Les batteries en pleine guerre technologique

Batterie Lithium-ion de la BMW activhybrid série 7

La seconde révolution automobile est en marche. Investis dans la voiture électrique, les constructeurs boostent la recherche sur les batteries et explorent plusieurs voies technologiques.

La course à la performance est lancée. Le 5 novembre dernier, Carlos Ghosn annonçait la fabrication de batteries électriques dans l’usine de Flins (Yvelines), à partir de 2012. Le patron de l’Alliance Renault- Nissan y a signé un protocole d’accord avec le Commissariat à l’Energie Atomique (CEA) et le Fonds Stratégique d’Investissement (FSI) en présence du ministre de l’Industrie Christian Estrosi. L’objectif : créer un joint-venture pour la recherche avancée, l’industrialisation et le recyclage des batteries. La production envisagée, 100 000 unités par an, pourrait évoluer si d’autres constructeurs décidaient de se fournir à Flins. L’usine française complète le dispositif européen de l’Alliance : le Portugal et le Royaume-Uni. Et possède une spécificité :une unité de recyclage.

 Quelques jours plus tôt, le 23 octobre, Nissan et Sumitomo paraphait un accord pour promouvoir le développement d'une filière industrielle de recyclage des batteries lithiumion. Les deux partenaires offriront une seconde carrière aux batteries utilisées dans les voitures. Les ingénieurs de l’Alliance, nourris par plus de dix ans de recherches japonaises, sont convaincus des atouts du lithium-ion : performance, fiabilité, sécurité et rentabilité accrues. Le matériau à base de manganèse rend la batterie plus sûre, la structure laminée contrôle la chaleur. Côté performance, elle atteint une autonomie de 160 km, elle est rechargeable à 80 % en 20 mn sur haute tension, à 100 % en 6 ou 8 heures sur une prise domestique. Elle autorise 5 000 cycles de recharge complets et conserve 80 % de sa capacité pendant six ans. Selon Nissan, elle conserverait ensuite un potentiel de charge de 70 à 80 %, utile pour des usages domestiques ou médicaux. Ainsi, avec le recyclage et la revente, le coût des batteries lithium-ion serait rapidement diminué grâce à leur valeur résiduelle sur le marché de l'occasion. « Nous faisons des batteries un coeur de métier, assure Carlos Ghosn. Il faut développer beaucoup de connaissances si l'on veut en contrôler la capacité et le coût. Ce contrôle des coûts passe aussi par la maîtrise du cycle de vie de la batterie. »

 Plus prudent, PSA joue la carte de l’hybride, et confie pour l’heure ses véhicules électriques à Mitsubishi. Le groupe Peugeot-Citroën a conclu un accord avec Sanyo Electric pour la fourniture de batteries nickel-métal destinées à ses modèles hybrides diesel. Dès 2011, le japonais numéro un mondial des batteries rechargeables, fournira la Peugeot 3008 et la Citroën DS5 en version hybride. PSA devrait devenir son cinquième client, puisque Sanyo approvisionne déjà les constructeurs Honda et Ford en batteries nickel-métal, et doit livrer des batteries lithiumion au groupe Volkswagen ainsi qu’à Toyota. La technologie nickel-métal n’offre une densité énergétique que de 80 Wh/kg, contre 200 Wh/kg pour le lithium-ion, mais elle a un avantage indéniable pour les hybrides : elle fournit une énergie instantanée. En revanche, Bolloré ne peut pas être qualifié de timoré. Le milliardaire breton a choisi de jouer cavalier seul sur un marché âprement disputé. Il a investi près de 100 millions d’euros dans la mise au point d’une batterie lithium-métal-polymère depuis 1992. Une technologie dite «sèche», en opposition au lithium-ion «liquide» plus volatil. Sa batterie est plus résistante aux variations de température, affiche une autonomie de 250 km et une durée de vie de 200 000 km. L’usine inaugurée fin septembre à Ergué-Gabéric (Finistère) devrait livrer 5 000 batteries en 2010, et pourrait passer à une capacité de production de 25 000 ou 30 000 unités à partir de 2012.

 Mais déjà une nouvelle technologie émerge, dotée d’une densité énergétique de 2000 Wh/kg : le zinc-air. Mise au point par la société suisse Revolt associée au chimiste allemand BASF, cette batterie génère de l'énergie grâce à l'oxygène. Une électrode poreuse attire l'oxygène, l’oxydation est effectuée au contact d'une électrode de zinc qui génère un courant électrique. Ce procédé garantit la stabilité de la batterie, évite les risques de surchauffe, permet de stocker trois fois plus d’énergie que dans une batterie lithium-ion. Mais elle pâtit d’une faible longévité, d’une centaine de cycles de recharge.

 La bataille est donc engagée pour un marché évalué par la Deutsche Bank de 30 à 40 milliards de dollars en 2020.

 

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