Les batteries sont des éléments essentiels pour le développement des véhicules électriques et hybrides. Les batteries de démarrage utilisées à l'heure actuelle dans les véhicules thermiques ne sont pas adaptées à une utilisation pour la traction. Il a donc fallu développer de nouveaux équipements. Actuellement de nombreuses recherches sont menées afin de développer des batteries peu encombrantes, légères au regard de leur capacité, facilement rechargeables et avec une grande autonomie et surtout des batteries qui puissent être fabriquées à grande échelle à des coûts raisonnables. 


Les accumulateurs, au même titre que les piles électriques, sont des générateurs électrochimiques. C’est-à-dire qu’ils produisent de l’électricité à partir de réactions chimiques entre deux éléments (couple électrochimique). Plusieurs technologies de batteries existent en fonction du couple électrochimique utilisé et diffèrent selon la densité énergétique (Wh/kg) : Plomb/acide (30 à 50 Wh/kg), Nickel/Cadmium (45 à 80 Wh/kg), Nickel/Metal Hydrure (60 à 120 Wh/kg), Lithium/ion (110 à 160 Wh/kg), Lithium/Metal Polymère (100 à 130 Wh/kg).


Source : EDF

Ces différentes technologies présentent des caractéristiques différentes en terme de densité d'énergie, de durée de vie (nombre de fois où on peut "faire le plein"), ou encore de vitesse de charge (d'une dizaine de minutes à plusieurs heures). Chaque constructeur choisit la technologie la plus adaptée à sa gamme de véhicules et à son modèle économique. Selon le CEA, le système nickel/Metal Hydrure (NiMH) est le plus répandu car son prix est plus abordable par rapport au système Lithium/ion (Li-ion) pourtant globalement plus performant mais non sans conséquences environnementales pour les pays dans lesquels le Lithium est extrait. Les fabricants de batteries et les constructeurs automobiles sont toutefois de plus en plus nombreux à développer des accumulateurs Li-ion. Ils ont pour objectifs la réduction des coûts, l'augmentation de la sécurité et l'amélioration des performances (> 1.000 Wh/kg). Cette batterie a aussi l’avantage d’éviter les problèmes de « mémoire » rencontrés sur la génération précédente, facilitant la gestion de la recharge et permettant une plus grande autonomie pour une même masse. Les objectifs de durée de vie sont de l’ordre de 10 ans.

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La capacité de la batterie est généralement plus importante pour les véhicules tout électriques (de 7kWh pour des petits véhicules à usage quasi exclusivement urbain à 25 kWh - voire plus - pour des berlines familiales) que pour les VHR (5 à 7 kWh en moyenne).

La sécurité des batteries en question

Les principaux risques liés à la batterie ont pour origine d’éventuels problèmes de surcharge des cellules, des courts circuits internes, ou le crash du véhicule dans des conditions très spécifiques. L’effet initial de ces problèmes serait - dans des cas extrêmes - une augmentation importante de la température pouvant entraîner l’émission de gaz toxiques et leur inflammation. Toutefois, à l’issue des nombreux "crash tests" effectués par les constructeurs, rien ne permet de penser que les risques d’inflammation des véhicules électriques sont plus importants que ceux d’un véhicule thermique aujourd’hui.

Mais la filière des véhicules électriques et hybrides rechargeables est cependant en train de changer d'échelle. "Avec l'augmentation significative de la densité d'énergie contenue dans les batteries, la possibilité d'incidents doit être examinée et les risques éventuellement identifiés et maîtrisés", a souligné le sénateur Louis Nègre dans son livre vert publié en avril 2011. "Il est en effet indispensable pour un développement pérenne de la filière de s’assurer que l’ensemble des risques potentiels soit convenablement traité".

Plusieurs groupes de travail ont été mis en place pour réfléchir à cette question. Le Groupe de Travail UTAC/INERIS piloté par le ministère de l'écologie doit identifier et analyser l’ensemble des risques liés à la filière Véhicule Electrique, dont la batterie. L’INERIS développe actuellement avec le secteur industriel un dispositif volontaire (certification ''ELLICERT'') pour la sécurité des batteries notamment destinées au VE et VHR. Un groupe d’experts au sein du Groupe de Travail GRSP (Global Road Safety Partnership) de la Commission Economique pour l’Europe des Nations Unies devrait prochainement proposer un cadre réglementaire.

Florence Roussel

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