«Le monde accélère et nous sommes au cœur de la transition», se félicite Richard Bouveret. Fraîchement nommé directeur des activités mobilité et smart grid au sein du groupe Bolloré, et donc PDG de sa filiale dédiée aux batteries électriques Blue Solutions, l’homme a profité du Battery Events, qui s’est tenu à Lyon du 18 au 21 octobre, pour dévoiler la nouvelle stratégie de la pépite française des batteries tout-solide.
Cette technologie, souvent présentée comme le graal du stockage électrique, reste complexe à concrétiser avec des performances satisfaisantes. Une situation que Blue Solutions espère être en passe de corriger pour s’affirmer comme le champion mondial des batteries tout-solide et se positionner, après les bus et le stockage stationnaire, sur l’énorme marché émergent du véhicule électrique individuel. Un tournant d’ampleur qui pose une multitude de défis techniques, pour lequel Blue Solutions n’hésite pas à présenter une feuille de route ambitieuse, portée par d’encourageants progrès technologiques.
Onze ans d’expérience dans les batteries tout-solide
Pour rappel, les batteries tout-solide désignent les accumulateurs lithium-ion dont l’électrolyte (la couche entre les électrodes permettant le passage des ions) est non plus liquide, comme aujourd’hui, mais solide. Extrêmement difficile à maîtriser, cette modification permet, sur le papier, d’obtenir de nombreux gains de performance, que ce soit en termes de sécurité, de tolérance aux charges rapides ou de quantité d’énergie stockée pour une même densité (poids et volume de la batterie). D’autant que les cellules tout-solide peuvent, comme le fait Blue Solutions, utiliser une anode faite intégralement en lithium métallique (et non plus en graphite ou en silicium, comme l'imaginent certains constructeurs) pour doper encore leur densité énergétique.
Seul problème : difficiles à fabriquer, ces batteries sont d'une telle complexité qu’aucun industriel ne les propose dans le commerce… à l’exception de Blue Solutions. Or, sa technologie ne remplit pas encore toutes les promesses théoriques du «tout-solide». «Cela fait onze ans que nous produisons des batteries tout-solide, mais nous n’avons pas de solution magique, sinon nous dominerions déjà le marché mondial des batteries», reconnaît sans peine Jean-Baptiste Behaghel, vice-président chez Bolloré e-mobilité et smart grid.
Aujourd’hui, Blue Solutions – qui dispose de deux usines de production à Ergue-Gaberic en Bretagne et à Boucherville au Canada – utilise un électrolyte à base de polymère qui ne fonctionne qu’à haute température (autour de 80°C) et donc impose de chauffer la batterie. Une caractéristique qui restreint leur usage aux bus ou aux voitures en autopartage, qui roulent tous les jours et très fréquemment... «Mais qui ne serait pas adéquate pour une voiture individuelle, qu’il faut pouvoir laisser trois jours au garage sans avoir à la maintenir en température», illustre Jean-Baptiste Behaghel.
145 millions d’euros investis en R&D d’ici à 2025
C'est cette limite que l'entreprise vise désormais à lever. «Nous faisons de la R&D depuis longtemps et face aux perspectives de marché, nous considérons que nous positionner sur le véhicule individuelest une très bonne opportunité», explique Jean-Baptiste Behaghel. Il assure que les premiers résultats de Blue Solutions, qui possède 620 brevets et prévoit de dépenser encore 145 millions d’euros en R&D d’ici à 2025, sont «au niveau» de ses ambitions. «Les verrous ont été levés, il s’agit maintenant d’optimiser et de stabiliser nos technologies, pour augmenter la taille des cellules et améliorer nos procédés industriels», affirme l’industriel.
Lors du Batteries Event, le groupe a levé un coin de voile sur ses futures cellules de batterie, dites de génération 4. Elles utilisent moins de lithium à l’anode que celles actuelles, et seront munies d’un tout nouvel électrolyte, toujours en polymère. Surtout, elles pourront transporter beaucoup d’énergie (l’entreprise vise 450 Wh/kg, contre environ 260 pour les batteries à électrolyte liquide actuelles) et fonctionner à basse température. Selon l'entreprise, qui a dévoilé ses premiers résultats expérimentaux, la nouvelle cellule peut déjà être chargée et déchargée 700 fois efficacement et sans trop de perte de capacité à 20°C. Blue Solutions vise 1000 cycles pour répondre aux standards de l'automobile.
Dans le monde des batteries tout-solide, les électrolytes en polymères sont jugés plus avancés que d’autres alternatives (les sulfures et les oxydes céramiques) mais sont souvent écartés en raison de leur faible conductivité ionique (qui impose de fonctionner à haute température). Un récit contesté par Blue Solutions, qui prend pour preuve les performances de sa dernière batterie, capable comme ses concurrentes d’être rechargée rapidement.
Vers une usine de production en 2028
«Selon notre expérience, la voie des polymères est la meilleure en termes de montée en charge de la production et de contraintes de pression», argumente même le directeur marketing de l’entreprise, Sriram Ramanoudjame. A l’en croire, les polymères ne sont ni cassants, ni sensibles à l’humidité. Ils sont donc plus simples à manipuler que ses concurrents et ne nécessitent que de faibles pressions pour être assemblés au sein des sandwichs d’électrodes et de polymères qui forment le cœur des batteries, liste Blue Solutions... Qui y voit un avantage de taille.
«Notre deuxième atout est la maîtrise du process, ajoute Jean-Baptiste Behaghel. Les nouveaux entrants ne réalisent pas qu’une fois la chimie maîtrisée, le passage à la grande taille et l’industrialisation sont au moins aussi difficiles.» Sur ce point, Blue Solutions rappelle qu'il peut capitaliser sur son expérience, lui qui a déjà produit trois millions de cellules tout-solide dans ses usines et qui a pu s’habituer à la difficile manipulation du lithium sous forme métallique pour construire son anode. « Une compétence que nos compétiteurs n'ont pas encore réussi à développer» ajoute Sriram Ramanoudjame. Et de rappeler que Blue Solution a récemment mis en place un prototype de ligne de recyclage capable de récupérer 90% du précieux métal blanc utilisé dans ses batteries!
D'où un calendrier ambitieux. L’entreprise bretonne, qui possède pour l’instant des capacités de production de 600 MWh de batteries (de quoi équiper plus de 2 000 bus par an), prévoit d’installer une ligne pilote dédiée à la voiture individuelle autour de 2025. L'entreprise veut atteindre 20 GWh de capacité en 2028, au sein de nouveaux sites de production qui devraient s'implanter non loin des usines de voitures électriques qu’ils serviront.
