« L’ère de la charge des batteries à courant constant est révolue », clame le chercheur Rachid Yazami

KVI, la société fondée par Rachid Yazami, chercheur franco-marocain pionnier des batteries lithium-ion, a annoncé récemment parvenir à recharger des batteries en six minutes ou seize minutes, selon son type. Une aubaine pour le secteur automobile et celui de la téléphonie mobile.

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« L’ère de la charge des batteries à courant constant est révolue », clame le chercheur Rachid Yazami

Coup d’accélérateur dans le secteur automobile ? Une équipe de recherche de la holding singapourienne KVI a annoncé à la mi-décembre qu’elle parvenait à recharger la batterie lithium-ion de voitures électriques en une dizaine de minutes seulement. Une prouesse permise par un protocole de recharge novateur, déjà protégé par un brevet qu’Industrie & Technologies a pu consulter.

Comment fonctionne cette nouvelle technologie, que KVI estime à un milliard de dollars, et quelles sont les perspectives pour la société de Singapour ? Interview avec son fondateur et directeur technique Rachid Yazami, lauréat du prestigieux prix Charles Stark Draper en 2014 et co-inventeur de l'anode graphite pour les batteries lithium-ion.

Industrie & Technologies : Quels sont les résultats de vos recherches en matière de recharge de batteries lithium-ion ?

Rachid Yazami : Grâce à notre protocole de charge rapide appelé « voltammétrie non linéaire », nous avons réussi à recharger de 0% à 100% une batterie à haute densité d’énergie – celle qui concentre la part du marché la plus importante dans le secteur des véhicules électriques –, en seulement seize minutes, un temps record ! À titre de comparaison, Tesla requiert au moins une heure pour charger 100 % d’une batterie, même avec leur Superchargeur V3 de 250 KW. Le constructeur atteint toutefois une cinquantaine de pourcents en 20 minutes.

Le résultat est encore plus prometteur en ce qui concerne les batteries à haute densité de puissance, à base de phosphate : nous avons rechargé une telle batterie en seulement six minutes ! À l’origine, les batteries de puissance étaient surtout utilisées pour le démarrage des véhicules hybrides, car elles se déchargent plus rapidement que les batteries d’énergie. Mais le fait de pouvoir recharger son véhicule en si peu de temps pourrait changer la tendance. Six minutes, c’est juste le temps de boire un café !

Notre protocole de charge rapide s’applique sur toutes les batteries utilisables à température ambiante. Le secteur des batteries de téléphone portable est donc également concerné par nos avancées.

En quoi votre protocole dit « voltammétrie non linéaire » représente-t-il une rupture technologique ?

Sur une source de puissance (comme une batterie), nous pouvons contrôler soit l’intensité du courant soit la tension. Pas les deux. Et jusqu’à présent, nous avons toujours chargé une batterie comme nous remplissons un réservoir : en lui administrant un courant constant (technologie CCCV).

Sauf qu’une batterie n’est pas un système linéaire, la vitesse de charge dépend de l’état de charge de la batterie. Charger à courant constant est donc possible… si vous avez du temps devant vous. Augmenter l’intensité du courant pour charger plus rapidement risque de provoquer un emballement thermique. Avec les stations Superchargeurs de Tesla par exemple, les batteries atteignent 50°C en sept minutes.

Grâce à notre nouveau protocole, l’ère de la charge des batteries à courant constant est bientôt révolue ! Pour charger la batterie, nous appliquons une montée en tension plutôt qu’une montée en intensité. Nous fixons la tension en fonction de l’état de charge de la batterie en calculant la dérivé de la tension par rapport au temps ainsi que la dérivé du courant. Puis, nous regardons comment la batterie réagit : si la réponse de la batterie est résiliente, nous allons moins vite.

C’est une charge qui est adaptée, naturelle, c’est la batterie qui répond à une sollicitation de changement de tension.

Même en contrôlant la tension plutôt que l’intensité, charger une batterie si rapidement ne pose-t-il pas de problème d’échauffement ?

Non ! Pour passer de 0 % de charge à 100 %, la température a grimpé jusqu’à 48°C pour la batterie à haute densité de puissance et n’a pas dépassé les 40°C pour la batterie à haute densité d’énergie. Or, nous avons un accord avec un fabricant qui considère que les batteries s’utilisent jusqu’à 60°C, nous sommes largement en-dessous de cette limite.

D’après un rapport de la fédération européenne Transport & Environnement publié l’année dernière, 132 000 bornes de recharge publiques étaient déjà installées sur le territoire fin 2017. Votre innovation peut-elle s’adapter aux stations déjà existantes ?

Tout à fait ! Il existe deux parties dans une station de recharge : le hardware (tout le système électrique) et le software (le logiciel). Nous avons développé un algorithme qui correspond à la partie software. Les hardwares actuels peuvent être adaptés à notre méthode, il n’y a pas de problème.

Mais nous visons le marché des bornes de recharge lui-même. Nous sommes déjà en contact avec un géant européen – il contrôle les stations essence actuelles – avec pour projet de convertir les stations de pompe à essence en des bornes de recharge de batteries, qui seront universelles. Nous espérons que notre nouveau protocole de charge commence à essaimer dès cette année.

À côté du marché automobile, nous souhaitons également nous implanter dans le secteur de la téléphonie mobile. Nous sommes en relation avec un géant chinois qui fournit près de 90% des batteries aux grands fabricants de téléphone portable.

Dans les deux cas, nous irions plutôt vers un scénario de licence, rendu possible par les dépôts de brevets. KVI peut ainsi continuer ses activités de recherche tout en protégeant son savoir-faire.

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