Batterie faible ? L’innovation électrique mène la charge

L’adoption massive des véhicules électriques est suspendue à la qualité de l’expérience de charge : un domaine qui fait aujourd’hui l’objet d’une innovation foisonnante.

“Range anxiety”. L’expression – que l’on pourrait traduire en français par “angoisse de l’autonomie” – est au coeur des enjeux liés à la mobilité électrique. Avec la question de la densité des infrastructures, elle conditionne aujourd’hui l’adoption massive des véhicules électriques. Selon une étude menée par Venson en 2019, la “range anxiety” est un frein pour 69% des automobilistes. Deux grands chantiers cherchent aujourd’hui à faire tomber cette barrière. Le premier concerne l’installation de points de charge.  Cap Gemini estime qu’il faudra passer de 632 000 points d’accès en 2020, à 30 millions d’ici 2030 afin de soutenir la demande. Le second – qui nous intéresse ici – porte sur l’optimisation des technologies de charge. Dans un paysage foisonnant, nous avons passé en revue les principales solutions, présentes ou à venir. 

 

La guerre des batteries

A l’heure actuelle, les bornes filaires associées aux batteries lithium-ion constituent le couple gagnant des technologies de charge pour véhicules automobiles. Les batteries lithium-ion représentent presque 90% du marché et les pistes d’amélioration sur cette technologie sont considérables. A moyen terme, les batteries “solid state” formulent ainsi la promesse d’un chargement plus rapide et d’une moindre déperdition d’énergie. Du point de vue économique, les progrès sont également considérables. Selon une étude de Bloomberg, le prix des batteries a chuté de 87% depuis 2010. Une question fondamentale reste néanmoins en suspens : la conjonction d’une demande toujours croissante et d’une raréfaction des matières premières – en particulier le Cobalt et l’hydroxyde de lithium – fait aujourd’hui planer la menace d’une pénurie… 

Face à cette hégémonie, les alternatives s’organisent. La plus discutée est sans doute la pile à hydrogène, qui cherche à rattraper son retard sur la question des rendements, mais propose de meilleures autonomies. Plus prospective, la super-batterie au graphène de Skeleton Technologies promet un temps de chargement de 15 secondes. Écologique, la technologie à base d’eau de mer développée par IBM espère s’affranchir de l’usage de métaux rares…

Bornes : de la charge rapide au “sans couture”

Du côté des bornes de recharge, l’obsession est à la vitesse. La plupart des fournisseurs de chargeurs et acteurs de l’énergie déploient aujourd’hui des offres ultra-rapides capables d’atteindre 350kW, bien que seul Porsche puisse présenter un véhicule acceptant ces puissances. En termes de temps de charge, les promesses tendent vers le quart d’heure. Le consortium Ionity (BMW, Mercedes, Ford, Volkswagen, Hyundai) annonce ainsi le chargement à 80% d’une batterie de 100kWh en 15 minutes. Vinci, à travers ses filiales EasyCharge ou Citeos, s’inscrit dans ce mouvement vers une généralisation de l’électrique. Conception et installation de bornes pour Unity, gestion de 350 bornes existantes en Bourgogne Franche-Comté, ou des 1200 bornes du réseau eborn : le groupe se positionne comme un acteur généraliste et incontournable.

Malgré ces efforts, les véhicules électriques ne tiennent pas la comparaison face au plein “instantané” des moteurs thermiques. Devant ce constat, industriels, constructeurs, et startups cherchent à transformer plus radicalement l’expérience de charge. Les technologies wireless permettent de réduire les frictions et représentent aujourd’hui la piste la plus explorée. Là encore, les options techniques sont multiples. La startup Witricity met à profit la “résonance magnétique” et vient de lever 34M$, notamment auprès de Mitsubishi. BMW valorise l’induction à travers le Groundpad, tout comme Momentum Dynamics, qui permet à certains taxis d’Oslo de recharger sans contact. La robotique séduit également les constructeurs, qui espèrent ainsi dépasser l’implantation géographique des bornes. Dans cette optique, le robot de recharge mobile volkswagen propose une véritable station-service mobile et autonome. 

La route mise à contribution

Plus prometteuse encore, la recharge dynamique fait l’objet de plusieurs expérimentations. La startup Electreon a déployé un dispositif pilote de charge dynamique à induction de 2 km à Tel Aviv. Renault a testé le même type de technologie sur une piste à Satory, démontrant la possibilité de délivrer une puissance de charge proche de 20kW à un véhicule roulant à 100 km/h. Siemens combine caténaires routiers et pantographes intelligents avec le projet eHighway, testé sur 10 kilomètres à côté de Francfort. Sans prendre en compte les surcoûts véhicules, le groupe allemand promet des économies de l’ordre de 16 000 € tous les 100 000 km par rapport à un diesel classique.

Au-delà de ces dispositifs futuristes, la chaussée pourrait être mise à profit à plus court terme, notamment sur la question des bornes. C’est le pari d’Urban Electric, qui a déployé à Oxford une borne de recharge télescopique, enterrée lorsqu’elle n’est pas utilisée. Une manière de limiter l’impact de l’électrique sur l’aménagement urbain…

Qui sommes-nous ?

Pour relever le défi de la transformation des territoires et des modes de vie, le groupe VINCI a créé Leonard. Notre objectif ? Fédérer une communauté d'acteurs pour construire ensemble la ville de demain.