Blog scientifique, technologique, environnemental et politique de Nicolas HAHN - Mot-clé - sulfur<p>Je suis susceptible de poster ici mes réflexions, mes humeurs, mes idées, mes coups de gueule... dans les domaines scientifiques, technologiques, environnementaux et politiques que j'affectionne. Et pour ce qui est des domaines scientifiques et technologiques, ils sont nombreux. Pour ce qui est de la politique, je pense que je vais beaucoup m'amuser au jeu du "Moi Président". Ce blog est hébergé par mes propres moyens. Cela veut dire que le roi ici c'est moi, et que je me réserve le droit de modérer tout commentaire posté sur mon blog comme je l'entends :-)</p>2023-12-16T15:12:19+01:00Nicolas HAHNurn:md5:491b5824fd8022ad3eb532e839e2445dDotclearLes batteries "Solid State"urn:md5:5f4990c84d2a22ac1fc5ee35dd30af782015-07-11T10:08:00+02:002015-07-11T19:00:12+02:00Nicolas HAHNTechnologiesbatteriedensité massiquelithium-ionpathionquantumscapesakti3seeosulfurvoitureélectriqueénergie spécifique<p>Je poursuis ici la suite de mes articles sur les nouvelles technologies électro-chimiques en abordant le sujet des <strong>batteries "Solid State"</strong>. J'avais commencé à attirer l'attention sur ce sujet passionnant dans mon précédent article sur la Gigafactory d'Elon Musk.</p> <p><strong>Tout d'abord, qu'est ce qu'une batterie "Solid State"?</strong></p>
<p>Littéralement, on pourrait le traduire par batterie <strong>"tout solide"</strong>. Cela signifie qu'au contraire des batteries traditionnelles (acide-plomb, nickel-cadmium, lithium-ion, ...) qui sont toutes basées sur un électrolyte liquide ou gélifié, il n'y a rien de cela dans une batterie tout solide, l'électrolyte étant remplacé par un composé solide, comme une céramique ou un polymère par exemple.</p>
<p>En France, une batterie "Solid State" bien connue est celle du groupe Bolloré - la <strong>batterie LMP</strong> (pour Lithium Metal Polymer), dont j'ai pu beaucoup parler dans un gros dossier que j'avais consacré à la BlueCar du même groupe sur l'un de mes autres sites web. Malheureusement, sa densité énergétique reste bien faible, finalement... De l'ordre de 100 Wh/kg, très loin derrière la batterie "conventionnelle" de Tesla...</p>
<p><strong>Quels sont les principaux problèmes des batteries ou piles traditionnelles?</strong></p>
<p>J'en ai déjà beaucoup parlé au travers de mes différents billets, mais voici une petite liste non exhaustive des problèmes inhérents aux technologies électrochimiques du moment:</p>
<ul>
<li>elles sont volumineuses</li>
<li>elles sont lourdes</li>
<li>elles offrent une faible densité énergétique en Wh/kg et en Wh/l</li>
<li>elles sont dangeureuses pour l'environnement</li>
<li>elles sont dangeureuses tout court en raison du risque de combustion spontanée, de feu, d'explosion</li>
<li>elles offrent un nombre de cycles limité, de l'ordre de 1000 à 1500.</li>
</ul>
<p>Malgré tous ces désavantages, la meilleure pile du moment au lithium-ion (la NCR18650B de Panasonic) est utilisée massivement et avec succès par Elon Musk pour les batteries de ses véhicules (Tesla Roadster, Tesla Model S, Tesla model X, future Tesla model 3). Vous avez pu lire dans mes précédents articles que la densité énergétique que l'on était capable d'atteindre pour la batterie de 85 kWh de la Tesla Model S est de 156 Wh/kg. C'est vraiment la meilleure densité énergétique du moment. Les autres constructeurs automobiles sont très loin derrière...</p>
<p><strong>Quels sont les avantages des batteries "Solid State" sur leurs ancêtres?</strong></p>
<p>Le simple fait de remplacer l'électrolyte liquide par un électrolyte solide change la donne de façon drastique. Et de plus, les laboratoires travaillant sur le Solid State veillent aussi à améliorer les autres éléments comme l'anode et la cathode.</p>
<ul>
<li>Elles sont beaucoup moins volumineuses: l'électrolyte solide est un matériau de l'ordre de quelques micromètres d'épaisseur ou moins. On a en fait un empilement de feuilles de matériaux chacune de quelques micromètres (anode, électrolyte, cathode, électrolyte, anode, électrolyte, etc...)</li>
<li>Comme elles sont beaucoup moins volumineuses, elles sont par conséquent moins lourdes</li>
<li>comme il n'y a plus de liquide inflammable, il n'y a plus aucun risque de feu ou d'explosion, même si la batterie est transpercée par un objet</li>
<li>elles sont bien mieux recyclables, pour ne pas dire entièrement recyclables</li>
<li>elles offrent un nombre de cycles qui peut être supérieur de plusieurs ordres de magnitude</li>
<li>Par conséquent, leur densité énergétique est elle aussi bien supérieure, >= 400 Wh/kg dans la plupart des projets</li>
</ul>
<p>Et pour couronner le tout, elles sont de l'ordre de deux à trois fois moins chères que les batteries lithium-ion.</p>
<p><strong>Le Solid State pour quand?</strong></p>
<p>Je serais tenté d'écrire, depuis hier, mais surtout pour aujourd'hui même.</p>
<p>En effet, depuis hier parce que la <strong>batterie LMP</strong> du groupe <strong>Bolloré</strong>, déjà présente dans les BLueCar (AutoLib et toutes ses déclinaisons dans les autres villes françaises et même étrangères maintenant), est une batterie Solid State. Elle souffre cependant de deux points noirs selon moi: une densité énergétique beaucoup trop faible (100 Wh/kg) et surtout l'obligation de la tenir branchée en charge si on ne l'utilise pas. C'est une batterie qui a toujours besoin d'être à une température de 80°C pour fonctionner. Donc si elle n'est pas branchée, elle va utiliser sa propre énergie pour se maintenir à cette température. Et au bout de trois jours, la batterie est à plat. Après mure réflexion, alors que j'étais dans le passé très enthousiaste au sujet de cette batterie, force est de constater que c'est un peu loupé côté développement durable et préservation des ressources (électriques puisque du coup, cette batterie consomme sans arrêt). Ce n'est peut être pas véritablement un problème dans le cadre de flottes comme AutoLib puisque dans ce cas précis, les voitures sont soit toujours branchées et en attente d'être utilisées, soit utilisées par monsieur tout le monde. Par contre, je déconseille absolument l'achat d'une BlueCar par les particuliers, puisque son taux d'utilisation s'approcherait dangeureusement de niveaux potentiellement ridicules...</p>
<p><strong>Comme à l'accoutumée, pour ce qui est d'aujourd'hui, il faut plutôt tourner la tête vers les nombreuses sociétés qui travaillent sur le sujet aux USA.</strong></p>
<p><strong>On peut citer la société/laboratoire R&D <a href="http://www.pathion.com/" hreflang="en" title="Pathion">Pathion</a>:</strong></p>
<p>C'est une société active dans la recherche et développement sur l'anode, la cathode et l'électrolyte, les trois principaux éléments qui composent une batterie. Il semblerait qu'ils soient axés sur les batteries Lithium-Sulfure et Sodium-ion. C'est d'ailleurs plus un laboratoire scientifique qu'une société. Ils font aussi de la recherche sur l'<strong>antiperovskite synthétique</strong>. Leurs recherches prouvent qu'une batterie lithium-sulfure peut atteindre facilement 800 Wh/kg, et qu'une batterie Sodium-ion peut atteindre 1000 Wh/kg, et ce avec un cyclage très important.</p>
<p> </p>
<p><strong>La société <a href="http://seeo.com" hreflang="en" title="seeo.com">Seeo</a>:</strong></p>
<p>Cette société a focalisé ses recherches sur un électrolyte polymère qu'ils ont baptisé DryLyte. Ils produisent des celulles d'une densité énergétique de 220 Wh/kg (un peu en-dessous de la pile Panasonic NCR18650B) basées sur leur technologie, et vont jusqu'à la production de modules (composés donc de plusieurs cellules) pour diverses applications. Leurs modules standards atteignent une densité énergétique de l'ordre de 130 Wh/kg. C'est encore un peu en-dessous de la batterie de la Tesla... <strong>Samsung</strong> a injecté plusieurs millions de dollars dans cette société et compte bien bénéficier de sa technologie. <u><strong>Mon opinion</strong></u>: les informations techniques et les premiers produits sont déjà là, avec en ligne de mire une densité énergétique de 400 Wh/kg. A surveiller de près donc.</p>
<p> </p>
<p><strong>La société <a href="http://www.quantumscape.com/" hreflang="en" title="QuantumScape">QuantumScape</a>:</strong></p>
<p>Une émanation de l'<strong>université de Stanford</strong>. Leurs recherches tourneraient autour de l'<strong>antiperovskite synthétique</strong>. Je n'ai pas été en mesure de trouver un minimum d'informations techniques essentielles relatives à leur technologie, mais le groupe <strong>Volkswagen</strong> a l'air d'y croire puisqu'il est un investisseur important de cette société, et dans leurs rêves les plus fous, ils parlent de faire une golf électrique capable d'une autonomie de 700 km grâce aux batteries Solid State de QuantumScape. Un élément technique tout de même: leur batterie mettrait des électrons en mouvement plutôt que des ions. Ce serait une <strong>batterie AEB</strong> (pour All Electron Battery). <u><strong>Mon opinion</strong></u>: beaucoup trop de flou autour de cette société, pas d'informations disponibles: méfiance!</p>
<p> </p>
<p><strong>La société <a href="http://sakti3.com/" hreflang="en" title="Sakti3">Sakti3</a>:</strong></p>
