tag:theconversation.com,2011:/fr/topics/batteries-61300/articlesbatteries – The Conversation2024-03-19T13:17:58Ztag:theconversation.com,2011:article/2254052024-03-19T13:17:58Z2024-03-19T13:17:58ZProjet Northvolt : peut-on réussir un mégaprojet sans acceptabilité sociale ?<p>Ce serait le <a href="https://ici.radio-canada.ca/info/en-direct/1010727/investissement-northvolt-batteries-transport">plus grand investissement privé de l’histoire du Québec</a>. Le projet Northvolt, annoncé en septembre 2023, prévoit l’établissement d’une gigantesque usine de batteries sur la Rive-Sud de Montréal. </p>
<p>Afin de persuader l’entreprise suédoise à s’installer au Québec, les gouvernements fédéral et provincial collaborent en finançant conjointement le projet à hauteur d’environ <a href="https://www.lapresse.ca/affaires/entreprises/2023-09-28/mega-usine-de-cellules-sur-la-rive-sud/un-pari-de-3-milliards.php">trois milliards de dollars</a>, soit 40 % du financement total, estimé à <a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/2013831/ottawa-quebec-7-milliards-projet-northvolt">sept milliards</a>. </p>
<p>Trois mille emplois seraient créés dans l’usine, qui couvrirait une superficie équivalente à celle de <a href="https://lactualite.com/actualites/northvolt-doit-officialiser-quelle-a-choisi-le-quebec-pour-son-usine-de-batteries/">75 terrains de football</a>.</p>
<p>L’annonce de l’arrivée du géant suédois au Québec a suscité de nombreux débats quant à son <a href="https://www.journaldemontreal.com/2024/01/27/northvolt-des-risques-bien-pires-que-pour-lenvironnement">opportunité économique</a> et aux <a href="https://www.ledevoir.com/environnement/806160/environnement-northvolt-detruira-milieux-naturels-haute-valeur-ecologique-selon-experts-gouvernement-legault">risques environnementaux</a> qui l’accompagnent, notamment sur les milieux humides.</p>
<p>L’enthousiasme des gouvernements pour ce projet est compréhensible. Il est cependant, selon nous, mal justifié et mal expliqué. Pourtant, le Québec se distingue mondialement en matière de participation publique et citoyenne autour des grands projets de développement. C’est un modèle qui s’est construit au fil des décennies, notamment autour du Bureau d’audiences publiques en environnement (<a href="https://www.bape.gouv.qc.ca/fr/">BAPE</a>). </p>
<p>En tant qu’enseignants-chercheurs en gestion de projets et management stratégique, nos travaux portent sur la gouvernance et l’innovation des mégaprojets, les projets d’infrastructure publique et leur acceptabilité sociale. </p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/northvolt-les-citoyens-peuvent-ils-encore-sopposer-a-un-projet-fait-au-nom-de-la-transition-energetique-223505">Northvolt : les citoyens peuvent-ils encore s’opposer à un projet fait au nom de la transition énergétique ?</a>
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<h2>Northvolt : un projet conduit loin du débat public et de l’expertise scientifique</h2>
<p>Vu l’ampleur du projet, il est étonnant que nos responsables politiques n’aient pas anticipé le débat qu’il susciterait, surtout à la lumière des événements marquants de la dernière décennie. </p>
<p>On pense à <a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1864187/etude-impact-agence-federale">GNL Québec et à Gazoduq</a>, projet qui a finalement été rejeté et plus récemment, au projet de troisième lien entre Québec et Lévis. Très politisé, il n’avait <a href="https://theconversation.com/un-nouveau-projet-de-troisieme-lien-entre-levis-et-quebec-mais-toujours-pas-detudes-204254">pas fait l’objet de réelles études</a>. Le ministre de l’Environnement, Benoît Charrette, avait alors déclaré que <a href="https://www.journaldequebec.com/2021/11/02/aucune-etude-environnementale-nempechera-la-construction-du-3e-lien-previent-le-ministre-charette">le projet irait de l’avant, même en cas de recommandation défavorable du BAPE</a>. </p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/un-nouveau-projet-de-troisieme-lien-entre-levis-et-quebec-mais-toujours-pas-detudes-204254">Un nouveau projet de troisième lien entre Lévis et Québec, mais toujours pas d’études</a>
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<p>Il semble que la même attitude ait guidé Québec dans le cas de Northvolt. <a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/2054681/quebec-examen-bape-northvolt-reglement">Benoît Charrette a affirmé récemment avoir délibérément aidé Northvolt à éviter l’examen du BAPE</a> par crainte de perdre le projet, soutenant que le temps était critique et que l’on ne disposait pas de 18 à 24 mois. Or, un <a href="https://www.noovo.info/nouvelle/le-bape-est-une-source-dinspiration-et-de-critiques.html">examen du BAPE se déroule plutôt en quatre mois, et permet d’enrichir considérablement les projets</a> en informant toutes les parties prenantes de ses implications, notamment les citoyens et le promoteur.</p>
<p>Comme mécanisme de consultation publique, le BAPE semble ainsi <a href="https://www.lapresse.ca/actualites/politique/2024-03-05/mega-usine-de-northvolt/on-n-aurait-pas-eu-de-projet-avec-un-bape-affirme-benoit-charette.php">être considéré comme un frein par nos dirigeants politiques</a>.</p>
<p>La transparence, essentielle à une démocratie saine, manque dans ce dossier. C’est son absence qui irrite les citoyens et brime leur relation de confiance avec le gouvernement.</p>
<p>Le projet paraît avoir bénéficié de faveurs visant à l’extraire du débat public, ce que les <a href="https://cms.equiterre.org/uploads/Rapport-complet_E%CC%81tude-sur-les-attitudes-des-Que%CC%81be%CC%81cois-a%CC%80-l%E2%80%99e%CC%81gard-de-l%E2%80%99usine-Northvolt.pdf">Québécois et Québécoises ne voient pas d’un bon œil, selon les résultats de ce sondage</a>. </p>
<p>Cependant, une majorité de citoyens <a href="https://www.newswire.ca/fr/news-releases/resultats-d-un-sondage-leger-plus-du-deux-tiers-70-de-la-population-locale-en-faveur-du-projet-northvolt-six-857283715.html">semblent toujours appuyer le projet Northvolt, selon cet autre sondage</a>. </p>
<h2>L’acceptabilité sociale selon les connaissances existantes</h2>
<p>L’acceptabilité sociale consiste dans l’évaluation, par une population ou une communauté, du caractère acceptable ou souhaitable d’un projet ou d’une industrie. Elle se forge en amont du lancement du projet et perdure tout au long de son cycle de vie. Elle ne se construit jamais lorsque le projet impacte déjà des zones sensibles en matière de biodiversité. </p>
<p>Comme <a href="https://doi.org/10.3917/herm.fourn.2022.01.0133">l’ont montré des experts</a>, il est considérablement moins onéreux de consacrer, en amont, un temps nécessaire à des consultations publiques sérieuses, plutôt que d’adopter uniquement une approche axée sur les aspects financiers pour convaincre. </p>
<p>Autrement dit, l’acceptabilité sociale des projets ne dépend pas uniquement des qualités intrinsèques et supposées du projet. Elle dépend aussi, et de manière significative, du processus mis en place et de <a href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/emre.12620">la crédibilité des promoteurs</a>, en particulier de ceux et celles qui défendent le projet sur la scène publique. </p>
<h2>Un projet construit sans appropriation locale ni recherche d’acceptabilité sociale</h2>
<p>Dans le cas du projet Northvolt, on remet en question l’ensemble des connaissances sur l’acceptabilité sociale des projets de politiques publiques et <a href="https://www.revuegestion.ca/acceptabilite-sociale-cinq-bonnes-pratiques-a-promouvoir">leur appropriation par les communautés locales</a>. </p>
<p>Par exemple, pourquoi Northvolt a-t-elle obtenu l’autorisation d’implanter une usine, sur un terrain <a href="https://www.ledevoir.com/environnement/805137/northvolt-detruira-site-juge-important-biodiversite-experts-gouvernement">où un autre promoteur a vu ses autorisations refusées pour des raisons environnementales</a> ? Pourquoi des projets immobiliers canadiens <a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/2050430/northvolt-justifications-scientifiques-disparues-analyse">sont entravés</a> sur des zones humides, tandis qu’une entreprise étrangère obtient ce droit ?</p>
<p>Au nom de quel principe les fonctionnaires se permettent d’exclure Northvolt du débat public en lançant le projet et en imposant ainsi une situation de fait accompli à la société ?</p>
<h2>En matière de mégaprojets et de transition énergétique, deux perspectives contradictoires ?</h2>
<p>Comme pour d’autres mégaprojets, deux visions s’opposent autour du projet Northvolt. </p>
<p>Une vision d’abord <a href="https://www.quebec.ca/gouvernement/ministere/economie/publications/developpement-filiere-batterie/northvolt/retombees-economiques">économique</a>, portée par le gouvernement et axée sur le développement, la création de richesses attendue, les emplois directs et indirects, et les retombées financières que générerait le projet. </p>
<p>Dans cette perspective, la mobilisation sociale qui s’organise contre l’implantation de Northvolt <a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/2043516/hydro-quebec-energie-fitzgibbon">freine le développement économique du Québec et effraie les investisseurs</a>.</p>
<p>Une deuxième vision, civique et environnementale, s’intéresse aux retombées environnementales du projet.</p>
<p>Par exemple, le développement de la filière des batteries est présenté comme une opportunité environnementale. Pourtant, en matière d’électrification, de nombreux experts <a href="https://www.ledevoir.com/opinion/libre-opinion/807669/libre-opinion-northvolt-nouveau-mont-orford">ne considèrent pas la voiture électrique comme un véritable catalyseur de la transition socioécologique</a>. Le ministre Pierre Fitzgibbon lui-même affirmait récemment <a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/2005797/reduction-baisse-vehicules-routes-parc-automobile-ges-fitzgibbon-forum-economique-mondial">qu’une réduction de 30 à 50 % du parc automobile serait nécessaire</a> pour une pleine adhésion à la transition socioécologique. </p>
<h2>Concilier les perspectives économiques, civiques et environnementales</h2>
<p>Les perspectives économiques, civiques et environnementales ne nous semblent pas contradictoires. </p>
<p>Elles peuvent être harmonisées, à condition que les citoyens et les scientifiques soient <a href="https://www.lapresse.ca/actualites/chroniques/2024-03-10/la-parole-trahie.php">considérés comme des alliés dans la poursuite d’un développement économique durable</a>. Plutôt que de les percevoir comme des opposants au développement économique, leur intelligence collective devrait être appréciée et mobilisée sur le sujet. </p>
<p>Le Québec dispose de toutes les ressources nécessaires pour entreprendre des projets d’envergure, tel que Northvolt, tout en respectant les impératifs d’un développement durable, inclusif et équitable. </p>
<p>Par sa taille, sa visibilité et sa vision, le projet Northvolt peut apporter une dimension supplémentaire, notamment symbolique, à la transition socioécologique au Québec. </p>
<p>Nos dirigeants, s’ils le souhaitent, pourraient concilier leur perspective économique et technique avec la perspective environnementale et civique. Pour ce faire, ils auraient avantage à favoriser un dialogue constructif avec la société civile et les experts en dynamiques sociales autour des grands projets de développement.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/225405/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Maude Brunet a reçu des financements du Conseil de recherches en sciences humaines (CRSH). </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Nathalie Drouin est titulaire de la Chaire INFRA-S sur la valorisation sociale des infrastructures. Elle est professeure titulaire à l’École des Sciences de la gestion de l’Université du Québec à Montréal (ESG, UQAM), professeure adjointe à l’University of Technology, Sydney (UTS), en Australie, où elle a également été reçue professeure éminente invitée (Distinguished Visiting Scholar). Elle est la rédactrice en chef de l’International Journal of Managing Project in Business. Ses activités de recherche se concentrent sur la gestion organisationnelle de projet, le leadership au sein des projets, les bénéfices non financiers intégrés aux grands projets d’infrastructure et la valorisation sociale des infrastructures dont l'intégration des critères ESG.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Sofiane Baba a reçu des financements de Mitacs, du Fonds de recherche du Québec (FRQSC) et du Conseil de recherches en sciences humaines (CRSH).</span></em></p>Dans le projet Northvolt, Québec peut-il se dispenser d’expertise et de participation publique ? Pour les auteurs, il gagnerait à comprendre les dynamiques sociales entourant les mégaprojets.Maude Brunet, Professeure agrégée, Gestion de projets, HEC MontréalNathalie Drouin, Titulaire de la Chaire INFRA-S sur la valorisation sociale des infrastructures et Professeure titulaire à la maîtrise en gestion de projet à l'ESG UQAM, Université du Québec à Montréal (UQAM)Sofiane Baba, Professeur agrégé de management stratégique, Université de Sherbrooke Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2216662024-03-13T15:57:27Z2024-03-13T15:57:27ZRéindustrialisation (verte) : un retard européen à combler<p>Le débat autour de la place et de la dynamique de l’industrie au sein de l’Union européenne (UE) n’est pas aisé, tant il est phagocyté par des considérations nationales, entre des pays dotés d’un secteur manufacturier puissant, comme l’Allemagne, et d’autres aux prises avec un déclin amorcé il y a plusieurs décennies, comme la France. Au-delà de cette hétérogénéité au sein de l’UE, le décrochage de cette dernière en matière d’investissements dans les secteurs stratégiques (notamment pour la transition écologique) est inquiétant.</p>
<p>Sur la période 2016-2023, l’Union européenne n’a en effet représenté que <a href="https://trendeo.net/blog/parution-du-8e-barometre-mondial-des-investissements-industriels/">6,5 % des investissements industriels annoncés dans le monde</a>, là où les États-Unis en captaient 17 %, la Chine 19 % et l’ensemble de l’Asie 55 %, selon les chiffres du cabinet d’études Trendeo. L’écart est encore plus important pour les méga-investissements industriels – plus de 5 milliards de dollars – annoncés dans le monde, où la part de l’UE tombe à 2 % sur la période.</p>
<p>Si les entreprises européennes ont une capacité d’investissement forte (et proche de celle des entreprises américaines), elle est surtout employée hors de l’UE : les entreprises européennes investissent davantage à l’étranger, si bien que l’UE ne reçoit que l’équivalent d’un peu plus de la moitié de leur capacité d’investissement (et les investissements étrangers en Europe ne permettent pas de compenser).</p>
<p><iframe id="eN52o" class="tc-infographic-datawrapper" src="https://datawrapper.dwcdn.net/eN52o/1/" height="400px" width="100%" style="border: none" frameborder="0"></iframe></p>
<p>Le tableau ne s’améliore guère du côté de la production, notamment dans le <a href="https://www.ofce.sciences-po.fr/blog/lindustrie-europeenne-des-vehicules-electriques-doit-elle-craindre-le-protectionnisme-vert-americain/">secteur clé de l’automobile électrique</a> : l’Europe produit certes 25 % des voitures électriques, contre 10 % aux États-Unis, mais la Chine plus de la moitié. S’agissant des batteries, la Chine produit plus de 75 % des batteries issues de la technologie dominante, contre 7 % tant pour l’Europe que pour les États-Unis.</p>
<p>Le retard pris par les pays de l’UE est donc substantiel. Une politique vigoureuse d’investissement apparaît comme un moyen nécessaire, parmi d’autres, pour y remédier.</p>
<h2>Un soutien public massif aux États-Unis</h2>
<p>La comparaison des stratégies américaines et européennes en la matière ne plaide pas en faveur de l’Europe. Les moyens avancés par les États-Unis sont bien supérieurs à ceux mis en œuvre par l’UE. Pour les premiers, l’<a href="https://theconversation.com/inflation-reduction-act-comment-lunion-europeenne-peut-elle-repondre-aux-incitations-fiscales-americaines-201425">Inflation Reduction Act</a> (IRA), dont le coût sur dix ans était estimé à 385 milliards de dollars, pourrait représenter plus de 1 000 milliards d’argent public : la plupart des mesures ne sont en effet pas plafonnées, que ce soit en volume ou en valeur, et le coût total dépendra du degré d’utilisation des crédits d’impôt, qui s’est révélé jusqu’à présent <a href="https://budgetmodel.wharton.upenn.edu/estimates/2023/4/27/update-cost-climate-and-energy-inflation-reduction-act">beaucoup plus élevé que prévu</a>.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1636395782847774722"}"></div></p>
<p>Du côté européen, si le caractère disparate des différents dispositifs, additionnant financements publics (européens ou nationaux) et privés, financements directs et crédits (par exemple, de la Banque européenne d’investissement), rend délicates les comparaisons, les montants publics mobilisés semblent néanmoins bien plus limités.</p>
<p>Un des plans phares, le Net Zero Industrial Act (NZIA), destiné à soutenir la production de technologies propres au sein de l’UE, affiche par exemple un montant de 92 milliards d’euros pour la période 2023-2030. Mais il s’agit d’un montant reposant sur un effet de levier substantiel : ces investissements de 92 milliards reposeraient sur seulement 16 à 18 milliards d’euros de soutiens publics directs.</p>
<p>L’écart entre les deux rives de l’Atlantique est encore plus flagrant lorsque l’on compare les aides, non pas d’un point de vue macroéconomique, mais à l’échelle des projets. Par exemple, le soutien américain pour les producteurs de batteries serait en moyenne <a href="https://www.menon.no/wp-content/uploads/2023-46-Battery-subsidy-regimes.pdf">plus de 3 fois supérieur aux aides européennes</a>.</p>
<p>Ce retard à l’allumage de l’Europe n’est pas surprenant. La Commission européenne a longtemps rejeté l’idée même de politique industrielle : jusqu’à récemment, elle estimait que celle-ci devait idéalement reposer sur la politique de concurrence au niveau du marché unique, le libre-échange et une politique de recherche et développement, sans que les contours de cette dernière soient réellement précisés.</p>
<h2>L’UE change de logiciel</h2>
<p>Il faut cependant souligner deux inflexions significatives dans le logiciel européen.</p>
<p>Tout d’abord, la création du mécanisme d’ajustement carbone aux frontières (MACF), entré en vigueur dans sa phase transitoire le 1<sup>er</sup> octobre 2023, a pu être interprétée comme marquant l’émergence d’une <a href="https://www.lemonde.fr/economie/article/2023/06/21/comment-la-montee-du-protectionnisme-vert-penalise-les-pays-pauvres_6178593_3234.html">forme de protectionnisme vert européen</a>.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/un-ajustement-carbone-aux-frontieres-de-lue-nest-pas-sans-risque-pour-les-pays-les-plus-pauvres-197218">Un ajustement carbone aux frontières de l’UE n’est pas sans risque pour les pays les plus pauvres</a>
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<p>L’objectif de ce dispositif est d’éviter les « fuites de carbone », c’est-à-dire le déplacement des productions de l’UE vers des pays ayant des politiques climatiques moins exigeantes et leur remplacement par des importations carbonées. Pour cela, les importateurs européens de certains produits, comme l’acier ou l’aluminium, devront payer le même prix pour le carbone contenu dans les produits importés que celui payé par les producteurs européens.</p>
<p>Si le MACF marque une inflexion très nette du logiciel européen, il souffre à l’heure actuelle de deux failles. D’une part, il pourrait pénaliser la compétitivité à l’exportation des industriels européens, d’abord car les exportateurs européens vont payer leurs intrants plus cher du fait du MACF, et deuxièmement car ils devront progressivement, lorsqu’ils produisent en Europe, s’acquitter de quotas carbone (jusqu’alors gratuits pour les sites les plus intensifs en énergie) alors que leurs concurrents sur les marchés à l’exportation n’ont pas à s’acquitter d’un tel coût.</p>
<p>D’autre part, le dispositif actuel ne couvre que quelques grands intrants industriels et non les produits finis ni la majorité des semi-finis. Il existe donc un risque de « délocalisation » de l’aval des chaines de production : un produit fini ou semi-fini à base d’acier ou d’aluminium mais transformé hors de l’UE échappe au MACF, ce qui peut inciter les producteurs à délocaliser pour réimporter ensuite au sein des Vingt-Sept.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/concilier-ambition-climatique-et-concurrence-mondiale-quel-role-pour-le-mecanisme-dajustement-carbone-aux-frontieres-212927">Concilier ambition climatique et concurrence mondiale : quel rôle pour le Mécanisme d’ajustement carbone aux frontières ?</a>
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<p>Par ailleurs, la montée en puissance des projets importants d’intérêt européen commun (PIEEC) constitue une deuxième inflexion significative aux règles de libre concurrence de l’UE : ils visent à promouvoir l’innovation dans des domaines industriels stratégiques et d’avenir, au travers de projets européens transnationaux. Leur particularité est de ne pas reposer sur des financements de l’UE, mais sur les budgets nationaux, pour des montants allant au-delà des limites habituellement fixées par la réglementation européenne en matière d’aides d’État.</p>
<p>Le <a href="https://www.economie.gouv.fr/france-2030">plan France 2030</a> s’inscrit dans ce cadre : plus de la moitié de l’enveloppe de 54 milliards prévue dans ce plan a été engagée en deux ans. En tenant compte de l’effet de levier sur les financements privés, cela représente plus de 40 milliards d’euros engagés depuis 2021, et plus de 85 milliards d’euros qui devraient être investis sur cinq ans dans des projets visant à stimuler l’innovation dans des secteurs stratégiques (véhicules électriques, hydrogène, spatial, quantique, etc.), des montants très importants à l’échelle française.</p>
<h2>Risques de divergences</h2>
<p>L’assouplissement des règles permis par le cadre des PIIEC pose néanmoins la question de l’hétérogénéité des marges de manœuvre budgétaires nationales et du risque de fragmentation. La monnaie unique a, en effet, accentué les divergences réelles au sein de la zone euro : <a href="http://gesd.free.fr/krugman93.pdf">comme l’avait anticipé le prix « Nobel » d’économie Paul Krugman</a>, dans un contexte de forte mobilité des facteurs de production, une intégration accrue entre pays aboutit à un renforcement de leurs spécialisations.</p>
<p>À cet égard, l’assouplissement des PIIEC risque de réserver les investissements massifs aux pays budgétairement « vertueux », qui sont très souvent déjà ceux disposant d’un secteur industriel puissant. Maintenir une base industrielle forte permet en effet de générer de la richesse à long terme, et d’avoir ainsi moins recours à l’endettement pour stimuler l’activité économique. Ces facteurs contribuent à ce que les pays les plus industrialisés aient les marges de manœuvre budgétaires les plus fortes, ce qui représente un autre facteur puissant de divergence au sein de la zone euro.</p>
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<img alt="Drapeaux des pays membres de l’UE" src="https://images.theconversation.com/files/572989/original/file-20240202-29-o9dmdc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/572989/original/file-20240202-29-o9dmdc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=401&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/572989/original/file-20240202-29-o9dmdc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=401&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/572989/original/file-20240202-29-o9dmdc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=401&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/572989/original/file-20240202-29-o9dmdc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=504&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/572989/original/file-20240202-29-o9dmdc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=504&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/572989/original/file-20240202-29-o9dmdc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=504&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">L’enjeu de réindustrialisation constitue un autre facteur puissant de divergence au sein de la zone euro.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/european_parliament/35139054432">European Parliament</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
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<p>Une augmentation de l’endettement au niveau européen permettrait de répondre à ce risque de fragmentation accrue. Ceci réclamerait un engagement de plusieurs centaines de milliards de dollars, qui pourraient être financé selon des modalités proches de celles retenues dans le cadre du plan de relance européen <a href="https://next-generation-eu.europa.eu/index_fr">Next Generation EU</a> initié en 2020 (750 milliards d’euros financés par un emprunt au niveau de l’UE), à condition de parvenir à un nouvel accord politique en ce sens.</p>
<h2>La voie des clauses de contenu environnemental</h2>
<p>L’Europe dispose d’un atout qui pourrait être davantage mobilisé : un mix énergétique moins carboné. Le développement de clauses de conditionnalité environnementale – sur le modèle du <a href="https://www.service-public.fr/particuliers/actualites/A16766">nouveau bonus français sur les voitures électriques</a> – apparaît ainsi comme une voie prometteuse pour favoriser la production européenne, tout en respectant le cadre légal de l’UE.</p>
