Vers une révolution du stockage électrochimique de l’énergie en France

Face au réchauffement climatique de notre planète dont l’une des causes principales est l’émission de gaz à effet de serre, il a été décidé d’électrifier le parc de véhicules automobiles à l’horizon 2035 et donc de remplacer nos véhicules thermiques par des véhicules électriques. Là où la révolution thermique s’est installée progressivement dans notre vie quotidienne en plus de 100 ans, il nous ait demandé de changer de braquet afin d’avoir un parc électrifié en 10 ans.
A ce titre, les batteries électriques qui sont embarquées dans les véhicules actuels et les futures générations sont au centre des préoccupations mondiales pour permettre de changement de paradigme. La France peut s’appuyer sur le réseau français sur le stockage électrochimique de l’énergie (RS2E) qui a été créé en 2011 et qui fédère 17 laboratoires académiques (dont l’IEMN), 16 industriels et 3 centres de transfert technologique et d’intégration. Ce réseau a été supporté par le labex STOREX et a permis de structurer la recherche en France dans le domaine des batteries et des supercondensateurs pendant plus de 10 ans. Suite à la pandémie mondiale liée au COVID-19 et au besoin de réindustrialisation de la France, le gouvernement a notamment décidé de renforcer ses activités autour du stockage de l’énergie pour accélérer l’électrification de son parc véhiculaire en développant une stratégie nationale d’accélération dans le domaine des batteries.
Les acteurs académiques majeurs (CEA/CNRS) du domaine se sont vus dotés d’un financement de 45.6 M€ dans le cadre d’un Programme et Equipements Prioritaires de Recherche (PEPR) « batteries » pour travailler sur un programme de recherche fondamentale à bas TRL (Technology Readiness Level) qui va notamment étudier les futures générations de batteries tout solide et de batteries de puissance à charge rapide. Ces nouvelles générations de batteries intègreront de multiples interfaces qu’il sera impératif de contrôler pour piloter la réactivité de surface en utilisant par exemple des films protecteurs nanométriques déposés par couche atomique (Atomic Layer Deposition, ALD). Preuve de l’attractivité régionale dans ce contexte de réindustrialisation du territoire, la région Haut-de-France devient la nouvelle « silicon valley » de la batterie avec l’implantation de 4 nouvelles gigafactories (usine de fabrication de batteries) et d’une usine de séparateurs de batteries.
→ De nombreux défis scientifiques et technologiques nous attendent pour renforcer la position française dans le domaine pour notamment travailler sur les nouvelles générations de batteries tout solide qui se rechargeront rapidement. Cette révolution ne sera possible qu’en mutualisant les nombreuses compétences françaises en chimie, matériaux, ingénierie et micro/nanotechnologie, dont celles de l’IEMN.
Elle devra s’accompagner également par l’implantation d’un réseau de bornes de recharges efficaces qui permettra aux usagers de sillonner les routes de France sans émettre de gaz à effet de serres mais en rechargeant leur véhicule rapidement (80 % de la charge en 5 minutes). Au-delà du volet recherche, des réflexions devront être également menées avec les acteurs dans le domaine de la formation en énergie (tel que Polytech Lille) car ce changement de paradigme ne sera possible qu’avec des étudiants bien formés dans le domaine. Le chantier est conséquent mais les enjeux sont immenses.

Notre dernier édito concernait les nanocristaux de semiconducteurs, leurs applications actuelles et futures. Ce domaine vient d’être particulièrement mis en lumière avec le Prix Nobel de Chimie 2024 décerné à Moungi Bawendi, Louis Brus et Alexei Ekimov. 

© IEMN
Directeur de la publication : Thierry Mélin
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