<p>Une émanation du <strong>MIT</strong> et de l'<strong>Université du Michigan</strong>. Sakti signifie "Puissance" en Sanscrit et le chiffre 3 est le numéro atomique du lithium dans le tableau périodique des éléments. La société de R&D la plus "ancienne" et la plus innovante en matière de batterie Solid State. L'équipe de recherche dirigée par <strong>Ann-Marie Sastry</strong> a commencé par concevoir un logiciel de simulation qui allait sortir pour résultat la combinaison idéale des meilleurs matériaux à mettre en oeuvre pour obtenir la meilleure batterie Solid-State en terme de performances et la moins chère. Ensuite, ils se sont attachés à définir le <strong>meilleur process de fabrication</strong>, avec pour ligne de mire la facilité, la rapidité et le coût. Le résultat c'est qu'ils sont capables de fabriquer des batteries Solid-State avec une technologie d'impression similaire à la lithographie, avec aussi des procédés empruntés à la fabrication des cellules photovoltaiques. Cela consiste en la vaporisation de matière en différentes couches sur du film ultra-fin dans une chambre à vide. Ils sont parvenus à démontrer une densité volumique de 1162 Wh/l sur leurs batteries de laboratoire. Sakti3 attire beaucoup d'intérêts: des groupes comme General Motors, Itochu (un géant industriel japonnais), Dyson (oui, le fabricant d'aspirateurs mais pas que à l'avenir...) ainsi que des sociétés de capital risque ont injecté des dizaines de millions de dollars, le dernier en date étant Dyson avec pas moins de 15 millions de $. <u><strong>Mon opinion</strong></u>: incontestablement la société la plus intéressante et la plus prometteuse: 1162 Wh/l au niveau de la cellule déjà démontré, batteries peu couteuses en raison du process de fabrication utilisé (Ann-Marie Sastry a clairement fait savoir que sa cible de prix était 100$/kWh), légèreté, cyclage et durée de vie très importants (mais là on a pas les chiffres). <strong>Bref, je pense que la meilleure batterie Solid State est celle de Sakti3.</strong></p>
<p> </p>
<p>En conclusion, aujourd'hui et très clairement, par rapport aux informations connues dans le domaine public, <strong>il apparait clair que les batteries "Solid-State" sont extrêmement proches de la commercialisation de masse</strong>. Cela changera radicalement, dans les deux à trois années qui viennent, notre vision de l'usage que l'on fait de tous les appareils électroniques qui nous entourent et nous frustrent pour différentes raisons (batterie qui se dégrade rapidement au fil du temps, pas assez d'autonomie pour nos ordinateurs ou téléphones portables, ...). <strong>Sakti3 est, pour l'heure, LA société à suivre</strong>, et si sa fondatrice met en oeuvre ses plans tels qu'ils ont été détaillés notamment <strong>pour ce qui concerne les batteries des voitures électriques, Elon Musk avec sa Gigafactory peuvent se cramponner, parce que la technologie de Sakti3 est vraiment disruptive</strong>, tout en restant simple.</p>
<p>Dans un premier temps, <strong>il faudra surveiller de très près les nouveaux produits estampillés DYSON qui arriveront sur le marché</strong>, et qui feront usage de batteries, car ces batteries proviendront de Sakti3. <strong>Ann-Marie Sastry a toujours dit qu'elle se focaliserait d'abord sur les marchés des biens électroniques pour le grand public, avant d'attaquer le marché de la mobilité électrique.</strong></p>La batterie Zinc/Airurn:md5:48ceb9faa037d7ce2a875aeafdabd57c2015-03-05T11:28:00+01:002016-02-23T19:06:56+01:00Nicolas HAHNTechnologiesbatteriedensité massiqueenvironnementlithiumlithium-ionmétal-airPhinergysulfurvoiturezinc-airzinc-oxygèneélectriqueénergie spécifique<p>En attendant la disponibilité de batteries <strong>Aluminium/Air</strong> prometteuses, et entre la batterie <strong>lithium-ion</strong> et <strong>Lithium-Sulfure</strong>, il y a les batteries <strong>Zinc/Air</strong>. Un "entre deux" très intéressant...</p> <p>A travers cet article, c'est donc l'occasion de faire le point sur cette technologie de batterie que je n'avais pas encore abordée jusqu'à maintenant.</p>
<p>Tout comme les autres technologies de batterie, le Zinc/Air - ou plutôt le <strong>Zinc-Oxygène</strong> - avait fait l'objet dans le passé de très nombreuses recherches. L'énergie spécifique de l'électrochimie du Zinc-Oxygène est en effet bien plus importante que la technologie du moment, le lithium-ion: jusqu'à <strong>1370 Wh/kg</strong> pour le Zinc-Oxygène, à comparer aux <strong>385 Wh/kg</strong> du lithium-ion, soit environ 4 fois plus.</p>
<p>Le Zinc-Oxygène posait plusieurs soucis:</p>
<ul>
<li>pas de catalyseur d'air stable pour la conversion de l'oxygène en hydroxyde en phase de décharge et pour la réaction inverse lors de la charge</li>
<li>l'électrode en Zinc était très sensible à l'oxydation par l'air ce qui occasionnait une auto-décharge importante</li>
<li>l'électrolyte lui-même étant exposé au flux d'air nécessaire au fonctionnement de la batterie, il finissait par disparaitre par évaporation</li>
<li>et enfin les autres gaz présents dans l'air, comme le CO2, agissaient comme des "contaminants"</li>
</ul>
<p>Les batteries Zinc-Oxygène étaient donc jusqu'à il y a peu des batteries primaires, donc à usage unique, et non pas des batteries secondaires, donc rechargeables. Elles n'étaient pas cyclables, ou très peu.</p>
<p>Mais l'intérêt pour une batterie Zinc-Oxygène étant manifestement très important, pour les raisons suivantes:</p>
<ul>
<li>le Zinc est présent en abondance sur terre et il est très peu cher, ce n'est pas un élément classé dans les "terres rares"</li>
<li>il est beaucoup plus léger que le lithium</li>
<li>le Zinc se transforme en oxyde de Zinc, il n'est pas dangeureux, ne cause pas de feu au contraire du lithium qui réagit très dangeureusement à l'air et à l'eau</li>
<li>il est aisément recyclable, ce qui par voie de conséquence permet de créer des batteries entièrement recyclables</li>
</ul>
<p>Les recherches ont donc été poursuivies et il y a environ 18 mois, de véritables sauts technologiques ont été accomplis, apportant les solutions aux soucis relatés plus haut, par des sociétés qui déposent un certain nombre de brevets comme:</p>
<ul>
<li><a href="http://blog.erios.org/index.php?post/2015/03/05/La-batterie-Zinc/zafsys.com" hreflang="en" title="ZAF Energy Systems">ZAF Energy Systems</a></li>
<li><a href="http://www.eosenergystorage.com" hreflang="en" title="EOS Systems">EOS Systems</a></li>
<li><a href="http://www.fluidicenergy.com/" hreflang="en" title="Fluidic Energy">Fluidic Energy</a></li>
<li><a href="http://www.viznenergy.com/" hreflang="en" title="ViZn">ViZn</a></li>
<li><a href="http://www.phinergy.com/" hreflang="en" title="Phinergy">Phinergy</a></li>
</ul>
<p>Oui... Encore une fois, elles sont toutes américaines... Excepté pour Phinergy, société israélienne, dont j'ai déjà parlé dans un de mes articles précédents (au sujet de la batterie Aluminium/Air)</p>
<p>Le résultat, c'est qu'aujourd'hui, l<strong>e Zinc-Oxygène est une techonologie maitrisée, rechargeable, peu chère</strong> comparativement au lithium-ion (facteur 3), avec des débouchés commerciaux et des domaines d'application d'importance: de la simple pile bouton pour dispositifs pour mal-entendants jusqu'aux dispositifs de lissage des pointes de consommation au niveau des grands postes de transformation électrique, en passant par l'aviation, les véhicules électriques, et le stockage stationnaire dans le résidentiel (intéressant pour l'auto-consommation par exemple, d'une production électrique d'origine solaire photovoltaïque).</p>
<p>Les batteries Zinc-Oxygène disponibles en ce moment proposent une énergie spécifique de <strong>400 Wh/kg, soit 2.5 fois plus que le lithium-ion</strong> environ, et là je fais la comparaison par rapport à ma référence favorite qui est la batterie lithium-ion de la Tesla.</p>
<p>Autrement dit, notre Tesla pourrait rouler 1250 km (selon le cycle NEDC) au lieu de 500! Dans la réalité, elle pourrait parcourir 1000 km au lieu de 400.</p>
<p>Autres points très positifs, leur <strong>profondeur de décharge peut atteindre 95%</strong>, alors que le lithium-ion est limité à 80%. Enfin, certaines des sociétés citées ci-dessus proposent des batteries Zinc-Oxygène d'une <strong>durée de vie garantie de 30 ans</strong>: elles sont en effet données pour <strong>10000 cycles</strong>, en comparaison des 1000 à 1500 cycles du lithium-ion!</p>
<p>La technologie Zinc-Oxygène est donc belle et bien là, mature, fonctionnelle, sécurisée, et peu chère. Là, aux USA... Comme d'habitude...</p>
<p>Il serait bon que les constructeurs automobiles intègrent cette technologie dans les véhicules électriques en lieu et place de tout miser sur le lithium-ion. Car plus je regarde l'état des technologies de batterie matures, plus je me dis que c'est une erreur stratégique de continuer à sortir des véhicules électriques en utilisant exclusivement le <strong>lithium-ion, incontestablement en fin de vie</strong>. Cela fera sans doute l'objet d'un prochain article sur mon blog, d'ailleurs.</p>Batteries métal-air: pétrole au rancarturn:md5:52f29a4bebbb03116f3a61e67f3090772014-07-26T10:49:00+02:002014-07-26T17:06:58+02:00Nicolas HAHNTechnologiesairbusbatteriedensité massiquee-fanlithiumlithium-ionmétal-airnanotechnologiesPhinergypétrolesulfurTeslavoitureélectriqueénergie spécifique<p>Cela faisait plusieurs mois que j'étais très occupé et ne pouvais par conséquent pas poster d'articles sur les sujets qui me tiennent à cœur. Maintenant, j'ai beaucoup plus de temps et on peut reprendre ensemble cette série d'articles dédiés aux <strong>moyens de stockage de l'énergie électrique</strong> du très proche futur. Aujourd'hui: <strong>les batteries métal-air</strong>.</p> <p>Depuis longtemps, les divers experts du domaine de l'électrochimie savent que certain métaux en réaction à l'oxygène, s’oxydent ou se dégradent en libérant de l'énergie: de l'électricité et aussi de la chaleur.</p>