<p>Ces clauses permettent d’atteindre des objectifs proches des clauses de contenu local, en contournant l’interdiction de ces dernières : aucun modèle de voiture électrique produit en Asie, et particulièrement en Chine, n’a ainsi été éligible au bonus écologique français en 2024. S’appuyer sur des clauses de conditionnalité environnementale est aussi une façon de réorienter la commande publique vers la production française et européenne.</p>
<p>Il s’agit d’un enjeu de taille : la commande publique représente de 10 % à 20 % du PIB des pays membres de l’UE. La loi française <a href="https://www.economie.gouv.fr/daj/la-loi-ndeg-2023-973-du-23-octobre-2023-relative-lindustrie-verte-renforce-la-commande-publique">« Industrie verte »</a>, adoptée en octobre 2023, fait un premier pas en ce sens, avec la création d’un label permettant d’intégrer les critères environnementaux dans la commande publique.</p>
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<figure class="align-left zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/570572/original/file-20240122-23-pnbclg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/570572/original/file-20240122-23-pnbclg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/570572/original/file-20240122-23-pnbclg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=305&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/570572/original/file-20240122-23-pnbclg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=305&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/570572/original/file-20240122-23-pnbclg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=305&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/570572/original/file-20240122-23-pnbclg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=384&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/570572/original/file-20240122-23-pnbclg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=384&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/570572/original/file-20240122-23-pnbclg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=384&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<p><em>Cette contribution est publiée en partenariat avec le <a href="https://www.printempsdeleco.fr/">Printemps de l’Économie</a>, cycle de conférences-débats qui se tiendront du mardi 2 au vendredi 5 avril au Conseil économique social et environnemental (Cese) à Paris. Retrouvez ici le <a href="https://www.printempsdeleco.fr/12e-edition-2024">programme complet</a> de l’édition 2024, intitulée « Quelle Europe dans un monde fragmenté ? »</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/221666/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Les montants des investissements européens dans des technologies comme les batteries électriques ou les semi-conducteurs restent limités par rapport à la Chine ou aux États-Unis.Thomas Grjebine, Économiste, Responsable du programme Macroéconomie et finance internationales, CEPIIJérôme Héricourt, Professeur d'économie, conseiller scientifique au CEPII, Université d’Evry – Université Paris-SaclayLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2235052024-02-26T15:53:39Z2024-02-26T15:53:39ZNorthvolt : les citoyens peuvent-ils encore s’opposer à un projet fait au nom de la transition énergétique ?<p>Le 8 février, lors d’un point de presse, le premier ministre François Legault invitait la population québécoise <a href="https://www.journaldequebec.com/2024/02/08/les-quebecois-doivent-changer-dattitude-a-legard-des-grands-projets-dit-legault">à « changer d’attitude » par rapport aux grands projets</a> liés à la transition vers une économie axée sur des technologies à faible émission de GES. </p>
<p>Bien que cette exhortation fasse référence à la <a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/2015219/northvolt-usine-projet-seance-information">mobilisation citoyenne contre le projet d’usine de batteries Northvolt</a>, elle reflète une tendance plus large du gouvernement caquiste voulant que le territoire québécois soit mis au service du développement d’une <a href="https://www.quebec.ca/gouvernement/ministere/economie/publications/developpement-filiere-batterie/a-propos#:%7E:text=Le%20Qu%C3%A9bec%20a%20tout%20ce,approvisionnement%20de%20la%20fili%C3%A8re%20batterie.">« filière batterie »</a>. </p>
<p>Le premier ministre a-t-il raison de rappeler ainsi à l’ordre la société québécoise ? Est-il moralement et politiquement problématique de s’opposer aux projets qui visent à contribuer à la transition énergétique mondiale ?</p>
<p>Dans une récente étude, « Par-delà l’obligation d’exploiter le territoire. Autodétermination des communautés locales et transition énergétique au Québec », à paraître sous peu dans la Revue canadienne de science politique, nous avons étudié et comparé les arguments en faveur et contre des projets d’exploitation du territoire québécois aux fins de la transition énergétique. Notre objectif était d’évaluer dans quelle mesure une opposition citoyenne pouvait être considérée comme légitime dans ce contexte.</p>
<h2>Le Québec, riche en ressources nécessaires à la transition énergétique mondiale</h2>
<p>Si la filière batterie occupe une aussi grande place dans le <a href="https://coalitionavenirquebec.org/fr/blog/2023/09/05/developpement-de-la-filiere-batterie-quebecoise/">plan de développement économique de la Coalition Avenir Québec</a>, c’est notamment parce que le Québec dispose de toutes les ressources pour jouer un rôle de premier plan dans la transition énergétique mondiale. Non seulement est-il possible d’y développer tout l’écosystème économique nécessaire à la production de véhicules électriques, mais son sous-sol minier regorge des <a href="https://www.canada.ca/fr/campagne/mineraux-critiques-au-canada/les-mineraux-critiques-une-occasion-pour-le-canada.html">minéraux critiques</a> pour cette transition, telle que le nickel, le cobalt, le cuivre, le lithium, le graphite et le zinc.</p>
<p>Le <a href="https://www.ledevoir.com/opinion/editoriaux/799142/filiere-batteries-nationalisme-vert-legault">« nationalisme vert »</a> du gouvernement Legault s’inscrit en outre dans une logique de réappropriation collective du territoire dont les bénéfices seraient redirigés vers des programmes sociaux, en faisant une forme de <a href="https://iris-recherche.qc.ca/blogue/environnement-ressources-et-energie/quest-ce-que-lextractivisme/#:%7E:text=Le%20n%C3%A9o%2Dextractivisme%20est%20fonctionnel,enclaves%20d%E2%80%99exploitation%2Fexportation.">« néoextractivisme »</a> à teneur environnementale. Le « néoextractivisme », tout comme l’extractivisme classique, est un modèle de développement économique fondé sur l’extraction de ressources sur un territoire, mais avec la particularité d’inscrire cette exploitation dans un discours politique aux prétentions progressistes.</p>
<h2>La frilosité québécoise à l’égard de la filière batterie</h2>
<p>Bien avant l’arrivée de Northvolt, la question de l’adhésion de la population québécoise se posait déjà en lien avec la <a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1906119/claims-mines-laurentides-lanaudiere-graphite-lithium">prolifération des titres miniers au Québec</a>. </p>
<p>Plusieurs groupes décrient depuis plusieurs années l’importante perte d’habitats (et <a href="https://snapquebec.org/quand-le-regime-minier-devient-un-champ-de-mines/">ses effets sur la biodiversité</a>) occasionnée par ce néoextractivisme québécois. On s’inquiète aussi du fait que les <a href="https://www.lapresse.ca/actualites/environnement/2023-04-20/demandes-d-exclusion-d-activites-minieres/les-villes-se-heurtent-a-quebec.php">communautés locales n’aient pas leur mot à dire</a> dans l’approbation des projets. </p>
<p>Le Québec a récemment connu une <a href="https://www.lapresse.ca/actualites/environnement/2023-10-06/sud-du-quebec/la-hausse-de-claims-miniers-preoccupe-les-citoyens.php">prolifération des titres miniers</a> détenus sur son territoire, hausse qui a suscité une vague de résistance. Et certains projets miniers – comme le projet de <a href="https://lomiko.com/fr/projets/projet-la-loutre/#:%7E:text=Le%20plan%20minier%20pr%C3%A9voit%2021,aux%20exigences%20locales%20du%20site.">mine de graphite La Loutre</a> – ont du même coup provoqué d’<a href="https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/2001689/manifestation-projet-minier-la-loutre-outaouais">importantes mobilisations citoyennes</a>.</p>
<p>Manifestement, que ce soit pour des projets comme Northvolt ou des projets miniers, les développements en lien avec la filière batterie font systématiquement face à de la résistance de la part des communautés locales.</p>
<h2>Le Québec aurait un devoir moral de contribuer à la transition</h2>
<p>À une époque où l’électrification de l’économie est vue <a href="https://www.economist.com/leaders/2023/04/05/the-case-for-an-environmentalism-that-builds">comme une panacée</a>, toute opposition citoyenne aux projets en lien avec la transition énergétique risque d’être dépeinte comme un phénomène de <a href="https://www.iedm.org/sites/default/files/pub_files/note0308_fr.pdf">« pas dans ma cour »</a>. Cette accusation morale attribue aux mouvements d’opposition des motivations égocentriques s’opposant au bien commun. </p>
<p>C’est à cet argumentaire que recourt François Legault : l’opposition aux mines ou aux usines de batteries priverait l’humanité des ressources nécessaires à la transition énergétique. Or, <a href="https://www.lapresse.ca/affaires/portfolio/2024-02-12/energies-renouvelables/le-quebec-ne-peut-pas-se-reposer-sur-ses-lauriers.php?sharing=true">cet argument n’est pas sans fondement</a> : de telles oppositions risquent d’encourager l’<a href="https://multinationales.org/fr/enquetes/cac40-et-climat-au-dela-des-effets-d-annonces/comment-l-europe-et-ses-entreprises-delocalisent-leurs-emissions-de-gaz-a-effet">externalisation de ces industries</a>, exposant davantage des communautés déjà vulnérables aux effets de la crise environnementale.</p>
<p>Selon cette vision, l’exploitation du territoire québécois serait une chose doublement noble, répondant autant aux besoins québécois en matière de financement des services publics qu’aux impératifs planétaires de la lutte contre les changements climatiques. </p>
<p>Doit-on pour autant conclure que les communautés locales n’ont pas la légitimité de s’opposer aux projets liés à la transition énergétique ? </p>
<h2>Les collectivités locales doivent jouir d’une certaine autonomie territoriale</h2>
<p>Les <a href="https://plato.stanford.edu/entries/territorial-rights/">droits sur le territoire</a> sont centraux à l’autonomie des communautés. Les devoirs qu’entretiennent les collectivités locales à l’égard de la crise climatique n’invalident pas complètement leurs revendications légitimes en lien avec les lieux qu’elles habitent. De tels pouvoirs permettent de promouvoir certains besoins et certaines valeurs sociales et de penser leur rapport au territoire d’une manière qui les reflète.</p>
<p>Ces droits ne sont certainement pas absolus, en particulier face à la crise environnementale actuelle. L’imposition de certains projets au nom de la justice sociale et environnementale est parfois tout à fait légitime. Il n’empêche que le fardeau de la justification revient à ceux voulant priver les communautés locales de leur droit de s’opposer aux projets qui dénaturent leur milieu de vie. </p>
<h2>L’« attitude » de la population québécoise en lien avec la filière batterie demeure légitime</h2>
<p>Le paradigme de la transition énergétique présuppose que, par le développement de technologies dites « vertes », l’humanité puisse sortir de la crise climatique sans remettre en question le principe de développement économique. </p>
<p>Mais cette hypothèse est loin de faire consensus. </p>
<p>Parmi les <a href="https://www.ledevoir.com/lire/806617/coup-essai-mensonge-transition-energetique">nombreuses raisons</a> mettant en doute ce postulat, il y a notamment le fait que l’accroissement de la demande finit toujours par rattraper les gains en (éco)efficience (l’ <a href="https://www.pourleco.com/le-dico-de-l-eco/leffet-rebond-paradoxe-de-jevons">« effet rebond »</a>). À ceci s’ajoute la <a href="https://www.systext.org/node/1785">quantité astronomique de déchets</a> générée par l’exploitation des minéraux critiques, venant plomber l’empreinte environnementale de la ruée vers les technologies « vertes ».</p>
<p>Mais surtout, le modèle de la transition énergétique ne remet aucunement en question certaines causes profondes de la crise environnementale. Pensons seulement ici à l’importance de l’automobile dans nos habitudes de vie et nos aménagements urbains. La supériorité du modèle de la transition énergétique – par rapport à d’autres solutions passant par une refonte plus substantielle du modèle de développement économique et territorial québécois – reste donc à démontrer.</p>
<p>La filière batterie se présente certes comme une solution aux inégalités environnementales et à la crise climatique. Mais pour justifier une limite au droit d’une communauté de dire non à un mégaprojet venant perturber son milieu de vie, il faut faire la démonstration que cette stratégie est pleinement crédible, ce à quoi les tenants de la transition énergétique ne sont pas encore parvenus.</p>
<p>La société québécoise peut ainsi conserver en toute légitimité son « attitude » réfractaire – n’en déplaise au premier ministre. L’horizon moral et politique dans lequel s’inscrit la filière batterie devra tôt ou tard faire l’objet d’une véritable délibération publique au Québec.</p>
<p>Le gouvernement Legault a manqué à cette obligation en modifiant les critères d’assujettissement pour éviter un BAPE dans le dossier Northvolt. Il est aussi impératif que la Loi sur les mines soit révisée, comme <a href="https://www.ledroit.com/actualites/politique/2023/05/07/claims-miniers-maite-blanchette-vezina-envisage-de-modifier-la-loi-sur-les-mines-3B2ZLBZ6TFAKZHRHNB65VCCCLU/">semblait l’envisager la ministre des Ressources naturelles et des Forêts, Maïté Blanchette Vézina</a>, en mai 2023.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/223505/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Jérôme Gosselin-Tapp a reçu des financements des organismes subventionnaires et centres de recherche suivants : le CRSH, le CRSNG, le FRQSC, le CSBQ et le Fonds François-et-Rachel-Routhier.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Frédérique Jean a reçu des financements des organismes subventionnaires suivants : le CRSH et le FRQSC. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Léonard Bédard a reçu des financements des organismes subventionnaires et centres de recherche suivants : le CRSH, le FRQSC, le Groupe de recherche interuniversitaire sur normativité (GRIN) et l'Institut d'éthique appliquée de l'Université Laval (IDÉA).</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Sacha-Emmanuel Mossu a reçu des financements du Fonds François-et-Rachel-Routhier, de Mitacs, du Groupe interuniversitaire sur la normativité (GRIN) et de l'Institut d'éthique appliquée de l'Université Laval (IDÉA). </span></em></p>Les communautés locales n’ont guère leur mot à dire dans le développement de projets comme les usines de batteries pour voitures électriques, qui visent à favoriser la transition énergétique mondiale.Jérôme Gosselin-Tapp, Professeur adjoint, Université LavalFrédérique Jean, Candidate à la maîtrise en philosophie, Université LavalLéonard Bédard, Candidat à la maîtrise en philosophie, Université LavalSacha-Emmanuel Mossu, Doctorant en philosophie, Université LavalLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2155802023-11-03T13:35:46Z2023-11-03T13:35:46ZDevriez-vous charger votre téléphone pendant la nuit ? La « surcharge » peut-elle le faire exploser ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/553556/original/file-20231005-25-od3clj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=29%2C44%2C2466%2C1710&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Charger son téléphone pendant la nuit est non seulement inutile, mais accélère également le vieillissement de la batterie.</span> <span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span></figcaption></figure><p>Dans le monde des batteries au lithium-ion, les téléphones intelligents occupent le devant de la scène. Mais elles suscitent aussi un débat permanent : une charge prolongée (ou de nuit) est-elle néfaste pour votre batterie ?</p>
<p>Plusieurs facteurs déterminent la durée de vie d’une batterie de téléphone, notamment ses âges physique et chimique. Ce dernier fait référence à la dégradation progressive de la batterie en raison de variables telles que les fluctuations de température, les schémas de charge et de décharge ainsi que l’utilisation générale.</p>
<p>Avec le temps, le vieillissement chimique des <a href="https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=8720247">batteries au lithium-ion</a> réduit leur capacité de charge, leur durée de vie et leurs performances.</p>
<p><a href="https://support.apple.com/fr-ca/HT208387">Selon</a> Apple :</p>
<blockquote>
<p>Une batterie [iPhone] ordinaire est conçue pour conserver jusqu’à 80 % de sa capacité d’origine au bout de 500 cycles de charge complets dans des conditions d’utilisation normales.</p>
</blockquote>
<p><a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652620354342">Des recherches ont montré</a> qu’une batterie d’un modèle de téléphone intelligent de 2019 pouvait, en moyenne, subir 850 cycles complets de charge/décharge avant de tomber à moins de 80 % de sa capacité. Cela signifie qu’il ne lui reste que <a href="https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7299844">80 %</a> de sa capacité initiale après environ deux à trois ans d’utilisation. À ce stade, elle commence à se décharger beaucoup plus rapidement. </p>
<h2>Devriez-vous charger votre téléphone pendant la nuit ?</h2>
<p>La plupart des téléphones intelligents de nouvelle génération <a href="https://au.anker.com/blogs/chargers/how-long-does-it-take-for-a-phone-to-charge-from-0-100">mettent</a> entre 30 minutes <a href="https://www.androidauthority.com/samsung-galaxy-s23-charging-speed-3287167/">et deux heures</a> pour se recharger complètement.</p>
<p>Les temps de charge varient en fonction de la capacité de la batterie de votre appareil (les plus grandes capacités nécessitant plus de temps) et de <a href="https://batteryuniversity.com/article/bu-409-charging-lithium-ion">la puissance</a> de votre chargeur. </p>
<p>Charger son téléphone pendant la nuit est <a href="https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7299844">non seulement inutile</a>, mais accélère également le vieillissement de la batterie. Les cycles de charge complète (de <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s42341-021-00357-6">0 à 100 %)</a> doivent être évités pour optimiser la durée de vie de votre batterie.</p>
<p><a href="https://www.samsung.com/ae/support/mobile-devices/battery-protection-feature-in-samsung-s23-series/">Samsung</a> déclare que :</p>
<blockquote>
<p>Charger la batterie à 100 % trop fréquemment peut avoir un effet négatif sur sa durée de vie globale.</p>
</blockquote>
<p>De même, le fait de maintenir les <a href="https://support.apple.com/fr-ca/HT208710">iPhone</a> en pleine charge pendant de longues périodes peut compromettre la santé de leur batterie.</p>
<p>Plutôt que de procéder à une charge complète, il est recommandé de charger la batterie jusqu’à <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s42341-021-00357-6">80 %</a> et de ne pas la laisser descendre en dessous de <a href="https://www.samsung.com/uk/support/mobile-devices/how-can-i-optimise-and-extend-the-battery-life-on-my-samsung-galaxy-smartphone/">20 %</a>. </p>
<h2>Votre téléphone peut-il être trop chargé ?</h2>
<p>En théorie, il est possible de surcharger les batteries au lithium-ion. Cela peut entraîner des <a href="https://esa.act.gov.au/be-emergency-ready/lithium-ion-batteries">risques de sécurité</a> tels que la surchauffe ou un incendie. La bonne nouvelle, c’est que la plupart des téléphones modernes sont dotés d’une protection intégrée qui empêche automatiquement la batterie de se recharger à plus de 100 %, évitant ainsi tout dommage dû à la surcharge. </p>
<p>Toutefois, chaque fois qu’une batterie tombe à 99 % (en raison d’applications en cours d’exécution en arrière-plan), elle effectue une <a href="https://whatthetech.tv/what-is-battery-trickle-and-why-is-it-making-your-phone-die/">« charge lente »</a>, c’est-à-dire qu’elle recommence à se charger pour maintenir un état de charge complète.</p>
<p>La charge lente peut user une batterie au fil du temps. C’est pourquoi de nombreux fabricants ont mis en place des fonctions permettant de réguler ce phénomène. Les <a href="https://support.apple.com/fr-ca/HT210512">iPhone</a> d’Apple disposent d’un mécanisme qui peut retarder la charge au-delà de 80 %. Les téléphones Galaxy de <a href="https://www.samsung.com/ae/support/mobile-devices/battery-protection-feature-in-samsung-s23-series/">Samsung</a> offrent la possibilité de plafonner la charge à 85 %.</p>
<h2>Votre téléphone peut-il exploser lors de la charge ?</h2>
<p>Il est très peu probable que votre téléphone intelligent explose en raison de la charge, d’autant plus que la plupart des appareils sont désormais dotés de protections automatiques contre la surcharge.</p>
<p>Pourtant, au fil des ans, nous avons eu vent de <a href="https://www.firstpost.com/india/shocking-school-girl-dies-after-mobile-phone-explodes-in-her-hand-12503252.html">plusieurs</a> <a href="https://www.nbcnews.com/tech/tech-news/samsung-finally-explains-galaxy-note-7-exploding-battery-mess-n710581">cas</a> d’explosion inopinée de téléphones. Cela est généralement <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1952/3/032037/pdf">dû</a> à des défauts de fabrication, à un matériel de mauvaise qualité ou à des dommages physiques.</p>
<p>La surchauffe des batteries de téléphone au lithium-ion <a href="https://www.fire.nsw.gov.au/page.php?id=9389">se produit lorsque</a> la chaleur générée pendant la charge ne parvient pas à se dissiper. Cela peut provoquer des brûlures ou, dans des cas extrêmes, un incendie.</p>
<p>En outre, ces batteries fonctionnent efficacement dans une plage de <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s42341-021-00357-6">température</a> comprise entre 0 °C et 40 °C. Elles peuvent se dilater à des <a href="https://www.mdpi.com/2227-9717/10/6/1192">températures ambiantes plus élevées</a>, ce qui risque de provoquer un incendie.</p>
<p>L’utilisation d’un <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1952/3/032037/pdf">chargeur ou d’un câble inadéquat, défectueux ou de mauvaise qualité</a> peut également entraîner une surchauffe, des risques d’incendie et des dommages au téléphone lui-même.</p>
<h2>Conseils pour améliorer la durée de vie de votre batterie</h2>
<p>Bien que votre téléphone soit probablement doté de mécanismes de sécurité intégrés pour protéger sa batterie, une approche prudente lui permettra de prolonger sa durée de vie. Voici quelques astuces pour préserver la batterie de votre téléphone :</p>
<ol>
<li><p>Installez les dernières mises à jour logicielles pour que votre téléphone bénéficie des améliorations apportées par le fabricant à l’efficacité de la batterie</p></li>
<li><p>Utilisez des chargeurs d’origine ou certifiés, car la puissance délivrée (ampères, volts et watts) par les chargeurs non homologués peut varier et ne pas répondre aux normes de sécurité requises</p></li>
<li><p>Évitez d’exposer votre téléphone à des températures élevées ; <a href="https://www.apple.com/ca/fr/batteries/maximizing-performance/">Apple</a> et <a href="https://www.samsung.com/us/support/answer/ANS00076952/">Samsung</a> affirment que leurs appareils fonctionnent mieux à des températures ambiantes comprises entre 0 °C et 35 °C</p></li>
<li><p>Limitez votre charge à 80 % de la capacité totale et ne la laissez pas descendre en dessous de 20 %</p></li>
<li><p>Ne laissez pas votre téléphone en charge pendant une période prolongée, par exemple pendant la nuit, et déconnectez-le de la source d’alimentation si la batterie atteint 100 %</p></li>
<li><p>Gardez votre téléphone dans un endroit <a href="https://support.apple.com/fr-ca/guide/iphone/iph301fc905/ios">bien ventilé</a> lorsqu’il est en charge et évitez de le placer, tout comme le chargeur, sous une couverture, un oreiller ou votre corps lorsqu’il est connecté à une source d’énergie</p></li>
<li><p>Surveillez la santé et l’utilisation de votre batterie afin d’identifier des tendances inhabituelles, telles qu’un temps de charge excessif ou une décharge rapide</p></li>
<li><p>Si vous remarquez que votre téléphone chauffe excessivement ou que son dos est bombé ou gonflé, faites appel à un centre de service autorisé pour une vérification et une réparation</p></li>
</ol>
<p>Si vous souhaitez obtenir des informations précises sur votre téléphone et votre batterie, le mieux est de suivre les instructions du fabricant.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/215580/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Ritesh Chugh ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Voici huit conseils pour optimiser la durée de vie de votre batterie de téléphone.Ritesh Chugh, Associate Professor - Information and Communications Technology, CQUniversity AustraliaLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2162882023-11-01T17:16:34Z2023-11-01T17:16:34ZLa transition énergétique reste conditionnée à la souveraineté industrielle en Europe<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/555583/original/file-20231024-17-8f00na.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&rect=4%2C22%2C1066%2C695&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le coût de production des panneaux photovoltaïques a été divisé par 10&nbsp;ans 10&nbsp;ans.
