En direct
Best of
Best of du 12 au 18 septembre
En direct
Articles populaires
Période :
24 heures
7 jours
01.

Les chirurgiens dentistes font face à une épidémie de dents cassées depuis le confinement

02.

Le (presque) dernier cri d’Olivier Véran : "ave Macron morituri te salutant" !

03.

Voilà les techniques les plus utilisées par les escrocs en ligne et autres pirates informatiques

04.

Comment les industries pétrolières nous ont fait croire que le plastique serait recyclé

05.

Sophie Davant joliment au top (mais plus topless), Cyril Hanouna méchamment tapé (par la concurrence); Mylène Farmer achète plus grand, Laeticia Hallyday vend pour payer ses dettes; Lio a renoncé au sexe, Johnny Depp y reprend goût avec une jeunette

06.

Polémique : un lycée de Rome demande à des élèves de ne pas porter de mini-jupes pour ne pas troubler les professeurs

07.

L’islamisme, cette lèpre qu'Emmanuel Macron ignore

01.

Lettre au Professeur Raoult d'un "petit" médecin généraliste

02.

Freeze Corleone, le rappeur qui dit tout haut ce que même les cacochymes du RN n’osent plus penser tout bas

03.

Les Milices islamistes internationales de la Turquie d'Erdogan

04.

Le (presque) dernier cri d’Olivier Véran : "ave Macron morituri te salutant" !

05.

Capitalisme de connivence : d’Edouard Philippe à Jean-Marie Le Guen, tous administrateurs

06.

"Le plaisir sexuel est simplement divin" a déclaré le pape François. Il nous étonnera toujours…

01.

Lettre au Professeur Raoult d'un "petit" médecin généraliste

02.

L’étude qui montre que la plus grande peur agitée pour 2022 n’est pas celle de l’insécurité

03.

Le (presque) dernier cri d’Olivier Véran : "ave Macron morituri te salutant" !

04.

Mort d'un cousin d'Adama Traoré : la famille envisage de porter plainte

05.

Freeze Corleone, le rappeur qui dit tout haut ce que même les cacochymes du RN n’osent plus penser tout bas

06.

L'Europe gruyère d'Ursula von der Leyen

ça vient d'être publié
pépites > Politique
Laïcité
Loi sur le séparatisme : pour Jean-Luc Mélenchon, "ce qui est visé, c'est l'islam"
il y a 30 min 3 sec
pépites > Politique
Lui aussi
2022 : Jean-Christophe Cambadélis est "vraiment" intéressé par la présidentielle
il y a 3 heures 47 min
pépite vidéo > France
Catastrophe
Inondations dans le Gard : deux personnes disparues et d'importants dégâts
il y a 5 heures 16 min
pépites > Politique
Il y pense en se rasant
Présidentielle : Xavier Bertrand se dit "plus déterminé que jamais"
il y a 6 heures 30 min
pépites > International
Balance à droite
Cour suprême américaine : Donald Trump veut nommer "très rapidement" une remplaçante à Ruth Bader Ginsburg
il y a 7 heures 7 min
décryptage > Culture
Atlantico Litterati

Vaincre l’ennemi intérieur

il y a 8 heures 24 min
décryptage > Santé
Bonnes feuilles

L’impossible équation du coronavirus

il y a 9 heures 18 min
décryptage > Politique
Bonnes feuilles

Comment Emmanuel Macron, via ses réformes, attise la France inflammable

il y a 9 heures 21 min
décryptage > International
Mère de vertu

Patience et prudence, piliers de la réponse iranienne à l'agressivité américaine

il y a 9 heures 21 min
décryptage > International
Danger ?

Frédéric Encel : "L’usage cynique du Covid-19 par des régimes autoritaires et/ou expansionnistes et des mouvances religieuses pose problème"

il y a 9 heures 22 min
pépite vidéo > Insolite
La tour infernale
Rennes : les habitants d'un immeuble dont le bardage émet un bruit de scie circulaire vivent un enfer
il y a 2 heures 49 min
décryptage > Religion
Tribune

Séparatisme : cachez moi cet islamisme que je ne saurais nommer

il y a 5 heures 5 min
rendez-vous > Science
Atlantico Sciences
Feu vert pour la construction de la mission de défense planétaire Hera ; La Nasa envisage une mission pour rechercher la vie dans les nuages de vénus en 2027
il y a 5 heures 33 min
pépites > Education
Education
Polémique : un lycée de Rome demande à des élèves de ne pas porter de mini-jupes pour ne pas troubler les professeurs
il y a 6 heures 44 min
pépites > Politique
Cote
Popularité : Macron en hausse, Castex en baisse
il y a 7 heures 29 min
rendez-vous > Environnement
Atlantico Green
Comment les industries pétrolières nous ont fait croire que le plastique serait recyclé
il y a 8 heures 33 min
décryptage > Défense
Bonnes feuilles