<p>Lorsque l'on aborde le sujet des batteries métal-air, on veut donc parler de différents métaux et d'oxygène. Les batteries métal-air les plus connues où qui font l'objet de recherches assidues en ce moment sont les suivantes:</p>
<ul><li>Zinc/oxygène</li>
<li>Magnesium/oxygène</li>
<li>Aluminium/oxygène</li>
<li>Lithium/oxygène</li>
</ul>
<p>La recherche est, à l'heure actuelle, la plus importante sur l'Aluminium/oxygène et le Lithium/oxygène.</p>
<p>Mais on peut aussi citer les technologies ci-dessous qui sont plus confidentielles, entendez par là, dont on entend peu parler:</p>
<ul><li>Fer/oxygène</li>
<li>Calcium/oxygène</li>
<li>Berylium/oxygène</li>
<li>ainsi que Sodium/oxygène</li>
</ul>
<p><strong>Le plus grand intérêt de ces batteries</strong>, c'est quelles sont susceptibles d'offrir l'<strong>énergie spécifique la plus importante</strong>, et de loin en comparaison aux batteries traditionnelles majoritairement utilisées aujourd'hui (lithium-ion). Elles sont beaucoup plus petites et légères car <strong>il n'y a plus de cathode</strong>. La cathode est en effet remplacée par l'oxygène puisé dans l'air ambiant. Elles seront aussi <strong>beaucoup moins chères</strong> en raison de l'économie de matériaux réalisée (là encore, pas de cathode au sens "matériel" du terme) et la plupart de ces batteries métal-air n'<strong>utilisent plus de terres rares</strong>, puisque l'on utilise des métaux abondants tels que l'aluminium pour la batterie aluminium/oxygène.</p>
<p>Rappelez-vous dans un de mes précédents articles, j'avais posté un tableau récapitulatif des énergies spécifiques à nouveau reproduit ci-dessous:</p>
<p><img title="specific_energies.png, janv. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="specific_energies.png" src="http://blog.erios.org/public/specific_energies.png" /></p>
<p>Comme on le voit sur le graphique ci-dessus, une batterie aluminium/oxygène permet une densité énergétique pratique de 1300 Wh/kg, et une batterie lithium/oxygène, 3700 Wh/kg, en comparaison des 240 Wh/kg obtenus avec les meilleures batteries lithium/ion actuelles (la pile Panasonic NCR18650B).</p>
<p>Jusqu'à il y a peu, ces techniques d'électrochimie étaient laissées de côté parce que l'on arrivait pas à exploiter leur potentiel assez longtemps, en raison d'une dégradation rapide des éléments constituant ces batteries:</p>
<ul><li>problème pour inventer ou trouver le bon électrolyte (qu'il soit aqueux, gel ou solide)</li>
<li>problème de désintégration irréversible du métal utilisé (décomposition en d'autres composés que l'on ne savait pas re-traiter)</li>
<li>donc, problème de réversibilité du cycle (charge de la batterie)</li>
<li>et problème d'oxydation en raison de l'introduction de composés non désirés en fonctionnement, comme le CO2 par exemple dans une pile aluminium/oxygène.</li>
</ul>
<p>Mais, deux sociétés en particulier travaillent activement à la concrétisation de batteries métal/air fonctionnelles:</p>
<ul><li><strong>aluminium/oxygène</strong>: société israélienne <strong>Phinergy</strong>, depuis 2008</li>
<li><strong>lithium/oxygène</strong>: société <strong>IBM</strong> dans ses laboratoires de Zurich en particulier: c'est le <strong>"IBM Battery 500 project"</strong></li>
</ul>
<p>Phinergy en est à la phase d'industrialisation/commercialisation depuis juin 2014, et IBM en est à la phase de R&D/prototype.</p>
<p><strong>Je vais donc disserter plus spécifiquement dans cet article de Phinergy et de la batterie Aluminium/oxygène.</strong></p>
<p><strong><img title="Phinergy-logo.png, juil. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="Phinergy-logo.png" src="http://blog.erios.org/public/.Phinergy-logo_s.png" /><br /></strong></p>
<p>Phinergy a démontré que leur batterie était tout à fait fonctionnelle en faisant rouler une citroën C1 sur quelques milliers de kilomètres en "une seule charge". Leur batterie, d'un poids d'une centaine de kilos seulement, donne une <strong>autonomie de l'ordre de 3000-4000 km!</strong> Par contre on ne sait pas encore dans quelles conditions (vitesse moyenne, etc.).</p>
<p><img title="alcoa-phinergy-citroen.jpg, juil. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="alcoa-phinergy-citroen.jpg" src="http://blog.erios.org/public/.alcoa-phinergy-citroen_m.jpg" /></p>
<p>Cette batterie a aussi besoin d'eau déminéralisée pour fonctionner. Elle est à usage unique (batterie primaire) dans le sens ou les plaques d'aluminium se décomposent lentement en hydroxyde d'aluminium pendant la décharge. Les plaques sont littéralement "consommées", "désintégrées" et se faisant, elles produisent de l'électricité et de la chaleur. L'hydroxyde d'aluminium est par la suite récupéré puis entièrement recyclé en aluminium tout neuf par réaction inverse. Mais cette phase, que l'on pourrait rapprocher d'une phase de charge d'une batterie traditionnelle, ne peut se faire qu'en usine de retraitement spécialisée.</p>
<p>Ainsi, pour refaire 3000 à 4000 km, il suffit de recharger le dispositif en plaques d'aluminium. Il serait aussi nécessaire de changer l'eau, saturée d’hydroxyde d'aluminium, tous les 300 km. On peut aussi, au même titre que les voitures thermiques ont un réservoir d'essence, avoir un réservoir d'eau qui permette le remplacement de l'eau chargée en hydroxyde d'aluminium par de l'eau nouvelle de façon automatisée.</p>
<p><img title="Phinergy-BATTERY.jpg, juil. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="Phinergy-BATTERY.jpg" src="http://blog.erios.org/public/.Phinergy-BATTERY_m.jpg" /></p>
<p>D'après les recherches que j'ai pu effectuer sur le sujet, Phinergy aurait annoncé tirer <strong>8 kWh par kg d'aluminium</strong>: à la fois électricité (donc kWh électrique) mais aussi chaleur (donc kWh thermique). La chaleur est récupérée pour produire du froid (type pompe à chaleur réversible comme dans la Renault ZOE), et climatiser le véhicule. Autrement dit, ils exploiteraient le potentiel non pas pratique (donc jugé possible) qui faisait consensus jusqu'à maintenant, mais théorique dans sa totalité (qui deviendrait donc le nouveau potentiel pratique). A confirmer, mais si c'est le cas et cela semble l'être, ce serait une grande première et même très au-dessus de ce qu'IBM réussi à obtenir avec le lithium/oxygène en laboratoire.</p>
<p><img title="phinergy_bat_element.jpg, juil. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="phinergy_bat_element.jpg" src="http://blog.erios.org/public/phinergy_bat_element.jpg" /></p>
<p>Le système est relativement simple et aisé, semble-t-il, à utiliser et manipuler: au lieu de faire le plein d'essence en station service, on fera le plein de plaques d'aluminium et les pompes à essence seront remplacées par des pompes à eau. Et en France, on a beaucoup d'aluminium (et peu de cuivre: c'est une des raisons essentielles qui font que toutes nos lignes de transport électriques sont en aluminium).</p>
<p><ins><strong>Les tractations en cours autour de la technologie de Phinergy:</strong></ins></p>
<p><strong>Phinergy</strong> vient de s'associer en juin 2014, avec <strong>Alcoa</strong>, un grand fabricant d'aluminium au Québec. La phase industrielle/commerciale est donc bien sur les rails.</p>
<p>A noter aussi que <strong>Tesla</strong> et <strong>Renault</strong> s'intéressent de près à Phinergy et que des discussions auraient été menées/sont en cours. <strong>Renault-Nissan</strong> a d'ailleurs signé un contrat avec <strong>Phinergy</strong> afin d'utiliser leur technologie: une pré-série de voitures sera construite entre 2017 et 2019. Autant dire, demain. Cela a été confirmé en présence de Barak Obama et du premier ministre israélien. Quand à Elon Musk, patron de Tesla, je m'étonne encore qu'il n'ait pas déjà racheté Phinergy!</p>
<p>Maintenant, voyons un peu ce qui se passe autour de <strong>Phinergy et Tesla</strong>. Si vous avez lu mon précédent article ou d'autres publications sur la toile, vous aurez pu apprendre que Tesla a ces quelques dernières semaines, ouvert tous ces brevets à tous (sous certaines conditions tout de même). Dans ces brevets, il y en a notamment deux (références <a title="brevet Tesla" hreflang="en" href="http://appft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PG01&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.html&r=1&f=G&l=50&s1=%2220130187591%22.PGNR.&OS=DN/20130187591&RS=DN/20130187591">20130187591</a> et <a title="Brevet Tesla" hreflang="en" href="http://appft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PG01&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.html&r=1&f=G&l=50&s1=%2220130181511%22.PGNR.&OS=DN/20130181511&RS=DN/20130181511">20130181511</a>) qui revêtent un intérêt particulier car ils montrent très clairement l'orientation future qui sera prise par la société d'Elon Musk pour ce qui est de l'avenir électrique de nos automobiles.</p>