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Parc_de_centrales_solaires_photovolta%C3%AFques_de_la_Colle_des_M%C3%A9es#/media/Fichier:Panneaux_PhotV_Les_M%C3%A9es.JPG">Christian Pinatel de Salvator/Wikimedia commons</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>L’objectif de souveraineté technologique s’impose de plus en plus à tout pays dit « moderne » ou s’en réclamant. Cette « capacité d’un État à développer l’accès et fournir aux citoyens et entreprises les <a href="https://www.isi.fraunhofer.de/content/dam/isi/dokumente/publikationen/technology_sovereignty.pdf">technologies dont ils ont besoin</a> », pour reprendre la définition de l’institut allemand Fraunhofer, est en effet censée favoriser la croissance de son économie et renforcer son autonomie stratégique.</p>
<p>En matière de politique énergétique, cette souveraineté technologique doit alors intégrer et faciliter l’atteinte de <a href="https://theconversation.com/guerre-en-ukraine-50-ans-apres-un-choc-energetique-de-lampleur-des-chocs-petroliers-178627">trois objectifs souvent opposés entre eux</a>. On parle alors de <a href="https://trilemma.worldenergy.org/">« trilemme énergétique »</a> que l’on peut résumer de la manière suivante :</p>
<ul>
<li><p><strong>Sécurité</strong>, pour garantir un approvisionnement fiable des besoins, en limitant les dépendances à des pays ou sociétés fournisseurs externes trop dominantes.</p></li>
<li><p><strong>Compétitivité</strong>, pour garantir l’accès à tous et sur longue période à une énergie abondante et bon marché.</p></li>
<li><p><strong>Environnement</strong>, afin de limiter les émissions de gaz à effet de serre (GES) et pollutions liées à la production et consommation d’énergie dans les différents secteurs de l’économie (énergie, industrie, transport, bâtiment, etc.).</p></li>
</ul>
<p>Les politiques pour atteindre la souveraineté technologique doivent ainsi permettre de décarboner l’économie, tout en garantissant l’accès à une énergie bon marché et en limitant les dépendances extérieures.</p>
<p>Comment faire ? Pour répondre à cette question, il s’agit d’abord de rappeler le contexte. Ces 10 dernières années, les politiques européennes de transition énergétique ont favorisé un développement rapide et étendu de <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A52023PC0161">l’accès aux technologies favorables à la transition énergétique</a>, principalement dans les « nouvelles » énergies renouvelables (solaire photovoltaïque et éolien en tête, et plus récemment sur les batteries lithium-ion pour véhicules électriques). Cet essor a été notamment favorisé par le marché unique européen, <a href="https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Renewable_energy_statistics">accélérateur du libre-échange international</a>.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/batteries-lue-cherche-lequilibre-entre-ouverture-aux-marches-et-souverainete-technologique-210005">Batteries : l’UE cherche l’équilibre entre ouverture aux marchés et souveraineté technologique</a>
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<p>Or, les politiques d’innovation technologique menées n’ont pas permis (à l’exception notable de l’éolien, néanmoins menacé) le développement d’un accès élargi à des technologies d’origine européenne, souvent bien <a href="https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/panneaux-solaires-le-cri-dalarme-des-derniers-producteurs-europeens-1980112">moins compétitives que celles importées d’Asie</a>, Chine en tête. Ainsi, ce développement s’est appuyé sur des technologies importées sous forme d’équipements fabriqués en masse en Asie, Chine en particulier, qui a nettement renforcé la dépendance technico-économique de l’UE, en particulier sur le <a href="https://www.bruegel.org/analysis/cleantech-manufacturing-where-does-europe-really-stand-0">solaire photovoltaïque et les batteries pour véhicules électriques</a>.</p>
<h2>Une opportunité de réindustrialisation</h2>
<p><a href="https://www.washingtonpost.com/business/energy/2023/03/18/climate-change-europe-s-green-policy-will-hurt-its-energy-security/e3e914f4-c600-11ed-82a7-6a87555c1878_story.html">Pourquoi, dès lors, ne pas se contenter d’importer ces technologies d’Asie</a>, Chine en particulier, l’industrie de masse probablement la plus efficace au monde ? Deux arguments principaux peuvent être opposés ici : d’abord, pouvoir limiter le danger, ou risque de surdépendance économique et politique à un pays pas forcément « ami », avec des ambitions de domination mondiale comme pour la Chine. Cet objectif de leadership justifie un besoin évident de diversification en matière de fournisseurs, dont des productions en partie localisées au sein de l’UE.</p>
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<p>En outre, la crise du gaz née de l’invasion russe en Ukraine en février 2022 a bien démontré la réalité du <a href="https://www.connaissancedesenergies.org/afp/climat-le-gaz-naturel-energie-de-transition-ou-fausse-solution-191122">risque d’approvisionnement sur une énergie primaire</a> (dite « de transition » parfois), potentiellement démultiplié sur les technologies de la transition énergétique. Il s’agit donc d’investir en Europe pour limiter ce risque de dépendance énergétique tout en sécurisant et diversifiant l’approvisionnement en métaux rares, <a href="https://www.usinenouvelle.com/article/les-technologies-vertes-une-industrie-de-630-milliards-de-dollars-par-an-en-2030-a-reconquerir.N2085921">essentiels pour les technologies de transition énergétique</a>. Dit autrement, de payer une « assurance industrielle » pour réduction du risque de souveraineté énergétique en Europe.</p>
<p>Deuxièmement, la transition énergétique peut constituer une formidable opportunité de réindustrialisation pour favoriser la croissance d’activités et d’emplois à valeur ajoutée élevée, comme l’ont bien compris <a href="https://www.usinenouvelle.com/article/aux-etats-unis-le-plan-energies-renouvelables-fait-decoller-les-investissements.N2038572">Américains</a> et <a href="https://www.banquemondiale.org/fr/news/press-release/2022/10/12/china-s-transition-to-a-low-carbon-economy-and-climate-resilience-needs-shifts-in-resources-and-technologies">Chinois</a>, et en totale cohérence avec l’objectif premier de souveraineté technologique.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1566773621464391683"}"></div></p>
<p>Ainsi concilier souveraineté technologique et transition énergétique exige de réintroduire davantage de politique industrielle européenne.</p>
<h2>Un besoin élevé d’investissement</h2>
<p>Cette exigence apparaît en outre d’autant plus cruciale que la transition énergétique repose essentiellement sur des technologies matures fortement industrialisées. Plus que des technologies « de pointe », la transition énergétique repose en effet sur des équipements qui doivent être fabriqués à grande échelle, ce qui permettra de les rendre plus accessibles en faisant baisser les coûts de production.</p>
<p>On a en effet clairement observé ces effets des volumes sur les prix ces dernières années dans le développement du solaire photovoltaïque et des batteries lithium-ion au niveau mondial. Dans les deux cas, le coût de production des équipements pour produire un watt a été divisé environ par 10 ans en 10 ans tandis que les capacités de production étaient de leur côté multipliées par 10.</p>
<p><iframe id="wqWsd" class="tc-infographic-datawrapper" src="https://datawrapper.dwcdn.net/wqWsd/2/" height="400px" width="100%" style="border: none" frameborder="0"></iframe></p>
<p><iframe id="pbDCg" class="tc-infographic-datawrapper" src="https://datawrapper.dwcdn.net/pbDCg/3/" height="400px" width="100%" style="border: none" frameborder="0"></iframe></p>
<p><iframe id="eN7qW" class="tc-infographic-datawrapper" src="https://datawrapper.dwcdn.net/eN7qW/2/" height="400px" width="100%" style="border: none" frameborder="0"></iframe></p>
<p><iframe id="f3wvS" class="tc-infographic-datawrapper" src="https://datawrapper.dwcdn.net/f3wvS/2/" height="400px" width="100%" style="border: none" frameborder="0"></iframe></p>
<p>Ainsi, l’innovation nécessaire semble de l’ordre de l’« incrémentale » (par touches successives) plus que « de rupture », ce qui <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421518305901">nécessite des investissements élevés</a> et stables sur long terme que seule une politique industrielle peut assurer.</p>
<p>À noter que le pilotage de la transition et management de l’énergie à base de numérique et service, en lien avec l’évolution des réseaux vers plus de flexibilité (« smart grids »), <a href="https://agirpourlatransition.ademe.fr/entreprises/demarche-decarbonation-industrie/agir/structurer-demarche/mettre-en-place-systeme-management-energie">échappent à cette contrainte industrielle</a>, avec d’importants atouts européens à valoriser (réseaux, industrie et régulations).</p>
<p>Au bilan, concilier souveraineté technologique et transition énergétique exige de réintroduire davantage de politique industrielle de l’UE, sans pour autant abandonner les avantages de son marché unique. C’est pourquoi les grands groupes industriels privés, Européens en priorité, sont incités aujourd’hui à participer directement au développement d’une industrie européenne de la transition énergétique, notamment <a href="https://www.lesechos.fr/idees-debats/cercle/opinion-les-airbus-de-ceci-ou-de-cela-nouvelle-generation-1346507">sous forme d’alliances</a>. Cette capacité à attirer et sécuriser davantage les financements privés de long terme, font partie des <a href="https://www.lemonde.fr/idees/article/2020/10/23/energies-renouvelables-ce-sont-les-etats-unis-qui-vont-probablement-encore-gagner-la-course_6057105_3232.html">bases d’une nouvelle politique industrielle européenne</a>.</p>
<p>En mars dernier, la Commission européenne a fait un pas supplémentaire en ce sens en adoptant le projet <a href="https://single-market-economy.ec.europa.eu/publications/net-zero-industry-act_en">« Net-zero Industry Act »</a> (NZIA), en réaction aux politiques protectionnistes entrées en vigueur aux États-Unis avec <a href="https://theconversation.com/linflation-reduction-act-americain-un-danger-pour-la-production-automobile-hexagonale-204417">l’Inflation Reduction Act</a>. Une preuve qu’à Bruxelles, les dirigeants européens ont parfaitement compris que la transition énergétique irait de pair avec la souveraineté technologique et industrielle.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/216288/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Fabrice Arroyo ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Le développement de technologies comme le solaire photovoltaïque ou les batteries lithium-ion repose actuellement sur une dépendance économique européenne vis-à-vis de l’Asie.Fabrice Arroyo, Responsable Mastère Énergie, Grenoble École de Management (GEM)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2152242023-10-18T17:03:13Z2023-10-18T17:03:13ZComment réduire le risque incendie posé par les batteries lithium-ion ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/552621/original/file-20231007-27-fz8jzx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Voiture électrique en charge</span> <span class="attribution"><span class="source">Mike Bird / Pexels</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span></figcaption></figure><p>Dans notre monde peuplé d’appareils électroniques, les batteries rechargeables lithium-ion sont partout. Par rapport aux batteries au plomb, qui ont dominé le marché pendant des décennies, elles présentent plusieurs avantages, comme une charge plus rapide et une densité énergétique plus élevée à poids égal.</p>
<p>De quoi rendre nos gadgets électroniques et nos voitures électriques plus légers et plus durables, au prix de quelques inconvénients. Car ces batteries contiennent plus d’énergie : si elles prennent feu, elles brûlent jusqu’à ce que toute l’énergie stockée soit libérée. Sauf qu’une telle libération soudaine d’énergie peut occasionner des explosions graves, sources de dégâts matériels et humains.</p>
<p>En tant que scientifiques spécialistes de la <a href="https://scholar.google.com/citations?user=jCXInTYAAAAJ&hl=en">production d’énergie</a>, de son <a href="https://scholar.google.com/citations?user=KsW8rMMAAAAJ&hl=en">stockage</a>, de sa <a href="https://scholar.google.com/citations?user=z7C3_h8AAAAJ&hl=en">conversion</a>, ainsi que l’<a href="https://scholar.google.com/citations?user=4WwXknoAAAAJ&hl=en">ingénierie automobile</a>, nous nous intéressons de près au développement de batteries à la fois de forte densité énergétique et sûres. Or, nous voyons des signes encourageants montrant que les fabricants de batteries progressent vers la résolution de ce problème technique important.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/yRPW8zN_c0E?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Éviter de surcharger ses appareils est un bon moyen pour réduire le risque d’incendie des batteries lithium-ion.</span></figcaption>
</figure>
<h2>Un nouveau type de risque incendie</h2>
<p>Le transport urbain est en train de subir une transformation majeure vers l’électrification. Alors que les villes du monde entier se préoccupent de plus en plus du changement climatique et de la qualité de l’air, les <a href="https://theconversation.com/boosting-ev-market-share-to-67-of-us-car-sales-is-a-huge-leap-but-automakers-can-meet-epas-tough-new-standards-203663">véhicules électriques</a> sont désormais sur le devant de la scène.</p>
<p><em>[Plus de 85 000 lecteurs font confiance aux newsletters de The Conversation pour mieux comprendre les grands enjeux du monde. <a href="https://memberservices.theconversation.com/newsletters/?nl=france&region=fr">Abonnez-vous aujourd’hui</a>]</em></p>
<p>Dans le même temps, les vélos et scooters électriques transforment eux aussi les transports urbains en offrant des moyens pratiques et à faible émission de carbone pour naviguer dans les rues encombrées et réduire les embouteillages. Entre 2010 et 2022, les vélos et scooters électriques partagés (ceux appartenant à des réseaux de location) ont représenté <a href="https://nacto.org/2022/12/01/half-a-billion-rides-on-shared-bikes-and-scooters/">plus d’un demi-milliard de trajets</a> dans les villes américaines. Les vélos électriques privés viennent s’ajouter à ce total : en 2021, <a href="https://www.nationalgeographic.com/environment/article/electric-bike-sustainable-transportation">plus de 880 000 vélos électriques ont été vendus aux États-Unis</a>, contre 608 000 voitures et camions électriques.</p>
<p>Les véhicules électriques (VE) représentent une <a href="https://www.vox.com/the-highlight/2023/1/17/23470878/tesla-fires-evs-florida-hurricane-batteries-lithium-ion">petite partie</a> des incendies de voitures, mais <a href="https://www.cbsnews.com/news/lithium-ion-battery-fires-electric-cars-bikes-scooters-firefighters/">il est difficile pour les pompiers de contrôler les incendies de VE</a>. En règle générale, un incendie de VE brûle à environ 2 760 °C, alors qu’un véhicule à essence en feu brûle à 815 °C. Il faut environ 2 000 gallons d’eau – soit environ 7,5 mètres cubes d’eau – pour éteindre un véhicule à essence en feu. Dans certains cas, le contrôle d’un feu de VE peut demander <a href="https://www.bostonglobe.com/2023/01/20/metro/tesla-fire-takes-over-two-hours-20000-gallons-water-extinguish-after-wakefield-crash-police-say/">10 fois plus d’eau</a>.</p>
<p>Il s’agit d’une préoccupation majeure dans les grandes villes où les véhicules électriques sont populaires. Les services d’incendie de New York et de San Francisco déclarent ainsi avoir traité <a href="https://www.cbsnews.com/news/lithium-ion-battery-fires-electric-cars-bikes-scooters-firefighters/">plus de 660 incendies</a> impliquant des batteries lithium-ion depuis 2019. À New York, ces incendies ont causé <a href="https://www.nyc.gov/office-of-the-mayor/news/195-23/mayor-adams-plan-combat-lithium-ion-battery-fires-promote-safe-electric-micromobility#/0">12 décès et plus de 260 blessés</a> de 2021 à début 2023. Il y a un besoin clair d’améliorer les pratiques de manipulation et de charge des batteries, ainsi que de mettre en œuvre des améliorations techniques.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/549854/original/file-20230924-27-qr7gss.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Un vélo électrique avec un sac Uber Eats accroché au guidon à côté d’un bâtiment." src="https://images.theconversation.com/files/549854/original/file-20230924-27-qr7gss.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/549854/original/file-20230924-27-qr7gss.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/549854/original/file-20230924-27-qr7gss.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/549854/original/file-20230924-27-qr7gss.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/549854/original/file-20230924-27-qr7gss.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/549854/original/file-20230924-27-qr7gss.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/549854/original/file-20230924-27-qr7gss.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Les vélos électriques sont populaires pour les services de livraison urbaine, ce qui signifie que de nombreux utilisateurs en dépendent pour leurs revenus.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.gettyimages.com/detail/news-photo/uber-eats-electric-bike-parked-on-sidewalk-manhattan-new-news-photo/1428511600">Lindsey Nicholson/UCG/Universal Images Group via Getty Images</a></span>
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</figure>
<h2>Plusieurs batteries électriques par voiture électrique</h2>
<p>Pour comprendre les incendies de batteries lithium-ion, il est important de rappeler quelques principes de base. Une batterie contient des produits chimiques qui contiennent de l’énergie, avec une séparation entre ses deux électrodes. Elle fonctionne en <a href="https://engineering.mit.edu/engage/ask-an-engineer/how-does-a-battery-work/">convertissant cette énergie chimique en électricité</a>.</p>
<p>Les deux électrodes d’une batterie sont entourées d’un électrolyte, une substance qui permet à une charge électrique de circuler entre les deux bornes. Dans une batterie lithium-ion, ce sont les ions lithium qui portent la charge électrique. Lorsqu’un appareil est connecté à une batterie, des réactions chimiques se produisent aux électrodes et créent un flux d’électrons dans le circuit électrique externe qui alimente l’appareil.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/549855/original/file-20230924-27-91vn7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Infographie montrant les éléments d’une batterie lithium-ion" src="https://images.theconversation.com/files/549855/original/file-20230924-27-91vn7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/549855/original/file-20230924-27-91vn7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=564&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/549855/original/file-20230924-27-91vn7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=564&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/549855/original/file-20230924-27-91vn7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=564&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/549855/original/file-20230924-27-91vn7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=708&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/549855/original/file-20230924-27-91vn7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=708&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/549855/original/file-20230924-27-91vn7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=708&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Lorsqu’une batterie lithium-ion fournit de l’énergie à un appareil, les ions lithium (atomes porteurs d’une charge électrique) se déplacent de l’anode à la cathode. Les ions se déplacent en sens inverse lors de la recharge.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://flic.kr/p/8Erh2x">Argonne National Laboratory/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/">CC BY-NC-SA</a></span>
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</figure>
<p>Les téléphones portables et les appareils photo numériques peuvent fonctionner avec une seule batterie, mais une voiture électrique a besoin de beaucoup plus d’énergie et de puissance. En fonction de sa conception, un véhicule électrique peut contenir des <a href="https://www.samsungsdi.com/column/all/detail/54344.html">dizaines, voire des milliers de petites batteries individuelles</a>, appelées cellules. Les cellules sont regroupées en ensembles appelés modules, qui sont à leur tour assemblés en packs. Un véhicule électrique standard contient un grand bloc-batterie avec de nombreuses cellules à l’intérieur.</p>
<h2>Ce qui cause le départ de feu</h2>
<p>Généralement, un incendie de batterie <a href="https://doi.org/10.1038/s41557-023-01254-6">commence dans une seule cellule</a> au sein d’un bloc-batterie. Une batterie peut s’enflammer pour trois raisons principales :</p>
<ul>
<li><p>un dommage mécanique, tel qu’un écrasement ou un percement lors d’une collision entre véhicules,</p></li>
<li><p>un dommage électrique dû à un <a href="https://www.thespruce.com/what-causes-short-circuits-4118973">court-circuit</a> externe ou interne,</p></li>
<li><p>ou encore une surchauffe.</p></li>
</ul>
<p>Les courts-circuits des batteries peuvent être causés par une mauvaise manipulation ou par des réactions chimiques indésirables à l’intérieur de la cellule. Lorsque les batteries lithium-ion sont chargées trop rapidement, les réactions chimiques peuvent produire des aiguilles de lithium très pointues appelées dendrites sur l’anode (l’électrode avec une charge négative). Elles finissent par pénétrer le séparateur et atteindre l’autre électrode, ce qui provoque un court-circuit interne de la batterie.</p>
<p>De tels courts-circuits chauffent la cellule de la batterie à plus de 100 °C (212°F). La température de la batterie augmente d’abord lentement, puis d’un seul coup, atteignant sa température maximale en une seconde environ.</p>
<p>Un autre facteur qui rend les incendies de batteries lithium-ion difficiles à gérer est la production d’oxygène. Lorsque les oxydes métalliques de la cathode d’une batterie, ou une électrode chargée positivement sont chauffés, ils <a href="https://www.osti.gov/servlets/purl/1526722">se décomposent et libèrent de l’oxygène gazeux</a>. Les incendies ont besoin d’oxygène pour brûler, de sorte qu’une batterie capable de produire de l’oxygène peut entretenir un incendie.</p>
<p>En raison de la nature de l’électrolyte, une augmentation de 20 % de la température d’une batterie lithium-ion va aussi accélérer certaines réactions chimiques indésirables, ce qui va en retour dégager un excès de chaleur. Cette chaleur va faire augmenter la température de la batterie, ce qui accélère encore davantage les réactions. L’augmentation de la température de la batterie accroît le taux de réaction, créant un processus appelé <a href="https://spectrum.ieee.org/first-xray-views-into-overheating-lithiumion-batteries">emballement thermique</a>. Lorsque ce phénomène se produit, la température d’une pile peut passer de 100 °C à 1000 °C en une seconde.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/kHTlVmBbnPA?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">En cas d’emballement thermique, une batterie lithium-ion entre dans un état d’autoéchauffement incontrôlable qui peut conduire à un incendie ou à une explosion.</span></figcaption>
</figure>
<h2>Comment limiter l’emballement thermique</h2>
<p>Les méthodes pour assurer la sécurité des batteries peuvent se concentrer sur le suivi des conditions extérieures ou intérieures de la batterie. La protection extérieure implique en général l’utilisation de dispositifs électroniques tels que des capteurs de température et des soupapes de pression pour s’assurer que la batterie n’est pas soumise à une chaleur ou à une contrainte susceptible de provoquer un accident.</p>
<p>Cependant, ces mécanismes vont augmenter la taille et le poids des batteries, ce qui peut réduire les performances de l’appareil qu’elle alimente (<em>si le véhicule doit déplacer un poids de batterie plus élevé, ndlt</em>). De plus, ils ne sont pas toujours fiables en cas de températures ou de pressions extrêmes, comme celles produites lors d’un accident de voiture.</p>
<p>Les stratégies de protection interne, de leur côté, se concentrent sur l’utilisation d’équipements à sécurité intrinsèque. Cette approche permet de traiter les risques à la source.</p>
<p>Pour réduire l’intensité de l’emballement thermique d’une batterie, il faut une donc une <a href="https://doi.org/10.1016/j.ensm.2017.05.013">combinaison d’améliorations logicielles et matérielles</a>. Les scientifiques travaillent à la mise au point de cathodes qui libèrent moins d’oxygène lorsqu’elles se décomposent, d’électrolytes non inflammables, <a href="https://doi.org/10.1007/s40820-023-01178-3">d’électrolytes à l’état solide</a> qui ne s’enflamment pas et peuvent également contribuer à réduire la croissance des dendrites, et enfin de séparateurs qui peuvent <a href="https://doi.org/10.1002/adma.202302280">résister à des températures élevées sans fondre</a>.</p>
<p>Une autre solution est déjà utilisée : les <a href="https://www.synopsys.com/glossary/what-is-a-battery-management-system.html">systèmes de gestion des batteries, ou BMS (Battery Management System)</a>. Il s’agit d’équipements matériels et de logiciels intégrés dans les batteries qui peuvent surveiller les paramètres vitaux de la batterie, tels que l’état de charge, la pression interne et la température des cellules de la batterie.</p>
<p>Tout comme un médecin se base sur les symptômes d’un patient pour diagnostiquer et traiter sa maladie, les BMS peuvent diagnostiquer les problèmes au sein du bloc-batterie et prendre des décisions autonomes pour éteindre les batteries présentant des points chauds, ou pour modifier la répartition de la charge afin qu’aucune batterie individuelle ne devienne trop chaude.</p>
<p>La composition chimique des batteries évolue rapidement, de sorte que les conceptions les plus récentes vont demander le développement de nouveaux BMS. De nombreux producteurs de batteries <a href="https://www.graphene-info.com/nanotech-energy-soteria-battery-innovation-group-and-voltaplex-energy-join">forment des partenariats</a> qui rassemblent des fabricants ayant des compétences complémentaires afin de relever ce défi.</p>
<p>Les utilisateurs peuvent également prendre des mesures pour <a href="https://www.usfa.fema.gov/prevention/vehicle-fires/electric-vehicles/">maximiser la sécurité</a> de leurs équipements, par exemple :</p>
<ul>
<li><p>Utiliser l’équipement de charge et les prises recommandés par le fabricant, et évitez de surcharger ou de laisser un VE branché pendant la nuit.</p></li>
<li><p>Inspecter régulièrement la batterie pour détecter tout signe de dommage ou de surchauffe.</p></li>
<li><p>Garer le véhicule <a href="https://www.latimes.com/business/story/2023-07-13/how-a-heat-wave-will-hurt-your-ev-battery">loin d’un environnement trop chaud ou trop froid</a> – par exemple, garez-vous à l’ombre pendant les vagues de chaleur – pour éviter que la batterie ne subisse un stress thermique.</p></li>
<li><p>Enfin, en cas de collision ou d’accident impliquant un VE, suivez les protocoles de sécurité du fabricant et débrancher la batterie si possible afin de minimiser les risques d’incendie ou d’électrocution.</p></li>
