Pour qui ne vit pas sur la planète Mars, les problématique de la production de l’énergie sont un enjeu contemporain mondial évident. Et, corollaire, le stockage de cette énergie.

Comme il est parfois un peu compliqué de s’y retrouver dans les termes utilisés, voici un petit mémento sur ce sujet qui touche tout le monde.

Qu’est-ce qu’une batterie ? 

Une batterie est un appareil composé en général d’une enveloppe plastique, de différents matériaux (cf infra), d’un séparateur, d’un électrolyte et de deux extrémités, la cathode (le pôle +) et l’anode (le pôle -).

L’énergie de la batterie provient de la réaction chimique entre les différents produits. Cette réaction est réversible, ce qui permet de recharger la batterie.

Batterie, pile, accu(mulateur), quelles différences ? 

La pile contient de l’énergie et la restitue. Une seule fois. Ensuite, on la jette (pardon, on la recycle.)

L’accumulateur, lui, est rechargeable. 

Ça, c’est la théorie. En pratique, tout le monde parle de pile « rechargeables » : en fait, ce sont des batteries rechargeables mais leur similitude de forme et d’usage  nous fait distinguer les piles (pour les petits appareils électroménagers, le plus souvent) des batteries (rechargeables, et généralement pour des équipements plus gros ou plus énergivores.). La pile rechargeable est à la batterie ce que le poids est à la masse : un abus de langage.

La batterie, elle, est un ensemble d’accumulateurs, couplés entre eux afin de délivrer plus de voltage ou plus d’énergie.

Composition habituelles des batteries

On distingue le plus fréquemment les batteries selon les matériaux suivants : 

Batterie au plomb. Avantage : fiabilité, poids (dans un chariot élévateur c’est un atout). Inconvénient : sensible au variations climatiques,, entretien important et non programmable.

Les batteries Nickel Cadmium (NiCd) qui est souvent replacé par le Nickel-Métal Hydrure (NiMh) pour des raisons de contraintes de recyclage. Avantage : grande densité énergétique. Inconvénient : faible capacité. Elles sont surtout utilisées pour les équipements portables. 

Les batteries Lithium-métal (considérées comme dangereuses car plutôt instables et inflammables. Ces métaux peuvent être de l’aluminium, du cobalt, du nickel, du manganèse…) ou les batteries Lithium-ions (plus stables, de plus grande densité énergétique. Ce sont les batteries des voitures Tesla, soit dit en passant, mais aussi des fameux smartphones Galaxy Note 7 suspectés d’avoir pris feu en 2016). Il y a aussi les Lithium-polymères, de technologie plus récente et dont les prix sont encore très élevés.

Les batteries du futur

Les chercheurs, fabricants, et vendeurs de batteries recherchent la batterie idéale, celle qui a la meilleure densité énergétique, ce qui permet de la miniaturiser.

L’objectif est d’avoir des batteries (des piles et des accu) plus économiques, plus denses, plus légers et plus puissants. Ou tout au moins possédant certains de ces atouts, à défaut de réussir à créer la pile parfaite. 

Les laboratoires travaillent sur les batteries lithium-soufre (Li-S) à la très bonne densité énergétique et un poids faible : elles sont donc pressenties pour l’aéronautique ou l’aérospatial. D’importants travaux sont également menés sur les batteries Sodium-ion (Na-ion), pour leur potentiel de stockage énergétique très importante. 

L’enjeu est capital : la plupart des énergies renouvelables (le photovoltaïque, l’éolien), par exemple, produisent de l’énergie quand ils veulent (vent, ensoleillement) et non pas quand on en a besoin. Devant la difficulté à faire entendre raison au vent et au soleil, il paraît plus pertinent de rechercher des technologies pour stocker cette énergie entre le moment où elle est produite et le moment où on en a besoin.

D’innombrables projets existent, de très nombreuses start-ups proposent des innovations. Brique après brique, innovation après innovation, les solutions apparaissent pour assurer nos besoins énergétiques en croissance constante.