<p><img title="tesla_hybrid_battery_car.png, juil. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="tesla_hybrid_battery_car.png" src="http://blog.erios.org/public/tesla_hybrid_battery_car.png" /></p>
<p>En effet, comprenez bien que la technologie développée par Phinergy permet le développement d'un <strong>nouveau type de véhicule hybride</strong>: celui-ci serait en fait une hybridation de deux technologies de batterie différentes et complémentaires:
</p>
<ul><li>une batterie <strong>lithium/ion</strong> telle que celle créée par Tesla pour ses modèles actuels, mais de plus faible capacité, permettant de rouler pour environ <strong>70 à 100 km</strong>. Cette batterie est bien entendu rechargeable.</li>
<li>une batterie <strong>aluminium/oxygène</strong> de Phinergy qui recharge la batterie lithium/ion dès lors que le véhicule est sollicité pour de longs et même très longs trajets. Cette batterie, comme on l'a vu, n'est pas rechargeable par la voie traditionnelle, <strong>agissant comme un prolongateur d'autonomie</strong> permettant d'effectuer <strong>3000 à 4000 km</strong> supplémentaires.</li>
</ul>
<p>La batterie lithium/ion serait donc la seule sollicitée pour les trajets courts réalisés au quotidien et en très très grande majorité, tandis que la batterie aluminium/oxygène serait utilisée de façon très occasionnelle, de sorte qu'il serait nécessaire de la recharger en plaques d'aluminium peut-être une ou deux fois par mois en moyenne.</p>
<p><strong>On a donc là un véhicule purement électrique a très très forte autonomie.</strong> A ce niveau là de prestation, on pourrait déjà affirmer que ce serait <strong>la fin de l'essence et du gasoil pour l'automobile</strong>. Mais grâce à la technologie de Phinergy, <strong>on peut même aller beaucoup plus loin</strong> en produisant d'autres types de véhicules purement électriques, que l'on ne peut pas actuellement produire en dehors de la voiture avec la technologie lithium/ion, parce qu'il faudrait 3 tonnes de batteries:</p>
<ul><li>camions (il y a des camions électriques créés par Volvo)</li>
<li>bus</li>
<li>tramway (on évite ainsi toute pose de caténaires, et on fait des économies substantielles)</li>
<li>bateaux (type bateaux de plaisance ou petits yoats)</li>
<li>avions (il y a un avion biplace récemment créé par Airbus, propulsé par deux turbines électriques, avec une heure d'autonomie)</li>
</ul>
<p><img title="airbus_electrique.jpg, juil. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="airbus_electrique.jpg" src="http://blog.erios.org/public/airbus_electrique.jpg" /></p>
<p><img title="airbus_e-fan.jpg, juil. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="airbus_e-fan.jpg" src="http://blog.erios.org/public/airbus_e-fan.jpg" /></p>
<p>Mais un tas d'autres applications sont toutes aussi intéressantes:</p>
<ul><li>marché des onduleurs, et backups de puissance électrique</li>
<li>militaires</li>
<li>médicales</li>
<li>alimentations en sites isolés ou zones dangeureuses/dévastées, en remplacement des groupes électrogènes</li>
<li>applications stationnaires en soutien de réseau électrique (soutenir les pointes de consommation par exemple)</li>
<li>etc.</li>
</ul>
<p>Le champ des possibles devient donc subitement très important et prometteur grâce à la technologie de Phinergy. On comprend donc pourquoi Tesla et Renault s'y intéressent de très très près.</p>
<p>A mon sens, <strong>le véhicule idéal</strong> serait donc très proche de celui exposé par Tesla dans son brevet. Le changement que j'y apporterais porterait sur la batterie lithium/ion: je la remplacerais par une <strong>batterie lithium/sulfur</strong>. Cela permettrait là encore, pour une même autonomie en terme de nombre de km, de gagner en poids sur cette batterie spécifique là, et contribuerait à faire baisser encore plus le coût global du véhicule. Comme j'ai déjà pu l'exposer dans un article précédent, les batteries lithium/sulfur deviennent une technologie mature, consomment moins de terres rares et beaucoup plus d'éléments abondant sur terre tels que le souffre, sont beaucoup plus légères que les batteries lithium/ion, et éliminent les risques inhérents à ces dernières (feu, explosion).</p>
<p><strong>Comme autres avantages</strong>, on peu citer le fait que l'on serait sevré de la dépendance envers les asiatiques concernant l'accès aux terres rares, essentiellement concentrées chez eux. Il nous serait facile, en France, de localiser une usine de production de batteries aluminium/oxygène exploitant les brevets de Phinergy, pour alimenter notre marché intérieur.</p>
<p><strong>Du côté des automobilistes que nous sommes, le principal avantage de taille que je remarque, c'est que la phobie de la panne sèche "électrique" disparait.</strong> Et du même coup, un des principaux freins à l'achat d'un véhicule purement électrique.</p>
<p>J'espère que Renault proposera rapidement des voitures avec batterie aluminium/oxygène, une ZOE 2 par exemple, permettant une autonomie de l'ordre de 1000 km?</p>
<p>Par contre, je m'interroge sur le cycle de vie complet de la technologie de Phinergy, et donc sur le bilan carbone:</p>
<ul><li>quid du cycle de production de l'aluminium?</li>
<li>quid du cycle de collecte et retraitement de l'hydroxyde d'aluminium?</li>
<li>quid du bilan financier de tout cela?</li>
<li>et donc, quid du COP (coefficient de performance énergétique) global?</li>
</ul>
<p>Il faudrait au minimum que ce COP soit supérieur au COP de nos voitures thermiques...</p>
<p>L'avenir, que j'espère très prometteur pour cette technologie de batterie, le dira sans doute!</p>Papy, c'était quoi une voiture à pétrole???urn:md5:d4c0a2bfe80ff1974fafcd98149137f32014-01-26T14:36:00+01:002014-02-01T10:28:17+01:00Nicolas HAHNTechnologiesbatteriedensité massiquelithiumlithium-ionmétal-airnanotechnologiespétrolesulfurvoitureélectrique<p>C'est la question dont j'espère qu'elle nous soit posée à tous par nos petits enfants d'ici 20 à 30 ans.</p>
<p>Dans cet article, la suite de ma série sur les moyens de stockage d'électricité <strong>aujourd'hui dans les laboratoires</strong>, et donc dans quelques années à peine dans nos voitures. Je parle ici des batteries <strong>Lithium Sulfure</strong> et j'aborde les batteries <strong>métal air</strong>, que nous verrons plus en profondeur dans le prochain article.</p> <p>Précédemment, je faisais un petit tour des valeurs de l'<strong>énergie spécifique</strong> de différentes énergies en rapport avec différentes technologies de stockage de l'électricité. Je concluais mon article en laissant entrevoir les <strong>sauts technologiques</strong> à venir grâce en particulier à deux technologies de stockage de l'électricité que sont la <strong>batterie Lithium-Sulfure</strong> et la <strong>batterie Lithium-Oxygène</strong>.</p>
<p>L'intérêt premier de ces deux nouvelles technologies, c'est donc leur très haute énergie spécifique comparativement à la technologie lithium-ion utilisée partout aujourd'hui. Pour rappel, dans le domaine d'application des déplacements doux, donc de la voiture électrique, <strong>plus l'énergie spécifique est élevée et plus l'autonomie est grande</strong>.</p>
<p>Je vais donc parler beaucoup plus spécifiquement de la technologie Lithium/Sulfure aujourd'hui, et en faisant un petit état des lieux (sociétés ou laboratoires de recherche travaillant sur ces technologies, dates estimées de diffusion au grand public, ...).</p>
<p><strong>Commençons par un graphique récapitulatif, montrant l'énergie spécifique de différents "matériaux".</strong> <em>Notez que ces résultats sont une compilation de tous les résultats que j'ai pu obtenir en faisant des recherches sur internet: Wikipedia, publications scientifiques, extrapolations diverses de futurs résultats des recherches dans les années à venir, etc. Ces nombres peuvent pour certain être sujets à caution car il m'est arrivé plus d'une fois de trouver des nombres différents pour une même technologie électrochimique de batterie.</em></p>
<p><em><img src="http://blog.erios.org/public/specific_energies.png" alt="specific_energies.png" title="specific_energies.png, janv. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" /><br /></em></p>
<p>Cela vous permet de voir où l'on en est avec la technologie de batterie la plus largement utilisée aujourd'hui qui est le <strong>lithium-ion</strong>. Dans l'article précédent, je me suis amusé à prendre pour exemple la voiture <strong>Tesla Model S</strong>, et j'ai démontré par des calculs simples que son pack de batterie disposait d'une énergie spécifique de <strong>156 Wh/kg</strong>. Ce qui, avec une <strong>batterie de 85 kW/h</strong>, permettait à ce véhicule de parcourir réellement environ <strong>400 km</strong>.</p>
<p>On va pouvoir voir où nous mènerait notre Tesla ainsi que notre Renault ZOE avec une batterie <strong>Lithium/Sulfur</strong>.</p>
<p>Cette technologie de batterie a fait l'objet de nombreuses recherches durant ces dernières années, principalement par des startups américaines. Et pour cause: elle a pour elle de nombreux avantages par rapport au lithium-ion:</p>
<ul><li>elle est beaucoup <strong>moins chère</strong></li>
<li>elle n'est <strong>pas dangereuse</strong></li>
<li>elle supporte des <strong>profondeurs de décharge de 100%</strong> (lithium-ion: max 80%)</li>
<li>elle a une énergie spécifique située entre <strong>350 et 500 Wh/kg</strong> (prouvé en 2013)</li>
</ul>