</ul><img src="https://counter.theconversation.com/content/215224/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Les batteries au lithium-ion sont partout, des vélos aux voitures électriques. Et posent de nouveaux risques d’incendie, voire d’explosion, en cas de dommage ou de surchauffe. Comment y faire face ?Apparao Rao, Professor of Physics, Clemson UniversityBingan Lu, Associate Professor of Physics and Electronics, Hunan UniversityMihir Parekh, Postdoctoral Fellow in Physics and Astronomy, Clemson UniversityMorteza Sabet, Research Assistant Professor of Automotive Engineering, Clemson UniversityLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2115962023-08-18T12:57:20Z2023-08-18T12:57:20ZVoici pourquoi il faut retirer son ordinateur portable de son sac lors du contrôle de sécurité à l’aéroport<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/542674/original/file-20230714-15-diyhpf.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&rect=69%2C688%2C5742%2C2884&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">La sécurité dans les aéroports a drastiquement changé après les attentats terroristes du 11 septembre 2001 aux États-Unis.</span> <span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span></figcaption></figure><p>Quiconque a pris l’avion au cours des dix dernières années sait à quel point les aéroports peuvent être une source de stress.</p>
<p>Imaginez la scène. Vous avez quitté votre domicile trop tard. Dans votre course effrénée pour atteindre votre porte d’embarquement, vous être ralenti par le contrôle de sécurité. Et comme si ce n’était pas assez, les employés vous lancent : </p>
<blockquote>
<p>Les ordinateurs portables doivent être retirés des sacs, s’il vous plaît.</p>
</blockquote>
<p>Mais quel est le rapport entre votre ordinateur portable et la sécurité ?</p>
<h2>Le jour qui a changé le transport aérien pour toujours</h2>
<p>La sécurité dans les aéroports a changé radicalement à la suite des attentats terroristes du 11 septembre 2001 aux États-Unis. Avant le 11 septembre, il était possible de passer la sécurité avec un <a href="https://www.npr.org/2021/09/10/1035131619/911-travel-timeline-tsa">couteau avec une lame de 15 cm</a>. C’est d’ailleurs de cette manière que les auteurs des attentats du 11 septembre <a href="https://www.npr.org/2021/09/10/1035131619/911-travel-timeline-tsa">ont embarqué leurs armes à bord</a>.</p>
<p>Après le 11 septembre, les protocoles de contrôle ont changé du jour au lendemain. Et ce, dans le monde entier. Aux États-Unis, les entreprises de sécurité privées dont les employés étaient payés au salaire minimum ont été remplacées par un programme fédéral comprenant du personnel de sécurité hautement qualifié. Tout ce qui pouvait être <a href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnhum.2013.00654/full">considéré comme une arme</a> était confisqué.</p>
<p>Dans le monde entier, les voyageurs ont soudain été contraints de <a href="https://books.google.com.au/books?hl=en&lr=&id=6hBnJ-1hRp0C">retirer leurs chaussures</a>, leurs ceintures et leurs vêtements d’extérieur, ainsi que leurs téléphones, leurs ordinateurs portables, leurs liquides et tout ce qui pouvait être utilisé comme élément d’un engin explosif improvisé.</p>
<p>Ces procédures ont duré plusieurs années. Des méthodes de contrôle <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212478013000944">plus avancées</a> ont par la suite été mises au point pour identifier efficacement certaines menaces. Aujourd’hui, dans certains pays, il n’est plus nécessaire d’enlever ses chaussures pour passer les contrôles de sécurité.</p>
<p>Dans ce cas, pourquoi faut-il encore sortir son ordinateur portable de son sac ?</p>
<h2>Les scanners aéroportuaires ont beaucoup évolué</h2>
<p>La machine par laquelle passent vos sacs et vos appareils électroniques est un scanner à rayons X. </p>
<p>La raison principale pour laquelle vous devez sortir votre ordinateur portable de votre sac réside dans le fait que sa <a href="https://www.smh.com.au/traveller/reviews-and-advice/why-do-i-have-to-remove-my-laptop-from-my-bag-at-the-airport-xray-machine-20170320-gv1vqs.html">batterie</a> et autres composants mécaniques sont trop denses pour que les rayons X puissent les pénétrer de manière efficace, surtout si la technologie est moins récente. Il en va de même pour les câbles d’alimentation et les autres appareils électroniques tels que les tablettes et les appareils photo.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/537439/original/file-20230714-21-x0ojbc.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/537439/original/file-20230714-21-x0ojbc.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/537439/original/file-20230714-21-x0ojbc.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/537439/original/file-20230714-21-x0ojbc.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/537439/original/file-20230714-21-x0ojbc.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/537439/original/file-20230714-21-x0ojbc.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/537439/original/file-20230714-21-x0ojbc.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/537439/original/file-20230714-21-x0ojbc.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">En raison de la taille et de la composition des composants de votre ordinateur portable, les rayons X ne peuvent pas les pénétrer aussi bien que d’autres matériaux.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Si ces appareils sont présents dans votre sac, il n’est pas possible pour les agents de sécurité de déterminer s’il y a un risque. Ils sont alors contraints de signaler le sac pour une fouille physique, ce qui ralentit le processus. Il est donc plus facile de retirer tous les appareils dès le départ.</p>
<p>Un ordinateur portable à l’intérieur d’un sac peut également dissimuler d’autres objets qui pourraient être dangereux. Le fait de le scanner séparément permet de voir ses composants internes sur l’écran. Dans certains cas, il peut même vous être demandé de l’allumer pour prouver qu’il s’agit bien d’un ordinateur fonctionnel.</p>
<p>Grâce aux nouvelles technologies de balayage à vues multiples, les agents de sécurité peuvent analyser le sac sous plusieurs angles afin de déterminer si un objet est dissimulé ou déguisé. Par exemple, des personnes ont essayé de <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212478013000944">mélanger des pièces d’armes à feu</a> avec d’autres objets pour tenter de passer le contrôle sécurité. </p>
<p>Certains aéroports ont mis en place un <a href="https://www.smh.com.au/traveller/inspiration/no-more-removing-liquids-and-gels-laptops-at-melbourne-airport-as-new-scanners-installed-20191002-h1ijdf.html">scanner 3D</a> qui permet aux voyageurs de faire passer leurs bagages au contrôle de sécurité sans avoir à retirer leur ordinateur portable. Si l’on ne vous demande pas d’ôter le vôtre de votre sac, c’est probablement parce que l’un de ces systèmes dispendieux est utilisé.</p>
<p>Mais le perfectionnement de la technologie n’éliminera pas les délais engendrés par les contrôles dans les aéroports. La raison qui explique que ces contrôles représentent un goulot d’étranglement majeur est liée à la vitesse à laquelle le personnel scanne les images (ce qui dicte la <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212478013000944">vitesse du tapis roulant</a>).</p>
<p>En attendant de trouver un moyen d’automatiser l’ensemble du processus et de l’exécuter avec une supervision humaine minimale, il faut s’attendre à des retards.</p>
<h2>Et les scanners corporels dans tout ça ?</h2>
<p>Mais vos bagages ne sont pas les seuls à être scannés au contrôle de sécurité de l’aéroport. Vous l’êtes aussi ! </p>
<p>Le grand cadre par lequel vous passez est un <a href="https://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/airport-security3.htm">détecteur de métaux</a>. Son utilité est de découvrir des armes ou autres objets illégaux qui pourraient être dissimulés sous vos vêtements. Les détecteurs de métaux des aéroports utilisent des radiations non ionisantes, ce qui signifie qu’ils n’émettent pas de rayons X. </p>
<p>En revanche, les scanners corporels de plus grande taille sont un type de machine à rayons X. Ils peuvent être <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212478013000944">actifs ou passifs</a>, ou une combinaison des deux.</p>
<p>Les scanners passifs détectent simplement les radiations naturelles émises par votre corps et tout objet qui pourrait être dissimulé. Les scanners actifs émettent des radiations de faible énergie pour créer un scan de votre corps, qui peut ensuite être analysé. </p>
<p>Le type de machine que vous traversez dépend de l’endroit où vous vous trouvez. Par exemple, les scanners à rétrodiffusion, qui émettent des rayons X, étaient autrefois <a href="https://electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/backscatter-x-ray.htm">largement utilisés</a> aux États-Unis. Ils ne le sont plus aujourd’hui. Ce type d’appareil actif est également interdit <a href="https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/securite-et-risque-pour-sante/radiation/sources-rayonnements-quotidien/scanners-corporels-aeroports.html">au Canada</a>, en <a href="https://www.homeaffairs.gov.au/about-us/what-we-do/travelsecure/passenger-screening">Australie</a> et <a href="https://www.forbes.com/sites/daviddisalvo/2011/11/15/europe-bans-airport-body-scanners-over-health-and-safety-concerns/">dans l’Union européenne</a>.</p>
<p>Un autre type de scanner émet des <a href="https://science.howstuffworks.com/backscatter-machines-vs-millimeter-wave-scanners.htm">ondes millimétriques</a> de plus faible énergie, au lieu de rayons X, pour visualiser le passager. Les fréquences des ondes millimétriques sont considérées comme des rayonnements non ionisants. C’est ce type de scanner que l’on retrouve dans les <a href="https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/securite-et-risque-pour-sante/radiation/sources-rayonnements-quotidien/scanners-corporels-aeroports.html">aéroports canadiens</a>.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/537440/original/file-20230714-27-gwwiup.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/537440/original/file-20230714-27-gwwiup.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/537440/original/file-20230714-27-gwwiup.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/537440/original/file-20230714-27-gwwiup.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/537440/original/file-20230714-27-gwwiup.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/537440/original/file-20230714-27-gwwiup.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/537440/original/file-20230714-27-gwwiup.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/537440/original/file-20230714-27-gwwiup.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Les scanners à ondes millimétriques produisent généralement un scan 3D d’une personne.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Wikimedia</span></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>L’IA dans nos aéroports</h2>
<p>L’intelligence articifielle (IA) est omniprésente. Même dans nos aéroports. Les progrès des systèmes d’IA ont le potentiel de transformer l’avenir de la sécurité aéroportuaire.</p>
<p>Pour l’instant, les contrôleurs humains doivent identifier les menaces potentielles dans les images scannées. Mais qu’arriverait-il si une <a href="https://thinkspace.csu.edu.au/artiificialintelligenceinsecuritycheck/article/">IA performante pouvait</a> être utilisée pour le faire à partir d’une base de données d’images ? Elle y parviendrait en une fraction du temps.</p>
<p>Certains aéroports utilisent déjà des <a href="https://www.in-security.eu/index.php/editorial/the-future-of-airport-security-faster-smarter-safer">tomodensitomètres</a> avancés pour produire des images 3D haute définition. À l’avenir, cette technologie pourrait être améliorée par l’IA afin de détecter les menaces beaucoup plus rapidement. </p>
<p>En théorie, les tomodensitogrammes pourraient également être utilisés pour les êtres humains et leurs bagages. Cela permettrait-il aux voyageurs de passer au scanner corporel tout en portant leurs bagages ? C’est bien possible.</p>
<p>En attendant, vaut mieux s’organiser pour quitter la maison à l’heure !</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/211596/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Doug Drury ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Dans certains pays, il n’est plus nécessaire d’enlever ses chaussures pour passer les contrôles de sécurité. Mais la plupart du temps, il est encore nécessaire d’enlever son ordinateur portable.Doug Drury, Professor/Head of Aviation, CQUniversity AustraliaLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2100052023-07-24T18:35:22Z2023-07-24T18:35:22ZBatteries : l’UE cherche l’équilibre entre ouverture aux marchés et souveraineté technologique<p>Quelques jours avant le décès, survenu le 25 juin, de <a href="https://www.theguardian.com/science/2023/jun/26/john-goodenough-lithium-ion-battery-developer-nobel-winner-dead-age-100">John Goodenough</a>, âgé de 100 ans, inventeur des batteries lithium-ion, la Cour des comptes européenne publiait un <a href="https://www.eca.europa.eu/en/news/NEWS-SR-2023-15">rapport alarmant</a> : « Europe is in danger of losing the battery race » (« l’Europe risque de perdre la course aux batteries »).</p>
<p>Les efforts de la Commission européenne pour favoriser la naissance d’une chaîne de valeur européenne des batteries, à la hauteur de 8 milliards de fonds publics, y sont certes loués. Les auteurs préviennent cependant qu’il est probablement trop tard pour résister à la concurrence chinoise.</p>
<p>Si les batteries présentent une telle importance, c’est qu’elles sont nécessaires pour faire fonctionner les véhicules électriques. En Europe, celles-ci ont vocation à remplacer les voitures à combustion interne, dont la <a href="https://fr.euronews.com/my-europe/2023/03/27/automobile-les-27-ont-approuve-la-fin-des-moteurs-thermiques-apres-la-levee-du-blocage-all">vente cessera en 2035</a>. Chargées avec de l’électricité produite à partir de sources à faibles émission de CO<sub>2</sub> (renouvelables et nucléaire), elles doivent permettre de réduire les émissions de gaz à effet de serre.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1670849487156260864"}"></div></p>
<p>Pourquoi vouloir les fabriquer en France ou en Europe ? On pourrait les acheter aux grands fabricants d’Asie, et notamment de Chine, où se concentrent aujourd’hui les <a href="https://iea.blob.core.windows.net/assets/4eb8c252-76b1-4710-8f5e-867e751c8dda/GlobalSupplyChainsofEVBatteries.pdf">trois quarts de la capacité manufacturière mondiale</a>. Leur énorme système économique favorise les économies d’échelle et les courbes d’apprentissage, au point que les prix des batteries lithium-ion ont <a href="https://news.mit.edu/2021/lithium-ion-battery-costs-0323">chuté de 97 % en 30 ans</a>, une réduction spectaculaire qui a surpris même les plus techno-optimistes. On trouve en outre aujourd’hui des véhicules avec <a href="https://www.lucidmotors.com/air">plus de 800 km d’autonomie</a>, de quoi éliminer la « range anxiety » (l’anxiété liée à l’autonomie), même pour les plus soucieux.</p>
<h2>Une question d’opportunité</h2>
<p>Pour justifier l’achat à l’étranger de batteries, comme pour beaucoup d’autres biens, l’argument des <a href="https://www.economie.gouv.fr/facileco/david-ricardo">« avantages comparatifs »</a> proposé par l’économiste britannique David Ricardo au XVIII<sup>e</sup> siècle est souvent avancé. Ce modèle montre que deux pays qui vivent de deux biens produiront davantage avec une spécialisation. Si chaque pays produit le bien pour lequel il est relativement plus efficace comparé à l’autre et qu’un commerce se met en place, tout le monde en sort gagnant.</p>
<p>La position inverse pourrait être nommée <a href="https://themobilist.medium.com/who-will-win-the-age-of-battery-nationalism-89fd6a3f8d5a">« nationalisme des batteries »</a>. Selon cette vision, développer une production locale, ou rapatrier des productions qui étaient à l’étranger (en anglais, on parle d’« onshoring »), servirait à <a href="https://cleantechnica.com/2023/04/30/us-south-korean-companies-to-onshore-more-battery-production-to-us/">réduire la dépendance européenne et américaine vis-à-vis de la Chine</a>, ou, en termes géopolitiques, des démocraties libérales vers des pays autoritaires.</p>
<p>Plutôt qu’une question morale, selon laquelle il y aurait des bons et des méchants, il s’agirait sans doute davantage d’en faire une question d’opportunité : faut-il continuer à privilégier le modèle économique traditionnel de l’Union européenne (UE), fondé principalement sur le libre-échange, ou faut-il soutenir la production de batteries localisées majoritairement en Europe ?</p>
<p>La première position a eu pour corollaire une longue période de paix mais reste vulnérable aux crises géopolitiques ; la seconde vise à redévelopper l’emploi et l’activité industriels, tout en limitant la dépendance aux importations d’Asie-Chine… au risque de limiter la production et de rechérir les prix pour les consommateurs européens ?</p>
<p>Le gouvernement français semble avoir été <a href="https://www.economie.gouv.fr/la-strategie-nationale-batteries-un-axe-cle-de-france-2030-sur-les-mobilites-durables">particulièrement actif</a> à cet égard. Il a fixé pour objectif de produire sur le sol français des batteries pour 2 millions de véhicules en 2030. 10 000 emplois directs seraient créés, notamment au sein des <a href="https://www.la-croix.com/Economie/Batteries-electriques-quatrieme-usine-Hauts-France-2023-05-12-1201267052">quatre méga-usines en développement</a> dans les Hauts-de-France qui appartiennent à Verkor (entreprise française), ACC (européenne), Envision (sino-japonaise), et Prologium (taiwanaise). Le soutien public est massif : un <a href="https://www.bfmtv.com/economie/pro-logium-travaille-avec-la-france-pour-determiner-le-montant-des-subventions_AN-202306090058.html">chèque d’un milliard d’euros</a> de subventions est par exemple évoqué rien que pour le développement de la dernière de ces méga-usines qui verra le jour près de Dunkerque (Nord).</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1656893018522132480"}"></div></p>
<p>Politique nationaliste ou investissements nécessaires pour réduire le risque de manque de batteries ? Quel est le comportement le plus rationnel ? « In medio stat virtus » (« La vertu se trouve dans un juste milieu »), disaient les Romains ; le renommé professeur de stratégie d’Harvard Michael Porter conseillerait, lui, d’éviter à tout prix de se retrouver coincé au milieu (<a href="https://www.forbes.com/sites/mattsymonds/2012/02/24/stuck-in-the-middle-take-the-flexible-approach/?sh=65bfec262ebd">« stuck in the middle »</a>).</p>
<h2>Trouver l’équilibre</h2>
<p>Comment arbitrer ? Le concept en vogue de <a href="https://www.isi.fraunhofer.de/content/dam/isi/dokumente/publikationen/technology_sovereignty.pdf">« souveraineté technologique »</a> peut nous aider. Il renvoie à la capacité d’un État de développer l’accès et fournir aux citoyens et entreprises les technologies dont ils ont besoin. Ce n’est pas une forme de chauvinisme ou d’isolationnisme technologique visant à une suprématie sur les autres pays. C’est plutôt la possibilité d’agir indépendamment d’actions hostiles externes, en mobilisant un réseau de relations et partenariats forts et fiables.</p>
<p>Selon ce principe, si l’État craint une trop forte dépendance extérieure sur des technologies clés pour la société et l’économie, il doit concentrer ses efforts dans ces domaines stratégiques, que ne sont pas forcément ou celles où ses entreprises ont des avantages comparatifs. C’est ici <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048733323000495">se placer dans un équilibre</a> entre ouverture aux marchés internationaux et protectionnisme.</p>
<p>Les collaborations régionales et continentales semblent souhaitables dans la mesure où elles favorisent les économies d’échelle et de gamme, surtout pour les pays de taille petite et moyenne. Une certaine concurrence est également nécessaire pour stimuler l’innovation en termes de produits et de procédés et éviter des rentes de position.</p>
<p>La géopolitique peut soudainement connaître des ruptures, comme la guerre en Ukraine. Il faut ainsi se préparer à un monde avec des chaînes d’approvisionnement réduites. Cela implique non seulement des capacités de production locale, mais aussi une compréhension profonde des technologies.</p>
<p>L’hypothèse d’une menace chinoise de ne plus vendre les batteries aux pays occidentaux reste difficile à croire. En effet, pourquoi devraient-ils se priver de revenus conséquents et ralentir la transition énergétique ? Preuve en est : ils <a href="https://www.lavoixdunord.fr/1039301/article/2021-07-02/usine-de-batteries-douai-qui-est-envision-discret-geant-chinois-de-l-energie">implantent des usines en Europe</a>, comme Envision à Douai (Nord), dont l’ouverture est prévue pour 2024 et dont le chantier « avance vite », selon Lei Zhang, le directeur général du groupe.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1658145812478672897"}"></div></p>
<p>Le vrai risque semble en réalité économique : payer les batteries plus chères que celles issues de la production domestique. Le pouvoir de négociation avec les fournisseurs internationaux constitue donc l’un des enjeux de la souveraineté technologique. C’est peut-être là le sens des mesures prises par la France et l’UE, dont les investissements ne devraient pas modifier significativement les parts de marchés de la <a href="https://www.technologyreview.com/2023/02/21/1068880/how-did-china-dominate-electric-cars-policy/">Chine</a> ou des <a href="https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/10/19/fact-sheet-biden-harris-administration-driving-u-s-battery-manufacturing-and-good-paying-jobs/">États-Unis</a>, qui eux aussi ont misé gros sur ces technologies.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/210005/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>La production de batteries en Europe ne devrait pas bouleverser le secteur, mais peut renforcer le pouvoir de négociation des entreprises européennes face à leurs fournisseurs internationaux.Michele Coletti, Associate Professor of Innovation, Grenoble École de Management (GEM)Fabrice Arroyo, Responsable Mastère Énergie, Grenoble École de Management (GEM)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2089102023-07-19T19:13:51Z2023-07-19T19:13:51ZFaut-il limiter la vitesse pour rendre les véhicules électriques plus attractifs ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/535102/original/file-20230630-15-fghhrf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C1920%2C1276&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Réduire la vitesse maximale sur les routes permettrait de rendre les véhicules électriques compétitifs.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/fr/photos/xJLsHl0hIik">Chuttersnap / Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>La société est de plus en plus consciente des conséquences de l’usage intensif des véhicules thermiques, notamment vis-à-vis de l’approvisionnement en pétrole, du changement climatique et de la qualité de l’air. Pour résoudre ces problèmes, différentes stratégies visant les pratiques de mobilité et l’offre de transport sont à mettre en œuvre.</p>
<p>Vis-à-vis du levier technologique, électrifier le parc automobile est une perspective intéressante, car les véhicules électriques admettent divers avantages par rapport à leurs homologues thermiques. Néanmoins, leur déploiement est associé à des risques et limites, notamment liés aux problématiques d’autonomie, de vitesse de recharge et de dimensionnement des batteries et des stations de recharge.</p>
<p>Dans ce contexte, j’étudie ici les conséquences d’une réduction des vitesses de circulation à 110 km/h sur les performances et l’attractivité des véhicules électriques (qui désignent ici uniquement les véhicules tout-électriques, excluant donc les hybrides). Je me base pour cela sur mes travaux sur <a href="https://hal.science/hal-03727219v2">l’analyse du déploiement des véhicules électriques</a> dans le contexte des trajets longue distance.</p>
<h2>Le véhicule électrique : un véhicule à zéro émission ?</h2>
<p>Les véhicules électriques sont parfois désignés comme des véhicules « zéro émission ». Cette expression signifie qu’aucun polluant n’est émis à l’échappement lors de la circulation.</p>
<p>En revanche, cette notion exclut toutes les émissions indirectes, telles que celles liées à la production de l’électricité nécessaire à la recharge de la batterie, ou encore à la fabrication et au traitement en fin de vie du véhicule. La notion d’émission « à l’échappement » exclut également certaines pollutions liées à la phase d’usage du véhicule, notamment celles causées par <a href="https://theconversation.com/pollution-de-lair-diesel-essence-ou-electrique-tous-les-vehicules-emettent-des-particules-fines-95336">l’usure des freins, des pneus et de la chaussée</a>.</p>
<p>En dépit de ces nuances, les véhicules électriques émettent globalement moins de polluants que les véhicules thermiques. D’une part, ils émettent moins de polluants atmosphériques lors de la phase d’usage et permettent donc de réduire les dommages causés à la santé, en particulier dans les zones denses.</p>
<p>D’autre part, même en considérant l’ensemble du cycle de vie (de l’approvisionnement en matériaux jusqu’à la fin de vie), une voiture électrique génère en moyenne moins de gaz à effet de serre que ses homologues thermiques. Par exemple, un véhicule électrique rechargé en France et parcourant 225 000 km, génère <a href="https://climate.ec.europa.eu/system/files/2020-09/2020_study_main_report_en.pdf">74 % de gaz à effet de serre en moins</a> qu’une voiture à essence.</p>
<h2>Le temps de trajet, frein majeur à l’acceptabilité</h2>
<p>En 2022, en France, seuls <a href="https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/motorisations-des-vehicules-legers-neufs-emissions-de-co2-et-bonus-ecologique-decembre-2022">13 % des immatriculations de voitures particulières neuves</a> étaient des modèles tout électriques.</p>
<p>Malgré leurs avantages, les véhicules électriques <a href="https://theconversation.com/podcast-essor-du-vehicule-electrique-ca-freine-toujours-131581">peinent à se substituer aux véhicules thermiques</a>, notamment parce que l’acceptabilité est limitée par les contraintes d’autonomie et de temps de recharge pour les trajets longue distance.</p>
<p>Prenons l’exemple d’un véhicule ayant une batterie d’une capacité de 50 kWh (cette énergie correspond au « volume » d’électricité qu’elle peut stocker), utilisée sur une plage d’état de charge comprise entre 10 et 80 %, et qui peut être rechargée à 100 kW maximum (cette puissance correspond au « débit » maximal auquel la batterie peut être rechargée ; la puissance moyenne d’une recharge est généralement inférieure à la puissance maximale, typiquement 82 kW pour un véhicule pouvant être rechargé à 100 kW maximum). Ces caractéristiques correspondent à celle d’une Peugeot e-208, qui est représentative du véhicule moyen immatriculé en 2021.</p>
<p>D’après la <a href="https://www.peugeot.fr/electrique-et-hybride/rouler-en-electrique/autonomie-electrique.html">consommation réelle</a> donnée par le constructeur, le conducteur peut réaliser des trajets à 130 km/h en alternant des phases de circulation de 55 minutes et des pauses de 25 minutes pour faire les recharges.</p>
