Allègement et autonomie étant deux sujets étroitement imbriqués, jusqu’où peut-on espérer aller ?

Crédit photo DR

Actuellement, une batterie est trente à quarante fois plus lourde que le réservoir de gazole apportant la même autonomie. Alors que l’on obtient 10 kWh d’un litre de pétrole, les batteries lithium-ion plafonnent vers 250 Wh/kg. Des progrès vont être accomplis, mais l’allègement des batteries a ses limites. Allègement et autonomie étant deux sujets étroitement imbriqués, jusqu’où peut-on espérer aller ?

Le lithium n’a pas été choisi par hasard pour les batteries. Il s’agit de l’atome le plus léger après l’hydrogène et l’hélium. Or ces derniers ne peuvent pas se substituer au lithium pour le fonctionnement d’une batterie. Le choix de départ étant déjà le plus léger possible, les marges de progression à venir sont réduites. Il faut donc éviter de ne penser qu’en termes de capacité des batteries.

Contrairement à un réservoir de carburant traditionnel, une batterie doit contenir à la fois son carburant et son comburant. Pour éviter d’embarquer ce dernier, de grands espoirs ont été fondés sur des batteries fonctionnant avec les gaz de l’air. Ces "électrodes à air" fonctionnent, mais elles sont si lourdes qu’elles ne présentent guère d’avantages.

Doubler la densité énergétique à l’horizon 2030

Le problème réside dans la densité énergétique de la batterie, c’est-à-dire le rapport entre sa masse et sa capacité. Dans ce domaine, la piste la plus prometteuse est celle qui autorisera le retour de la technologie lithium-métal qui fut délaissée en raison de sa dangerosité. Pour l’industrialiser, il faut préalablement mettre au point les électrolytes solides.

Avec ces derniers, le lithium-métal permettra de doubler la densité énergétique des batteries qui seront encore 15 à 20 fois plus lourdes que le réservoir de gazole équivalent.Cette évolution n’arrivera pas sur le marché avant l’horizon 2030. Et après ? On ne sait pas ! Rien de plus léger que le lithium ne peut être utilisé pour des batteries. Chef du service technologies batteries au laboratoire d’innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux (LITEN) du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Sébastien Patoux précise :"Il ne faut pas comparer la batterie d’accumulateurs à un réservoir de carburant conventionnel. La batterie ne l’égalera jamais. À partir de ce que nous connaissons aujourd’hui, je ne vois pas comment on pourrait faire mieux qu’avec le lithium."

Il ne faut donc pas rechercher exclusivement l’augmentation de la capacité de la batterie, mais plutôt s’intéresser aux prolongateurs d’autonomie (hybridation série) ou au captage de courant en roulant (in motion charging, recharge en roulant).

Lire l'intégralité de l'article (accès réservé) dans L'Officiel des Transporteurs n°3028 du 3 juillet 2020.

 

 

Auteur

  • Loïc Fieux

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