<p>Comme son nom l'indique, elle utilise du lithium en faible quantité, et du sulfure, c'est à dire du <strong>souffre</strong>. Elle est beaucoup moins chère que le lithium-ion, ou même le lithium métal polymère (LMP) en raison du fait que le souffre est très abondant sur terre, et c'est même <strong>un déchet produit en quantités énormes par l'industrie pétrolière</strong>.</p>
<p>Au contraire du lithium-ion qui brûle à l'air si la batterie est transpercée et qui abouti à sa destruction, le lithium/sulfure ne pose pas ce genre de problème: la batterie ne brûle pas et son fonctionnement n'est que peu altéré.</p>
<p>Aussi, alors que les batteries lithium-ion ne doivent pas être déchargées au-delà de 80%, les batteries lithium/sulfure supportent des <strong>profondeurs de décharge de l'ordre de 95% à 100%</strong> sans être, là aussi, altérées. Enfin, elles perdent peu de capacité après 1500 cycles.</p>
<p>Son énergie spécifique théorique est très importante, mais dans la pratique on a déjà des échantillons qui atteignent <strong>500 Wh/kg</strong>, et les scientifiques/ingénieurs dans les startups ont d'ors et déjà annoncé qu'il seraient capables sans difficulté d’atteindre au moins <strong>600 Wh/kg d'ici quelques années</strong>. Mais à voir...</p>
<p><ins>Qui travaille sur cette technologie?</ins></p>
<ul><li>Lawrence Berkeley National Laboratory</li>
<li>Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory</li>
<li>Oak Ridge National Lab (ORNL)</li>
<li>Argonne National Lab</li>
<li>société Polyplus, issue du LBNL ci-dessus (<a href="http://www.polyplus.com/lisulfur.html" hreflang="en" title="Société Poluplus">http://www.polyplus.com/lisulfur.html</a>)</li>
<li>société Sion Power (<a href="http://www.sionpower.com/" hreflang="en" title="Société Sion Power">http://www.sionpower.com/</a>)</li>
<li>société Oxis (<a href="http://www.oxisenergy.com/" hreflang="en" title="Société Oxis">http://www.oxisenergy.com/</a>)</li>
</ul>
<p>Aujourd'hui, cette technologie de batterie est considérée suffisamment mature pour une première production industrielle qui commence tout juste à grande échelle. C'est donc une <strong>technologie qui est devenue disponible en 2014</strong>, ce n'est plus de la science fiction. Maintenant, il faut attendre que les constructeurs automobiles s'en saisissent et produisent des véhicules basés sur cette technologie. D'ailleurs, ils s'y intéressent de très très près, au premier rang desquels <strong>Tesla</strong>.</p>
<p>Il est anticipé d'ailleurs, que le lithium-ion sera supplanté par le lithium/sulfure d'ici à quelques années seulement.</p>
<p><ins>Focus sur la société anglaise Oxis:</ins></p>
<p>Je ne saurais trop vous conseiller, vous qui me lisez, de parcourir le site internet de la société <strong>Oxis </strong>référencée ci-dessus. Vous pourrez y trouver notamment une vidéo d'un test de dégradation/pénétration de leur produit, comparé à une batterie lithium-ion. <strong>Oxis vend déjà des cellules prismatiques Lithium/Sulfur de 200 Wh/kg</strong>. Démonstration de leur batterie a été faite dans le Cybergo (aussi connu sous le nom de Navia), que l'on a pu voir circuler au Luxembourg. Cependant, d'autres organismes ou sociétés cités ci-dessus ont pu développer des batteries qui atteignent déjà 400, 450 et même 500 Wh/kg, mais qui ne sont pas encore commercialisées. Oxis me semble donc un peu en retard sur cette nouvelle technologie. Oxis a pour partenaire en France la société <strong>Induct </strong>qui développe des véhicules comme le Cybergo ci-dessous.</p>
<p><img title="cybergo.jpg, janv. 2014" style="margin: 0 auto; display: block;" alt="cybergo.jpg" src="http://blog.erios.org/public/.cybergo_m.jpg" /></p>
<p>Et la société <strong>Qwic </strong>utilise déjà les batteries d'Oxis au pays bas pour son <strong>scooter électrique WESP</strong>, qui est commercialisé dans quelques pays européens. Enfin, il y a aussi les <strong>vélos électriques Wisper</strong> (<a href="http://www.wisperbikes.com/" hreflang="en" title="Vélos électriques Wisper">http://www.wisperbikes.com/</a>) développés en Allemagne.</p>
<p><strong>Oxis semble donc avoir fait le choix de sa voie</strong>: diffuser une technologie Lithium/Sulfure qui dépasse le meilleur de la technologie lithium-ion actuelle, nouer beaucoup de partenariats commerciaux, industriels, ainsi qu'avec des fournisseurs, et ce en attaquant à mon sens deux des trois principaux marchés mondiaux: <strong>les Etats-Unis et l'Europe</strong>, mais pas encore l'Asie d'après mes constats. Sans doute pour être le premier à imposer sa technologie, qui pourtant offre une énergie spécifique somme toute assez faible dans ses premiers produits, de 200 Wh/kg. Ils me semblent donc dans une stratégie de conquête du marché agressive, avec un produit aux capacités moyennes. Mais tout comme Microsoft en son temps et ses produits de m...., une fois le marché captif, cela pourrait fonctionner et c'est plutôt une bonne stratégie commerciale.</p>
<p>D'autres ont développé des produits bien plus performants comme le <strong>Lawrence Berkeley National Laboratory avec sa batterie de 500 Wh/kg</strong>, mais qui descend a <strong>300 Wh/kg après 1500 cycles</strong>, ce qui reste tout de même 50% meilleur que la batterie d'Oxis. Ce n'est donc pas encore prêt pour être commercialisé, d'après leurs publications. Mais cela ne saurait tarder. </p>
<p>Alors on peut s'amuser à calculer ce que cela donnerait en prenant deux véhicules électriques (Renault ZOE et Tesla Model S) que l'on équiperait de la batterie Oxis 200 Wh/kg déjà commercialisée.</p>
<ul><li><strong>Pour la ZOE</strong>, si on remplace ses 290 kg de batterie lithium-ion par 290 kg de batterie Oxis lithium/sulfure, on obtiendrait au total une batterie de 290*200 Wh/kg, soit une batterie de <strong>58 kWh</strong>. Bien loin des 22 kWh actuels. Considérant que <strong>la ZOE consomme 146 Wh/km</strong>, cela lui donnerait une <strong>autonomie de 397 km au lieu de 150 km.</strong></li>
<li><strong>Pour la Tesla</strong> maintenant, si on remplace ses 544 kg de batterie lithium-ion par 544 kg de batterie Oxis lithium/sulfure, on obtiendrait au total une batterie de 544*200 Wh/kg, soit une batterie de <strong>108.8 kWh</strong>. C'est 28% de mieux que ce que fait actuellement ce véhicule, "seulement". Seulement, parce que la Tesla est équipée du meilleur de la technologie lithium-ion du moment. Donc le gain est modéré. Mais considérant que <strong>la Tesla consomme 212 Wh/km</strong>, cela lui donnerait une <strong>autonomie de 513 km au lieu de 400 km.</strong></li>
</ul>
<p>Maintenant, si on refait ces calculs en partant sur la batterie du Lawrence Berkeley national Laboratory mais en utilisant une énergie spécifique médiane de 400 Wh/kg pour compenser l'effet de cycle:</p>
<ul><li><strong>Pour la ZOE</strong>: 290*400 Wh/kg, soit une batterie de <strong>116 kWh</strong>. Autonomie obtenue: <strong>794 km</strong> au lieu de 150 km.</li>
<li><strong>Pour la Tesla</strong>: 544*400 Wh/kg, soit une batterie de <strong>217.6 kWh</strong>. Autonomie obtenue: <strong>1026 km</strong> au lieu de 400 km.</li>
</ul>
<p><strong><ins>Pour conclure:</ins></strong></p>
<p>Les américians ou anglais en particulier sont très actifs dans la technologie Lithium/Sulfure et ont déposé beaucoup de brevets (En France on fait quoi?).</p>
<p>Le déploiement important de la technologie Lithium/Sulfure dans le cadre de la mobilité électrique est largement anticipé, en raison de tous ces avantages. Comme je l'ai montré, sur la base de batteries lithium/sulfure de 200Wh/kg déjà disponibles sur le marché, une <strong>Renault ZOE verrait son autonomie portée à environ 400 km</strong>, et une <strong>Tesla Model S pourrait parcourir plus de 500 km!</strong></p>
<p>Or, <strong>dans l'esprit de Monsieur tout le monde</strong> et bien qu'on puisse le regretter,<strong> la peur de la "panne sèche"</strong> est l'élément qui hante le plus les esprits, et qui <strong>freine le plus l'adoption des voitures électriques</strong> aujourd'hui. La technologie lithium/sulfure balaie littéralement ce qui est vécu comme un inconvénient majeur. D'autant plus que cette nouvelle technologie électrochimique dispose d'un fort potentiel d'amélioration, qui plus est rapide: <strong>les 600 Wh/kg sont déjà bien plus près que la ligne d'horizon</strong>.</p>
<p>Pour la note finale, je me laisserais aller à une prévision: nous devrions pouvoir acheter des <strong>véhicules électriques dotés de batteries lithium/sulfure d'ici environ 2 ans</strong>.</p>
<p>Ne manquez pas le prochain article qui fera un état des lieux de la technologie Lithium/Oxygène :)</p>Stockage de l'électricité: les batteries lithium-ion face au tout pétroleurn:md5:8c46b1b5ea3c980dcd2372ea1af592ee2013-12-07T09:42:00+01:002013-12-09T14:28:04+01:00Nicolas HAHNTechnologiesbatteriedensité massiquelithiumlithium-ionmétal-airnanotechnologiespétrolesulfurélectriqueénergie spécifique<p>Dans cet article, suite du précédent, je vais vous parler plus spécifiquement de l'<strong>énergie spécifique</strong>. En comparant l'énergie spécifique du <strong>pétrole</strong>, notamment de l'essence que nous mettons dans le réservoir de nos véhicules, avec celle des <strong>technologies de batterie</strong>, notamment les nouvelles technologies à venir d'ici 1 à 5 ans.</p>
