Dans le cadre du plan France 2030, le CEA et le CNRS lancent le PEPR (Programme et Équipement Prioritaire de Recherche) « Soutenir l'innovation pour développer les futures générations de batteries », que les deux institutions vont piloter pour le compte de l'État.
Au travers du PEPR lancé le mardi 10 janvier, le CEA et le Centre national de la recherche scientifique entendent accompagner la filière des batteries grâce à des activités qu'ils veulent « transférables à court-moyen terme » aux acteurs économiques. Mais ils entendent aussi préparer le long terme, avec un programme qui s'inscrit dans la stratégie nationale d'accélération sur les batteries, guidée par l'État et dont le leitmotiv reste le développement en France de l'offre et de la demande des batteries, pour accélérer notamment la transition énergétique dans le domaine des transports.
Un programme destiné à produire un maximum de connaissances autour des batteries, dans un délai réduit
L'électrification de l'automobile est sans surprise la première application visée, mais les parties prenantes évoquent aussi l'intérêt de développer des batteries destinées aussi bien à des marchés comme le spatial, l'aéronautique, l'Internet des objets ou encore le stationnaire. L'idée globale est d'offrir à la France une certaine assise sur l'ensemble de la chaîne : du développement des batteries d'aujourd'hui et de demain à l'approvisionnement, en passant par le développement de matériaux nécessaires à la fabrication de ces dernières et la gestion de leur vie, ce qui comprend le recyclage ou le reconditionnement.
Le PEPR piloté par le CNRS et le CEA s'articulera autour de trois axes :
- les chimies innovantes (on parle ici de chimie post Li-ion, de technologie tout-solide) ;
- les systèmes de gestion de batteries innovants adaptés à ces chimies ;
- et le développement de nouveaux outils de caractérisation et de simulation pour mener ces différentes recherches.
Le programme a été doté d'un budget de 45,66 millions d'euros pour sept années de travail, issus donc de France 2030. Cinq grands projets sont ainsi financés depuis le début de l'année, sous l'égide de chercheurs réputés dans le monde des batteries. Le PEPR financera par ailleurs les lauréats d'un appel à projets lancé au mois de novembre dernier (montant total : 15 millions d'euros). Les prochains projets sélectionnés, dont le démarrage est prévu à l'été prochain, viendront justement compléter les activités de recherche déjà engagées.
Des projets d'envergure retenus pour concevoir les futures générations de batteries
Concernant les projets à fort enjeu ciblés par le PEPR, on retrouve Limasse, qui œuvre au développement de prototypes fiables de batteries dites « tout-solide », qui utilisent le lithium métal à l'électrode négative avec des densités d'énergie améliorées et une bonne rétention de capacité. Le projet Hipohybat, lui, vise à développer deux technologies de batteries de forte densité de puissance : l'une basée sur la technologie sodium-ion (plus être plus durable, plus sûre et plus puissante), l'autre sur les supercondensateurs, dans le but de mettre au point des batteries hybrides à densité d'énergie supérieure aux batteries au plomb. L'objectif étant de créer une batterie capable de se recharger en une minute, avec une durée de vie supérieure à 50 000 cycles.
On retrouve ensuite le projet Sensiga, créé autour du diagnostic des batteries, qui aspire à améliorer leur qualité, leur durée de vie et leur fiabilité, en menant une surveillance non invasive et en contrôlant leur état de santé global (charge, énergie, puissance et sécurité). Des capteurs optiques ultra-sensibles seront alors développés pour suivre en conditions réelles de fonctionnement les paramètres physico-thermiques des batteries. Le quatrième projet, baptisé Openstorm, vise à développer des technologies expérimentales d'accélération de l'étude des futures générations de batteries.
Le dernier sélectionné, nommé Batman, entend introduire de l'intelligence artificielle dans le développement des batteries. On parle ici de criblage haut débit d'électrolytes optimisés pour les batteries de prochaine génération et de matériaux pour les dispositifs à haute puissance. Le développement de jumeaux numériques pour optimiser les processus de fabrication des batteries et la compréhension des réactions chimiques se produisant aux interfaces des batteries font partie des objectifs. En somme : tout ce qui peut aider à trouver les réponses que les expériences seules ne peuvent apporter.
