Energie : des molécules biodégradables pour stocker les renouvelables

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Kemwatt vient de tester son  premier prototype industriel de 10 kW.
Kemwatt vient de tester son premier prototype industriel de 10 kW. (Crédits : DR)
A Rennes, la startup Kemwatt développe des batteries destinées à emmagasiner de grandes quantités d'énergie sans danger pour l'environnement. Elle espère bientôt en vendre quelques dizaines par an, en facilitant et en tirant profit de la transition énergétique.

Une tour de communication alimentée par l'énergie solaire, fournissant un réseau mobile aux habitants de villages pourtant dépourvus d'énergie électrique: tel serait le lieu idéal pour installer les batteries de Kemwatt, startup française créée il y a deux ans et qui ambitionne de pallier le principal obstacle à l'essor des renouvelables :  leur intermittence.

"En augmentant les capacités de stockage de l'énergie captée, on pourrait facilement électrifier le bassin servi par la tour", estime en effet le PDG de l'entreprise, François Huber. Et répondre à des besoins d'emmagasinage importants tout en développant une solution fiable est justement l'objectif de la jeune pousse basée à Rennes, qui vient de tester son premier prototype industriel de 10 kW.

Une plus grande durée de vie

Comme toutes celles de la famille des Redox Flow, les batteries développées par Kemwatt se distinguent en effet du fait que leur électrolyte, dont dépend la quantité de stockage, est contenu dans un réservoir séparé et mis en contact avec les électrodes au fur et à mesure de la réaction électrochimique.

"Cela permet de s'adapter à des besoins de stockage accrus juste en augmentant la quantité de liquide", explique François Huber.  Ainsi que de compter sur une durée de vie plus longue de l'ensemble, le système des Redox Flow préservant davantage les électrodes: "Sur plus de 2.000 cycles, soit environ trois ans d'utilisation, nous n'avons constaté aucune dégradation", estime le PDG, soulignant l'impact d'une telle performance tant sur les dépenses d'investissement que sur l'environnement.

Des molécules organiques

Mais la particularité des batteries de Kemwatt consiste dans l'innovation qui leur permet de dépasser le principal inconvénient traditionnel des Redox Flow : le caractère corrosif de l'électrolyte utilisé, source de pollution potentielle et impliquant donc d'importants coûts en matière de maintenance et sécurité. Kemwatt l'a remplacé par une solution alcaline où baignent des molécules organiques. "En cas de fuite, il y aurait certes une atteinte à l'environnement à court ou moyen terme, à cause de l'altération du ph naturel", reconnaît François Huber. "Mais à la différence des métaux constituant la plupart des autres batteries, les molécules seraient entièrement digérées par des bactéries, ne laissant donc aucune trace."

Cette invention est par ailleurs un exemple de l'excellence de la recherche publique française et de son exploitation possible par le privé. Élaborée par deux chercheurs dans les murs de l'Institut des sciences chimiques de Rennes, l'innovation a été soutenue par la Société d'accélération du transfert de technologies (SATT) Ouest Valorisation, avant que François Huber ne crée une société pour en développer les applications industrielles et que deux fonds d'investissement n'apportent leur capital.

Une origine synthétique

Déjà utilisées dans l'industrie - notamment des colorants -, ces molécules sont par ailleurs assez faciles à trouver, ce qui sécurise la chaîne d'approvisionnement, et coûtent peu cher, souligne Kemwatt, qui se fournit aujourd'hui surtout en Chine et en Inde mais étudie aussi des voies de synthèse pas nécessairement orientées vers ces pays. Bien qu'organiques, elles ne sont en effet en rien bio-sourcés, mais produites synthétiquement à partir du pétrole.

"Les extraire des matières biologiques ne serait non seulement pas rentable, mais aurait peu d'intérêt du point de vue environnemental, puisqu'il en faudrait d'énormes quantités", souligne François Huber. Leur origine fossile n'impacterait pourtant que de manière marginale l'empreinte carbone globale de sa solution, selon Kemwatt, puisque, dans la meilleure des perspectives de marché de l'entreprise, la quantité de pétrole utilisée correspondrait à celle de quelques milliers voire centaines de voitures.

La longue durée de vie des batteries est d'ailleurs prise compte dans ce calcul, et l'entreprise étudie en effet les réutilisations possibles de son électrolyte. "Il pourrait par exemple être revendu à des stations d'épuration des eaux, puisque les molécules organiques sont biodégradables alors que la solution alcaline permettrait de rééquilibrer des eaux usées souvent trop acides", observe François Huber, qui compte obtenir les autorisations nécessaires.

Les intégrateurs de services énergétiques comme cible

Plus propres que les Redox Flow traditionnelles, les batteries de Kemwatt n'en dépassent toutefois pas une autre limite, qui les rend incompatibles avec l'alimentation des petits appareils voire de véhicules: la quantité d'énergie stockée pour le même volume d'électrolyte est inférieure à celle des batteries classiques.

L'entreprise propose donc seulement des solutions industrielles, en visant, à long terme les intégrateurs de services énergétiques, tels que Siemens, General Electric, ABB, Schneider Electric etc., qui seront de plus en plus contraints de s'adapter aux nécessités de stockage des renouvelables. D'où la nécessité d'atteindre rapidement une taille critique, afin de s'imposer comme interlocuteur crédible et capable de fabriquer quelques dizaines de machines par an de la valeur de plusieurs centaines de milliers d'euros chacune. "Notre objectif est de développer un chiffre d'affaires de quelques dizaines de millions d'euros dans quelques années", précise François Huber.

Tout en se concentrant sur l'assemblage, Kemwatt, qui compte aujourd'hui neuf salariés, revendique d'ailleurs des compétences sur tous les composants et l'ensemble de la conception. Elle travaille aujourd'hui sur le développement d'un démonstrateur de 20 k/W en 2017 et d'un produit final entre 2018-2019, destiné initialement au marché européen.

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