Carlos Tavares, PDG de Stellantis, souhaite alléger de moitié le poids des batteries des voitures électriques en dix ans. Objectif ? Rendre l’électrification réellement bénéfique pour notre planète.

Batteries des voitures électriques : Carlos Tavares fait attention à la planète

Le poids considérable des batteries dans les voitures électriques, environ 500 kg pour une autonomie de 400 kilomètres, annule presque leur avantage environnemental. Lors du forum “Freedom of Mobility” du 3 avril 2024, Tavares pointe du doigt ce paradoxe : une mobilité électrique certes, mais à quel prix pour notre Terre ?

Réduire de 50 % le poids des batteries n’est pas une mince affaire. Cela demande une révolution dans la conception des batteries, une quête de densité énergétique jamais atteinte. Tavares est optimiste : les progrès dans la chimie des batteries laissent entrevoir une ère où les véhicules électriques pourront se vanter d’une réelle supériorité écologique. Moins de matières premières, moins de lithium, et donc, un impact réduit sur l’environnement.

Faut-il privilégier l’autonomie ou la vitesse de recharge ?

Stellantis propose une alternative. En mettant l’accent sur la densité énergétique, Tavares envisage des véhicules moins importants en ressources, mais il ouvre aussi le débat sur la recharge. Faut-il privilégier l’autonomie ou la vitesse de recharge ? Des batteries moins lourdes pourraient bien redéfinir les critères de performance et d’usage des véhicules électriques.

L’ambition de Stellantis résonne comme un appel à l’action pour tous les acteurs de l’industrie. Le deuxième “Freedom of Mobility Forum” est le théâtre d’échanges essentiels. Réduire le poids des batteries est plus qu’un défi technique ; c’est une nécessité pour assurer que la mobilité de demain soit en harmonie avec les objectifs climatiques.

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L’industrie automobile américaine pourrait bien être sur le point de gravir une nouvelle marche vers la mobilité durable pour les véhicules lourds. Les équipes de l’entreprise Achates Power et du Laboratoire national Argonne sont en train de développer un nouveau type de moteur à hydrogène, en se basant sur un moteur à deux pistons opposés qui a été créé dans les années 1930.

Un moteur à hydrogène basé sur une innovation centenaire

Les moteurs à pistons opposés, bien que conçus il y a plus de 100 ans, ont retrouvé une nouvelle jeunesse grâce aux efforts conjoints d’Achates Power et du Laboratoire national Argonne. Ce renouveau est marqué par une subvention significative de 133 millions de dollars attribuée par le Département de l’Énergie des États-Unis, visant à repenser cette technologie pour répondre aux défis contemporains de l’industrie automobile. Le projet ambitionne ainsi de transformer ces moteurs, historiquement utilisés dans des applications militaires et maritimes, telles que les porte-avions et les sous-marins, en moteur à hydrogène.

La clé de cette transformation réside dans l’adaptation du moteur à l’hydrogène, un carburant propre qui, en brûlant, rejette exclusivement de l’eau. Par ailleurs, les moteurs à combustion à l’hydrogène offrent des performances égales, voire supérieures, à celles de leurs homologues thermiques et électriques, et ils bénéficient d’une recharge rapide — deux avantages non négligeables de ce type de motorisation par rapport aux batteries électriques.

Vers une mobilité lourde plus propre et durable

Les premiers tests réalisés par Argonne et Achates Power sont très encourageants, et le soutien du gouvernement américain souligne non seulement sa confiance dans le potentiel de cette technologie, mais aussi l’urgence de développer des alternatives propres aux carburants fossiles dans le secteur des transports. L’industrie des poids lourds, en particulier, représente un défi majeur dans la transition énergétique, due à la difficulté d’électrifier ces véhicules à cause de leur besoin en autonomie et en puissance.

L’hydrogène apparaît ainsi comme la clé pour répondre aux défis qui se posent à ce secteur. Et ce d’autant plus du fait que l’on peut produire l’hydrogène pour ces moteurs de manière totalement décarbonée, notamment en électrolysant l’eau, en utilisant de l’énergie éolienne, solaire ou hydraulique. 

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Data4, expert dans la construction de data centers – centres de données, va collaborer avec l’Université Paris-Saclay sur un projet de forêt d’algues sur les toits de son centre de Marcoussis (Essonne) afin de produire de la biomasse à partir d’algues, qui pourra ensuite être recyclée sous forme d’énergie renouvelable.

Le premier projet bio-circulaire de data center au monde

Les centres de données font partie des plus grands consommateurs d’énergie au monde, étant obligés de maintenir une chaleur constante à 20°C sans interruption pour éviter tout dysfonctionnement ou panne. Ce type d’infrastructure dégage donc une chaleur considérable en continu, ce qui en fait de mauvais élèves en matière de préservation de l’environnement.

Traditionnellement perçue comme un déchet, Data4 et l’Université Paris-Saclay voient dans cette chaleur une ressource précieuse. Leur projet commun a été lancé au début du mois de mars 2024. Il vise à installer une forêt d’algues sur le toit du centre de données de Data4 de Marcoussis (Essonne), ce qui en ferait le premier projet bio-circulaire de data center au monde.