<p>Par ailleurs, ceci va me permettre de parler <strong>efficacité énergétique, et donc de coût pour "faire le plein".</strong></p> <p>Si vous n'avez pas lu l'article précédent, je vous conseille de le faire maintenant, ces articles constituant une suite.</p>
<p>Dans l'article précédent donc, je comparais l'<strong>énergie spécifique de batteries lithium-ion</strong> utilisées par quatre constructeurs automobiles. Voici à nouveau les données en question ci-dessous. Il est important de les garder présentes à l'esprit pour les comparaisons auxquelles nous allons nous livrer dans cet article:</p>
<ul><li>Renault ZOE: 82 Wh/kg</li>
<li>Bolloré BlueCar: 100 Wh/kg</li>
<li>BMW I3: 95 Wh/kg</li>
<li>Tesla Model S: 156 Wh/kg</li>
</ul>
<div>Maintenant, intéressons nous à l'<strong>énergie spécifique du pétrole</strong>. Les données, issues de Wikipedia (<a rel="nofollow" href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_calorifique" target="_blank" style="color: rgb(3, 92, 159); text-decoration: none; font-family: Verdana, Arial, Tahoma, Calibri, Geneva, sans-serif; font-size: 14px; background-color: rgb(255, 255, 255); -webkit-box-shadow: none !important;">http://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoir_calorifique</a>) nous donnent un tableau que je reproduis ci-dessous:</div><div><table class="wikitable sortable jquery-tablesorter" style="font-size: 13px; margin: 1em 0; border: 1px solid rgb(170, 170, 170); border-collapse: collapse; color: rgb(0, 0, 0); font-family: sans-serif; line-height: 19.1875px;"><thead><tr><th class="headerSort" tabindex="0" role="columnheader button" title="Tri croissant" style="padding: 0.2em 21px 0.2em 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170); background-color: rgb(242, 242, 242); text-align: center; background-image: url(data:image/gif;base64,R0lGODlhFQAJAIABAAAAAAAAACH/C1hNUCBEYXRhWE1QPD94cGFja2V0IGJlZ2luPSLvu78iIGlkPSJXNU0wTXBDZWhpSHpyZVN6TlRjemtjOWQiPz4gPHg6eG1wbWV0YSB4bWxuczp4PSJhZG9iZTpuczptZXRhLyIgeDp4bXB0az0iQWRvYmUgWE1QIENvcmUgNS4wLWMwNjAgNjEuMTM0Nzc3LCAyMDEwLzAyLzEyLTE3OjMyOjAwICAgICAgICAiPiA8cmRmOlJERiB4bWxuczpyZGY9Imh0dHA6Ly93d3cudzMub3JnLzE5OTkvMDIvMjItcmRmLXN5bnRheC1ucyMiPiA8cmRmOkRlc2NyaXB0aW9uIHJkZjphYm91dD0iIiB4bWxuczp4bXBNTT0iaHR0cDovL25zLmFkb2JlLmNvbS94YXAvMS4wL21tLyIgeG1sbnM6c3RSZWY9Imh0dHA6Ly9ucy5hZG9iZS5jb20veGFwLzEuMC9zVHlwZS9SZXNvdXJjZVJlZiMiIHhtbG5zOnhtcD0iaHR0cDovL25zLmFkb2JlLmNvbS94YXAvMS4wLyIgeG1wTU06T3JpZ2luYWxEb2N1bWVudElEPSJ4bXAuZGlkOjAxODAxMTc0MDcyMDY4MTE4OEM2REYyN0ExMDhBNDJFIiB4bXBNTTpEb2N1bWVudElEPSJ4bXAuZGlkOjdCNTAyODcwMEY4NjExRTBBMzkyQzAyM0E1RDk3RDc3IiB4bXBNTTpJbnN0YW5jZUlEPSJ4bXAuaWlkOjdCNTAyODZGMEY4NjExRTBBMzkyQzAyM0E1RDk3RDc3IiB4bXA6Q3JlYXRvclRvb2w9IkFkb2JlIFBob3Rvc2hvcCBDUzUgTWFjaW50b3NoIj4gPHhtcE1NOkRlcml2ZWRGcm9tIHN0UmVmOmluc3RhbmNlSUQ9InhtcC5paWQ6MDE4MDExNzQwNzIwNjgxMTg4QzZERjI3QTEwOEE0MkUiIHN0UmVmOmRvY3VtZW50SUQ9InhtcC5kaWQ6MDE4MDExNzQwNzIwNjgxMTg4QzZERjI3QTEwOEE0MkUiLz4gPC9yZGY6RGVzY3JpcHRpb24+IDwvcmRmOlJERj4gPC94OnhtcG1ldGE+IDw/eHBhY2tldCBlbmQ9InIiPz4B//79/Pv6+fj39vX08/Lx8O/u7ezr6uno5+bl5OPi4eDf3t3c29rZ2NfW1dTT0tHQz87NzMvKycjHxsXEw8LBwL++vby7urm4t7a1tLOysbCvrq2sq6qpqKempaSjoqGgn56dnJuamZiXlpWUk5KRkI+OjYyLiomIh4aFhIOCgYB/fn18e3p5eHd2dXRzcnFwb25tbGtqaWhnZmVkY2JhYF9eXVxbWllYV1ZVVFNSUVBPTk1MS0pJSEdGRURDQkFAPz49PDs6OTg3NjU0MzIxMC8uLSwrKikoJyYlJCMiISAfHh0cGxoZGBcWFRQTEhEQDw4NDAsKCQgHBgUEAwIBAAAh+QQBAAABACwAAAAAFQAJAAACF4yPgMsJ2mJ4VDKKrd4GVz5lYPeMiVUAADs=); cursor: pointer; background-position: 100% 50%; background-repeat: no-repeat no-repeat;">Combustible</th><th class="headerSort" tabindex="0" role="columnheader button" title="Tri croissant" style="padding: 0.2em 21px 0.2em 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170); background-color: rgb(242, 242, 242); text-align: center; background-image: url(data:image/gif;base64,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); cursor: pointer; background-position: 100% 50%; background-repeat: no-repeat no-repeat;"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Joule" title="Joule" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">MJ</a>/<a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Kilogramme" title="Kilogramme" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">kg</a></th><th class="headerSort" tabindex="0" role="columnheader button" title="Tri croissant" style="padding: 0.2em 21px 0.2em 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170); background-color: rgb(242, 242, 242); text-align: center; background-image: url(data:image/gif;base64,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); cursor: pointer; background-position: 100% 50%; background-repeat: no-repeat no-repeat;"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Joule" title="Joule" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">kJ</a>/<a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Litre" title="Litre" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">L</a></th><th class="headerSort" tabindex="0" role="columnheader button" title="Tri croissant" style="padding: 0.2em 21px 0.2em 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170); background-color: rgb(242, 242, 242); text-align: center; background-image: url(data:image/gif;base64,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); cursor: pointer; background-position: 100% 50%; background-repeat: no-repeat no-repeat;"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/British_thermal_unit" title="British thermal unit" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">BTU</a>/<a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Livre_(unit%C3%A9)" title="Livre (unité)" class="mw-redirect" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">lb</a></th><th class="headerSort" tabindex="0" role="columnheader button" title="Tri croissant" style="padding: 0.2em 21px 0.2em 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170); background-color: rgb(242, 242, 242); text-align: center; background-image: url(data:image/gif;base64,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); cursor: pointer; background-position: 100% 50%; background-repeat: no-repeat no-repeat;"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Joule" title="Joule" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">kJ</a>/<a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Mole_(unit%C3%A9)" title="Mole (unité)" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">mol</a></th></tr></thead><tbody><tr><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Dihydrog%C3%A8ne" title="Dihydrogène" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">Dihydrogène</a></td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">141,79</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">12,75</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">61 000</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">286</td></tr><tr><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Essence_(hydrocarbure)" title="Essence (hydrocarbure)" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">Essence</a></td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">47,3</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">35 475</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">20 400</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">4200</td></tr><tr><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Gazole" title="Gazole" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">Gazole</a> (carburant Diesel)</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">44,8</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">38 080</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">19 300</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">7600</td></tr><tr><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89thanol" title="Éthanol" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">Éthanol</a></td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">29,7</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">21 300</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">12 800</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">1 300</td></tr><tr><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Propane" title="Propane" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">Propane</a></td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">50,35</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">---</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">---</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">2 219</td></tr><tr><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Butane" title="Butane" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">Butane</a></td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">49,51</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">---</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">20 900</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">2 800</td></tr><tr><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Bois" title="Bois" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">Bois</a></td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">15</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">---</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">6 500</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">---</td></tr><tr><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);"><a href="http://fr.wikipedia.org/wiki/Houille" title="Houille" style="text-decoration: none; color: rgb(11, 0, 128); background-image: none; background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">Charbon</a></td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">15-27</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">---</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">8 000 - 14 000</td><td style="padding: 0.2em; border: 1px solid rgb(170, 170, 170);">---</td></tr></tbody></table></div><p>Deux lignes et deux colonnes nous intéressent plus particulièrement: ce sont les lignes dédiées à l'<strong>essence et au gazole</strong>, et les colonnes <strong>MJ/kg</strong> (méga-joules par kilogramme) et <strong>kJ/L</strong> (kilo-joules par litre).</p>
