carrosserie des voitures servira de batterie
Des chercheurs suédois planchent sur de nouveaux matériaux à base de fibres de carbone qui pourraient alimenter des véhicules électriques tout en faisant partie intégrante de leur structure.
- Dagens Nyheter |
- Karin Bojs |
- 28 Septembre 2012
- | 0
véhicule hybride Volvo
De plus en plus de constructeurs automobiles sortent des véhicules hybrides, voire entièrement électriques – un moyen de réduire le recours aux carburants fossiles et de supprimer les émissions polluantes. Hélas, ces voitures coûtent relativement cher, et les véhicules cent pour cent électriques ont en outre une autonomie limitée. C’est le cas par exemple de la Tesla Roadster, une voiture de sport électrique. Sa batterie pèse 450 kg, soit plus d’un tiers du poids total du véhicule. Il faut beaucoup d’énergie ne serait-ce que pour transporter une batterie de ce poids. “Si nous voulons imposer l’utilisation de la voiture électrique, nous devons réduire le poids des véhicules. C’est le point de départ de nos travaux”, confie Leif Asp, coordinateur d’un réseau de chercheurs qui est en train de mettre au point une voiture électrique de conception inédite, dans laquelle une partie de la carrosserie elle-même joue le rôle de batterie grâce à de nouveaux matériaux à base de fibres de carbone. “Nous avons réussi à trouver des variétés de fibres de carbone extrêmement efficaces pour héberger des ions lithium”, poursuit Leif Asp.
Un matériau léger, résistant, capable de stocker de l'énergie
Les ions lithium sont une composante incontournable des batteries au lithium, prédominantes dans l’électronique moderne. La fibre de carbone était jusqu’à présent utilisée dans les articles de sport haut de gamme comme les cycles et les raquettes de tennis. Associée au plastique, elle donne naissance à un matériau qui est à la fois léger et résistant. Aujourd’hui, l’usage de la fibre de carbone se répand progressivement dans l’aéronautique et l’automobile.
Les nouveaux plastiques à renfort fibre de carbone sont écologiques, dans le sens où ils permettent d’alléger les voitures et les avions. Mais ce matériau possède une propriété que l’industrie n’a pas encore exploitée jusqu’à présent : il est capable de stocker de l’énergie, du moins en théorie. Leif Asp travaille à Swerea Sicomp, un institut de recherche semi-public situé à Mölndal [dans le sud-est de la Suède], et possède une longue expérience des plastiques à renfort fibre de carbone, essentiellement dans les domaines de l’aéronautique et de l’éolien.
Aujourd’hui, il collabore entre autres avec Volvo Cars, l’Institut royal de technologie [de Stockholm], l’Ecole polytechnique Chalmers [de Göteborg], l’université technique de Luleå et des chercheurs britanniques pour mettre au point ce qu’ils appellent des “batteries structurelles” – c’est-à-dire des batteries si solides, si résistantes et si malléables qu’elles peuvent remplacer les pièces de carrosserie d’un véhicule. Le projet peut compter sur de généreuses aides du Fonds européen pour la recherche et de la Fondation pour la recherche stratégique en Suède.
Récemment, Leif Asp et quelques-uns de ses collaborateurs ont accompli ce que le chercheur qualifie d’avancée majeure : en se servant de fibres de carbone d’un type particulier, ils sont parvenus à réduire considérablement le temps de chargement des batteries. Les chercheurs ont déposé le brevet lié à cette découverte et s’apprêtent à publier leurs résultats dans une revue scientifique internationale de premier plan. Leif Asp prédit que les batteries en fibres de carbone arriveront sur les téléphones portables et les ordinateurs d’ici quelques années. Et un peu plus tard, dans quinze à vingt ans, nous devrions croiser sur la route des voitures électriques équipées de ces batteries – dont les fibres de carbone ne seront pas fabriquées à partir de carbone fossile, comme c’est le cas pour les fibres actuelles. “Dans mon rêve, la voiture du futur est fabriquée à partir de matières premières forestières. Et, naturellement, elle est à la fois produite et propulsée au moyen des énergies hydraulique et éolienne.”
Des batteries à base d'algue verte
A moins que la batterie en fibre de carbone du futur ne soit à base d’algue verte. Chercheuse à l’université d’Uppsala, Maria Strömme consacre ses travaux à ce matériau. La chercheuse et son doctorant, Albert Mihranyet, ont fait sensation en présentant une batterie constituée d’éléments rudimentaires, dont un “papier” à base de Cladophora glomerata – une algue verte – mélangée à de l’eau, du sel de cuisine et un peu de plastique. Cette algue très commune, source de nombreux problèmes dans les lacs et sur le littoral, a des fibres de carbone dotées d’une structure très spécifique. Les propriétés électroniques de ces fibres permettent de fabriquer des batteries bénéficiant d’un temps de chargement ultrarapide.
