Interview de Michel Cassir – Chimie ParisTech : "Sur la seule batterie électrique, on gagnera des dizaines de kilomètres en autonomie dans les cinq prochaines années"

04/04/2013

L'électrochimiste Michel Cassir est  directeur du Laboratoire d’électrochimie, chimie des interfaces et modélisation pour l’énergie (laboratoire mixte Chimie ParisTech – CNRS – UMR 7575). Il travaille activement sur la batterie électrique et la pile à combustible à hydrogène.
Nous avons voulu en savoir davantage sur les perspectives qu'offrent à l'automobile ces sources de stockage de l'énergie.


Chimie_ParisTech.png

1° Vous travaillez sur l'amélioration des batteries et des piles à combustible depuis plus de 20 ans. Où en êtes-vous ?


Mon laboratoire a initié ses recherches dans le domaine des piles à combustible (PAC) depuis la fin des années 80. Nous sommes spécialisés dans les PAC haute température, au moins égale à 650°C. Nous avons commencé par les piles à combustible à carbonates fondus, et sommes devenus au fil des ans un des laboratoires de référence au niveau international sur le plan de la recherche fondamentale.

Renault ne s'y est pas trompé et s'est associé à ParisTech depuis trois ans pour lancer l'«Institut de la Mobilité Durable» (IMD) qui aborde aussi bien les aspects socio-économiques que techniques. Des dizaines de thèses et de post-doctorats sont ainsi financés.

Mais nous travaillons activement avec ce constructeur depuis 1998, suite à un contrat industriel, nous avons développé des travaux sur les piles à combustible à oxyde solide (SOFC), fonctionnant à plus de 750°C, pour leur utilisation dans le véhicule électrique en tant qu’auxiliaire de puissance afin d'en assurer la gestion interne (confort, sécurité…), voire la traction en deuxième instance.

Plus récemment, nous avons aussi intégré un nouveau domaine qui est celui de la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau. On est donc passé de la production d’énergie à partir d'hydrogène à la production d'hydrogène à partir d'énergie.

2° Quelle sont selon vous, les technologies les plus prometteuse à une échéance de 10 ans pour la propulsion des voitures vertes ? (hybride, électrique ou pile à combustible...)


L'évolution de la mobilité verte tend à montrer que cette voie est vraiment crédible sur le plan sociétal et industriel. A moyen et long terme, il faut avoir pleinement conscience qu’aucune technologie ne sera la panacée. Nous aurons besoin de technologies variées du fait, non seulement des performances et de la durée de charge, mais aussi des ressources existantes en matières premières et des besoins variés du point de vue transport (parcours, contexte géographique et économique). A court terme, il me semble que la solution hybride grâce à l’autonomie qu'elle offre et à sa flexibilité d’utilisation, est la plus appropriée au marché…

Mais la commercialisation de voitures à piles à combustible plus onéreuse, mais flexibles du point de vue de l’application est proche (2015 à 2017 selon les constructeurs). Tous ces paramètres doivent être pris en considération pour prévoir l’état du marché dans une dizaine d’années.

A mon avis, les véhicules purement électriques seront confortés et rouleront à côté des véhicules hybrides. Batteries et piles à combustible auront évolué et répondront à des besoins spécifiques selon le type de véhicules.

3° Sur quelle partie de la batterie électrique peut-on le plus progresser (Anode, Cathode, Électrolyte) ?


Il est évident que la batterie Lithium-ion est la plus avancée et que des progrès significatifs sont encore attendus. En cela, des électrodes positives à plus haut potentiel > 5V doivent se développer dans le proche avenir, notamment celles à base de phosphate. Mais ces électrodes nécessitent des électrolytes stables dans ces conditions. Cet aspect est primordial et représente de nouveaux efforts car il y a peu de spécialistes travaillant sur les électrolytes de façon systématique que ce soit en France ou dans le monde.

Du côté de l’électrode négative, le carbone pourrait être remplacé par d’autres matériaux permettant de hautes capacités comme le silicium avec une capacité dix fois plus importante.

D’autres technologies existantes ou en développement nécessiteront des recherches spécifiques, non
seulement sur les matériaux mais aussi sur leur structuration (couches minces, nanofils, configuration d’ensemble…).

4° Selon vous, la technologie Lithium-Ion qui commence à montrer ses limites en autonomie des véhicules sera remplacée (ou subira une évolution majeure) dans combien de temps ?

Les évolutions sont beaucoup plus lentes au niveau du marché que dans le domaine de la recherche. Mais je pense que la technologie Lithium-ion possède encore des marges de développement non négligeables. Mais, en parallèle la technologie Lithium-Polymère (Bolloré) peut présenter un intérêt spécifique comme on le voit dans les voitures en libre-service à Paris. Elle est plus sûre, mais aussi plus chère et propose des densités énergétiques plus faibles.

A l’avenir, on verra très vraisemblablement surgir des batteries Lithium-air (très intéressantes, mais présentant encore des dangers de mise en œuvre). Sur la seule batterie électrique, on gagnera des dizaines de kilomètres en autonomie dans les cinq prochaines années, mais une véritable révolution dépendra des nouveaux concepts explorés.


5° Pourquoi avez-vous choisis de vous passionner pour ces questions de stockage de l'énergie ?



Je m’y suis intéressé en tant qu’électrochimiste, pour lequel cela allait de soi au départ. Ensuite, j’ai eu des opportunités de contrats de recherche et de partenariats.
Mon aventure personnelle dans ce domaine très vaste du stockage de l'énergie, n’embrasse qu’une petite partie, et est due aussi à une volonté de m’investir dans un domaine « utile » dans le sens de la science et de son rapport à la société. Je n’ai plus abandonné le domaine de l’énergie depuis 1987.

J’ai dû lutter contre vents et marées pour maintenir à flot une équipe de recherche conséquente et efficace. La difficulté vient des financements et des « modes » très changeantes dans un contexte économique instable.

Quand j’ai démarré sur les piles à combustible, ma seule opportunité était l’Europe car en France c’était le désert. Puis cela a changé et, en persévérant, nous avons pu nous intégrer à des recherches intéressant des industriels et des laboratoires français. L’autre challenge est de toujours trouver les aspects originaux qui nous rendent indispensables, car dans ces domaines stratégiques, on peut vite être écarté par de plus grosses structures.

Propos recueillis par Jérémi Michaux

Par Technologic Vehicles
comments powered by Disqus
Découvrez
Archives
Sur le même sujet...