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<p>À cause des besoins de recharge, les véhicules électriques réalisent donc les longs trajets à grande vitesse significativement plus lentement que les véhicules thermiques. À titre de comparaison, les conducteurs de véhicules thermiques qui suivent les recommandations de sécurité routière effectuent des trajets à 130 km/h en faisant 20 minutes de pause toutes les 2 heures.</p>
<h2>Améliorer l’attractivité des véhicules électriques</h2>
<p>Pour rendre les véhicules électriques plus attractifs, il faudrait que les trajets soient aussi longs en véhicule électrique qu’en véhicule thermique. Deux stratégies sont alors possibles.</p>
<p>La première est d’augmenter fortement les capacités des batteries et les performances des recharges des véhicules électriques. Des batteries de l’ordre de 110 kWh, rechargeables à 320 kW en pointe environ, seraient nécessaires pour effectuer des cycles de 2 heures de circulation à 130 km/h et de 20 minutes de pause.</p>
<p>La seconde stratégie est de réduire les vitesses de circulation sur autoroute pour désavantager les véhicules thermiques. Pour les véhicules électriques, faire des cycles de 2 heures de circulation à 110 km/h et de 20 minutes de pause nécessiterait des batteries de 60 kWh, rechargeables à 170 kW en pointe environ.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Places réservées au chargement des voitures électriques, avec les bornes en arrière plan, et un gros bloc de palissade noires derrière elles" src="https://images.theconversation.com/files/536127/original/file-20230706-29-i2uc3g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/536127/original/file-20230706-29-i2uc3g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/536127/original/file-20230706-29-i2uc3g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/536127/original/file-20230706-29-i2uc3g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/536127/original/file-20230706-29-i2uc3g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/536127/original/file-20230706-29-i2uc3g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/536127/original/file-20230706-29-i2uc3g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Sur autoroute, les bornes de recharge sont majoritairement des bornes à haute puissance permettant une recharge rapide. Elles sont connectées au réseau électrique via de grandes armoires électriques qui permettent d’obtenir de forts courants électriques. Ces armoires sont plus ou moins isolées des usagers, ici, elles sont masquées par des palissades noires.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Ionity</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Ces deux scénarios induisent des difficultés de mise en œuvre et des risques différents.</p>
<p>Le scénario où les tailles des batteries sont doublées ne semble ni réalisable à court terme compte tenu des contraintes industrielles, ni souhaitable à plus long terme.</p>
<p>D’abord, cette stratégie aurait un effet direct sur les tensions d’approvisionnement en matériaux pour la fabrication des batteries. Or, il ne faut pas substituer la dépendance au pétrole par la dépendance au <a href="https://theconversation.com/batteries-electriques-une-meilleure-tracabilite-pour-un-lithium-plus-durable-190080">lithium</a>, au cobalt ou au graphite, qui sont des matériaux <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52020DC0474">considérés comme critiques par la Commission européenne</a>.</p>
<p>De plus, le surdimensionnement des batteries ferait augmenter le coût économique et environnemental des véhicules, alors que l’autonomie n’est une contrainte que pour les trajets longs sur autoroute, qui ne représentent généralement qu’une part marginale de l’usage réel d’un véhicule.</p>
<p>Le second scénario, impliquant de généraliser la circulation à 110 km/h maximum, est quant à lui techniquement atteignable à l’horizon 2030. D’abord, il serait très pertinent pour l’attractivité des véhicules électriques et limiterait la course aux batteries de haute capacité.</p>
<p>De plus, il réduirait les besoins d’infrastructures de recharge sur les autoroutes, permettant une réduction des dépenses et de la consommation de matières premières. En effet, l’installation d’une borne de recharge ultrarapide de 150 kW coûte environ <a href="https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/2021%20-%20Guide%20sch%C3%A9ma%20directeur%20IRVE.pdf">130 000 euros, dont 45 000 sont subventionnés par des fonds publics</a>, et sa fabrication, armoire électrique incluse, nécessite environ 1,2 tonne de matières (d’après les fiches produits d’EVBox, d’<a href="https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=9AKK107991A9632&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch">ABB</a> et d’Efacec).</p>
<p>Enfin, ce scénario est également recommandé pour limiter les <a href="https://propositions.conventioncitoyennepourleclimat.fr/le-rapport-final/">émissions de gaz à effet de serre</a> ou la <a href="https://www.iea.org/reports/playing-my-part">dépendance énergétique vis-à-vis de la Russie</a>.</p>
<h2>Une responsabilité collective pour un développement maîtrisé des véhicules électriques</h2>
<p>Limiter la vitesse maximale autorisée sur autoroute et favoriser l’adoption de véhicules électriques « sobres » permettrait de rendre le processus d’électrification plus robuste, mais aussi plus juste.</p>
<p>Aujourd’hui, pour les trajets longue distance, il existe déjà de grandes inégalités entre les performances de divers véhicules électriques neufs. Par exemple, les véhicules les plus citadins (tels que la Twingo ZE) ne permettent pas de faire des trajets longs. De plus, un véhicule haut de gamme (comme une Tesla Model S) est environ 15 % plus rapide pour réaliser un trajet long avec des recharges qu’un véhicule milieu de gamme (comme la Peugeot e208).</p>
<p>Cette nouvelle forme d’inégalité liée au temps de trajet pourrait s’accentuer avec, d’un côté, l’apparition de nouveaux modèles de véhicules avec des batteries à haute capacité et, de l’autre, un parc de véhicules électriques vieillissants. De plus, ceci constituerait une forme dangereuse d’obsolescence des anciens véhicules : de nouveaux véhicules avec des performances sans cesse augmentées apparaîtront sur le marché, alors que le parc comportera encore de nombreux véhicules plus anciens. La volonté de renouveler son véhicule électrique sera alors exacerbée et poussera à la surconsommation, avec les impacts qui lui sont associés.</p>
<p>Même si l’électrification des véhicules est un des leviers d’action pour rendre la mobilité plus soutenable, les pratiques des usagers et le système de transport doivent s’adapter aux contraintes d’un tel processus. Il y a alors une responsabilité collective à développer par toutes les parties prenantes : chaque usager, constructeur et décideur public est appelé à y contribuer.</p>
<p>Réduire temporairement les vitesses de circulation sur autoroute est une mesure controversée. Elle exige alors un engagement personnel pour adapter la manière de se déplacer et de voyager, un engagement politique pour porter ce projet et garantir le respect des limitations de vitesse, ainsi qu’un devoir de cohérence avec nos voisins européens afin d’harmoniser les vitesses réglementaires sur autoroute.</p>
<p>D’une façon similaire, limiter les vitesses maximales atteignables par les véhicules permettrait également de réduire les excès et de commercialiser des véhicules plus sobres.</p>
<p>Enfin, l’émergence des véhicules électriques montre le besoin d’une vision globale pour mener une transition environnementale : miser sur des espoirs purement technologiques risque d’être insuffisant pour résoudre les grands défis environnementaux et risque de plus de faire naître de nouveaux problèmes de résilience et d’accroître la fragilité des plus vulnérables.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/208910/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Julien Baltazar est membre du réseau de chercheurs et d'industriels EcoSD (Éco-conception de Systèmes Durables). Il a principalement mené ses travaux sur l'électrification des véhicules dans le cadre d'un projet de recherche collaboratif porté par ce réseau.</span></em></p>Les véhicules électriques réalisent des trajets longs plus lentement que les véhicules thermiques. Réduire la vitesse de circulation peut-il améliorer leur attractivité et modérer la course aux grosses batteries ?Julien Baltazar, Doctorant en mobilité et management environnemental, CentraleSupélec – Université Paris-SaclayLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/2050722023-05-21T15:05:27Z2023-05-21T15:05:27ZVéhicules électriques : la géothermie, future source d’approvisionnement en lithium ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/524671/original/file-20230505-17-wkjukb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=57%2C32%2C1166%2C707&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">L’un des plus importants gisements de lithium mondial se trouve dans le salar d’Uyuni, en Bolivie. Il est extrait en siphonnant les eaux des bassins d’évaporation, visible sur cette vue satellite.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lithium_brine_extraction_in_the_Salar_de_Uyuni_salt_flat,_Potos%C3%AD,_Bolivia_-_3_January_2023_(52616752619).jpg">Pierre Markuse / Copernicus Sentinel program / Wikimedia commons</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>Le Parlement européen a voté le 14 février 2023 la <a href="https://www.francetvinfo.fr/economie/automobile/automobile-le-parlement-europeen-approuve-la-fin-des-moteurs-thermiques-en-2035_5658587.html">fin de la production de véhicules thermiques à l’horizon 2035</a> pour les habitants des pays membres de l’Union européenne. En pratique, cela revient à l’arrêt des ventes de voitures et véhicules utilitaires légers neufs à essence et diesel dans l’UE à cette date, ainsi que des hybrides (essence-électrique), au profit de <a href="https://theconversation.com/automobile-les-trois-etapes-qui-ont-conduit-lue-a-mettre-fin-aux-vehicules-thermiques-dici-2035-186248">véhicules 100 % électriques</a>.</p>
<p>Cette décision s’inscrit dans un schéma plus large de recours aux véhicules électriques. Ainsi, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), environ <a href="https://www.iea.org/news/demand-for-electric-cars-is-booming-with-sales-expected-to-leap-35-this-year-after-a-record-breaking-2022">2 milliards de véhicules électriques</a> seront en circulation d’ici 2050, alors que les ventes n’étaient que de 10 millions en 2022 (avec une projection de +35 % en 2023 pour atteindre 14 millions).</p>
<p>Cette augmentation du nombre de véhicules électriques va très logiquement s’accompagner de besoins de plus en plus importants en batteries, et donc en leurs composants, comme le <a href="https://theconversation.com/les-materiaux-de-la-transition-energetique-le-lithium-105429">lithium</a>. Les exploitations habituelles étant déjà sous tension, les saumures géothermiques pourraient-elles devenir une source essentielle d’approvisionnement de la filière lithium européenne ?</p>
<h2>Le lithium, enjeu économique en voie de pénurie</h2>
<p>Le lithium est l’un des <a href="https://theconversation.com/energie-comment-vont-evoluer-les-batteries-lithium-ion-tres-consommatrices-de-metaux-en-tension-183161">composants clés des batteries de véhicules électriques</a>. En 2022, le lithium était présent dans près de 90 % des batteries : les batteries lithium-nickel-manganèse-cobalt (LNMC) représentaient 60 % de part de marché, suivies des batteries lithium-fer-phosphate (LFP) avec une part d’un peu moins de 30 %. Environ 60 % de la demande en lithium concernait ainsi les batteries de véhicules électriques, contre environ 15 % en 2017.</p>
<p>Face à cette demande croissante, l’approvisionnement mondial en lithium est mis à rude épreuve. En 2021 et 2022, la demande a ainsi dépassé l’offre, malgré l’augmentation de 180 % de la production depuis 2017. Selon l’<a href="https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2023">AIE</a>, le monde pourrait donc faire face à des pénuries de lithium d’ici 2025.</p>
<p>En réaction à ces changements, le <a href="https://www.transitionsenergies.com/monde-dependant-batteries-lithium-ion-materiaux-permettent-de-les-fabriquer/">marché mondial du lithium</a> fait l’objet de toutes les attentions de la part des spéculateurs, des constructeurs automobiles et des fabricants de batteries, qui tentent de sécuriser leurs approvisionnements ainsi que leurs marges.</p>
<p>Les <a href="https://www.reuters.com/markets/commodities/lithium-price-slide-deepens-china-battery-giant-bets-cheaper-inputs-2023-02-28/">cours</a> du carbonate de lithium (lithium raffiné) ont ainsi été multipliés par six entre août 2021 et novembre 2022, et ceux des cristaux de spodumène (minéral contenant du lithium) ont encore plus progressé dans le même temps.</p>
<p>La <a href="https://www.transitionsenergies.com/krach-du-lithium/">consommation mondiale</a> a quant à elle augmenté de plus de 280 % entre 2010 et 2021. Le prix de la tonne est quant à lui passé de moins de 5 000 euros en 2012 à plus de 85 000 euros en novembre 2022, avant de redescendre depuis mars à un peu plus de 50 000 euros.</p>
<p>Le lithium fait ainsi partie des métaux dits stratégiques. La France en a même fait une priorité en matière de souveraineté économique.</p>
<h2>Les défis de l’approvisionnement en lithium</h2>
<p>L’exploitation du lithium a lieu principalement sur des gisements de types saumures, tels les salars du plateau andin dans le <a href="https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/le-triangle-du-lithium-quand-la-taille-compte">triangle du lithium</a>, ou par excavation minière conventionnelle dans les pegmatites riches en spodumène, comme en Australie.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Une très grande mine à ciel ouvert, avec un lac au fond" src="https://images.theconversation.com/files/524672/original/file-20230505-27-t545h7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/524672/original/file-20230505-27-t545h7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/524672/original/file-20230505-27-t545h7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/524672/original/file-20230505-27-t545h7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=337&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/524672/original/file-20230505-27-t545h7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=423&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/524672/original/file-20230505-27-t545h7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=423&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/524672/original/file-20230505-27-t545h7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=423&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">La mine de Greenbushes, en Australie, représente un important gisement de lithium.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_pit_of_the_Greenbushes_mine,_January_2023_07.jpg">Calistemon/Wikimedia</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Ainsi, la <a href="https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022.pdf">majeure partie des réserves mondiales de lithium</a> se trouvent en Bolivie (21 millions de tonnes), Argentine (19 millions de tonnes), Chili (9,8 millions de tonnes), Australie (7,3 millions de tonnes), et en Chine (5,1 millions de tonnes).</p>
<p>Cette concentration de la ressource en quelques points du globe rend l’<a href="https://theconversation.com/relocaliser-lextraction-des-ressources-minerales-en-europe-les-defis-du-lithium-138581">Europe dépendante des pays producteurs</a>, tant au niveau de l’approvisionnement que du coût de revient de cette matière première.</p>
<p>Outre cet aspect économique, il est important de noter que l’exploitation des salars est une <a href="https://ecoinfo.cnrs.fr/2011/06/01/le-lithium-impacts-de-la-production/">aberration écologique</a>, qui nécessite de pomper de l’eau en profondeur et de la laisser s’évaporer. Et ce, dans des régions qui subissent déjà un fort stress hydrique. Le pompage, l’ajout d’additifs chimiques ainsi que les terrassements nécessaires aux bassins de décantation défigurent durablement les paysages à fort potentiel d’attraction touristique, et détruisent des écosystèmes particulièrement vulnérables et uniques au monde.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/batteries-electriques-une-meilleure-tracabilite-pour-un-lithium-plus-durable-190080">Batteries électriques : une meilleure traçabilité pour un lithium plus durable</a>
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</p>
<hr>
<p>L’impact de <a href="https://www.france24.com/fr/europe/20221024-l-une-des-plus-grandes-mines-de-lithium-d-europe-sera-exploit%C3%A9e-en-france-d-ici-2027">l’exploitation en carrière</a> est lui aussi très important, et peut s’accompagner de <a href="https://theconversation.com/en-chine-lexploitation-des-terres-rares-saccompagne-dune-pollution-massive-183676">pollutions majeures</a>, comme c’est aussi le cas pour d’autres métaux.</p>
<p>L’approvisionnement européen en lithium est ainsi confronté à de nombreux défis. Certains sont liés à la forte progression de la demande, d’autres à des contraintes écologiques et sanitaires, et d’autres enfin à la concentration des ressources hors de l’Europe.</p>
<h2>La géothermie, nouvelle source d’approvisionnement en lithium</h2>
<p>Or, des <a href="https://www.egec.org/wp-content/uploads/2023/01/Geothermal-minerals-for-the-EU-critical-raw-materials-act.pdf">concentrations élevées en lithium</a> ont récemment été découvertes dans certaines saumures provenant d’exploitations géothermiques européennes, laissant augurer une nouvelle source d’approvisionnement.</p>
<p>La <a href="https://theconversation.com/il-existe-plusieurs-types-de-geothermie-comment-marchent-ils-et-quels-sont-les-risques-153923">géothermie</a> consiste à capter la chaleur terrestre pour l’exploiter directement. Elle peut ainsi fournir de la chaleur à différentes échelles, des habitations individuelles jusqu’aux réseaux de chaleur d’une agglomération, en passant par l’industrie agroalimentaire. Lorsque la température et le débit sont suffisants, la chaleur peut également être convertie en énergie électrique et injectée sur le réseau national.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Une usine dans les cheminées fument ; la photo est prise au crépuscule ou à l’aube, avec des montagnes en fond" src="https://images.theconversation.com/files/524675/original/file-20230505-19-55hfvy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/524675/original/file-20230505-19-55hfvy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/524675/original/file-20230505-19-55hfvy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/524675/original/file-20230505-19-55hfvy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/524675/original/file-20230505-19-55hfvy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=425&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/524675/original/file-20230505-19-55hfvy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=425&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/524675/original/file-20230505-19-55hfvy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=425&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">L’usine géothermique de Golemo Selo, en Bulgarie.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/fr/photos/lAcYPEiau0U">Viktor Kiryanov/Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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</figure>
<p>Parmi les différentes techniques d’exploitation géothermiques possibles, la géothermie par stimulation de réservoir (EGS, Enhanced Geothermal Systems) permet de remonter à la surface des fluides naturellement surchauffés, présents à grande profondeur, grâce à un premier forage (appelé puits producteur). Ces fluides sont ensuite injectés dans leur niveau d’origine grâce à un deuxième forage (appelé puits injecteur).</p>
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<p>Ces fameux fluides sont des saumures, dont on ne modifie en rien la chimie, mais dont on prélève aujourd’hui uniquement la chaleur. Or, selon le terrain géologique dans lequel ils sont captés, ils peuvent contenir du lithium dissous. Le fluide ayant déjà été ramené en surface pour les besoins géothermiques, il ne reste qu’à extraire le précieux métal : d’une pierre deux coups, chaleur et lithium.</p>
<p>De plus, l’Europe est riche en terrains géologiques favorables à ces saumures riches en lithium, ce qui pourrait conduire à une production et un approvisionnement plus local, et moins dépendant de pays ou de sociétés étrangères.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="On trouve des zones vertes et jaune en suède/norvège/finlande, au nord de l’angleterre et en grèce ; des zones orange et rouge au portugal, au centre de la france et en europe centrale" src="https://images.theconversation.com/files/525942/original/file-20230512-8466-fu8xp9.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/525942/original/file-20230512-8466-fu8xp9.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=425&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/525942/original/file-20230512-8466-fu8xp9.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=425&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/525942/original/file-20230512-8466-fu8xp9.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=425&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/525942/original/file-20230512-8466-fu8xp9.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=534&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/525942/original/file-20230512-8466-fu8xp9.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=534&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/525942/original/file-20230512-8466-fu8xp9.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=534&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Carte de favorabilité d’exploitation du lithium en Europe, de nulle (blanc) à très favorable (rouge).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://data.geus.dk/egdi/?mapname=egdi_geoera_frame#baslay=baseMapGEUS&extent=-2616900,592270,11121880,5873110&layers=frame_cba_scores_lithium_v01">FRAME project/Geological Survey of Sweden</a></span>
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</figure>
<p>Enfin, la technologie EGS a l’avantage de fonctionner en circuit fermé : il n’y a nul besoin ni de puiser de l’eau pour la faire évaporer ni de défigurer le paysage sur des centaines de kilomètres carrés, comme pour les salars ou les mines.</p>
<h2>Vers un développement de la géothermie ?</h2>
<p>La découverte de saumures géothermiques riches en lithium pourrait accroître l’intérêt des investisseurs et des pouvoirs politiques dans le développement de la géothermie. La demande en lithium est telle que la production de chaleur pourrait même, à terme, devenir un effet secondaire de l’extraction, et non plus la ressource principalement recherchée.</p>
<p>Durant la dernière décennie, la Commission européenne a montré un intérêt particulier pour le développement de la géothermie à grande profondeur, notamment la géothermie par stimulation de réservoir. L’exploration et le développement de systèmes EGS ont été étudiés en détail par différents projets de recherche et de démonstration tels <a href="https://cordis.europa.eu/project/id/608553">IMAGE</a>, <a href="https://cordis.europa.eu/project/id/691728">DESTRESS</a>, <a href="https://cordis.europa.eu/project/id/727550/fr">GEMEX</a> et <a href="https://www.meet-h2020.com/">MEET</a>.</p>
<p>Des <a href="https://www.brgm.fr/fr/actualite/actualite/coupler-production-lithium-geothermie-succes-projet-eugeli">projets préliminaires</a> visant à coproduire lithium et énergie géothermale sur réservoirs stimulés ont démontré la faisabilité technique du processus d’extraction, ainsi que son potentiel économique.</p>
<p>De nombreuses recherches sont à présent nécessaires afin de développer à l’échelle européenne cette nouvelle activité. Une approche multidisciplinaire est indispensable afin de cartographier la ressource en fonction du contexte géologique, déterminer les propriétés mécaniques et pétrophysiques des différents types de réservoir, comprendre les processus d’altération de la roche réservoir et les mécanismes de transport et concentration du lithium, et développer de nouvelles techniques d’extraction à haut rendement et respectueuses de l’environnement.</p>
<p>Mais au-delà de ces considérations économiques, les batteries lithium-ion <a href="https://theconversation.com/energie-comment-vont-evoluer-les-batteries-lithium-ion-tres-consommatrices-de-metaux-en-tension-183161">méritent-elles vraiment une telle place</a> dans une société sans carburant ? Qu’elles aient changé notre société est indéniable, mais si rien n’est fait concernant le coût environnemental de l’extraction des métaux bruts, du recyclage et de la réutilisation, les batteries pourraient bien devenir la prochaine grande crise environnementale après l’effet de serre. Avec ou sans exploitation géothermique.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/205072/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Largement utilisé dans les batteries, le lithium est une ressource très demandée. Une nouvelle voie d’extraction est envisagée ici, basée sur les fluides extraits des exploitations géothermiques.Olivier Pourret, Enseignant-chercheur en géochimie et responsable intégrité scientifique et science ouverte, UniLaSalleGhislain Trullenque, Enseignant Chercheur Géologie structurale et géothermie, UniLaSalleLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1947492022-11-23T20:11:05Z2022-11-23T20:11:05ZMétaux stratégiques : et si les pays producteurs se regroupaient en cartel du type OPEP ?<p>Dans le contexte de transition énergétique et numérique mondial, la demande en <a href="https://theconversation.com/fr/topics/metaux-24903">métaux</a> est appelée à croître considérablement et rapidement dans les prochaines décennies. Tel est plus particulièrement le cas des métaux nécessaires aux <a href="https://theconversation.com/fr/topics/batteries-61300">batteries</a> des véhicules électriques (cobalt, <a href="https://theconversation.com/fr/topics/lithium-61289">lithium</a>, nickel) dont la demande pourrait, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), être multipliée respectivement <a href="https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions">par 21, 42 et 19 à l’horizon 2040</a> dans un scénario climatique contraint – c’est-à-dire un scénario de développement durable (SDS).</p>
<p>Les matériaux stratégiques ou <a href="https://theconversation.com/pourquoi-parle-t-on-de-criticite-des-materiaux-105258">critiques</a> constituent ainsi aujourd’hui un enjeu majeur des politiques de décarbonation mondiales qui impose de réfléchir à trois questions : (1) la disponibilité géologique des minerais, (2) la dépendance stratégique des pays consommateurs et (3) la cartellisation de certains marchés de métaux, à l’image de <a href="https://www.opec.org/opec_web/en/">l’Organisation des pays exportateurs de pétrole</a> (<a href="https://www.opec.org/opec_web/en/">OPEP</a>).</p>
<p>Ce dernier point revêt une acuité et une actualité toutes particulières depuis que l’<a href="https://theconversation.com/fr/topics/indonesie-23273">Indonésie</a>, premier producteur mondial de nickel, s’est interrogée fin octobre 2022 – par la voix de son ministre de l’Investissement Bahlil Lahadalia auprès du <a href="https://www.ft.com/content/0990f663-19ae-4744-828f-1bd659697468"><em>Financial Times</em></a> – sur la possibilité de créer un cartel des principaux pays producteurs de métaux des batteries.</p>
<h2>Des marchés particulièrement concentrés</h2>
