On parlait récemment des différentes innovations en matière de batteries, de stockage d’énergie, donc d’autonomie et de temps de recharge. Une nouvelle innovation vient d’être dévoilée qui, elle aussi, a de quoi changer sérieusement la donne…
Parce que les batteries lithium-ion possèdent certaines limites (notamment en termes de masse et de coût) les recherches se multiplient. Parmi celles-ci, une innovation pourrait bouleverser la mobilité électrique: des batteries structurelles, capables de remplir deux fonctions à la fois, celle de stockage d’énergie et celle de… composant mécanique! En clair, si elle voit le jour, cette technologie promettrait de transformer totalement la conception de nos véhicules électriques. Un levier si intéressant que le Forum Économique Mondial l’a même classée parmi les dix technologies émergentes les plus prometteuses de 2025.
Deux fonctions en une
De quoi s’agit-il? C’est «simple». Enfin presque… Aujourd’hui, les batteries, fixés dans le plancher du véhicule, représentent entre 20% et 40% du poids total de la voiture. A s’appuyer sur une batterie structurelle, les cellules ne seraient plus simplement des modules enfermés dans une coque, mais elles deviendraient partie intégrante de la structure du véhicule: le plancher, voire le toit ou la carrosserie. Appelées «Structural Battery Composites » (SBC), ces solutions associeraient des matériaux composites (souvent à base de fibres de carbone) et des électrolytes solides capables de conduire l’électricité tout en assurant la rigidité mécanique. Pour résumer plus simplement, la carrosserie elle-même deviendrait… une batterie!
Des V.E. plus légers, donc plus performants!
L’un des principaux atouts serait évidemment la réduction de masse. Selon certaines études, une voiture électrique pourrait ainsi devenir 30% à 50% plus légère, tout en conservant la même capacité énergétique. Résultat: une autonomie accrue (jusqu’à +70% gagnés), des performances améliorées (accélération, tenue de route…), et une réduction de la consommation globale d’énergie.
Tesla propose déjà la solution
Plusieurs équipes de chercheurs travaillent actuellement sur le sujet. Comme en Suède où l’université de technologie de Chalmers a dévoilé en 2021 une première génération de batteries structurelles à base de fibres de carbone. En Chine et aux États-Unis, on teste aussi des électrolytes solides intégrés aux composites. Côté constructeurs? Sans grande surprise, Tesla a déjà introduit ses SBC sur sa Model Y produite à Berlin et à Austin, même si -dans ce cas précis- ce n’est pas la carrosserie qui stocke l’énergie, le pack batterie étant intégré comme élément porteur de la structure.
Plusieurs obstacles demeurent
Si elle est pérennisée cette innovation n’est pas sans comporter quelques limites qu’il va falloir dépasser. Des limites qui tiennent de l’évidence. La sécurité, d’abord. En cas de choc, la batterie structurelle doit à la fois protéger les occupants et éviter tout risque d’incendie. Sa durabilité, aussi. Les matériaux doivent absolument résister aux contraintes mécaniques comme aux cycles de charge-décharge répétés. Sa réparabilité: en cas d’accident, il s’agira de pouvoir facilement remplacer un élément de carrosserie qui fait aussi office de batterie. Enfin, son industrialisation: les matériaux composites conducteurs et électrolytes solides coûtant encore cher, l’cette industrialisation exigera des avancées majeures. En conséquence, les constructeurs devront repenser totalement la conception des véhicules. Et faire eux aussi (et une nouvelle fois!) leur révolution!