Le CEA optimise les batteries de véhicules électriques

Les chercheurs du Commissariat à l'énergie atomique à Grenoble estiment pouvoir doubler l'autonomie des voitures électriques d'ici à 2015.
(Crédits : C.Dupont/CEA)

Accélérer les recherches sur les énergies propres est une des nouvelles priorités du CEA, récemment rebaptisé Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives. C'est sur un de ses sites historiques, à Grenoble, que s'est constitué un nouveau pôle de recherche, le Liten (laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux) regroupant 800 ingénieurs et techniciens. Depuis un an, les recherches sur les nouvelles générations de batteries pour véhicules électriques ou hybrides se sont intensifiées.

« Le CEA a développé une démarche originale axée sur la recherche technologique impliquant des partenariats avec des grands industriels. C'est notre force de partir de la recherche fondamentale pour aller jusqu'à l'industrialisation », explique Jean Therme, directeur délégué du CEA pour les énergies renouvelables. Cette stratégie s'est concrétisée par des accords de recherche et développement (R & D) avec Toyota, PSA ou encore un projet d'usine de batteries pour véhicules électriques avec Renault-Nissan.

À Grenoble, le CEA dispose d'un outil unique en France, une plate-forme industrielle permettant aux chercheurs de maîtriser l'ensemble de la chaîne de conception d'une batterie, depuis la synthèse chimique des matériaux, en passant par la fabrication des packs jusqu'aux tests de performances et à la certification. « Avec une structure aussi complète, nous pouvons commander une nouvelle batterie avec une modification des composants chimiques en fonction des résultats enregistrés en conduite dans des conditions réelles ou sur nos bancs de test », souligne Laurent Antoni, responsable du laboratoire d'intégration des générateurs.

L'un des axes prometteurs de recherche concerne les batteries au lithium-ion avec un objectif ambitieux : doubler l'autonomie d'une voiture électrique d'ici à cinq ans en passant de 150 kilomètres environ aujourd'hui à 300 km en 2015. « Afin d'accroître la densité d'énergie, nous testons d'autres matériaux d'électrodes, comme le phosphate de fer, pour remplacer le cobalt, affirme Florence Mattera, responsable du département transport au Liten. Nous équipons aussi nos batteries de systèmes électroniques de gestion des cellules pour optimiser le temps de charge. Ainsi les packs de batterie nickel-cadmium d'une Citroên AX électrique ont été remplacés par des modèles au lithium-ion composés de phosphate de fer. L'autonomie est passée de 60 km à 90 km dans les mêmes conditions de circulation.

« Parking solaire »

En parallèle, le CEA a créé en 2006, en partenariat avec le CNRS et le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), l'Institut national de l'énergie solaire (Ines) à Chambéry, qui regroupe des compétences jusque-là dispersées dans plusieurs laboratoires. Les chercheurs de l'Ines étudient notamment des solutions pour intégrer l'alimentation du véhicule électrique à la gestion du réseau urbain. Depuis 2009, ils mènent avec Toyota une expérimentation de « parking solaire », avec des Prius hybrides (moteur essence et électrique) rechargeables ? un modèle qui devrait être commercialisé en 2012. Une dizaine de chercheurs disposent de ces véhicules pour leurs trajets quotidiens qu'ils garent sous une ombrière équipée de panneaux solaires. Après 1 heure 30 de charge, leur Prius dispose d'une autonomie de 20 km en mode électrique. « Tout l'enjeu est de parvenir à personnaliser l'heure de la recharge en fonction des allées et venues des conducteurs afin d'optimiser l'utilisation de cette source d'énergie qui peut être redirigée vers le réseau général quand les voitures ne sont pas en charge», note Laurent Clavelier, chef du département des technologies solaires à l'Ines.

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