Dans les véhicules électriques, la masse de batterie vient alourdir considérablement l’ensemble tout en occupant un maximum d’espace. © Sergii, Adobe Stock
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Qu'est-ce que les « batteries structurelles », future révolution pour les véhicules électriques ?

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Et si l'énergie des batteries était tirée de la structure même de son appareil électrique ? Il pourrait s'agir de la carlingue d'un avion à moteur électrique, du châssis d'une voiture électrique, ou bien d'un vélo. Cette « batterie structurelle » sur laquelle des chercheurs suédois planchent depuis 2007 pourrait révolutionner les batteries embarquées.

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Pour les véhicules électriques et surtout les aéronefs, le poids de la batterie est un élément problématique. Dans le cas d'un avion, la masse au décollage et à l'atterrissage reste constante, contrairement à un réservoir qui se vide et à même poids. De surcroît, la batterie offre beaucoup moins d'autonomie que le carburant d'un moteur thermique. Et si la cellule de l'avion était la batterie ? Une carlingue qui servirait également à délivrer de l'énergie et qui augmenterait de fait la capacité d'accueil, en allégeant la masse globale. Cette batterie structurelle, c'est le projet mené depuis 2007 par des chercheurs de l'Université de technologie de Chalmers et du KTH Royal Institute of Technology en Suède.

Une invention qui pourrait être répliquée pour tout élément structurel, qu'il s'agisse des murs d'une maison, d'un bateau... Plus que l'habitation, ou l'aviation, c'est au niveau des véhicules roulants que cette batterie structurelle pourrait présenter une véritable révolution. Aujourd'hui, le châssis de l'auto est spécialement conçu pour contenir les batteries nécessaires à son autonomie. En plus de leur poids, elle occupe une place considérable sous le plancher. Avec le projet des chercheurs, ce même châssis ou la carrosserie pourraient être la source d'énergie.

Le cadre des futurs vélos électriques

Cette batterie est robuste. Elle est fine et ne rompt pas, même en cas de fortes torsions et tensions. Côté architecture, il s'agit d'un empilement de plusieurs couches, avec un film de verre faisant la séparation entre les électrodes et un électrolyte constitué de polymères. L'ensemble est durci après un passage au four. Par rapport aux tentatives de batteries structurelles précédemment développées, celle mise au point par les scientifiques serait 10 fois plus performante. Sa densité est de 24 Wh/kg, soit une capacité d'environ 20 % de moins par rapport aux batteries lithium-ion comparables actuellement disponibles. Mais comme le poids des véhicules peut être considérablement réduit, moins d'énergie sera nécessaire pour les faire rouler.

La prochaine évolution prévue vise à améliorer les performances, en remplaçant la feuille d'aluminium de l'électrode par un matériau en fibre de carbone. L'objectif est d'atteindre les 75 Wh/kg tout en renforçant l'élasticité de la structure. Outre les voitures et les avions, dans l'avenir, cette batterie pourrait constituer le cadre des vélos électriques, des ordinateurs portables, ou encore des satellites.

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