<p>Nous ce que l'on veut obtenir pour pouvoir faire la comparaison avec nos batteries, ce sont des <strong>Wh/kg</strong>. Il va donc nous falloir convertir les données du MJ/kg au kWh/kg à l'aide de la formule toute bête suivante:</p>
<p><strong>1 kWh = 3.6 MJ</strong></p>
<p>Donc si l'on effectue le calcul, voici ce que nous obtenons:</p>
<ul><li>Essence: 47.3 MJ/kg = <strong>13.1388 kWh/kg</strong></li>
<li>Gazole: 44.8 Mj/kg = <strong>12.4444 kWh/kg</strong></li>
</ul>
<p>Un autre calcul intéressant, est de savoir <strong>combien de litres font 1 kg d'essence ou de gazole</strong>. On peut trouver cette donner en faisant un rapport entre les deux colonnes MJ/kg et MJ/L:</p>
<ul><li>Essence: <strong>1 kg = 1.3333 L</strong></li>
<li>Cazole: <strong>1 kg = 1.1764 L</strong></li>
</ul>
<div><ins>Que constate-t-on?</ins></div>
<p>Ce qui doit vous attirer l’œil immédiatement, c'est que 1 kg d'essence ou de gazole renferme beaucoup plus d'énergie que nos batteries, qui sont très très loin derrière. Remettons toutes nos données en perspective, en utilisant le Wh/kg comme unité:</p>
<ul><li>Lithium-ion Renault ZOE: <strong>82 Wh/kg</strong></li>
<li>Lithium-ion Bolloré BlueCar: <strong>100 Wh/kg</strong></li>
<li>Lithium-ion BMW I3: <strong>95 Wh/kg</strong></li>
<li>Lithium-ion Tesla Model S: <strong>156 Wh/kg</strong></li>
<li>Essence: <strong>13138 Wh/kg</strong></li>
<li>Gazole: <strong>12444 Wh/kg</strong></li>
</ul>
<p>Mais quel écart!</p>
<p>Maintenant, on va rentrer dans le vif du sujet, parce que finalement ce qui nous intéresse le plus au final, c'est <strong>combien de kilomètres on arrive à faire avec une certaine quantité d'énergie</strong>. Dans mon article précédent, j'ai indiqué le nombre de kilomètres d'autonomie des véhicules électriques pris en exemple. Ce qui in fine m'a donné les données suivantes en terme de <strong>Wh/km</strong>, c'est à dire d'énergie nécessaire pour parcourir 1 kilomètre:</p>
<ul><li>Renault ZOE: <strong>146 Wh/km</strong></li>
<li>Bolloré BlueCar: <strong>150 Wh/km</strong></li>
<li>BMW I3: <strong>146 Wh/km</strong></li>
<li>Tesla Model S: <strong>212 Wh/km</strong></li>
</ul>
<div>Prenons maintenant deux voitures à moteur thermique, que je connais bien aussi pour les avoir conduites pendant plusieurs années, pour obtenir cette même donnée:</div><div><ul><li>BMW 330CD, 204 chevaux (diesel donc): 900 km parcourus avec 60 litres de gazole, soit <strong>900 km avec 51 kg de gazole</strong></li>
<li>BMW 335CI, 306 chevaux (essence sportive): <ins>en mode sport</ins>: 525 km parcourus avec 60 litres d'essence, soit <strong>525 km avec 45 kg d'essence</strong></li>
</ul>
<p>Et enfin, prenons le cas d'une voiture à essence moyenne, d'une voiture à essence petite, et d'une voiture gazole moyenne:</p>
<ul><li>voiture essence moyenne: 8.0 litres d'essence par 100 kilomètres, soit <strong>100 km avec 6.00 kg d'essence</strong></li>
<li>voiture essence petite: 6.5 litres d'essence par 100 kilomètres, soit <strong>100 km avec 4.87 kg d'essence</strong></li>
<li>voiture diesel moyenne: 6.7 litres de gazole par 100 kilomètres, soit <strong>100 km avec 5.69 kg de gazole</strong></li>
</ul>
<p>Si nous mettons toutes ces données ensemble et que nous convertissons tout en Wh/km, cela nous donne:</p>
<ul><li>Renault ZOE: <strong>146 Wh/km</strong></li>
<li>Bolloré BlueCar: <strong>150 Wh/km</strong></li>
<li>BMW I3: <strong>146 Wh/km</strong></li>
<li>Tesla Model S: <strong>212 Wh/km</strong></li>
<li>BMW 330CD: <strong>705 Wh/km</strong></li>
<li>BMW 335CI: <strong>1126 Wh/km</strong></li>
<li>Voiture essence moyenne: <strong>788 Wh/km</strong></li>
<li>Voiture essence petite: <strong>642 Wh/km</strong></li>
<li>Voiture diesel moyenne: <strong>708 Wh/km</strong></li>
</ul>
<p><strong>Et là, on a quelque chose de très frappant!</strong> En effet, en terme d'<strong>efficacité énergétique</strong>, là où nos quatre véhicules <strong>électriques </strong>présentent une consommation moyenne au kilomètre de <strong>163.5 Wh/km</strong>, nos cinq exemples de voitures <strong>thermiques </strong>présentent eux une moyenne de <strong>793.80 Wh/km</strong>! 4.855 fois plus! Hallucinant!</p>
<p>Voilà pourquoi on dit que les voitures (thermiques) sont un gouffre en terme financier. L'argent que vous dépensez à la pompe, c'est de l'<strong>argent que vous "brûlez"</strong>, littéralement. On dit aussi, de façon empirique, que le meilleur moteur à essence a un rendement de 25%, et le meilleur moteur diesel, de 30%. Le rendement dune voiture électrique est, de façon toute aussi empirique, le rendement de son moteur électrique, soit > 90%. Avec toutes les données que je vous ai présentées ici, on pourrait calculer <strong>"une indication" de rendement</strong>.</p>
<p><ins>Analysons maintenant comment tout ceci se traduit en terme financier.</ins></p>
<ul><li>Le coût du <strong>kWh électrique</strong> chez EDF en base, est disons de <strong>0.09 €</strong>.</li>
<li>le coût d'un <strong>litre d'essence</strong>, est disons de <strong>1.54 €</strong> en décembre 2013, c'est à dire <strong>2.0532 € par kg d'essence</strong>, soit <strong>0.1562 € le kWh</strong>.</li>
<li>le coût d'un <strong>litre de gazole</strong>, est disons de <strong>1.40 €</strong> en décembre 2013, c'est à dire <strong>1.6469 € par kg de gazole</strong>, soit <strong>0.1323 € le kWh</strong>.</li>
</ul>
<div>Pour commencer, on voit tout de suite que le <strong>coût de l'énergie est en gros multiplié par 1.5</strong> pour le pétrole par rapport à l'électricité.</div><p><strong>Pour rouler 1 km, je devrai dépenser:</strong></p>
<ul><li>Renault ZOE: <strong>0.01314 € (1.314 centimes d'€)</strong></li>
<li>Bolloré BlueCar: <strong>0.0135 € (1.350 centimes d'€)</strong></li>
<li>BMW I3: <strong>0.01314 € (1.314 centimes d'€)</strong></li>
<li>Tesla Model S: <strong>0.01908 € (1.908 centimes d'€)</strong></li>
<li>BMW 330CD: <strong>0.09327 € (9.327 centimes d'€)</strong></li>
<li>BMW 335CI: <strong>0.17588 € (17.588 centimes d'€)</strong></li>
<li>Voiture essence moyenne: <strong>0.12308 € (12.308 centimes d'€)</strong></li>
<li>Voiture essence petite: <strong>0.10028 € (10.028 centimes d'€)</strong></li>
<li>Voiture diesel moyenne: <strong>0.09366 € (9.366 centimes d'€)</strong></li>
</ul>
<p>Tout ceci est pour le moins édifiant!</p>
<p><strong>En conclusion, </strong>voici pourquoi je pense que:</p>
<ul><li>l'électrique, c'est l'avenir et rien d'autre</li>
<li>une voiture électrique est bien plus efficiente qu'une voiture thermique</li>
<li>les voitures thermiques n'ont absolument aucun avenir à long terme: ces jours d'existence sont vraiment comptés</li>
<li>une des raisons parmi tant d'autres qui font que les conducteurs de voitures électriques ne veulent plus revenir en arrière, c'est justement leur efficience énergétique ainsi que leur coût à l'usage, même si le coût du kWh électrique double dans les 5 ans à venir</li>
<li>posséder une voiture thermique, c'est uniquement générer un énorme foyer de perte financière à l'échelle de votre micro-économie familiale. </li>
</ul>
<div>Bien entendu pour être tout à fait complet, d'autres données seraient à prendre en compte comme le coût d'achat des véhicules, le coût total de possession qui inclue en plus le coût des révisions, des réparations, etc...</div>
<p><strong>Dans le prochain article</strong>, je vous conterai pourquoi les voitures électriques dont nous disposerons à horizon 2 à 5 ans pourraient bien signifier la mort de la voiture thermique, notamment grâce aux technologies de batterie nouvelle génération que sont le <strong>Lithium Sulfur</strong> (dont la production à l'échelle industrielle démarre maintenant!) avec son énergie spécifique de <strong>450 Wh/kg minimum</strong>, et à horizon 2020/2025 avec les batteries <strong>Metal-air</strong>, notamment <strong>Lithium-Oxygène</strong> avec son énergie spécifique de <strong>3000 Wh/kg minimum</strong>! Ces énergies spécifiques signifient tout simplement que les voitures électriques disposeront, à poids "actuel" des batteries lithium-ion embarquées dans les voitures électriques du moment, d'une <strong>autonomie de 1000 km minimum, jusqu'à 3000 km</strong>. En une seule charge!</p>
<p><strong>Adieu la voiture thermique!</strong></p>
<p><strong>Le futur est radieux et les sciences sont étonnantes!</strong></p>
</div>Stockage de l'électricité: les batteries du futururn:md5:b4fc8d03574b3900eb1c5c07826970052013-11-18T23:07:00+01:002015-03-28T18:41:43+01:00Nicolas HAHNTechnologiesbatterielithiumlithium-ionLMPmétal-airnanotechnologiessulfurélectrique<p>Pour le moment, j'ai écrit sur mon blog à propos des voitures électriques, des nanotechnologies, de la politique notamment au niveau de la fiscalité du diesel. On va mettre tout ceci ensemble au fil de cet article et des articles à venir. Tout est lié.</p>