<p>Cependant, maintenir dans le temps des organisations souhaitant influencer les prix sur les marchés se heurte à deux difficultés.</p>
<p>La première tient aux outils utilisés, comme les quotas de production ou d’exportations ou les taxes à l’exportation. Sans la mise en place d’une instance de contrôle, il est très difficile de s’assurer à court terme de la réalisation des objectifs assignés pour chacun des pays membres. Cela incite certains pays producteurs à profiter des réductions de production des autres partenaires sans s’y associer et à se positionner ainsi en passager clandestin.</p>
<p>La seconde difficulté tient à l’hétérogénéité des pays membres de l’organisation. L’incitation à entrer dans une organisation et à respecter les accords dépend de variables en rapport avec le marché (poids dans la production et dans les exportations, part dans les recettes d’exportations globales d’un pays), des réserves estimées, mais également d’autres facteurs économiques et sociaux (niveau de diversification et positionnement dans la chaîne de valeur, niveau du PIB, taille de la population). L’OPEP, aujourd’hui composée de 13 membres, apparaît comme la seule organisation à avoir survécu à la volatilité des prix du marché du pétrole depuis plus de 60 ans. Elle est même, dans certaines situations, considérée comme une force stabilisatrice du marché.</p>
<p>En ce qui concerne les métaux stratégiques, ces difficultés sont aggravées par le fait que les marchés sont beaucoup plus concentrés en matière de réserves ou de production que celui du pétrole (voir tableau ci-dessous).</p>
<p><strong>Niveau de concentration des marchés</strong></p>
<p><iframe id="AqNNT" class="tc-infographic-datawrapper" src="https://datawrapper.dwcdn.net/AqNNT/2/" height="400px" width="100%" style="border: none" frameborder="0"></iframe></p>
<h2>Un triangle du lithium déséquilibré</h2>
<p>Une cartellisation régionale sur le marché du lithium telle que celle actuellement envisagée par l’Argentine, la Bolivie et le Chili (près de 55 % des ressources potentielles en 2021), appelée <a href="https://www.ft.com/content/359d5287-d0ab-46ae-9c6b-09517ec9fb0c">triangle du lithium</a>, pourrait par exemple paraître attractive. Toutefois, elle semble peu probable aujourd’hui.</p>
<p>En effet, le Chili – deuxième producteur mondial – et l’Argentine – au quatrième rang – représentent plus de 30 % de la production mondiale et plus de 50 % des réserves, mais la Bolivie – premier pays détenteur de ressources localisées principalement dans le Salar d’Uyuni – produit très peu de lithium actuellement. Celle-ci ne figure même pas dans les producteurs mondiaux de l’Institut géologique américain (<a href="https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-lithium.pdf">USGS</a>, voir carte ci-dessous).</p>
<p><strong>Production et réserves mondiales de lithium en 2021 (en tonnes)</strong></p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=319&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=319&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=319&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=401&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=401&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=401&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption"></span>
<span class="attribution"><span class="source">U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, janvier 2022. Carte créée avec Mapchart.net @IFP Energies nouvelles</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Le rapport qu’entretient la Bolivie avec le lithium constitue en outre un sujet politique depuis près de trois décennies. Nationalisme des ressources et fermeture du pays depuis 2005, résistance des populations de la région de Potosi, volonté d’un meilleur partage des retombées des exploitations minières sur les populations locales et droits miniers peu définis ont bridé le développement des activités sur ce métal stratégique.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=25%2C3%2C1115%2C657&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Vue aérienne d’une mine de lithium dans le Salar de Uyuni, en Bolivie" src="https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=25%2C3%2C1115%2C657&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Vue aérienne d’une mine de lithium dans le Salar de Uyuni, en Bolivie.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/observacao-da-terra/43000042851">Coordenação-Geral De Observação Da Terra/INPE/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Pour le Chili et l’Argentine, la principale difficulté à se coaliser réside dans le rapport qu’entretiennent les différents gouvernements avec les investisseurs étrangers et aux compagnies minières internationales opérant sur leur territoire. S’il existe une société minière publique d’envergure au Chili (<a href="https://www.sqm.com/en/">SQM</a>) qui exploite le lithium (aux côtés d’une compagnie chinoise et d’une compagnie américaine), ce ne sont que des compagnies privées en Argentine.</p>
<p>Ainsi, sauf à envisager là encore une nationalisation des actifs miniers dont les conséquences sur les autres secteurs seraient potentiellement très dommageables, une cartellisation régionale reste peu envisageable. Il en est de même au niveau international avec, notamment, le premier producteur mondial australien (52 % de la production en 2021).</p>
<h2>Le poids des majors…</h2>
<p>En effet, le marché du lithium est, depuis plusieurs années, structuré par d’importantes <em>majors</em> intégrées verticalement qui se diversifient à la fois géographiquement et technologiquement (lithium de salar et lithium de roches). Ce facteur de stabilisation des chaînes de valeur internationales n’exclut toutefois pas un risque de développement d’un important pouvoir de marché de certaines entreprises.</p>
<hr>
<p>
<em>
<strong>
À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/pourquoi-parle-t-on-de-criticite-des-materiaux-105258">Pourquoi parle-t-on de « criticité » des matériaux ?</a>
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</p>
<hr>
<p><a href="https://www.albemarle.com/">Albemarle</a> (compagnie américaine présente en Australie, au Chili, aux États-Unis), <a href="https://livent.com/">Livent</a> (présente en Argentine, Australie, États-Unis), les deux compagnies chinoises <a href="http://en.tianqilithium.com/">Tianqi Lithium</a> et <a href="http://www.ganfenglithium.com/about1_en.html">Jiangxi Ganfeng Lithium</a> (présentes sur l’ensemble des régions productrices) et la compagnie chilienne <a href="https://www.sqm.com/en/">SQM</a> (présente au Chili et en Australie) représentent plus de 80 % de la production mondiale en 2021, ce qui nécessite de dépasser la simple approche géographique de production nationale. En outre, ces compagnies ont de multiples participations croisées sur de nombreux territoires.</p>
<p>Au total, l’incertitude principale sur le marché du lithium ne porte pas tant sur la création d’un cartel de pays que sur le pouvoir de marché des <em>majors</em> qui pourraient brider l’entrée ou la montée en puissance de nouveaux acteurs sur le marché en influençant les processus de formation des prix.</p>
<h2>Des situations politiques extrêmement différentes</h2>
<p>En ce qui concerne le marché du nickel, comme s’agissant du marché du lithium, la question de l’exploitation des ressources minières nationales interroge le concept de cartellisation puisque, même en Indonésie, pays porteur de l’initiative, des entreprises chinoises ou brésiliennes réalisent une partie de la production.</p>
<p>Se pose en outre la question du type de gisements opérés. Au niveau mondial, les ressources sont composées à 60 % de dépôts de latérite (principalement en Asie du Sud-Est) et sont issues à 40 % de gisements de sulfures (Afrique du Sud, Canada, Russie). Or le nickel dit de classe 1 (teneur en nickel supérieure à 99,98 % contre moins de 99,98 % dans le cas du nickel de classe 2 utilisé principalement dans la fabrication d’acier inoxydable), pouvant servir à la production des sulfates de nickel employés dans la fabrication de batteries, est extrait des seconds et peu abondant en Asie.</p>
<p>[<em>Près de 80 000 lecteurs font confiance à la newsletter de The Conversation pour mieux comprendre les grands enjeux du monde</em>. <a href="https://theconversation.com/fr/newsletters/la-newsletter-quotidienne-5?utm_source=inline-70ksignup">Abonnez-vous aujourd'hui</a>]</p>
<p>Il est possible de produire du nickel de classe 1 avec les dépôts de latérite présents en Indonésie, mais cela nécessite des investissements importants dans des technologies très intensives en énergie – investissements que l’Indonésie et les Philippines ont commencé à réaliser. Aujourd’hui, la majorité du nickel de classe 1 est issue des gisements opérés en Russie, en Australie et au Canada, des pays aux situations politiques et géopolitiques extrêmement différentes.</p>
<p>Si un cartel du nickel reste à ce jour peu probable, l’initiative de l’Indonésie n’est toutefois pas une surprise. Le pays a en effet entrepris en 2020 de mettre en place une politique interdisant l’exportation de minerais non transformés pour bénéficier de retombées économiques plus importantes en remontant la chaîne de valeur vers des produits à plus forte valeur ajoutée.</p>
<h2>Le rôle central de la Chine</h2>
<p>Au total, si la question d’une cartellisation des métaux des batteries reflète la volonté de certains pays d’affirmer leur rôle dans la transition énergétique mondiale, les caractéristiques spécifiques et les situations particulières de chacun des marchés de métaux nécessaires aux batteries empêchent de considérer le cartel comme l’option la plus probable.</p>
<p>Cela l’est d’autant plus eu égard au <a href="http://www.cepii.fr/PDF_PUB/lettre/2022/let428.pdf">rôle majeur joué par la Chine</a> dans le domaine. Comme près de 70 % des métaux des batteries sont aujourd’hui raffinés en Chine et que cette dernière produit plus de 65 % des batteries de véhicules électriques, un cartel questionnerait à coup sûr les alliances de l’empire du Milieu avec certains pays producteurs – ces derniers, faisant partie de l’initiative des routes de la soie, accueillant de nombreuses entreprises chinoises sur leur territoire et bénéficiant de financements ou prêts chinois.</p>
<p>Un autre obstacle à la formation d’un cartel des métaux des batteries mérite d’être signalé : le recyclage. Si ce secteur est encore peu développé, l’essor des p<a href="https://theconversation.com/fr/topics/organisation-des-pays-exportateurs-de-petrole-opep-117798">link text</a> politiques de recyclage fait aujourd’hui partie des priorités affichées et pourrait alors contrecarrer les tentatives de création d’un cartel. En outre, un cartel sur le cobalt ou le nickel inciterait à l’utilisation des batteries LFP (Lithium-Fer-Phosphate) pour le contourner.</p>
<p>Plus globalement, agiter le chiffon rouge de la cartellisation est une manière de montrer le rôle essentiel que les métaux sont appelés à jouer dans les relations internationales dans les années à venir. C’est aussi un moyen de mettre en avant que les métaux, à l’instar du gaz et du pétrole dans la géopolitique actuelle, pourraient devenir une arme économique et diplomatique dans la transition énergétique mondiale.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/194749/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Emmanuel Hache a reçu des financements de l'Agence nationale de la recherche (ANR) pour le projet GENERATE (Géopolitique des énergies renouvelables et analyse prospective de la transition énergétique) entre 2018 et 2020. Il est chercheur associé au laboratoire Economix de l’université Paris Nanterre et directeur de recherche à l’Institut de Relations Internationales et Stratégiques (IRIS).</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Valérie Mignon est conseiller scientifique au CEPII, membre du Cercle des économistes, présidente de la section 05 (sciences économiques) du CNU et secrétaire générale de l'AFSE.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Pauline Bucciarelli ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>La proposition formulée récemment par l’Indonésie pourrait notamment se heurter à l’hétérogénéité des politiques de production des pays producteurs et à la place des acteurs étrangers.Emmanuel Hache, Économiste et prospectiviste, IFP Énergies nouvelles Pauline Bucciarelli, Doctorante, laboratoire EconomiX, CNRS, Université Paris Nanterre – Université Paris LumièresValérie Mignon, Professeure en économie, Chercheure à EconomiX-CNRS, Conseiller scientifique au CEPII, Université Paris Nanterre – Université Paris LumièresLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1900802022-10-10T19:00:55Z2022-10-10T19:00:55ZBatteries électriques : une meilleure traçabilité pour un lithium plus durable<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/484039/original/file-20220912-6429-j1xjtu.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=9%2C10%2C1192%2C786&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Des tas de sels contenant du lithium, dans le salar d'Uyuni en Bolivie.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/tomab/4147784984/in/photolist-7jwtYd-S98sqr-T9d6F1-T9d6sf-To1b28-TjpQFb-S98uBv-S98sbt-S98shk-mStdaa-mSscCT-mSse7H-8S4TfB-mSydxz-mSrWoH-mSy5gK-mSs7F6-mSs13B-mSxavM-mSsAL6-mSzEYj-mSt2in-mSu3aj-mSxHTa-mReVUh-mSvurq-nbRvRV-nt4nTe-mRdCBH-mSrSYD-mR7FgJ-mR9fKA-mR7mic-mRdx7p-mR5Rbi-mRd2yM-mReZeJ-mR5Vur-mRdsjZ-cpGbH9-mRfsX9-mR6D4Z-mRbtS3-mR85cy-mRduxB-mR8S5q-mRdFZ6-mR8xJg-mRaavB-mR68JM">TomaB/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/">CC BY-ND</a></span></figcaption></figure><p>On aime bien savoir d’où viennent les produits que l’on consomme, preuve en est l’AOC de tel fromage ou vin, l’étiquetage de la provenance des fruits et légumes, l’affichage des conditions équitables de production de telle tablette de chocolat ou du café. Mais alors que l’impact environnemental et social associé à nos appareils électroniques entre de plus en plus dans les consciences (pénurie d’eau, bilan carbone, conditions de travail, respect des peuples indigènes, etc.), on ne peut pas encore savoir d’où vient le lithium, un des éléments les plus problématiques dans les batteries actuellement, et donc s’assurer de son origine.</p>
<p>Nous proposons une approche géochimique qui établit une « empreinte digitale » du lithium afin de tracer le lithium de nos batteries et, potentiellement, d’offrir des garanties pour une extraction socialement et environnementalement durable.</p>
<h2>Le lithium, nouvel « or blanc »</h2>
<p>Le lithium a un rôle clé dans les batteries rechargeables des appareils électroniques portables (tablettes et téléphones), des moyens de transport électriques (véhicules hybrides et électriques, scooters et vélos électriques) et pour les technologies stationnaires de stockage d’énergie, indispensables pour le développement des énergies renouvelables intermittentes.</p>
<p>En d’autres termes, les « sels de lithium » sont actuellement une des clés de voûte à la transition énergétique décarbonée.</p>
<p>Les tonnages de lithium nécessaires à la fabrication des batteries au lithium devraient dépasser <a href="https://www.mineralinfo.fr/fr/ecomine/marche-du-lithium-2020-enjeux-paradoxes">100 kilotonnes en 2025</a>, notamment car l’électrification des transports, encouragée ou imposée par différent pays de l’Union européenne, va considérablement augmenter le besoin en lithium dans les prochaines années.</p>
<p>Avec la demande croissante en lithium, les impacts environnementaux et sociaux liés à l’exploitation minière vont augmenter, ainsi que les attentes des consommateurs en termes de garanties sur l’origine du lithium et des efforts déployés pour réduire son impact environnemental et social.</p>
<h2>D’où vient le lithium ?</h2>
<p>À l’heure actuelle, seuls <a href="https://www.mineralinfo.fr/fr/ecomine/marche-du-lithium-2020-enjeux-paradoxes">deux types de gisements</a> sont à l’origine de l’essentiel de la production mondiale en lithium. Il s’agit de gisements de lithium sous la forme de roches dures, par exemple les pegmatites à spodumène (Australie, Canada, Chine) et des saumures des salars sud-américains du « triangle du lithium » (Bolivie, Argentine, Chili) et de Chine.</p>
<p>En Argentine, les communautés indigènes signalent déjà que l’exploitation du lithium sur leurs terres menace <a href="https://www.amnesty.org/fr/latest/press-release/2019/03/amnesty-challenges-industry-leaders-to-clean-up-their-batteries/">leur survie et l’exercice de leurs droits ancestraux</a>.</p>
<p>Au Zimbabwe, où l’exploitation du lithium est actuellement faible, des <a href="https://www.business-humanrights.org/fr/derni%C3%A8res-actualit%C3%A9s/investigating-illicit-financial-flows-in-zimbabwes-lithium-mining-sector/">flux financiers illicites</a> ont déjà été identifiés par certaines ONGs dans le secteur de l’extraction du lithium.</p>
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<p>Ces deux sources de lithium présentent aussi des impacts environnementaux différents. Ainsi, l’exploitation des saumures de lithium consomme de grandes quantités d’eau par évaporation et provoque un <a href="https://www.nature.com/articles/s43247-020-00080-9">risque de pénurie d’eau douce</a> pour les populations et les écosystèmes locaux dans des zones déjà très arides. De son côté, l’impact environnemental de l’exploitation du lithium à partir des roches dures est dominé par un traitement à l’acide sulfurique et par un procédé qui passe par la fracturation mécanique et le traitement thermique du minerai donc plus énergivore que celui de la filière salar. Ainsi, pour la filière roches dures l’impact est plus élevé en termes de <a href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32250776/">réchauffement climatique (émission de CO₂) et d’acidification</a> que pour la filière salar.</p>
<p>À titre d’exemple, les sels de lithium issus des spodumènes australiens qui sont ensuite extraits et purifiés en Chine possèdent un <a href="https://www.jadecove.com/research/liohco2impact">bilan carbone trois fois plus élevé</a> que ceux produits à partir des salars du Chili et d’Argentine.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/484040/original/file-20220912-20-4pji63.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/484040/original/file-20220912-20-4pji63.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/484040/original/file-20220912-20-4pji63.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/484040/original/file-20220912-20-4pji63.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/484040/original/file-20220912-20-4pji63.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/484040/original/file-20220912-20-4pji63.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/484040/original/file-20220912-20-4pji63.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Un échantillon de spodumène de 12,5 centimètres à Itagassu, Espirito Santo, Brésil.</span>
<span class="attribution"><span class="source">BRGM, Urbain de Cayeux</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Une chaîne d’approvisionnement complexe</h2>
<p>La chaîne d’approvisionnement pour la fabrication des batteries est complexe et divisée en de nombreuses étapes, généralement réalisées dans des lieux et des pays différents : l’exploitation minière, la métallurgie d’extraction et de purification, la synthèse des matières actives de la cathode, la fabrication des éléments de la batterie et l’assemblage des packs de batteries.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/484888/original/file-20220915-22-dii1np.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/484888/original/file-20220915-22-dii1np.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/484888/original/file-20220915-22-dii1np.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=119&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/484888/original/file-20220915-22-dii1np.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=119&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/484888/original/file-20220915-22-dii1np.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=119&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/484888/original/file-20220915-22-dii1np.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=150&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/484888/original/file-20220915-22-dii1np.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=150&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/484888/original/file-20220915-22-dii1np.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=150&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">La chaîne d’approvisionnement pour la fabrication des batteries.</span>
<span class="attribution"><span class="source">BRGM, Desaulty</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>De plus, un fabricant de batteries peut avoir plusieurs sources d’approvisionnement et différents lots de production d’un même modèle de voiture électrique peuvent par exemple contenir des lithiums d’origines très diverses.</p>
<p>En raison de la complexité de cette chaîne d’approvisionnement, il est difficile pour les utilisateurs finaux de s’assurer que le lithium est issu d’une filière d’approvisionnement responsable et durable.</p>
<h2>Les « empreintes digitales » du lithium</h2>
<p>Pour aider à contrôler et à certifier l’origine et le commerce de la production de lithium, nous proposons une méthode analytique, basée sur l’analyse isotopique du lithium.</p>
<p>En effet, le lithium possède deux isotopes stables (les isotopes sont des variantes du même élément, qui se distinguent par leur masse, pour le lithium il s’agit de <sup>6</sup>Li et <sup>7</sup>Li), que l’on retrouve tous les deux dans les échantillons de lithium, mais leur proportion varie en fonction du minerai, et en particulier des conditions physico-chimiques de formation.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/relocaliser-lextraction-des-ressources-minerales-en-europe-les-defis-du-lithium-138581">Relocaliser l’extraction des ressources minérales : en Europe, les défis du lithium</a>
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<p>Cette signature isotopique représente une « empreinte digitale » du lithium. Par exemple, le lithium provenant de saumure contient proportionnellement plus de <sup>7</sup>Li (le nom d’un des deux isotopes) que celui des gisements de type roches dures.</p>
<h2>Traçabilité géochimique du lithium ?</h2>
<p>Cette « empreinte digitale » est en fait, dans la plupart des cas, conservée jusqu’au lithium des batteries qui se trouvent dans nos voitures et nos téléphones. En d’autres termes, en analysant nos batteries, nous pouvons savoir d’où provient le lithium qui la compose grâce à une analyse isotopique.</p>
<p>En effet, nous avons montré dans une étude récente publiée dans <a href="https://www.nature.com/articles/s41467-022-31850-y"><em>Nature Communications</em></a> que si certains procédés d’extraction et de purification avaient tendance à augmenter le contenu relatif du <sup>7</sup>Li par rapport à la signature isotopique naturelle, les autres étapes de fabrication des batteries ne modifient pas la signature isotopique. Il est ainsi possible de déterminer si le lithium provient d’un gisement de type saumure ou roche dure.</p>
<p>Pour une détermination plus fine de la provenance, le développement d’une base de données regroupant notamment les valeurs des rapports isotopiques des sels de lithium disponibles sur le marché sera nécessaire. La plus grande limite de cette approche sera les chevauchements des signatures pour des produits provenant de différents sites ou producteurs de sel.</p>
<h2>Vers la certification d’une filière d’approvisionnement en lithium responsable et durable</h2>
<p>Dans le contexte de volonté politique de réindustrialiser la production de batteries en Europe, et de défense de filière de production des batteries durables et responsables, avoir les moyens de certifier le lithium est important.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/484041/original/file-20220912-26-mvs4db.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/484041/original/file-20220912-26-mvs4db.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=214&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/484041/original/file-20220912-26-mvs4db.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=214&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/484041/original/file-20220912-26-mvs4db.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=214&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/484041/original/file-20220912-26-mvs4db.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=269&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/484041/original/file-20220912-26-mvs4db.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=269&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/484041/original/file-20220912-26-mvs4db.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=269&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">La chaîne de certification proposée.</span>
<span class="attribution"><span class="source">BRGM, Desaulty</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Le principe de cette méthode analytique est le même que celui développé pour la <a href="https://www.brgm.fr/fr/actualite/video/tao-tracabilite-analytique-or-guyane">traçabilité de l’or</a>, et du <a href="https://www.bgr.bund.de/EN/Themen/Min_rohstoffe/Rohstoff_forsch/LF_Herkunftrsnachweis_COLTAN_Newsletter01-2010.html">coltan</a>, qui permet de vérifier si le produit correspond à son origine déclarée en comparant l’échantillon en question à des échantillons de référence d’origine connue stockés dans une base de données.</p>
<p>L’aspect crucial pour le lithium sera le développement de la base de données de référence contenant les signatures isotopiques complètes et actualisées des différents produits disponibles sur le marché. Cette base de données devra être incrémentée au fur et à mesure de l’exploitation de nouveaux gisements ou du développement de nouveaux procédés d’extraction et de purification. Pour ce faire, il sera nécessaire de collaborer avec les miniers et producteurs de sels de lithium pour évaluer la signature de leurs produits. Cette collaboration entre la recherche publique et les différents acteurs de la filière est une condition sine qua non pour le développement d’une filière d’approvisionnement en lithium responsable et durable.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/190080/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Une nouvelle méthode pour tracer le lithium de nos batteries électriques et encourager une gestion plus durable des ressources minérales.Anne-Marie Desaulty, Chercheur en géochimie isotopique, BRGM, BRGMCatherine Guerrot, PhD Géochimie isotopique et géochronologie, BRGMDaniel Monfort Climent, Ingénieur géologue, ressources minérales et économie circulaire, BRGMGaetan Lefebvre, Chercheur, BRGMSébastien Perret, Technicien en analyses isotopiques, BRGMLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1899972022-09-11T16:19:11Z2022-09-11T16:19:11ZDes ions aux « supercondensateurs » : le numérique à la rescousse du stockage d’électricité<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/483009/original/file-20220906-14-iitb96.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=1%2C13%2C1020%2C677&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Pour développer les dispositifs de demain, il faut comprendre les phénomènes du stockage d'électricité aux différentes échelles. Ici, une électrode oxyde de fer/oxyde de graphène vue par microscopie.