Les 100 mots de la guerre : civils, colombes et commandement

il y a 9 heures 18 min
décryptage > Société
Bonnes feuilles

Liberté d’expression, fake news et post-vérité : un jeu de dupes

il y a 9 heures 21 min
décryptage > Europe
Négociations

Brexit : bobards pour une border !

il y a 9 heures 22 min
décryptage > High-tech
Piratage automne hiver 2020/21

Voilà les techniques les plus utilisées par les escrocs en ligne et autres pirates informatiques

il y a 9 heures 25 min
© RONNY HARTMANN / AFP
batteries véhicule électrique industire
© RONNY HARTMANN / AFP
batteries véhicule électrique industire
Avancée technologique

Une équipe internationale résout le mystère du stockage des batteries au lithium-ion et voilà pourquoi c’est une avancée majeure

Publié le 10 septembre 2020
Des chercheurs de l'université du Texas ont tenté d'en savoir plus sur un groupe d'oxydes métalliques prometteurs en tant que matériaux clés pour la prochaine génération de batteries lithium-ion en raison de leur mystérieuse capacité à stocker beaucoup plus d'énergie.
Jean-Pierre Corniou
Suivre
Vous devez être abonné pour suivre un auteur.
Abonnez-vous
«Vos abonnements garantissent notre indépendance»
Jean-Pierre Corniou est directeur général adjoint du cabinet de conseil Sia Partners. Il est l'auteur de "1,2 milliards d’automobiles, 7 milliards de terriens, la cohabitation est-elle possible ?" (2012).
Voir la bio
Ajouter au classeur
Vous devez être abonné pour ajouter un article à votre classeur.
Abonnez-vous
«Vos abonnements garantissent notre indépendance»
Lecture Zen
Vous devez être abonné pour voir un article en lecture zen.
Abonnez-vous
«Vos abonnements garantissent notre indépendance»
Des chercheurs de l'université du Texas ont tenté d'en savoir plus sur un groupe d'oxydes métalliques prometteurs en tant que matériaux clés pour la prochaine génération de batteries lithium-ion en raison de leur mystérieuse capacité à stocker beaucoup plus d'énergie.

Atlantico.fr : La concurrence sur les batteries est-elle devenue centrale pour le marché de la voiture électrique ?

Jean-Pierre Corniou : Dix ans après les premiers lancements de voitures électriques, à la suite de la crise de 2008, le marché mondial du véhicule électrique est en train d’acquérir une masse critique qui représente désormais une inflexion significative dans l’histoire de l’automobile. Ce sont deux millions de VE qui ont été immatriculés en 2019, dont 50% en Chine, qui a fait des NEV (New Energy Vehicules) la priorité absolue de sa stratégie automobile. La Chine dispose de 45 % du parc mondial de véhicules électriques, l’Europe  24% et les Etats-Unis 22 %. Si le pourcentage de ventes est encore marginal sur les 90 millions de véhicules vendus annuellement, la croissance annuelle est spectaculaire. 

La voiture électrique est devenue un phénomène incontournable. D’une part, le parc de véhicules électriques devient désormais visible dans la rue et le marché de l’occasion de voiture électrique, qui représente généralement la première marche d’accès à la voiture individuelle, commence à être actif. D’autre part, le nombre de nouveaux véhicules proposé par les constructeurs est en croissance rapide. Cette offre se diversifie et s’étend progressivement sur la gamme complète des véhicules, des plus petits comme l’AMI de Citroën, vendue 6 000 €, aux plus luxueux comme la Porsche Taycan, qui démarre à 108 000 €. Les voitures électriques ont représenté 4,3% des ventes européennes au premier trimestre 2020.

Mais dans ce processus d’électrification se dessinent trois courants concurrents selon le mode de production et de stockage de l’énergie électrique. La voiture électrique à batteries (VEB) représente la catégorie la plus importante en volume. Son autonomie, longtemps limitée autour de 250 kilomètres, est désormais proposée autour de 400 km et peut atteindre 600 km pour les modèles haut de gamme. Les perfectionnements des batteries lithium-ion sont à l’origine de ces progrès. La voiture hybride rechargeable se présente comme une étape rassurante pour les clients en offrant une autonomie électrique de l’ordre de 50 kilomètres, suffisante pour les parcours quotidiens, et la sécurité d’un moteur thermique optimisé pour les plus longs parcours. Enfin, la voiture électrique à pile à combustible, qui produit à bord l’électricité qui lui est nécessaire à partir d’hydrogène, est une solution qui présente l’avantage d’une autonomie et d’un mode de fonctionnement similaire aux véhicules thermiques puisqu’il s’agit de recharger le réservoir d’hydrogène en quelques minutes dans un poste spécialisé pour acquérir une autonomie de 600 km.

