L’Union européenne a décidé que l’avenir des transports devait être électrique, et d’autres pays développés s’orientent également dans cette direction. Cependant, il reste encore un long chemin à parcourir avant que tous les transports passent à une conduite zéro émission.
Les plus grands gagnants de ce processus seront probablement les fabricants qui maintiennent un rythme de recherche élevé tout en investissant massivement dans la technologie des batteries. Quelles sont les tendances et quels bénéfices nous attendent ?
Les dépenses d’électrification sont supérieures aux budgets nationaux
Les informations publiées par l’agence de presse Reuters sur les investissements attendus des constructeurs automobiles dans l’électrification sont difficiles à comprendre, car il s’agit de montants qui dépassent le budget annuel des petits pays. C’est pourtant un fait, et le montant des investissements illustre l’ampleur des changements à venir. Ainsi, Volvo investira 3,75 milliards de dollars, le groupe Stellantis 11,5 milliards, Renault 9,4, Nissan 12,6, Jaguar Land Rover 12, Mercedes-Benz 17 et le groupe Hyundai-Kia – jusqu’à 26,3 milliards de dollars. Afin d’améliorer la qualité de la nouvelle génération de voitures électriques et de préparer leurs entreprises à l’ère électrique, de nombreuses autres entreprises réaliseront également d’importants investissements dans des centres de recherche et des usines de production.
Kia Concept EV3 (Photo publicitaire)
Les ambitions en matière de réalisations techniques sont également grandes : certaines entreprises affirment qu’à l’avenir leur voiture électrique pourra parcourir plus de mille kilomètres avec une charge complète, tandis que d’autres recherchent comment charger la batterie plus rapidement que remplir le réservoir de carburant.
Les technologies réduisent le coût des voitures électriques
La batterie de 53 kWh du Tesla Roadster 2008 pesait 450 kg. À titre de comparaison, la batterie tout aussi lourde de la dernière Hyundai Ioniq 5 contient 77 kWh. Les deux sont fabriqués à partir de matériaux similaires, mais la batterie de l’Ioniq 5 a une densité énergétique beaucoup plus élevée.
Les gens ont tendance à penser que les nouvelles technologies rendront les voitures encore plus chères. Cependant, l’inverse est vrai : plus l’efficacité est élevée, moins la batterie devient chère. Plus il y a de producteurs d’énergie dans un seul volume, moins les matériaux nécessaires sont chers. On peut dire que les fonds sont investis dans les batteries non pas pour faire avancer les voitures électriques, mais pour les rendre plus abordables.
Edgars Korsak-Mills, expert en électromobilité d’Elektrum
Il souligne que les technologies de batteries se sont développées rapidement au cours des dix dernières années et que, par conséquent, le coût du kWh a considérablement diminué. Par conséquent, les fabricants peuvent proposer des batteries de plus grande capacité (autonomie plus longue) à un prix inférieur. Selon Edgars, une baisse significative des coûts par kilowattheure est prévue dans l’industrie, jusqu’à 58 % d’ici 2030.
Les types de batteries les plus populaires
Le marché est actuellement dominé par trois acteurs : CATL, LG Chem et Panasonic, qui produisent 69 % de toutes les batteries. La plupart des voitures électriques sont équipées de différentes batteries lithium-ion, dont les principales différences résident dans la composition des matériaux.
Hyundai Ioniq 5 (Photo du fabricant)
Les batteries lithium-ion peuvent utiliser du lithium fer phosphate (LFP), de l’oxyde de lithium cobalt (LCO), de l’oxyde de lithium manganèse (LMO), de l’oxyde de lithium nickel manganèse cobalt (NMC), de l’oxyde de lithium nickel cobalt aluminium (NCA) ou du titanate de lithium. Chaque type a ses propres avantages et inconvénients, à savoir la capacité, la puissance, la vitesse de charge, la durée de vie (cycles de décharge-charge), la réaction à la température, etc. Les voitures électriques utilisent principalement des batteries NMC, NCA, LFP et LMO, et il existe également des différences entre elles. Par exemple, le NMC et le NCA offrent des performances plus élevées mais sont plus chers en raison du cobalt et du nickel. Pour cette raison, les batteries au lithium fer phosphate deviennent de plus en plus populaires.
