Et si on ajoutait un peu de science fiction dans nos batteries ?
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Et si on ajoutait un peu de science fiction dans nos batteries ?

Les piles, les batteries, ces foutus machins qui alourdissent nos engins et leur laissent encore une sorte d’étrange fil invisible à la patte. Ce sont les batteries qui décident encore et toujours de nos usages. Elles qui nous font baisser en régime nos envies, elles que l’on chouchoute en les ménageant au maximum. Elles et leur jauge que l’on chérit ou que l’on hait, à grand coup de pourcentages.

« La vache ! Plus que 18% d’autonomie, il va falloir que je me calme ». Et l’on troque du temps contre de la performance, on s ‘esquinte les yeux sur un écran à peine rétro éclairé pour tenter de gratter ne serait-ce que 5 petites minutes d’autonomie en plus. Qui n’a pas enragé à l’annonce de la coupure prochaine de l’alimentation de son portable à quelques minutes de la fin d’une série haletante ? Qui n’a pas calculé intérieurement la meilleure option de lieu de chute basée sur la distance et le temps qui le séparait encore d’une misérable prise de courant ?

Au CES 2013, alors que je m’acharnais pour tenter de coincer un chargeur d’appareil photo sur une prise murale déglinguée depuis au moins 10 minutes, je me rendais bien compte que pendant ce temps, mon portable sur mes genoux finissait de se décharger. De ces situations complètement étranges et stressantes, on en a tous vécu depuis que les portables, netbooks, tablettes et smartphones sont apparus dans nos vies.

Mais alors que les machines sont de plus en plus puissantes, que le stockage et la mémoire ont explosé, il semblerait que la gestion de l’énergie n’ait pas fait les mêmes progrès. Pendant toutes ces années pourtant les batteries ont considérablement évolué, elles sont désormais beaucoup plus performantes qu’il y a 10 ans. Au vu de la performance affichée des machines d’aujourd’hui et de la taille des batteries qu’elles embarquent, cette évolution est même fulgurante.

Sauf qu’entre aujourd’hui et il y a 5 ans, mon smartphone m’offre à peu près la même autonomie au final, ma machine portable n’a pas beaucoup évolué non plus et on a l’impression que ces technologies n’ont pas franchi le même fossé technologique que les autres éléments électroniques.

En réalité les avancées sont nombreuses et chaque mois des nouveautés et des brevets apparaissent dans ce monde du stockage d’énergie. Pour le moment c’est surtout de l’aménagement technologique : On apprend à exprimer le plein potentiel des technologies existantes chez les grand fabricants. On travaille par exemple à une amélioration de la résistance au stress de la demande des batteries ou à la vitesse de leur recharge. Mais très peu d »annonces sont  réellement faites pour révolutionner le concept même du stockage d’énergie.

 Des batteries ultra performantes, biodégradables et souples pour le futur ?

Mais ces deux derniers jours je me reprends à rêver à une vraie révolution à propos du stockage d’énergie. Il y a d’abord cette annonce d’une pile extensible qui pourrait prendre place dans des appareils connectés souples. Les écrans tactiles souples existent, les puces ultra miniaturisées apparaissent également mais la batterie pose toujours problème à ce niveau.

Cette batterie souple peut s’étirer et se plier sans subir de dommages. Pour le moment le prototype est encore très peu puissant mais il pourrait largement évoluer dans le futur. Les applications médicales sont énormes avec des batteries collées à même la peau. Avec une capacité à se recharger sans contact cette solution est également compatible avec des implantations à même le corps.

Le stockage est effectué dans une série de 100 petites électrodes rigides enfermées dans un élastomère souple : Elles sont reliées entre elles par une sorte de fil de contact ayant la forme d’un serpentin en S, de ressort.

L’élastomère peut donc se plier, le contact est assuré par ce ressort qui se détend et suit le mouvement. Le module peut donc s’agrandir jusqu’à 3 fois sa taille originale. Il ne s’agit pour le moment que d’un prototype et il perd très rapidement sa capacité de charge mais le principe ouvre des perspectives intéressantes.

Le Graphène, un élément de stockage d’énergie miraculeux

Plus étonnant encore, cette pile au graphène « découverte par hasard » profile bien de ce qui pourrait être le futur de la batterie. Imaginez une pile au graphène, ce nouveau matériau composé de carbone ayant des capacités électriques uniques, qui serait à la fois super performante et également totalement biodégradable.

Le graphène est né en 2010, il a offert un prix Nobel à ses inventeurs et depuis des chercheurs du monde entier s’activent autour de ce matériau pour le maîtriser : En cherchant à produire du graphène de manière plus efficace, 2 scientifiques ont trouvé un moyen d’y stocker de l’électricité. La vidéo ci-dessus ressemble à de la bidouille mais au final elle montre une capacité étonnante du matériau.

Le procédé habituel de fabrication du graphène n’est pas pratique, aussi beaucoup de monde cherche à mettre en place de nouvelles méthodes de conception d’une base de graphène solide et facile à maîtriser.

   

Sur la vidéo on découvre de l’oxyde de graphite liquide qui est déposé sur un CD tout ce qu’il y a de plus habituel. Il est ensuite traité grâce à un laser tout bête, celui qui est présent dans tous les lecteurs de DVD grand public du monde. Et on obtient au final un film extrêmement fin, une pellicule de graphène, restée collée sur le CD.

La propriété intéressante de ce mode de production est qu’elle fabrique un matériau qui agit comme une batterie : Avec 2 à 3 secondes de charge elle permet d’allumer une led pendant 5 bonnes minutes. Un ratio de charge / décharge extrêmement bon. Techniquement cette « pile » combine les points positifs d’une batterie et d’un condensateur : Elle se charge super vite comme un condensateur (celui d’un flash d’appareil photo par exemple qui accumule à toute vitesse) mais se décharge très lentement, comme une pile.

   

A terme ce type de batterie d’un nouveau genre permettrait de recharger des éléments de plusieurs milliers de milliampères en quelques secondes : Un smartphone pourrait non pas mettre plusieurs heures pour afficher une jolie batterie toute verte, mais moins d’une minute. Tout en gardant une capacité identique et une décharge lente.Vous imaginez alors ce type  de dispositif couplé à un chargement sans fil…

On pourrait au choix, soit embarquer des batteries moins grandes et plus légères mais qu’il serait possible de recharger souvent et très rapidement, ou alors obtenir de très belles performances et les recharger régulièrement en quelques minutes en les posant sur un chargeur sans fil. Les effets de cette découverte pourraient également avoir des retombées énormes dans d’autres domaines : Plus besoin d’attendre des heures la recharge de sa voiture électrique ou de changer carrément sa batterie. Le temps à la « pompe » serait équivalent à celui d’un véhicule a essence.

Encore plus encourageant, ces batteries seraient non seulement souples mais, puisque composées de carbone, elles seraient parfaitement inoffensives pour l’environnement  A des années lumières du cocktail de produits chimiques à base de métaux lourds des piles et batteries actuelles.

Difficile de voir quand ces matériaux auront des débouchés pratiques dans nos vies, mais je pense que combiner facilité de fabrication, environnement et autonomie avec la possibilité de se recharger rapidement est une excellente nouvelle pour les engins  nomades. A quand une minimachine qui offre 5 heures d’autonomie en 10 minutes de recharge ? Je prie Dick, Farmer, Aasimov et Herbert pour que ce soit le plus tôt possible.

Plus d’infos sur la pile au graphène.

Sources : Gizmag et Slate