Produire de la biomasse

Comme le précise Patrick Duvaut, vice-président de l’Université Paris-Saclay et président de la Fondation Université Paris-Saclay, l’algue a une « captation de carbone qui peut être 20 fois supérieure à celle d’un arbre (à surface équivalente) ». La chaleur émise par les data centers permettrait ainsi d’accélérer le processus de photosynthèse et donc de produire de la biomasse, un élément qui peut ensuite être recyclé sous forme d’énergie renouvelable.

Cette énergie pourrait ensuite être utilisée par le centre de données ou être redistribuée à un autre réseau. La biomasse en elle-même pourrait aussi servir à fabriquer des bioproduits pour l’industrie cosmétique notamment ou l’agroalimentaire. « Ce projet de biomasse augmentée répond à deux enjeux majeurs de notre époque : la sécurité alimentaire et la transition énergétique », conclu Linda Lescuyer, responsable Innovation chez Data4.

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La Cour des Comptes alerte : les dispositifs d’aide face à la crise énergétique de l’État n’ont pas été assez ciblées.

Aides de l’État : elles ont été utiles mais…

Depuis l’automne 2021, l’État déploie un arsenal de 25 mesures pour contrer la crise énergétique. Elle a autant touché les ménages que les professionnels. Pourtant, le 15 mars 2024, un rapport de la Cour des Comptes révèle que ces aides n’ont pas été assez ciblées. 90% de ces aides sont sans distinction de revenus et ne filtrent pas les bénéficiaires. Pour l’électricité, le tarif moyen sans TVA a augmenté de 7,4 % de 2021 à 2022, et pourrait grimper de 18,5 % en 2023. Sans le bouclier tarifaire, cette hausse aurait été bien plus sévère : près de 40 % en 2022 et plus de 50 % en 2023.

L’impact financier de ces mesures est colossal, frôlant les 72 milliards d’euros. Si la réduction des prix de l’électricité, du gaz et des carburants a effectivement tempéré l’augmentation des factures, la méthode employée soulève des inquiétudes. L’absence de plafonds de consommation et la généralisation des aides augmentent paradoxalement les émissions de CO2, contrairement aux ambitions décarbonées de la France. En 2022, la consommation de carburant a grimpé de 2,2 % par rapport à 2021.

Baisse de tarifs pour les intermédiaires : vraiment appliqué ?

La Cour pointe également du doigt l’incertitude autour de la réelle application des baisses de tarifs par les intermédiaires, comme les fournisseurs d’énergie. Ce flou réglementaire et le manque de contrôle sur la répercussion effective des aides aux consommateurs remet en question l’efficacité des dispositifs.

Dans ce contexte critique, la Cour des Comptes recommande une sortie stratégique des boucliers tarifaires pour redéfinir les politiques tarifaires de l’énergie. L’objectif ? Intégrer les coûts environnementaux et encourager une consommation plus sobre. Alors que la régulation du marché de l’électricité est en question, la nécessité d’un dispositif aligné sur les coûts de production nationaux devient plus pressante, en vue de garantir des tarifs justes sans alourdir les finances publiques.

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L’Allemagne se positionne à l’avant-garde de la transition écologique dans le secteur de l’électromobilité, grâce à l’élaboration de méthodes révolutionnaires pour le recyclage des batteries de voitures électriques.

Deux méthodes prometteuses de recyclage des batteries

Un consortium de chercheurs allemands est en train de développer deux innovations qui pourraient révolutionner le secteur des voitures électriques. Ces dernières visent à récupérer et à recycler les cellules LFP (lithium-fer-phosphate), des batteries qui sont exemptes de cobalt, ouvrant ainsi la voie à une production de véhicules électriques encore plus écologiques.

Les chercheurs testent actuellement deux solutions pour séparer les composants des batteries LFP. La première méthode se concentre sur l’isolation des composants chimiques, ce qui permettrait de les réutiliser comme matières premières dans la fabrication de nouvelles batteries. La seconde approche vise à récupérer et à transformer intégralement ces matériaux afin d’en faire de nouvelles matières premières.

Réduire la demande de matériaux critiques

Ces méthodes de recyclage ne se limitent pas à l’aspect écologique ; elles abordent également la question de la dépendance aux matières premières critiques telles que le lithium. En facilitant le recyclage, ces procédés visent à réduire l’impact environnemental et à prévenir une éventuelle pénurie de lithium, ce qui pourrait rendre les véhicules électriques plus abordables. « Cette solution possède de nombreux avantages… Elle permet de réduire la demande en matières premières, et notamment en lithium, alors que l’on sait que son extraction se fait dans des conditions nocives pour l’environnement, » souligne un des chercheurs allemands.

EAS Batteries dirige le projet DiLiRec, avec la participation de neuf institutions et entreprises allemandes. Bien qu’il soit encore en phase de test, le potentiel transformateur du projet est indéniable. En parallèle, d’autres acteurs du secteur comme le constructeur automobile Stellantis et Orano forment des partenariats pour recycler jusqu’à 90 % des matériaux des batteries usagées. Suez et Eramet renforcent ces efforts en construisant une usine de recyclage à Dunkerque. De même, CATL et Mercedes lancent des projets en Europe, montrant un engagement croissant pour le recyclage des batteries.

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