Le plus gros problème, ce sont les matières premières : elles sont chères, il n’est pas facile de les obtenir et les ressources ne sont pas illimitées. Par exemple, une batterie de 400 kg peut contenir 126 kg d’aluminium, 71 kg de graphite, 41 kg de nickel, 22 kg de cuivre, 12 kg de manganèse et bien d’autres matières premières utiles. Par conséquent, les fabricants essaient de trouver la meilleure recette dans tous les sens.
Les batteries au phosphate de fer ont une densité énergétique plus faible, mais les matériaux sont plus disponibles et moins chers. Par exemple, elles sont choisies par les constructeurs chinois, mais Tesla utilise également de telles batteries dans les versions de base de ses Model 3 et Model Y. Tesla n’est peut-être pas le plus avancé à cet égard, mais il a parcouru un long chemin en matière de gestion de la température.
Edgars Korsak-Mills, expert en électromobilité d’Elektrum
En revanche, LG Chem et Hyundai utilisent actuellement des technologies plus avancées dans leurs batteries : elles comprennent des cathodes en nickel, cobalt et magnésium, ainsi que des anodes en graphite de silicium. Ces matériaux peuvent atteindre une densité énergétique plus élevée, ce qui rend les batteries moins lourdes et plus compactes.
L’évolution au lieu de la révolution
Il est vrai que plusieurs universités et entreprises expérimentent également des matériaux complètement différents. Cependant, les experts sont très prudents quant à la possibilité d’une révolution soudaine et considèrent que la lenteur des progrès est un scénario plus probable.
Vraisemblablement, ce n’est pas la technologie potentiellement la meilleure qui sera la plus largement utilisée, mais celle qui sera commercialisée en premier. Par exemple, si les batteries sodium-ion devenaient une réalité, il faudrait réorganiser l’infrastructure de production. Il est peu probable que de nombreuses entreprises veuillent procéder ainsi. D’un autre côté, des batteries dites à semi-conducteurs pourraient être installées même dans des voitures déjà produites. Toutefois, à l’avenir, les changements ne se produiront pas du jour au lendemain ; les progrès se feront étape par étape.
Edgars Korsak-Mills, expert en électromobilité d’Elektrum
On les appelle batteries à semi-conducteurs car la fonction de l’électrolyte qu’elles contiennent n’est pas un liquide, mais une substance solide. S’ils étaient mis en œuvre, ils offriraient une capacité deux fois supérieure, ainsi qu’une conception plus légère et plus compacte.
Une voiture avec une telle batterie pourra-t-elle parcourir 1000 kilomètres ? Hypothétiquement, oui, mais est-ce vraiment nécessaire ? On n’entend pas dire que les gens se plaignent des voitures à combustion interne d’une autonomie de 500 kilomètres. Alors pourquoi exiger qu’une voiture électrique soit capable d’en battre mille ? Qui reste assis au volant aussi longtemps sans interruption ? Et combien de kilomètres parcourons-nous dans une journée typique ? La plupart n’en auront pas plus d’une centaine. Ce n’est donc pas la capacité maximale qui est la plus importante, mais l’infrastructure développée et la capacité de la voiture à absorber une grande quantité de puissance de charge. Avec une batterie plus petite, les voitures électriques seront plus légères, plus efficaces et moins chères, tandis que nous – la société – devons accepter que toute technologie introduit des changements, et plus tôt nous les accepterons, plus cela nous sera facile.
Edgars Korsak-Mills, expert en électromobilité d’Elektrum
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2024-03-07 14:35:53
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