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/cambridgeuniversity-engineering/18856526285/">Dilek Ozgit, Department of Engineering, University of Cambridge</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span></figcaption></figure><p><em>Un nouvel « Entretien autour de l’informatique » en collaboration avec <a href="https://www.lemonde.fr/blog/binaire/">Binaire</a>, le blog pour comprendre les enjeux du numérique.</em></p>
<p><em>Céline Merlet est une chimiste, chercheuse CNRS au Centre Inter-universitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT) de Toulouse. C’est une spécialiste des modèles multi-échelles destinés à décrire les matériaux de stockage d’énergie. Le stockage d’énergie (solaire ou éolienne par exemple) devient un défi scientifique majeur. Céline Merlet nous parle des supercondensateurs, une technologie pleine de promesses.</em></p>
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<p><strong>Binaire : Pourrais-tu nous raconter brièvement la carrière qui t’a conduite à être chercheuse en chimie et médaille de bronze du CNRS 2021</strong></p>
<p><strong>Céline Merlet :</strong> Au départ je n’étais pas partie pour faire de la chimie mais de la biologie. J’ai fait une prépa et je voulais devenir vétérinaire, mais pendant la prépa, je me suis rendu compte que je m’intéressais de plus en plus à la chimie. J’ai aussi fait un projet de programmation et j’y ai trouvé beaucoup de plaisir. Je suis rentrée, dans une école d’ingénieur, Chimie ParisTech. En 2<sup>e</sup> année, j’ai fait un stage de trois semaines sur la modélisation de sels fondus, des sels qui deviennent liquides à très hautes températures. J’y ai découvert la simulation numérique de phénomènes du monde réel, j’ai compris que j’avais trouvé ma voie. Après l’école de chimie, je suis retournée faire un doctorat dans ce même labo où j’avais réalisé le stage. Un postdoctorat en Angleterre, et j’ai été recrutée au CNRS en 2017.</p>
<h2>B : Pourquoi n’es-tu pas restée en Angleterre ?</h2>
<p><strong>CM :</strong> Avec la difficulté d’obtenir un poste en France et le fait que j’étais bien installée en Angleterre, j’ai aussi candidaté là-bas. Mais, il y a eu le Brexit et cela a confirmé ma volonté de rentrer en France.</p>
<p><strong>B : Tu es chimiste, spécialiste des systèmes de stockage électrochimique de l’énergie qui impliquent des matériaux complexes. Pourrais-tu expliquer aux lecteurs de binaire ce que cela veut dire ?</strong></p>
<p><strong>CM :</strong> Le stockage électrochimique de l’énergie concerne l’utilisation de réactions électrochimiques pour stocker de l’énergie. Les systèmes qu’on connaît qui font ça sont les batteries dans les téléphones et les ordinateurs portables, et les voitures. Les batteries utilisent des matériaux complexes avec certains éléments comme le lithium, le cobalt, et le nickel. On charge et décharge le dispositif en le connectant à un circuit électrique. Les matériaux sont modifiés au cours des charges et décharges. C’est ça qui leur permet de stocker de l’énergie.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/482724/original/file-20220905-2314-9vo37n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Schéma d’un supercondensateur déchargé : pas de charges sur les électrodes, des ions entre les deux" src="https://images.theconversation.com/files/482724/original/file-20220905-2314-9vo37n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/482724/original/file-20220905-2314-9vo37n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=288&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/482724/original/file-20220905-2314-9vo37n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=288&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/482724/original/file-20220905-2314-9vo37n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=288&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/482724/original/file-20220905-2314-9vo37n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=361&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/482724/original/file-20220905-2314-9vo37n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=361&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/482724/original/file-20220905-2314-9vo37n.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=361&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Schéma d’un supercondensateur déchargé.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Céline Merlet</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/482725/original/file-20220905-2253-gzydxs.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Schéma d’un supercondensateur chargé : il y a des charges + et -- sur les éléctrodes" src="https://images.theconversation.com/files/482725/original/file-20220905-2253-gzydxs.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/482725/original/file-20220905-2253-gzydxs.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=226&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/482725/original/file-20220905-2253-gzydxs.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=226&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/482725/original/file-20220905-2253-gzydxs.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=226&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/482725/original/file-20220905-2253-gzydxs.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=284&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/482725/original/file-20220905-2253-gzydxs.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=284&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/482725/original/file-20220905-2253-gzydxs.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=284&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Schéma d’un supercondensateur chargé.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Céline Merlet</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>Ma recherche porte sur les supercondensateurs. Dans ces systèmes-là, on a deux matériaux poreux qui sont des électrodes qu’on connecte entre elles via un circuit extérieur. Quand on charge (ou décharge), des molécules chargées vont se placer dans des trous ou au contraire en sortent. Un stockage de charge au sein du matériau en résulte. Mais d’une manière très différente de celle des batteries. Il n’y a pas de réaction chimique. C’est une simple adsorption des molécules chargées.</p>
<h2>B : Tu travailles sur la modélisation moléculaire, en quoi est-ce que cela consiste ?</h2>
<p><strong>CM :</strong> J’ai parlé des deux électrodes qui sont en contact avec cette solution d’ions chargés. Souvent pour les supercondensateurs, ce sont des carbones nanoporeux. Les pores font à peu près la taille du nanomètre (1 millionième de millimètre) : c’est quelque chose qu’on ne peut pas observer à l’œil nu. Pour comprendre comment les ions entrent et sortent de ces pores de carbone, au lieu de faire des expériences physiques, des mélanges dans un laboratoire, je fais des expériences numériques, des mélanges dans l’ordinateur. J’essaie de comprendre comment les ions bougent et ce qui se passe, à une échelle qu’on ne peut pas atteindre expérimentalement.</p>
<h2>B : Ça exige de bien comprendre les propriétés physiques ?</h2>
<p><strong>CM :</strong> Oui pour modéliser la trajectoire des ions, la façon dont ils se déplacent, il faut bien comprendre ce qui se passe. Quand on lance une balle, si on donne les forces qu’on applique au départ, on peut en déduire la trajectoire. Pour les ions c’est pareil. On choisit le point de départ. On sait quelles forces s’appliquent, les forces d’attraction et de répulsion. On a des contraintes comme le fait qu’une molécule ne peut pas pénétrer à l’intérieur d’une autre. Cela nous permet de calculer l’évolution du système de molécules au cours du temps. Parfois, on n’a même pas besoin de représenter ça de manière très précise. Si une modélisation même grossière est validée par des expériences, on a le résultat qu’on recherchait. Dans mon labo, le CIRIMAT, il y a principalement des expérimentateurs. Nous sommes juste 4 ou 5 théoriciens sur postes permanents. Dans mon équipe, des chercheurs travaillent directement sur des systèmes chimiques réels et on apprend beaucoup des échanges théorie/expérience.</p>
<h2>B : Typiquement, combien d’atomes sont-ils impliqués par ces simulations ?</h2>
<p><strong>CM :</strong> Dans ces simulations numériques, on considère de quelques centaines à quelques milliers d’atomes. Dans une expérience réelle, c’est au moins 10<sup>24</sup> atomes. (Un millilitre d’eau contient déjà 10<sup>22</sup> molécules.)</p>
<h2>B : Et malgré cela, vous arrivez à comprendre ce qui se passe pour de vrai…</h2>
<p><strong>CM :</strong> On utilise des astuces de simulation pour retrouver ce qui se passe dans la réalité. Une partie de mon travail consiste à développer des modèles pour faire le lien entre l’échelle moléculaire et l’échelle expérimentale. Quand on change d’échelle, ça permet d’intégrer certains éléments mais on perd d’autres informations de l’échelle moléculaire.</p>
<p><strong>B : Dans ces simulations des électrodes de carbone au sein de supercondensateurs modèles en fonctionnement, quels sont les verrous que tu as dû affronter ?</strong></p>
<p><strong>CM :</strong> Au niveau moléculaire, il y a encore des progrès à faire, et des ordinateurs plus puissants pourraient aider. Les matériaux conduisent l’électricité, les modèles considèrent que les carbones sont parfaitement conducteurs, mais en réalité ils ne le sont pas. Pour une meilleure représentation, il faudrait tenir compte du caractère semi-conducteur de ces matériaux et certains chercheurs travaillent sur cet aspect en ce moment.</p>
<p>Pour obtenir des matériaux qui permettraient de stocker plus d’énergie, il nous faudrait mieux comprendre les propriétés microscopiques qui ont de l’influence sur ce qui nous intéresse, analyser des résultats moléculaires pour essayer d’en extraire des tendances générales. Par exemple, si on a deux liquides qui ont des ions différents, on fait des mélanges ; on peut essayer brutalement plein de mélanges et réaliser des simulations pour chacun, ou on peut en faire quelques-unes seulement et essayer de comprendre d’un mélange à un autre pourquoi le coefficient de diffusion par exemple est différent et prédire ainsi ce qui se passera pour n’importe quel mélange. Mieux on comprend ce qui se passe, moins il est nécessaire de faire des modélisations moléculaires sur un nombre massif d’exemples.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/482726/original/file-20220905-2277-6wubbf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Les électrodes de carbone sont en bleu, les anions en vert et les cations en violet" src="https://images.theconversation.com/files/482726/original/file-20220905-2277-6wubbf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/482726/original/file-20220905-2277-6wubbf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=397&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/482726/original/file-20220905-2277-6wubbf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=397&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/482726/original/file-20220905-2277-6wubbf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=397&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/482726/original/file-20220905-2277-6wubbf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=499&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/482726/original/file-20220905-2277-6wubbf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=499&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/482726/original/file-20220905-2277-6wubbf.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=499&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Configuration extraite de la simulation d’un supercondensateur modèle par dynamique moléculaire. Les électrodes de carbone sont en bleu, les anions en vert et les cations en violet.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Céline Merlet</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p><strong>B : Tu as reçu le prix « 2021 Price Ada Lovelace » de calcul haute performance (HPC). Est-ce que tu te présentes plutôt comme chimiste, ou comme une spécialiste du HPC ?</strong></p>
<p><strong>CM :</strong> Je ne me présente pas comme une spécialiste du calcul HPC mais mes activités nécessitent un accès à des ordinateurs puissants et des compétences importantes dans ce domaine. Une partie de mon travail a consisté en des améliorations de certains programmes pour pouvoir les utiliser sur les supercalculateurs. Rendre des calculs possibles sur les supercalculateurs, cela ouvre des perspectives de recherche, et c’est une contribution en calcul HPC.</p>
<h2>B : Quelles sont les grandes applications de ton domaine ?</h2>
<p><strong>CM :</strong> Concernant les supercondensateurs, c’est déjà utilisé dans les systèmes start-and-stop des voitures. C’est aussi utilisé dans les bus hybrides : on met des supercondensateurs sur le toit du bus, et à chaque fois qu’il s’arrête, on charge ces supercondensateurs et on s’en sert pour faire redémarrer le bus. On peut ainsi économiser jusqu’à 30 % de carburant. Des questions qui se posent : Est-ce qu’on pourrait stocker plus d’énergie ? Est-ce qu’on pourrait utiliser d’autres matériaux ?</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/482727/original/file-20220905-2277-83cd0a.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/482727/original/file-20220905-2277-83cd0a.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=444&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/482727/original/file-20220905-2277-83cd0a.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=444&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/482727/original/file-20220905-2277-83cd0a.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=444&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/482727/original/file-20220905-2277-83cd0a.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=557&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/482727/original/file-20220905-2277-83cd0a.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=557&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/482727/original/file-20220905-2277-83cd0a.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=557&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Bus hybride utilisant des supercondensateurs.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Muséum de Toulouse</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p><strong>B : On sait que les batteries de nos téléphones faiblissent assez vite. Pourrait-on les remplacer par des supercondensateurs ?</strong></p>
<p><strong>CM :</strong> Si les batteries stockent plus d’énergie que les supercondensateurs, elles se dégradent davantage avec le temps. Au bout d’un moment le téléphone portable n’a plus la même autonomie que quand on a acheté le téléphone. Un supercondensateur peut être chargé et déchargé très vite un très grand nombre de fois sans qu’il soit détérioré. Pourtant, comme les quantités d’énergie qu’ils peuvent stocker sont bien plus faibles, on n’imagine pas que les supercondensateurs standards puissent remplacer les batteries. On voit plutôt les deux technologies comme complémentaires. Et puis, la limite entre supercondensateur et batterie peut être un peu floue.</p>
<p><strong>B : Tu es active dans « Femmes et Sciences ». Est-ce que tu peux nous dire ce que tu y fais et pourquoi tu le fais ?</strong></p>
<p><strong>CM :</strong> J’observe qu’on est encore loin de l’égalité femme-homme. En chimie, nous avons une assez bonne représentativité des femmes. Dans mon laboratoire, qui correspond bien aux observations nationales, il y a 40 % de femmes. Mais en sciences en général, elles sont peu nombreuses.</p>
<p>Un but de « Femmes et Sciences » est d’inciter les jeunes, et particulièrement les filles, à s’engager dans des carrières scientifiques. Je suis au conseil d’administration, en charge du site web, et je coordonne avec d’autres personnes les activités en région toulousaine. Je suis pas mal impliquée dans les interventions avec les scolaires, dans des classes de lycée ou de collège : on parle de nos parcours ou on fait des ateliers sur les stéréotypes, de petits ateliers pour sensibiliser les jeunes aux stéréotypes, pour comprendre ce que c’est et ce que ça peut impliquer dans les choix d’orientation.</p>
<p>Nous avons développé en 2019 un jeu, Mendeleieva, pour la célébration des 150 ans de la classification périodique des éléments par Mendeleïev. Nous l’utilisons pour mettre en avant des femmes scientifiques historiques ou contemporaines : on a un tableau et on découvre à la fois l’utilité des éléments et les femmes scientifiques qui ont travaillé sur ces éléments. Nous sommes en train de numériser ce jeu.</p>
<p>L’association mène encore beaucoup d’autres actions comme des expos, des livrets, etc.</p>
<h2>B : La programmation est un élément clé de ton travail ; est-ce que tu programmes toi-même ?</h2>
<p><strong>CM :</strong> J’adore programmer. Mais comme je passe pas mal de temps à faire de l’encadrement, à voyager et à participer à des réunions, j’ai moins de temps pour le faire moi-même. Je suis les doctorants qui font ça. Suivant leur compétence et leur appétence, je programme plus ou moins.</p>
<p><strong>B : D’où viennent les doctorants qui passent dans ton équipe ? Sont-ils des chimistes au départ ?</strong></p>
<p><strong>CM :</strong> Ils viennent beaucoup du monde entier : Maroc, Grèce, Inde. Ils sont physiciens ou chimistes. J’ai même une étudiante en licence d’informatique en L3 qui fait un stage avec moi.</p>
<p><strong>B : Est-ce que certains thèmes de recherche en informatique sont particulièrement importants pour vous ?</strong></p>
<p><strong>CM :</strong> En ce moment, on s’interroge sur ce que pourrait apporter l’apprentissage automatique à notre domaine de recherche. Par exemple, pour modéliser, on a besoin de connaître les interactions entre les particules. Des collègues essaient de voir si on pourrait faire de l’apprentissage automatique des champs de force. Nous ne sommes pas armés pour attaquer ces problèmes, alors nous collaborons avec des informaticiens.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/189997/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Céline Merlet est affiliée au Réseau sur le Stockage Électrochimique de l'Énergie (<a href="https://www.energie-rs2e.com/fr">https://www.energie-rs2e.com/fr</a>) et membre du conseil d'administration de l'association Femmes & Sciences (<a href="https://www.femmesetsciences.fr/">https://www.femmesetsciences.fr/</a>). Elle a reçu des financements européens avec l'ERC Starting Grant SuPERPORES (<a href="https://cordis.europa.eu/project/id/714581/fr">https://cordis.europa.eu/project/id/714581/fr</a>).
