Sur le marché des véhicules électriques, l’avenir de la batterie telle que nous la connaissons ne semble plus aussi assuré. Les détracteurs sont nombreux, les modèles actuels loin d’être optimaux – pour ne pas dire dangereux… En attendant l’intronisation officielle du roi hydrogène, d’autres pistes sont donc en cours d’exploration, les batteries solides en tête…
Quel est le point commun entre Bill Gates, un militant écologiste et Mark Fields l’ancien patron de Ford ? Ils sont tous convaincus que les voitures électriques à batteries sont une impasse écologique et économique. Plus précisément, ce sont les modèles actuels, qui stockent leur énergie dans des batteries au lithium à électrolytes liquides, qui ne nous permettront pas de mener à bien notre transition énergétique.
Les voitures électriques à batteries actuelles sont une impasse écologique et économique
Trop lourdes, trop chères, trop dangereuses, leurs performances sont clairement en-dessous que ce qu’offre l’ancestral moteur à combustion interne. Pour l’automobile, cela signifie des véhicules aux piètres performances en termes d’autonomie et de sobriété énergétique qui coûtent plus cher que les équivalents thermiques. Pour le transport aérien, qui a aussi grand besoin de décarbonation, elles sont structurellement hors concours.
Trop dépendantes des métaux rares comme le nickel et le cobalt, leur généralisation se heurte à la disponibilité des matériaux, aux potentielles hausses de prix, à la pollution induite par leur production et à leur dangerosité.
La batterie telle que nous la connaissons n’aura été qu’une étape transitoire dans la transition énergétique. En attendant la démocratisation de l’hydrogène, les scientifiques continuent de travailler sur des solutions chimiques de stockage d’électricité. Parmi les pistes explorées, les batteries solides font partie des alternatives à fort potentiel. Séduisantes sur le papier, elles quittent le stade du prototypage pour entrer dans celui des premières préséries – avant d’être potentiellement industrialisées d’ici la fin de la décennie. Déjà, les pionniers du secteur entrent en Bourse.
Les promesses séduisantes de la batterie solide
La physique des batteries solides leur donne des avantages indéniables par rapport à celles qui équipent aujourd’hui nos téléphones portables, drones et autres voitures électriques. En effet, sur les principaux critères que sont la densité énergétique, la vitesse de recharge et la sécurité, elles font mieux que les technologies existantes.
Un feu de batterie au lithium ne s’éteint pas alors que les batteries solides ne contiennent plus de liquide inflammable
Dans le cas d’un véhicule électrique, le remplacement des batteries par des batteries solides permettrait, à poids identique, de doubler l’autonomie. La vitesse de recharge serait sans commune mesure. Selon les dernières études, elle serait jusqu’à six fois plus rapide.
Là où une Tesla branchée sur un Superchargeur de troisième génération ne récupère que 360 km d’autonomie en un quart d’heure, elle pourrait obtenir la même quantité d’énergie en moins de trois minutes.
En outre, un des grands non-dits de la batterie au lithium, sa dangerosité, serait réglé. Actuellement, une batterie en surchauffe (ou percée) représente un risque considérable. Un feu de batterie au lithium ne s’éteint pas. La meilleure manière de le traiter est d’attendre qu’il s’épuise…
C’est pour cette raison que le transport aérien rechigne désormais à embarquer des produits contenant des batteries, véritables bombes à retardement. Et c’est aussi ce qui rend les véhicules électriques potentiellement bien plus dangereux que leurs équivalents thermiques. Lorsqu’une Tesla prend feu, mieux vaut ne pas se trouver à proximité…
Incendie de Tesla Model S (photo : CNBC)
De leur côté, les batteries solides ne contiennent plus de liquide inflammable. La circulation des ions est assurée au sein d’un électrolyte solide. Les variations de températures ne sont alors plus aussi néfastes, et le perçage de la batterie – épée de Damoclès des versions actuelles – ne représente plus de problème de sécurité.
Enfin, utiliser des batteries solides permettrait de régler la question de la disponibilité des métaux rares. Dans leurs recherches, les scientifiques n’ont pas uniquement travaillé sur la solidité du conducteur, ils ont aussi mis au point des compositions différentes de l’électrolyte comme des électrodes.
Les batteries de nouvelle génération ayant été conçues autour d’une recette simplifiée, il est possible de les assembler avec un nombre réduit d’ingrédients. Et chaque élément retiré, c’est une filière minière en moins à mobiliser avec tous les avantages que cela représente en termes monétaires, écologiques et géopolitiques…
L’âge de la maturité approche
Les technophiles de longue date le savent, les annonces de batteries révolutionnaires ne manquent pas. Au CEA, au MIT comme à l’Université de Pékin, pas une année ne se passe sans que des scientifiques dévoilent une manière de stocker de l’énergie « révolutionnaire » par rapport aux batteries actuelles. Ils ont certainement raison, mais le problème réside dans les possibilités d’industrialisation.
Un vieil adage industriel dit que pour un euro investi en recherche fondamentale, il faut dix euros de développement et cent euros pour produire en masse. Un dicton équivalent existe non pas pour l’argent, mais le temps…
Aussi, si enthousiasmantes qu’elles soient, les annonces des scientifiques sont loin de garantir un progrès rapide des produits grand public. Si la batterie solide mérite aujourd’hui votre attention, c’est justement parce qu’elle est sortie des paillasses de laboratoire pour s’approcher des premières préséries.