Que nous révèlent ces travaux et ces recherches sur la technologie des batteries

Pour répondre aux besoins d’un marché où l’on estime que, d’ici la fin de la décennie, plus de la moitié du parc de véhicules neufs sera électrique, soit environ 40 millions de véhicules par an, l’enjeu technologique est considérable. Le marché explore ces trois solutions de production et de stockage à bord d’énergie électrique s avec une avance très nette en maturité pour les véhicules à batteries. Les batteries peuvent être rechargées sur une prise électrique, ce qui est un objet courant, ou sur des bornes de recharge dédiées aux VE, dont le réseau se développe rapidement partout. 

La compétition se fait sur tous les paramètres de la batterie : poids, durée de vie, capacité, prix. Mais c’est l’autonomie qui est le plus visible, car c’est elle qui conditionne le plus directement l’agrément d’usage. C’est le facteur majeur qui a bloqué le marché du véhicule électrique dès l’origine de l’automobile à la fin du XIXe siècle. Les piètres performances des batteries au plomb ont laissé le champ libre à 110 ans de triomphe du moteur à combustion interne. Les constructeurs cherchent aussi à proposer des véhicules dont la vitesse de rechargement est la plus rapide, de quelques minutes pour l’hydrogène à plusieurs heures pour les VEB. 

Toutefois, au-delà des aspects techniques, ce sont les dimensions environnementales qui prennent une place majeure dans cette compétition. Les véhicules électriques à batteries sont critiqués car ils embarquent des matériaux, comme le lithium ou le titane, dont les conditions d’exploitation posent problème sur le plan environnemental et social. Le lithium est aussi susceptible de prendre feu dans certaines conditions. Leur caractère vertueux est mis en doute ce qui entache la réputation des véhicules à batteries, qui certes ne produisent pas d’émission au lieu d’usage, mais dont les batteries sont issues d’un processus de production perfectible. Tous les constructeurs, tous les fournisseurs de batteries, dominés par les quatre asiatiques que sont les chinois BYD et CATL, le coréen LG et le japonais Panasonic, cherchent la combinaison optimale entre le coût de production, l’autonomie, le poids, la puissance, le nombre de cycles de recharge, la recyclabilité, autant de performances qui doivent être acquises avec un processus de production le plus vertueux possible sur le plan environnemental et social. En particulier, ils cherchent à éliminer le cobalt, qui coûte 28 000 $ la tonne et est produit dans des conditions critiquées en République Démocratique du Congo qui possède 50% des réserves mondiales. Tesla s’est engagé dans ce processus de réduction du cobalt, composant essentiel de la cathode,  et est parvenu à en réduire l’usage de 60% depuis six ans.

Les budgets de recherche sont considérables, la compétition intense, et les annonces de pistes nouvelles par les laboratoires de recherche sont quasi-quotidiennes. Mais entre ces annonces et la production de masse, il se passe plusieurs années. Les recherches portent sur la chimie de l’électrolyte et la composition métallique de l’anode et de la cathode.  C’est un équilibre complexe qu’il faut parvenir à obtenir dans le comportement de chacun de ces composants et dans leurs interactions. Or la connaissance de ces interactions est encore imparfaite. 

Les découvertes annoncées par l’Université du Texas à Austin portent  précisément sur la capacité de certains oxydes métalliques, qui se forment dans les processus électrochimiques, de stocker une haute densité d’électrons. Or c’est bien le but de la recherche fondamentale d’explorer l’ensemble des possibilités de stockage d’électrons, sous des formes diverses, au cœur même de la matière . Mais nous sommes là encore très loin d’applications industrielles. 

En effet, il faut aussi soumettre les solutions de laboratoire au défi de la production de masse et d’un usage intensif dans des conditions climatiques très variables. Enfin, la maîtrise du prix de revient est essentielle car le succès à long terme du véhicule électrique ne peut être conditionné par l’octroi d’abondantes subventions publiques. Or on voit, même en Chine, que toute baisse de la subvention à l’achat se traduit par une baisse de la demande au moment où le prix du pétrole oscille entre 30 et 40 € le baril.