Aujourd’hui, l’équipe de chercheurs d’Uppsala a reçu des fonds pour exploiter sa découverte et mettre au point des batteries puissantes utilisables dans l’industrie automobile. Leif Asp souligne que le chemin qui mène à la voiture neutre pour le climat est long et semé d’embûches, et que coexisteront certainement un grand nombre de modèles hybrides différents, dont l’énergie sera fournie au moins en partie par des batteries.“Mais notre ambition doit être de réduire l’utilisation du moteur à combustion interne, afin de s’en affranchir complètement à terme”,conclut le chercheur.
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Un matériau léger, résistant, capable de stocker de l'énergie
Les ions lithium sont une composante incontournable des batteries au lithium, prédominantes dans l’électronique moderne. La fibre de carbone était jusqu’à présent utilisée dans les articles de sport haut de gamme comme les cycles et les raquettes de tennis. Associée au plastique, elle donne naissance à un matériau qui est à la fois léger et résistant. Aujourd’hui, l’usage de la fibre de carbone se répand progressivement dans l’aéronautique et l’automobile.
Les nouveaux plastiques à renfort fibre de carbone sont écologiques, dans le sens où ils permettent d’alléger les voitures et les avions. Mais ce matériau possède une propriété que l’industrie n’a pas encore exploitée jusqu’à présent : il est capable de stocker de l’énergie, du moins en théorie. Leif Asp travaille à Swerea Sicomp, un institut de recherche semi-public situé à Mölndal [dans le sud-est de la Suède], et possède une longue expérience des plastiques à renfort fibre de carbone, essentiellement dans les domaines de l’aéronautique et de l’éolien.
Aujourd’hui, il collabore entre autres avec Volvo Cars, l’Institut royal de technologie [de Stockholm], l’Ecole polytechnique Chalmers [de Göteborg], l’université technique de Luleå et des chercheurs britanniques pour mettre au point ce qu’ils appellent des “batteries structurelles” – c’est-à-dire des batteries si solides, si résistantes et si malléables qu’elles peuvent remplacer les pièces de carrosserie d’un véhicule. Le projet peut compter sur de généreuses aides du Fonds européen pour la recherche et de la Fondation pour la recherche stratégique en Suède.
Récemment, Leif Asp et quelques-uns de ses collaborateurs ont accompli ce que le chercheur qualifie d’avancée majeure : en se servant de fibres de carbone d’un type particulier, ils sont parvenus à réduire considérablement le temps de chargement des batteries. Les chercheurs ont déposé le brevet lié à cette découverte et s’apprêtent à publier leurs résultats dans une revue scientifique internationale de premier plan. Leif Asp prédit que les batteries en fibres de carbone arriveront sur les téléphones portables et les ordinateurs d’ici quelques années. Et un peu plus tard, dans quinze à vingt ans, nous devrions croiser sur la route des voitures électriques équipées de ces batteries – dont les fibres de carbone ne seront pas fabriquées à partir de carbone fossile, comme c’est le cas pour les fibres actuelles. “Dans mon rêve, la voiture du futur est fabriquée à partir de matières premières forestières. Et, naturellement, elle est à la fois produite et propulsée au moyen des énergies hydraulique et éolienne.”
Des batteries à base d'algue verte
A moins que la batterie en fibre de carbone du futur ne soit à base d’algue verte. Chercheuse à l’université d’Uppsala, Maria Strömme consacre ses travaux à ce matériau. La chercheuse et son doctorant, Albert Mihranyet, ont fait sensation en présentant une batterie constituée d’éléments rudimentaires, dont un “papier” à base de Cladophora glomerata – une algue verte – mélangée à de l’eau, du sel de cuisine et un peu de plastique. Cette algue très commune, source de nombreux problèmes dans les lacs et sur le littoral, a des fibres de carbone dotées d’une structure très spécifique. Les propriétés électroniques de ces fibres permettent de fabriquer des batteries bénéficiant d’un temps de chargement ultrarapide.
Aujourd’hui, l’équipe de chercheurs d’Uppsala a reçu des fonds pour exploiter sa découverte et mettre au point des batteries puissantes utilisables dans l’industrie automobile. Leif Asp souligne que le chemin qui mène à la voiture neutre pour le climat est long et semé d’embûches, et que coexisteront certainement un grand nombre de modèles hybrides différents, dont l’énergie sera fournie au moins en partie par des batteries.“Mais notre ambition doit être de réduire l’utilisation du moteur à combustion interne, afin de s’en affranchir complètement à terme”,conclut le chercheur.
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