A cette maturité industrielle s’ajoute une maturité économique. Désormais, les projets ne sont plus portés par des équipes de chercheurs mais pas des startups en bonne et due forme, dont certaines sont même cotées en Bourse.
Après la recherche, la Bourse
C’est le cas, par exemple, de Solid Power. Née en 2011 d’un spin-off de l’université du Colorado, elle est entrée au Nasdaq l’an dernier par le biais d’une fusion via SPAC. A cette occasion, elle a levé plus de 500 M$ pour une capitalisation boursière supérieure à 1,7 Md$. Elle a su attirer l’attention de grands constructeurs comme Ford et BMW, qui y ont investi 135 M$.
De son côté, le groupe Volkswagen a investi, au côté de Bill Gates et Jeffrey Skoll – premier président d’eBay et fondateur du Capricorn Investment Group – dans la startup QuantumScape. Avec un chèque de 300 M$, le constructeur participera au financement de la première gigafactory de batteries solides, qui devrait être inaugurée en 2025.
Désormais, les projets ne sont plus portés par les chercheurs mais pas des startups et la Bourse
Enfin, aucun duel au sommet ne saurait être complet sans un outsider prêt à dépasser de manière inattendue les deux champions…
ProLogium, qui possède également une technologie de batterie solide, a déjà effectué cinq tours de tables et levé un demi-milliard de dollars. L’entreprise taïwanaise a séduit des fonds d’investissement chinois et des constructeurs comme Daimler et Mercedes. Elle aussi promet l’ouverture d’une gigafactory à court terme. Il se murmure même que l’entreprise pourrait entrer en Bourse cette année…
Cette année, la production mondiale de batteries solides devrait atteindre pour la première fois le GWh. Selon la dernière étude du Fraunhofer Institut de Munich, elle devrait être comprise entre 15 GWh et 55 GWh en 2030 avant d’atteindre 40 GWh à 120 GWh en 2035. De quoi occuper les lignes de production de tous les acteurs et voir les chiffres d’affaires s’envoler !
2 commentaires
Je suis heureux de voir enfin rapportée en des termes très clairs la vraie problématique que posent les véhicules électriques. Cela fait des années que je me heurte à de l’incompréhension quand j’affirme que les véhicules électriques équipés de batteries conventionnelles ne peuvent avoir l’avenir qu’on leur prédit.
L’industrie automobile se reconvertit vers l’électrique mais ce n’est qu’un pari. Ce pari c’est que l’on fera une découverte majeure dans les années qui viennent susceptible de complètement bouleverser la capacité des batteries actuelles. Je ne dis pas que c’est impossible mais c’est loin d’être gagné dans un avenir prévisible, si on regarde les évolutions au cours des 60 dernières années.
Juste un seul point de repère: Comparez la taille d’une batterie de voiture des années 60 et celles qui équipent un véhicule actuel. Vous constaterez que sa taille n’a guère changé et sa capacité est à peine supérieure. C’est l’organe d’une voiture qui a le moins évolué en 60 ans!
Mettez en parallèle tout ce qui compose le reste des véhicules ? C’est sans commune mesure.
Il est sans doute possible d’utiliser les technologies de batteries actuelles pour un parc réduit mais certainement pas pour 100% de tout ce qui roule.
Et comment pourrait-on répondre à la demande de rechargement sur les autoroutes les jours de grande circulation ? Faudrait-il faire la queue des heures avant de prendre son tour ? Faudrait –il procéder par rendez-vous préalable sur les aires de rechargement ? Et quid de l’espace qu’il faudrait prévoir pour accéder à la demande de rechargements qui prendraient ne serait-ce qu’un quart d’heure les jours de grande circulation ?
Il faudrait ni plus ni moins aménager des grands espaces de recharges qui ressembleraient à des centrales électriques. Tout ceci me parait gérable à échelle réduite mais en aucun cas pour un marché de masse.
L’avenir des véhicules électrique à l’échelle planétaire passe par une découverte majeure dans le domaine du stockage de l’électricité. Je ne sais pas si les batteries solides seront la bonne réponse mais c’est à mon sens un préalable indispensable que de trouver une réponse crédible à cette problématique.
J’imagine que les industries spatiales et militaires ont dû chercher depuis fort longtemps la solution. Mais force est de constater qu’ils ne l’ont jamais trouvée malgré leurs moyens. J’en déduis donc que c’est sans doute une solution qui passe davantage par une découverte qu’une invention classique ou un perfectionnement de ce qui existe déjà.
Si l’on y parvenait, ce serait une découverte qui équivaudrait à celle du transistor en 1947 et elle aurait des répercutions tout aussi incalculables comme l’ont été celles du transistor.
Ce serait sans nul doute une révolution majeure de l’époque moderne qui irait bien au-delà des véhicules.
Toutes les voies doivent être explorées …
Je crois à l’infrastructure de recharge rapide, type trolley, rail, induction sans contact, avec des condensateurs, …
Je crois également à l’auto « presque 100% électrique », en ce qu’elle dispose quand même d’un petit moteur thermique qui peut être mis en marche dès le début du voyage pour diminuer la décharge de la batterie et permet de finir son voyage, même si c’est avec une puissance limitée.