Aussi, à côté de leurs recherches fondamentales, les chercheurs de l’Université du Texas, très actifs dans le domaine des batteries,  s’intéressent également aux solutions commerciales de court terme. Ils ont présenté une solution qui semble rassembler beaucoup d’atouts. Cette batterie à métal liquide peut fonctionner à température ambiante (20° C), et dispose d’une anode dans un alliage de sodium et de potassium (Na-K) et une cathode en gallium (Ga). Mais les experts reconnaissent que ces travaux prendront encore du temps et que la décennie sera encore dominée par la batterie lithium-ion et ses composants actuels.

Pouvons-nous espérer une application de cette découverte pour les batteries du futur et pour la vie quotidienne ? Cette avancée va-t-elle réellement révolutionner le monde de la batterie et de l'énergie ?

On pourrait facilement résumer les enjeux énergétiques du XXIe siècle autour de la problématique du stockage. C’est la question centrale de l’utilisation des énergies renouvelables, ou discontinues, qui appelle des solutions de stockage stationnaire, et bien évidemment le problème quotidien de tous ceux qui utilisent des objets électriques mobiles, du smartphone aux ordinateurs, de l’outillage électro-portatif aux vélos et à l’automobile.   Stocker l’électricité produite quand il est facile et peu onéreux de le faire pour l’utiliser à tout moment est bien évidemment l’objectif ultime de tous les producteurs et de tous les utilisateurs. Les batteries sont le maillon central de cette chaîne entre la production et l’usage.  Tesla qui aborde le problème de l’énergie électrique sous tous ses aspects, de la production avec les panneaux solaires à la mobilité avec sa gamme de véhicules particuliers et utilitaires, a aussi mis en place des solutions de stockage stationnaire. Le plus grand système mondial de stockage a été installé en Australie par Tesla avec des batteries lithium-ion d’une puissance de 100 MW. Tesla a également récemment annoncé être en mesure de produire une batterie capable de parcourir un million de miles. La durée de vie, et le nombre de cycles,  aussi un élément clef de la compétition.

On peut constater qu’il n’y a pas de solution unique. Les réponses sont et seront variées dans le futur ce qui ouvre un champ prometteur pour la recherche et les start-up. Une nouvelle économie de l’énergie est à bâtir. Le stockage de l’électricité va en être un des enjeux majeurs. L’accessibilité pour tous du véhicule électrique est un des terrains de cette course mais s’inscrit dans une révolution plus globale de l’énergie et de l‘électromobilité.

Les commentaires de cet article sont à lire ci-après
Commentaires (6)
Ecrire un commentaire
Vous devez être abonné pour rédiger un commentaire.
Abonnez-vous
«Vos abonnements garantissent notre indépendance»
Nos articles sont ouverts aux commentaires sur une période de 7 jours.
Face à certains abus et dérives, nous vous rappelons que cet espace a vocation à partager vos avis sur nos contenus et à débattre mais en aucun cas à proférer des propos calomnieux, violents ou injurieux. Nous vous rappelons également que nous modérons ces commentaires et que nous pouvons être amenés à bloquer les comptes qui contreviendraient de façon récurrente à nos conditions d'utilisation.
*Toute validation est définitive, vous ne pourrez pas rééditer votre commentaire.
Le gorille
- 11/09/2020 - 20:32
Merci pour le site cité dans le premier commentaire
Ce site donne des arguments précis pour refroidir les hystéries électriques ! Dans les deux sens d'ailleurs, que ce soit les "pour" ou les "contre" : les arguments développés s'imposent aux deux partis, et chacun peut asseoir posément son propre jugement.
Le gorille
- 11/09/2020 - 20:12
@Tuxibray
Je souhaite nuancer votre conclusion concernant le poids mort. S'il est vrai que la batterie pèse lourd, dans une voiture électrique il n'y a pas le moteur à combustion interne, lequel pèse lourd aussi dans les voitures "traditionnelles". Aussi pour être juste faut-il faire la différence. Je ne suis pas arrivé à trouver des modèles exactement comparables, mais en partant de la Rav4 d'un côté (moteur et hybride), de la Ioniq de l'autre (hybride et électrique), j'en arrive à modérer votre conclusion. La différence est moindre que ce que vous dites, sans pouvoir la chiffrer exactement. Il reste que la solution hybride, voire rechargeable, apporte un compromis que je trouve aussi acceptable... et surtout agréable !
tubixray
- 11/09/2020 - 10:16
Rappel de principe
Un véhicule électrique de Tesla à Zoé, pour ne parler que de l'énergie nécessaire à sa propulsion, peut être qualifié "0 émissions carbone" en France (ou si peu, merci le nucléaire), 50 % charbon en Allemagne, 100 % charbon en Pologne pour ne parler que des extrêmes.
D'autre part, du fait d'un poids mort de 500 kg à trainer en permanence, son bilan énergétique est catastrophique.
L'hybridation même légère présente un compromis plus pertinent.