<p>On va maintenant rentrer petit à petit dans le futur avec cet article, qui fait un petit tour des <strong>technologies de batterie passées et présentes</strong>. Cela permettra ensuite, peut-être dans les prochains articles, de se projeter sur les voitures électriques à horizon 10/15 ans en dissertant des <strong>technologies de batterie à venir</strong> et éventuellement des sociétés qui les développent (Polyplus, Sion, Oxys, ohms, A123 par exemple).</p> <p>Lorsque l'on parle de batterie électrique, il y a quelques données fondamentales à retenir parce qu'elles ont une importance capitale pour l'usage que l'on souhaite en faire dans le cadre des déplacements urbains doux: l'électro-mobilité.</p>
<p>A mon sens, les données vraiment essentielles sont au nombre de deux:</p>
<ul>
<li>l'<strong>énergie spécifique</strong> (ou densité massique) exprimée en Wh/kg (watts/heure par kilogramme)</li>
<li>l'<strong>énergie volumique</strong> (ou densité volumique) exprimée en Wh/L (watts/heure par litre)</li>
</ul>
<p>Deux autres données sont aussi importantes:</p>
<ul>
<li>la <strong>capacité de décharge</strong>, exprimée en ampères/heure (Ah), et notée C. Plus cette valeur sera élevée, plus l'énergie libérée en un temps donné sera importante. Pour imager, on peut dire que c'est ce qui déterminera le nombre de chevaux d'un véhicule électrique: on peut très bien avoir un véhicule électrique qui puisse rouler 300 km avec une vitesse de 50 km/h et des accélérations poussives, tout comme on peut avoir un véhicule qui puisse rouler 200 km avec une vitesse de 150 km/h qu'il est possible d'atteindre en 5 secondes seulement, ce qui suppose la libération d'une énorme quantité d'énergie en un temps très très court.</li>
<li>Le <strong>nombre de cycles de charge/décharge</strong>. Ce nombre mis en relation avec l'énergie spécifique et la consommation que vous faites de la batterie, conditionne sa durée de vie.</li>
</ul>
<p>D'ailleurs, à l'extrême, on parlera aussi de <strong>super-capacités</strong> (ou super-condensateurs) qui ont la propriété à la fois d'accumuler et de restituer d'énormes quantités d'énergie en quelques millièmes ou dixièmes de seconde. C'est notamment le cas du groupe Bolloré qui est un des spécialistes en la matière.</p>
<p>Plus les deux premières données sont élevées, plus la batterie contient d'énergie au kilo et plus elle contient d'énergie dans un espace, un volume, un "encombrement" donné.</p>
<p>Dans le cadre du véhicule électrique, plus on se rapproche d'une batterie légère, occupant un faible volume et contenant beaucoup d'énergie, mieux c'est. Je donnerai quelques exemples de calculs pour certaines voitures électriques disponibles actuellement.</p>
<p>Ainsi, la traditionnelle batterie acide/plomb est très lourde et volumineuse, et elle contient peu d'énergie. Au fil du temps, les propriétés électriques de différents éléments du tableau périodique des éléments ont pu permettre d'améliorer les batteries.</p>
<p>Voici ci-dessous un premier graphique montrant pour les technologies de batterie actuelles, leur énergie spécifique.</p>
<p><img alt="bat1.png" src="http://blog.erios.org/public/.bat1_m.png" style="margin: 0 auto; display: block;" title="bat1.png, nov. 2013" /></p>
<p>On voit tout de suite que les batteries acide/plomb n'en mènent vraiment pas large... Vous pouvez aussi situer l'avancée apportée par la technologie lithium-ion qui est partout à notre époque (2005/2015).</p>
<p>De plus, ce graphe ne montre pas toutes les différentes technologies lithium-ion actuellement existantes, comme les différentes déclinaisons du lithium phosphate par exemple. Les données peuvent changer du tout au tout dans un même segment de technologies de batterie.</p>
<p>Prenons quelques exemples appliqués aux voitures électriques du moment dont j'ai déjà pu parler dans mes précédents articles:</p>
<ul>
<li><strong>la Renault ZOE</strong> (que je possède), est vendue avec une batterie lithium-ion fabriquée par LG. Les caractéristiques: <strong>290 kg, 22 kWh de capacité utile (24 kWh de capacité totale), volume inconnu, autonomie 150 km.</strong> C'est ce que je fais en réel en belle saison, donc c'est vérifié en cycle mixte urbain/péri-urbain, avec des vitesses qui varient de 30 km/h et beaucoup de départs arrêtés, jusqu'à 110 km/h<strong>.</strong></li>
<li><strong>la Bolloré BlueCar</strong> (dont j'avais pré-commandé 2 exemplaires), possède une batterie LMP conçue par Batscap, filliale du groupe Bolloré. La technologie est Lithium Métal Polymère. <strong>300 kg, 30 kWh de capacité totale, 300 litres, autonomie réelle estimée 200 km. </strong>J'ai maintenu pendant quelques années un dossier complet exclusivement dédié à la BlueCar sur mes sites web, je la connais bien donc.</li>
<li><strong>la BMW I3</strong> est vendue avec une batterie lithium-ion fabriquée par Samsung SDI: <strong>230 kg, 22 kWh de capacité totale, volume inconnu, autonomie réelle estimée 150 km.</strong></li>
<li><strong>la Tesla Model S </strong>est vendue avec une batterie lithium-ion fabriquée par Panasonic, à base de piles référencées 18650A<strong>: 544 kg, 85 kWh de capacité totale, autonomie réelle estimée 400 km.</strong></li>
</ul>
<p>Notez que je parle ci-dessus de la <strong>capacité totale</strong> et de la <strong>capacité utile</strong>. Certains constructeurs comme Renault, indiquent bien 22 kWh de capacité utile. D'autres vous indiquent uniquement la capacité totale. Il faut en effet avoir présent à l'esprit que <strong>l'un des défauts de la technologie Lithium-Ion</strong>, c'est que les batteries ne peuvent être utilisées, c'est à dire déchargées, à 100%, sous peine d'être endommagées. Lorsque dans la Renault ZOE, l'ordinateur de bord vous indique qu'il reste 0% d'énergie dans la batterie, en fait il en reste 20%, mais qui n'est pas utilisable.</p>
<p>Un autre défaut du Lithium-Ion, c'est que <strong>le lithium s'enflamme</strong> de fort belle manière <strong>à l'air</strong>, et arroser des batteries lithium-ion qui brûlent ne fait que décupler l'incendie, le lithium aimant beaucoup <strong>l'eau aussi</strong>... Certains constructeurs sont parvenus, cependant, à éviter cet écueil.</p>
<p>Nous verrons dans d'autres articles à venir sur mon blog, que d'autres technologies de batterie, comme le <strong>Lithium-Sulfure</strong>, ne connaissent pas cette même limite, et que la capacité utile est donc très très proche de la capacité totale (>95%). De ce point de vue, ces technologies sont bien meilleures.</p>
<p>Calculons l'énergie spécifique de chaque modèle, en prenant en compte la <strong>capacité totale</strong> de chaque batterie:</p>
<ul>
<li>Renault ZOE: 82 Wh/kg</li>
<li>Bolloré BlueCar: 100 Wh/kg</li>
<li>BMW I3: 95 Wh/kg</li>
<li>Tesla Model S: 156 Wh/kg</li>
</ul>
<p>En conclusion, la <strong>ZOE </strong>dispose du pack de batterie le moins intéressant en rapport poids/énergie embarquée, tandis que la <strong>Tesla Model S</strong> dispose du pack de batterie le plus intéressant. Autrement dit, si dans ma Renault ZOE, je remplaçais son pack de batterie de 290 kg par les mêmes modules de batterie utilisés sur la Tesla, <strong>à poids constant</strong>, je disposerais de pratiquement <strong>deux fois plus d'énergie embarquée</strong>. C'est à dire que je pourrais rouler presque <strong>300 km au lieu de 150 km</strong>!</p>
<p>Voici ci-dessous un second graphique montrant l'énergie spécifique de diverses technologies de batterie: vous pouvez constater que cette énergie spécifique, pour le <strong>Lithium-Sulfure</strong>, dépasse d'un facteur 2 à 2.5, celle de la technologie du moment: le lithium-ion. Et ça c'était en 2011. Fin 2013, certaines sociétés américaines sont parvenues à atteindre 600 Wh/kg avec le Lithium-Sulfure... J'en parlerai dans mon prochain article.</p>
<p><img alt="bat2.png" class="media" src="http://blog.erios.org/public/bat2.png" style="margin: 0 auto; display: block;" title="bat2.png, nov. 2013" /></p>
<div align="center"><em>Source de l'image ci-dessus: http://www.hybridcars.com/oxis-jump-starts-first-commercialization-of-lithium-sulfur-batteries/</em></div>
<p>Pour terminer ce premier article, il est intéressant d'observer la <strong>consommation moyenne en Wh/km</strong> (watts/heure par kilomètre) pour chaque modèle:</p>
<ul>
<li>Renault ZOE: 146 Wh/km</li>
<li>Bolloré BlueCar: 150 Wh/km</li>
<li>BMW I3: 146 Wh/km</li>
<li>Tesla Model S: 212 Wh/km</li>
</ul>
<p>Seconde conclusion, si la <strong>Tesla Model S </strong>pouvait s'approcher de la consommation des autres marques de véhicule, elle pourrait parcourir <strong>33% de kilomètres en plus</strong> avec son pack de batterie de 85 kWh. Donc en optimisant au mieux, en imaginant que l'on ait un véhicule électrique avec une batterie de 85 kWh consommant 146 Wh/km, on pourrait parcourir <strong>582 km</strong>. Ce n'est là qu'une simulation, bien entendu.</p>
<p><ins><strong>Dans le prochain article, je mettrai tout cela en rapport avec l'énergie spécifique du pétrole (essence, diesel, ...), et je parlerai des batteries de nouvelle génération à horizon 2 à 10 ans. Vous serez surpris...</strong></ins></p>