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Batteries: la révolution technologique qui ne vient pas

Batteries sur roues

La batterie conditionne à la fois la performance, l’autonomie, la rapidité de recharge et la durabilité d’un véhicule électrique. Mais il faudra encore attendre pour que les innovations promises se concrétisent.

Les voitures électriques vont se multiplier sur nos routes et dans les concessions. des centaines de modèles différents vont voir le jour, des citadines aux crossover en passant par les voitures de sport, chacune avec un prix et un design différent. Le coeur de leur fonctionnement en revanche, est identique. Elles utilisent toutes le même modèle de batteries : les lithium-ion.

La batterie lithium-ion ou «li-ion» est une batterie électrochimique qui consiste en deux électrodes plongées dans un liquide appelé électrolyte. Petites, légères et nécessitant peu d’entretien, ce sont à ce jour les plus avancées technologiquement. Elles équipent les véhicules mais aussi les smartphones, les ordinateurs et nombre de produits électroniques.

IMPÉRIALISME CHINOIS. Ces batteries présentent toutefois plusieurs inconvénients. En premier lieu, leur provenance. La Chine, qui entend s’imposer comme leader mondial de la voiture électrique, est de loin le premier exportateur grâce à sa stratégie agressive de domination du marché. Les firmes chinoises de fabrications de batteries (BYd et Contemporary Amperex Technology notamment) profitent d’un marché intérieur imposant subventionné massivement par l’État pour écraser la concurrence.

La Chine a notamment pris une avance importante dans l’exploitation des minéraux rares indispensables à la fabrication des batteries. dans sa longue enquête La guerre des métaux rares, Guillaume Pitron explique: « La méthode a été celle du rouleau compresseur : […] la Chine a multiplié les ouvertures de mines sur son territoire, lancé le chantier d’une «seconde route de la soie […] et mené des opérations de fusion et acquisitions d’entreprises dans le secteur des produits de base. » Si bien que le pays est devenu « bel et bien un faiseur de ces marchés. »

Et les seuls vrais concurrents des Chinois sont d’autres puissances asiatiques, la Corée du Sud (LG Chem, SK Group) et le Japon (Panasonic). Cela pose un véritable problème aux constructeurs automobiles européens et américains qui sont dépendants pour la partie la plus importante et la plus valorisée des véhicules électriques de fournisseurs asiatiques.

Ainsi Tesla a bien bâti sur le sol américain  immense usine de batterie, la Gigafactory. Mais c’est le japonais Panasonic qui y gère la production.

Tardivement, la France et l’Allemagne viennent de se réveiller et ont promis d’investir respectivement 700 millions d’euros et un milliard d’euros d’ici à 2022 dans un « Airbus des batteries ». Une usine devrait voir le jour dans chaque pays. Mais le retard s’annonce difficile à combler.

RECYCLAGE, LA POLITIQUE DE L’AUTRUCHE. Les batteries posent d’autres problèmes. Elles ne sont pas éternelles. Leurs composants s’usent et finissent par lâcher et leurs performances baissent avec le temps et le nombre de recharges. Encore plus vite, si les recharges sont dites rapides. Mais il n’existe aucune filière industrielle de recyclage de batteries qui contiennent pourtant des métaux très polluants et dangereux pour l’environnement. Il n’existe pas d’usines de recyclage. Comme il existe à ce jour trop peu de batteries qui nécessitent d’être recyclées, la question est laissée en suspens. Aujourd’hui, produire de nouvelles batteries est bien plus profitable que de chercher à les réutiliser. À terme, cela pourrait se traduire par une accumulation de déchets toxiques.

PARIER SUR L’INNOVATION. L’espoir, c’est la technologie qui remplacera le li-ion. La presse annonce à intervalles réguliers et depuis des années de nouvelles technologies au potentiel révolutionnaire. L’Arlésienne des véhicules électriques.

Récemment, ce sont les batteries au fluorure qui ont attiré l’attention. Elles sont dix fois plus denses en énergie que les li-ion. Elles ont une meilleure autonomie et sont moins polluantes. Les lithium-air pèseraient quant à elles cinq fois moins lourd, en plus de leurs performances supérieures. Une autre alternative serait le sodium-ion, le sodium ayant l’immense avantage d’être en quantité quasi infinie.

Une autre technologie attendue est la batterie «solide ». L’électrolyte liquide est remplacée par du verre ou du gel, ce qui permet de se débarrasser du liquide polluant et dangereux, tout en améliorant autonomie et durée de vie.

Le problème reste que la plupart de ces technologies sont encore à l’état de prototype ou en développement. Pour Marion Perrin, docteur en électrochimie spécialisée dans le stockage d’énergie, il y a peu de chance que ces technologies balayent le lithium-ion. « Pour ce genre de technologie, le time-to-market est d’à peu près 15 ans. C’est-à-dire qu’à partir du moment où on arrive à en faire fonctionner une en laboratoire, il faut attendre 15 ans avant qu’elle soit industriellement disponible sur le marché. »

Et d’ici là, « le lithium-ion va connaître des améliorations incrémentales », mieux vaut, donc, investir sur celles-ci. Par exemple, les batteries d’aujourd’hui nécessitent déjà considérablement moins de cobalt qu’avant.

LA BATTERIE DU FUTUR. Il faudra donc attendre de nombreuses années avant de faire une croix sur le lithium-ion. Pour certains constructeurs, les alternatives sont trop incertaines pour les considérer sérieusement. Volkswagen a ainsi décidé de parier sur le lithium à long terme, allant jusqu’à le surnommer « l’élément irremplaçable de l’ère électrique… Le lithium est pour l’instant considéré comme un porteur de charge sans rival, et qui n’est pas remplaçable dans un avenir prévisible ».

Un avis partagé par BMW. « La production des cellules des batteries électriques n’est pas un sujet de dimension stratégique », explique Nicolas Peter, membre du directoire de l’entreprise à La Tribune. « Personne n’a encore défini la technologie qui va dominer l’industrie d’ici 7 à 8 ans […] il y a plus de sens stratégiquement parlant de travailler avec des fournisseurs asiatiques, d’autant que le marché chinois est le premier marché mondial de la voiture électrique. »

Les Français sont plus circonspects. Thierry Bolloré et Carlos Tavares, respectivement patrons des groupes renault et PSA, s’accordent sur le fait que les technologies de remplacement doivent rester une priorité. « L’erreur serait de de se lancer sur une technologie dont l’amortissement se fera sur 5 ou 7 ans. Il faut viser autre chose que le lithium-ion », explique Thierry Bolloré. Cela offrirait aussi l’opportunité de regagner la maîtrise de la production. Mais Renault comme PSA sont conscients qu’une éventuelle nouvelle génération de batteries n’émergera pas avant une dizaine d’années. Le lithium-ion devrait garder l’avantage longtemps. Pour Marion Perrin, si une technologie véritablement différente doit s’imposer, c’est plutôt du côté des piles à combustible et de l’hydrogène qu’il faut se tourner. Si c’était le cas, le véhicule électrique à batteries pourrait avoir été seulement une technologie de transition.

Barthélemy Dont

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