Le CEA et le CNRS veulent développer les batteries du futur

La France a et aura besoin de batterie dans le futur. Dans le cadre du plan de relance France 2030, le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et le Centre National de Recherche Scientifique (CNRS) ont lancé, le 10 janvier 2023, le Programme et équipement prioritaire de recherche (PEPR) baptisé « Soutenir l’innovation pour développer les futures générations de batteries ».

Dans un délai restreint, les chercheurs devront « produire un maximum de connaissances »

Le PEPR s’inscrit dans la stratégie nationale d’accélération sur le développement des batteries. Le gouvernement souhaite que les deux institutions aident à accroître l’offre et la demande hexagonale.

Ce plan a pour but de dynamiser la transition énergétique dans le domaine des transports. Il servira également à progresser dans le secteur des batteries aéronautiques, spatiales ou des objets connectés. D’ici 2030, l’objectif est de donner à la France une longueur d’avance sur la création et l’approvisionnement des batteries, le développement des matériaux, et la gestion de leur vie, ce qui comprend le recyclage et le reconditionnement.

Copiloté par le CNRS et le CEA, les activités de recherche du PEPR sont articulées autour de trois axes : les systèmes de gestion des nouvelles générations de batteries, le développement de nouveaux outils de caractérisation et de simulation pour mener les recherches, et les recherches autour des chimies utilisant des technologies tout solide et post Li-ion. Une nouvelle génération de batterie devrait remplacer l’électrode liquide par un composant en métal, dit inorganique, facilitant la diffusion des ions lithium sans qu’ils se déplacent d’une électrode à une autre dans du liquide. Cette méthode permet aux batteries de moins chauffer et de multiplier leur puissance par deux.

Le PEPR a été doté d’une enveloppe de 45,66 millions d’euros sur 7 ans. Il s’inscrit dans France 2030, le plan quinquennal, lancé en 2021 avec un budget de 54 milliards, pour relancer l’économie après la crise sanitaire, en favorisant la compétitivité industrielle, les technologies d’avenir et la réindustrialisation du pays.

Grâce à cette enveloppe, les deux institutions peuvent déjà financer cinq projets à fort enjeu. Elle permettra également de subventionner à hauteur de 15 millions d’euros les lauréats d’un appel à projets lancé en novembre dernier. Les candidats ont jusqu’au 31 janvier pour déposer leur dossier, s’ils remportent le concours, leurs innovations rejoindront les activités de recherche déjà en cours, à partir de l’été 2023.

Les projets déjà en cours sont :

• LIMASSE vise à développer des prototypes fiables de batterie dotée de la technologie tout solide.
• HIPOHYBAT a pour objectif de développer deux technologies de batterie de forte densité de puissance. La première technologie est basée sur les batteries à sodium-ion et vise à la rendre plus durable, plus sûre et plus puissante tout en consommant moins. La seconde technologie vise à développer des batteries hybrides capables de se recharger en une minute avec une durée de vie supérieure à 50 000 cycles. À titre de comparaison, les batteries des voitures électriques ont actuellement une durée de vie comprise entre 800 et 1 500 cycles de recharge, et les meilleurs smartphones peuvent encaisser 5 000 charges et 5 000 décharges.
• SENSIGA se penche sur le domaine du diagnostic des batteries pour améliorer leur qualité, leur fiabilité et leur durée de vie. Concrètement ce projet est principalement orienté vers la condition de vie des batteries pour pouvoir les recycler au bon moment.
• OPENSTORM devra accélérer l’étude des futures générations de batteries en transférant la méthodologie et le savoir-faire existant entre les différents laboratoires.
• BATMAN souhaite introduire de l’intelligence artificielle dans le développement des batteries de nouvelle génération. Les IA donneront des réponses lorsque les expériences ne suffisent pas. Les chercheurs travaillent sur trois objectifs précis : le criblage haut débit d’électrolyte optimisé, la compréhension des réactions chimiques et l’optimisation du processus de fabrication des batteries dans les prochaines années.

Patrice Simon (CNRS) et Hélène Burlet (CEA), chargés de piloter le plan affichent leur enthousiasme, « Ce PEPR représente une formidable opportunité de renforcer les liens au sein de la communauté des chercheurs travaillant dans le domaine des batteries innovantes. L’animation scientifique qui nous est confiée favorisera les synergies entre les différents projets pour produire un maximum de connaissances dans un délai court. »