Responsable du programme pour le stockage de l'energie à NTU, le scientifique Rachid YAZAMI, co-inventeur de la batterie Lithium rechargeable, révolutionne le monde du stockage de l'énergie avec sa dernière innovation : une puce intelligente qui permet de garantir la sécurité des batteries, de les charger plus rapidement et de rallonger leur durée de vie.
Pionnier de la recherche appliquée pour les batteries rechargeables, Rachid YAZAMI a reçu en 2014 le prix Draper de la National Academy of Engineering, l'équivalent du prix Nobel pour les ingénieurs, pour son rôle déterminant dans le développement des premières batteries lithium-ion dans les années 80. Directeur de recherches au CNRS pendant 25 ans, puis au California Institute of Technologie durant 10 ans, il est à la tête du programme d'études pour le stockage de l'énergie à l'Institut de Recherches pour l'Energie ERI@N de la Nanyang Technological University (NTU) depuis 2010. Il présentait fin novembre sa dernière innovation : une puce intelligente qui permet de garantir la sécurité des batteries, de les charger plus rapidement et de rallonger leur durée de vie.
Le saviez-vous? Les batteries Lithium rechargeables sont aujourd'hui utilisées dans les appareils électroniques et les Smartphones, mais aussi dans les voitures électriques et pour le stockage des énergies renouvelables. La production mondiale annuelle est de l'ordre de 12 milliards, et les prévisions dépassent les 35 milliards pour 2025.
Prédire l'état d'une batterie pour réduire les risques et renforcer leur fiabilité
Du fait de l'utilisation croissante des piles lithium et de l'augmentation de leur capacité, la préoccupation majeure est celle de la sécurité et du risque incendie : « bien que le risque qu'une batterie prenne feu soit très limité, compte tenu des milliards d'unités produites chaque année, même une infime probabilité d'une chance sur un million signifie des milliers de défaillances », souligne R. Yazami. « Cela représente un enjeu sérieux notamment pour les voitures électriques et les avions où les batteries utilisées sont constituées d'un assemblage de centaines de batteries. La défaillance d'une seule présente un risque d'effet domino et d'emballement thermique, conduisant à l'explosion ».
Les dispositifs de sécurité actuels sont basés sur la mesure de température, mais ne peuvent prévenir l'avarie. La puce conçue par l'équipe de chercheurs au laboratoire ERI@N permet de connaître parfaitement l'état d'une batterie et de prédire son comportement. Elle va ainsi révolutionner les systèmes de sécurité pour agir avant l'incident.
Bien que leur utilisation soit devenue une banalité, on ne connaît pas l'état réel de nos batteries. Qui ne s'est jamais plaint des ces batteries qui ne tiennent plus la charge, ou de leur faible durée de vie ? Ceci est dû au fait qu'il n'existe aujourd'hui aucun moyen de mesure de la charge et de la santé d'une batterie et que les chargeurs actuels rechargent toutes les piles de la même façon, sans prendre en compte leurs spécificités. Ceci conduit, avec le temps, à une diminution des performances et à une usure prématurée.
Grâce à cette nouvelle puce, il devrait être possible de mesurer de façon directe et très précise l'état de charge et de l'état de santé d'une batterie. Ainsi, l'association de la puce à un chargeur dit « intelligent » permettra d'optimiser le protocole de recharge en fonction de l'état (de charge et de santé) de la batterie et ainsi de la charger beaucoup plus rapidement et d'augmenter sa durée de vie.
« Ma vision pour le futur est que chaque batterie sera équipée de cette puce, ce qui permettra d'accroître leur performance, de réduire considérablement le risque d'incendie dans les appareils électroniques et les véhicules électriques, tout en prolongeant leur durée de vie » conclut R. Yazami.
Il aura fallu toute la connaissance du professeur et cinq années de recherches au laboratoire ERI@N, avec la thèse doctorale de Sohaib El Outmani, pour mettre au point ce système. Leur invention fait appel à des notions et des algorithmes complexes de thermodynamique, dont la quintessence est déversée dans une puce miniature, plus petite qu'une pièce de 10 cents.
Plusieurs brevets ont été déposés et la licence exclusive de développement et commercialisation est détenue par la start-up de Rachid Yazami, KVI Pte Ltd, et sous l'égide de NTUitive, la branche innovation et entreprises de l'Université NTU. La technologie devrait être disponible d'ici fin 2016 pour l'octroi de licences aux fabricants de batteries et de puces.
Cécile BROSOLO (www.lepetitjournal.com/singapour) jeudi 14 janvier 2016
Liens :
Le site de l'Institut ERi@N - recherche sur le stockage de l'énergie
Le site de KVI Pte Ltd
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