</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Claire Mathieu et Serge Abiteboul ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.</span></em></p>Comment les supercondensateurs peuvent nous aider à stocker l'électricité.Serge Abiteboul, Directeur de recherche à Inria, membre de l'Académie des Sciences, InriaCéline Merlet, Chercheuse au Centre Inter-universitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT) de Toulouse, Toulouse INP, Université Toulouse III-Paul Sabatier, Centre national de la recherche scientifique (CNRS)Claire Mathieu, Directrice de recherche CNRS, Paris, École normale supérieure (ENS) – PSLLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1831612022-06-05T16:20:03Z2022-06-05T16:20:03ZÉnergie : comment vont évoluer les batteries lithium-ion, très consommatrices de métaux en tension ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/463352/original/file-20220516-18-6i9plc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=7%2C22%2C1270%2C827&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Les batteries lithium-ion dominent actuellement le marché automobile et de l'électronique.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2013_Nissan_Leaf_cutaway.jpg">Norsk Elbilforening, Wikipedia</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>Les batteries lithium-ion se sont imposées progressivement dans de très nombreux secteurs industriels, de la microélectronique à l’électronique portable, en passant par le transport (véhicule électrique, mobilité douce, transport ferroviaire et aérien) et le stockage des énergies de conversion alternatives telles que le solaire photovoltaïque ou l’éolien.</p>
<p>Ces batteries sont considérées aujourd’hui comme l’un des <a href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201800561">moyens les plus efficaces pour stocker l’énergie électrique</a>. Dans les prochaines années, le marché des batteries lithium-ion sera <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/?uri=CELEX%3A52019DC0176">essentiellement porté par le domaine du transport (véhicule électrique), et dans une moindre mesure par celui des énergies alternatives</a>. Les perspectives de production industrielle prévoient de multiplier ces capacités par un facteur 10 d’ici 2030, après avoir connu une croissance par un facteur 6 entre 2010 et 2018.</p>
<p>Cette technologie représente aujourd’hui le meilleur compromis (comparé aux alternatives de stockage) entre densité d’énergie massique et volumique (quantité d’énergie pouvant être stockée ou transportée pour un volume ou une masse donné), une faible autodécharge, une longue durée de vie, une maintenance faible et une utilisation sur une plage de température conséquente. Leur coût et leur empreinte carbone unitaire ayant considérablement diminué ces dernières années, les batteries lithium-ion représentent un élément clé de la décarbonation du transport : en France, la production électrique s’appuyant essentiellement sur des centrales nucléaires, l’<a href="https://www.carbone4.com/publication-transport-routier-motorisation-alternatives">empreinte carbone (fabrication/usages/fin de vie) d’un véhicule « milieu de gamme » est divisée par trois, comparée à son équivalent essence</a>.</p>
<p>Autant d’éléments qui font apparaître les batteries lithium-ion comme une solution technologie pertinente pour la transition écologique.</p>
<h2>Cobalt et lithium, deux ingrédients essentiels mais peu disponibles par rapport à la demande</h2>
<p>Néanmoins, cette technologie est fortement consommatrice de métaux avec une forte « criticité » : d’ici 2025, cette technologie devrait mobiliser une grande partie de la <a href="https://pubs.er.usgs.gov/publication/mcs2022">production mondiale</a> de cobalt (qui rentre dans la composition des électrodes positives, pour <a href="https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2021-full-report.pdf">65 %</a> de la production mondiale) et de lithium (pour les électrodes positives, négatives et l’électrolyte, pour <a href="https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2021-full-report.pdf">75 %</a> de la production mondiale), sans parler des autres métaux (nickel, cuivre…) ni du carbone graphite constitutifs des éléments pour batteries.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/ces-metaux-qui-viennent-a-manquer-un-enjeu-pour-les-societes-de-demain-138974">Ces métaux qui viennent à manquer, un enjeu pour les sociétés de demain</a>
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<p>À titre d’exemple, la <a href="https://iea.blob.core.windows.net/assets/932ea201-0972-4231-8d81-356300e9fc43/WEM_Documentation_WEO2021.pdf">consommation globale de lithium</a> a augmenté de 283 % entre 2010 et 2021, le prix de la tonne est passé de 4450$ en 2012 à 78000$ en 2022. Cette forte croissance des besoins en matières premières pourrait faire apparaître des tensions sur les marchés ainsi que des risques géopolitiques majeurs, et démultiplie le problème de l’impact écologique de l’extraction minière, généralement consommatrice d’énergies fossiles et de produits chimiques pour séparer les métaux du minerai.</p>
<p>Ces tensions soulignent l’importance d’aborder, en parallèle aux solutions techniques, les questions sociétales concernant le rapport de l’individu au véhicule. Par exemple, limiter la course à l’autonomie permettrait de diminuer la taille des batteries et donc de la consommation en matières premières.</p>
<p>En parallèle de pratiques plus vertueuses, deux voies de recherche apparaissent nécessaires à court terme : le développement du recyclage des batteries et le développement du « post lithium-ion ».</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/peut-on-recycler-les-batteries-des-vehicules-electriques-167007">Peut-on recycler les batteries des véhicules électriques ?</a>
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<h2>Des batteries « post lithium-ion » pour éviter les tensions d’approvisionnement en lithium</h2>
<p>Par <a href="https://www.nature.com/articles/s41560-020-00748-8">« post lithium-ion »</a>, on entend des technologies nouvelles de batteries bénéficiant de l’expérience acquise pendant des décennies dans le développement du lithium-ion, voire des technologies en rupture complète, pour lesquelles il faut tout repenser. La recherche académique mondiale est actuellement en pleine effervescence dans le développement de ces systèmes.</p>
<p>Ainsi, de nouvelles voies sont explorées pour remplacer l’élément lithium par d’autres éléments bien plus abondants sur terre, comme le sodium, le <a href="https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/d0ee02347g">calcium</a>, le <a href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.9b01389">magnésium</a> et le <a href="https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02982857/">potassium</a>, qui peuvent, comme le lithium, jouer le rôle d’électrode négative dans une batterie. Ces voies de recherche permettent d’anticiper les possibles futures tensions sur les approvisionnements en lithium en raison de la distribution très inégale de cette ressource sur Terre.</p>
<p>Le sodium par exemple, très abondant et proche du lithium par ses propriétés chimiques et électrochimiques, ne présente pas tout à fait les mêmes performances en termes de densité d’énergie massique et volumique. En revanche, il a été montré que les batteries sodium-ion pouvaient avoir des <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775322002701">performances en puissance</a> <a href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.201800215">supérieures</a> aux batteries lithium-ion, ce qui, pour certaines applications, se révèle particulièrement intéressant.</p>
<p>Les batteries à base de calcium, de magnésium ou de <a href="https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03409209">potassium</a> font actuellement face à des verrous scientifiques importants (disponibilité et coût des matériaux d’électrodes positives, réactivité aux interfaces) qui laissent présager une commercialisation à plus long terme.</p>
<h2>Remplacer les constituants liquides inflammables des batteries Li-ion</h2>
<p>Par ailleurs, « post lithium-ion » ne signifie pas nécessairement « fin du lithium », puisque parmi les voies nouvelles qui bénéficient des investissements industriels les plus importants aujourd’hui figurent les <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775321004511">batteries dites « tout solide »</a>, dont le but n’est pas de remplacer le lithium lui-même, mais les constituants liquides inflammables des batteries lithium-ion (dits électrolytes) par des constituants solides non inflammables, dans l’objectif d’un gain de sécurité pour les utilisateurs.</p>
<p>Cette voie offre également des perspectives d’augmentation des performances en termes de densité d’énergie (c’est-à-dire des batteries plus légères et permettant une plus grande autonomie), grâce à l’utilisation du lithium métallique (par opposition à ions lithium des batteries lithium-ion) comme électrode négative. Ce type de batterie est particulièrement prisé aujourd’hui par les constructeurs automobiles pour qui la sécurité et la densité d’énergie sont des éléments clés.</p>
<p>Cette technologie « tout solide » fait également face à des verrous technologiques importants mais il est certain que compte tenu des <a href="https://www.auto-infos.fr/article/bmw-et-ford-investissent-dans-solid-power-specialiste-des-batteries-solides.232124">efforts financiers et humains engagés</a>, des progrès considérables sont à attendre dans les années à venir.</p>
<h2>Une diversification des technologies en réponse aux besoins</h2>
<p>On assiste à une diversification des technologies en réponse à des besoins spécifiques en fonction de la nature de l’application.</p>
<p>Tant que les prix du lithium resteront acceptables pour un système économique mondial globalisé, la technologie lithium-ion a encore de beaux jours devant elle, dans le domaine de l’électronique portable en particulier.</p>
<p>Pour le véhicule électrique, ce sera plutôt la technologie lithium « tout solide », si tous les verrous scientifiques et logistiques peuvent être levés. Les alternatives au lithium restent légèrement moins performantes mais pourraient s’avérer acceptables si le prix du lithium venait à croître fortement à cause de tensions géopolitiques. Les batteries électriques ne sont pas la seule solution technologique. Le stockage d’énergie grâce à l’<a href="https://theconversation.com/lhydrogene-sera-vraiment-revolutionnaire-si-il-est-produit-a-partir-des-renouvelables-145804">hydrogène « vert »</a> par exemple est une solution complémentaire.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/183161/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Hervé Martinez est membre du Réseau français sur le Stockage de l'Energie (RS2E) et professeur des universités à l'Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA) et à l'Ecole Centrale de Casablanca. Il reçoit régulièrement des financements de l'Agence Nationale de la Recherche, de la région nouvelle Aquitaine, du CEA et de diverses compagnies privées pour financer ses recherches sur les batteries. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Rémi Dedryvère est membre du Réseau Français sur le Stockage Electrochimique de l'Energie (RS2E). Il reçoit régulièrement des financements de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), de la Commission Européenne et de la Région Nouvelle Aquitaine pour financer ses projets de recherche sur les batteries.</span></em></p>Les batteries lithium-ions dominent le marché pour leurs avantages technologiques mais l’explosion de la demande remet en question l’approvisionnement.Hervé Martinez, Professeur des Universités - Physico-Chimiste des matériaux et des surfaces, Université de Pau et des pays de l'Adour (UPPA)Rémi Dedryvère, Enseignant-chercheur, Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l’environnement et les matériaux, CNRS, Université de Pau et des pays de l'Adour (UPPA)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1829832022-06-02T17:47:35Z2022-06-02T17:47:35ZPodcast « Objets cultes » : Le chargeur<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/522963/original/file-20230426-14-sps7ja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=2%2C0%2C1914%2C1353&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Sommes-nous accro à la batterie pleine?</span> <span class="attribution"><span class="source">Pixabay</span></span></figcaption></figure><iframe src="https://embed.acast.com/63ff129deef4080011120a9d/6404ef8c9ade8700115b28a5" frameborder="0" width="100%" height="190px"></iframe>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/comment-ecouter-les-podcasts-de-the-conversation-157070">Comment écouter les podcasts de The Conversation ?</a>
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<p><iframe id="tc-infographic-818" class="tc-infographic" height="100" src="https://cdn.theconversation.com/infographics/818/2cb911d7f5dde27b26b0d660b5a8acba1b0830e6/site/index.html" width="100%" style="border: none" frameborder="0"></iframe></p>
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<p>Objets inanimés, avez-vous donc une âme ? demandait le poète.</p>
<p>S’ils ont une âme, il s’agit bien de la nôtre. C’est ce que démontrait le sémiologue Roland Barthes dans ses <em>Mythologies</em>, publiées en 1957. L’intellectuel y étudiait en effet les objets et les rites populaires qui révélaient l’esprit d’une époque et les affects collectifs du pays, inventant ainsi une nouvelle manière de faire de la sociologie, accessible, impertinente et ludique. La DS, le steak-frites, les jouets en plastique… rien n’échappait à sa sagacité.</p>
<figure class="align-right zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/460246/original/file-20220428-15-gtbh03.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/460246/original/file-20220428-15-gtbh03.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/460246/original/file-20220428-15-gtbh03.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=899&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/460246/original/file-20220428-15-gtbh03.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=899&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/460246/original/file-20220428-15-gtbh03.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=899&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/460246/original/file-20220428-15-gtbh03.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=1130&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/460246/original/file-20220428-15-gtbh03.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=1130&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/460246/original/file-20220428-15-gtbh03.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=1130&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Nos modes, nos mythes, nos rites, éditions EMS (2013).</span>
<span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Aujourd’hui, ces objets ne sont plus les mêmes et la globalisation à grandement changé la donne. Mais l’exercice lui, n’a pas pris une ride et c’est Pascal Lardellier, professeur de sociologie à l’université de Bourgogne, auteur entre autres de <a href="https://www.editions-ems.fr/livres-2/collections/societing/ouvrage/236-nos-modes-nos-mythes-nos-rites.html"><em>Nos modes, nos mythes, nos rites</em></a> qui se penche sur nos objets cultes.</p>
<p>Il suffit d’un pourcentage faible, d’une prise de courant introuvable, d’un chargeur oublié ou d’une barre de chargement qui disparaît et notre pouls s’accélère. Bientôt plus de batterie. Nous sommes tellement reliés à nos joujoux technologiques, tellement dépendants de nos ordinateurs et de nos smartphones qu’un défaut d’alimentation est souvent de nature à provoquer un stress disproportionné, voire un début de panique. Que dit de nous cette addiction au chargeur et à la batterie pleine ?</p>
<p><strong>Références</strong><br>
<a href="https://actu.fr/pays-de-la-loire/saint-nazaire_44184/loire-atlantique-estimant-son-telephone-portable-insuffisamment-charge-il-assene-quatre-coups-de-couteau-a-son-meilleur-ami_49374411.html">Loire-Atlantique : estimant son téléphone portable insuffisamment chargé, il assène quatre coups de couteau à son meilleur ami</a>, actu.fr, 2022.</p>
<p><strong>Extraits</strong><br>
● « Scaffold of Repeated Addition », One Man Book, 2022.<br></p>
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<p><em>Crédits : conception et animation, Sonia Zannad ; réalisation, Romain Pollet ; chargé de production, Rayane Meguenni</em>.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/182983/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>Que dit de nous notre addiction au chargeur et à la batterie pleine ?Sonia Zannad, Cheffe de rubrique Culture, The Conversation FrancePascal Lardellier, Professeur à l'Université de Bourgogne Franche-Comté, Chercheur au laboratoire CIMEOS, Université de Bourgogne – UBFCLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1823062022-05-17T13:21:49Z2022-05-17T13:21:49ZEt si nos oreilles pouvaient remplacer les piles électriques ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/463319/original/file-20220516-19-7lkjwj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=4%2C1%2C992%2C739&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Lorsque l’on mange, parle ou baille, les mouvements de la mâchoire déforment le conduit auditif. Après conversion en énergie électrique, ces déformations pourraient alimenter tout type de technologie intra-auriculaire.</span> <span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span></figcaption></figure><p>Essentielles aux personnes souffrant de déficience auditive, les prothèses auditives ont pourtant un talon d’Achille : leur dispositif d’alimentation énergétique dispendieux et peu écologique. Bonne nouvelle, des chercheurs ont trouvé une source d’énergie alternative.</p>
<p>L’originalité de cette source ? L’énergie est produite à l’intérieur de l’oreille et récupérée par un bouchon équipé de capteurs.</p>
<p>Mon projet de doctorat consiste à modéliser les déformations du conduit auditif en fonction des mouvements de la mâchoire. Mes résultats contribueront à mieux évaluer le potentiel énergétique des déformations du conduit auditif.</p>
<h2>Le problème avec les prothèses auditives</h2>
<p>Pour illustrer le problème des prothèses auditives, je vous emmène découvrir le quotidien de ma petite sœur Clara. Étudiante en architecture de 24 ans, elle est appareillée depuis l’âge de 8 ans. Quand la pile qui alimente sa prothèse est vide, Clara se retrouve dépourvue de l’ouïe et coupée du monde. Pour éviter ce problème, un coin de son cerveau est toujours en alerte pour vérifier qu’une boîte de piles de rechange est à portée de main. En plus d’être contraignante, la pile est un fardeau économique. En effet, en tenant compte de sa consommation de piles et de leur prix unitaire, Clara estime que sa facture en consommable a dépassé le coût d’achat de sa paire de prothèses auditives après 15 années d’utilisation.</p>
<p>Il en va de même pour l’environnement. C’est autant de piles qui finissent enfouies dans la nature puisque les <a href="https://theconversation.com/demand-for-rare-earth-metals-is-skyrocketing-so-were-creating-a-safer-cleaner-way-to-recover-them-from-old-phones-and-laptops-141360">métaux rares</a> qui les composent ne sont pas recyclables.</p>
<p>Pourtant, on constate que la batterie rechargeable s’est démocratisée pour tous les écouteurs sans fil. Il est donc étonnant que les prothèses résistent encore à ce progrès technologique. Vous pensez peut-être qu’un écouteur sans fil et une prothèse auditive ne sont pas comparables ? Et bien, les écouteurs les plus sophistiqués n’ont rien à envier aux prothèses auditives, excepté leur amplificateur audio qui permet d’augmenter le volume sonore dans l’oreille.</p>
<p>En revanche, les prix ne sont pas comparables, car celui d’une seule prothèse auditive dépasse grandement celui d’une paire d’écouteurs sans fil (1 000-2 000$ par oreille pour une prothèse auditive contre 100-300$ pour une paire d’écouteurs). <a href="http://www.nickhunn.com/wp-content/uploads/downloads/2016/11/The-Market-for-Hearable-Devices-2016-2020.pdf">Les modèles commerciaux impliquant les fabricants, les assureurs médicaux, les audioprothésistes et enfin les consommateurs en seraient la cause</a>.</p>
<figure>
<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/tGx1syJpp5k?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Comment fonctionne notre système auditif ?</span></figcaption>
</figure>
<p>Bref, autant dire que les bilans financier et écologique de Clara ne sont pas positifs. Mais la révolution se prépare ! Bientôt, elle pourra alimenter ses prothèses auditives grâce aux mouvements de sa mâchoire.</p>
<h2>Nos conduits auditifs créent de l’énergie</h2>
<p>Je vous propose une petite expérience : insérez votre petit doigt dans l’oreille, puis ouvrez et fermez la bouche. Sentez-vous cette pression sur votre doigt ? Lorsqu’on bouge notre mâchoire, celle-ci comprime les tissus autour du conduit auditif, modifiant ainsi sa forme. C’est cette déformation à l’intérieur de l’oreille que les chercheurs proposent de convertir en énergie électrique.</p>
<p>Plusieurs études ont évalué la quantité d’énergie provenant de cette déformation et ont obtenu des résultats encourageants. L’<a href="https://ieeexplore.ieee.org/document/9018039/">étude la plus récente</a> rapporte que pendant une pause dîner de 10 minutes, il est possible de générer jusqu’à 22 % de l’<a href="https://doi.org/10.1016/S0378-7753(00)00378-5">énergie nécessaire pour le fonctionnement quotidien d’une prothèse auditive</a>. Autrement dit, l’action de manger pendant 50 minutes suffirait à générer la totalité de l’énergie nécessaire pour une journée de fonctionnement ! Pour cette expérience, les chercheurs ont disposé un bouchon rempli d’eau dans l’oreille des participants. Puis, ils ont mesuré la pression dans le bouchon pendant les mouvements de mâchoire. Ils ont finalement traduit les variations de pression en déformations du conduit auditif.</p>
<h2>Les mystères du corps humain</h2>
<p>Le corps humain réserve encore beaucoup de surprises. Il est notamment une source d’énergie durable et disponible à chaque instant. Tout comme les panneaux photovoltaïques utilisent l’énergie solaire, il existe aujourd’hui des technologies qui récupèrent l’énergie provenant du corps humain. C’est le cas des montres automatiques fonctionnant avec l’énergie cinétique produite par les mouvements du poignet.</p>
<p>Dans le cas des prothèses auditives, des études ont tenté de <a href="http://ieeexplore.ieee.org/document/5167942/">convertir l’énergie thermique proche de l’oreille</a> ou encore de placer un mini panneau solaire dans le pavillon de l’oreille. C’est l’énergie provenant des déformations du conduit auditif qui a suscité le plus d’intérêt.</p>
<h2>À la recherche du convertisseur idéal</h2>
<p>Une question reste néanmoins en suspens ; comment stocker l’énergie récupérée à l’intérieur de l’oreille ? Les déformations du conduit auditif représentant une énergie mécanique, cette dernière ne peut être stockée dans une batterie qu’après avoir été transformée en énergie électrique. Pour répondre à cette problématique, des chercheurs ont disposé des <a href="https://ieeexplore.ieee.org/document/6420936/">rubans en matériaux piézoélectriques sur le pourtour de bouchons d’oreille</a>. Ces matériaux ont la particularité de créer un signal électrique quand ils sont déformés. Ils permettent ainsi de convertir les déformations du conduit auditif en énergie électrique.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/463327/original/file-20220516-13-i6i454.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="différents types de prothèses auditives" src="https://images.theconversation.com/files/463327/original/file-20220516-13-i6i454.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/463327/original/file-20220516-13-i6i454.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/463327/original/file-20220516-13-i6i454.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/463327/original/file-20220516-13-i6i454.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/463327/original/file-20220516-13-i6i454.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/463327/original/file-20220516-13-i6i454.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/463327/original/file-20220516-13-i6i454.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Essentielles aux personnes souffrant de déficience auditive, les prothèses auditives ont pourtant un talon d’Achille : leur dispositif d’alimentation énergétique.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span>
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</figure>
<p>Malheureusement, les prototypes testés ne permettent pas de convertir une quantité d’énergie suffisante. Certains dispositifs réussissent à avoisiner la quantité cible, mais ils ne sont pas encore assez miniaturisés pour être intégrés dans un bouchon. Le développement des circuits imprimés flexibles pouvant s’ajuster aux formes précède l’arrivée prochaine d’implants médicaux autoalimentés. Grâce à ces progrès, nul doute que des convertisseurs plus performants vont voir le jour.</p>
<h2>Le marché des prothèses auditives bientôt chamboulé ?</h2>
<p>Finalement, imaginez que les bouchons des prothèses de Clara intègrent un matériau piézoélectrique permettant de convertir les déformations de son conduit auditif en énergie électrique. Clara pourra aborder son quotidien sans penser constamment à la recharge de ses appareils. Elle saura qu’en cas de panne électrique, il lui suffira de mâcher une gomme ou de fredonner sa chanson préférée. On peut même imaginer que cette technologie puisse contribuer à réduire le coût des prothèses auditives. Cela bénéficierait spécialement aux <a href="https://www150.statcan.gc.ca/n1/pub/11-627-m/11-627-m2019025-eng.htm">200 000 Canadiens ayant une déficience auditive qui n’utilisent pas de prothèses auditives en raison de leur coût élevé</a>.</p>
<p>D’ailleurs, cette technologie pourrait s’étendre à toutes les technologies qui se portent près ou dans l’oreille, telles que les écouteurs ou les casques sans fils, les protections auditives numériques, les capteurs intra-auriculaires, ou bientôt les lunettes de réalité augmentée.</p>
<p>Après tout, ça ne coûte rien de rêver ! Peut-être même que dans 10 ans, la combustion des énergies fossiles sera supplantée par la mastication intensive des troupeaux de ruminants.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/182306/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Michel Demuynck a reçu une bourse de recherche provenant d'une subvention à la découverte obtenue par son directeur de thèse auprès du CRSNG. En parallèle de sa thèse, Michel a notamment travaillé pour EERS Global, entreprise partenaire de la chaire de recherche industrielle CRITIAS, qui développe des technologies pour la protection auditive et la communication dans le bruit.</span></em></p>Le potentiel énergétique de nos oreilles est sous-estimé : les déformations du conduit auditif pourraient alimenter les technologies intra-auriculaires.Michel Demuynck, Candidat au doctorat en biomécanique, École de technologie supérieure (ÉTS)Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1651292021-11-23T20:06:21Z2021-11-23T20:06:21ZDe l’oxyde de graphène pour les nouvelles générations de batteries et supercondensateurs<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/417374/original/file-20210823-13-169glm4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=11%2C7%2C1585%2C1190&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Une goutte d’eau contenant de l’oxyde de graphène sèche, révélant des motifs et couleurs oniriques.</span> <span class="attribution"><span class="source">François Muller</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span></figcaption></figure><p>Ces beaux motifs mordorés sont apparus quand j’ai posé une goutte d’eau contenant de l’oxyde de graphène sous un microscope optique, alors que l’eau s’évaporait.</p>
<p>En faisant cela, je contribue à développer de nouvelles applications à base de graphène : des batteries, des « supercondensateurs » (des dispositifs qui permettent de charger et décharger très rapidement une forte puissance électrique en comparaison aux batteries) ou encore des détecteurs de molécules spécifiques.</p>
<p>Sur la gauche de l’image, on observe des structures sombres « dendritiques », ressemblant à des troncs et des branches, qui sont composées d’oxyde de graphène. L’eau ne s’est pas évaporée de façon homogène sur toute la surface, on parle de « démouillage partiel ». Cette zone est plus vers l’extérieur de la goutte.</p>
<p>Le séchage progresse ensuite vers le centre, la structure devient dense et l’on observe une zone sombre, pleine d’oxyde de graphène.</p>
<p>L’oxyde de graphène s’étant tellement aggloméré vers les bords de la goutte qu’il n’en reste plus au centre : à la fin du séchage, il ne reste qu’une petite goutte d’eau qui contient très peu d’oxyde de graphène. C’est le cercle clair central sur l’image, qui est tacheté : seuls de petits agrégats d’oxyde de graphène se sont déposés sur la surface aux derniers instants du séchage.</p>
<p>Si nous revenons avec un œil exercé sur la zone sombre entre les dendrites et le cercle central, on voit que la couleur n’est pas homogène. On observe des zones tirant vers le vert et d’autres tirant vers le marron… ainsi que quelques points noirs épars à travers lesquels la lumière ne passe pas.</p>
<p>Ces <a href="https://theconversation.com/dou-viennent-les-merveilleuses-couleurs-des-papillons-152836">« couleurs structurales »</a>, également appelées « couleurs physiques », sont créées par divers phénomènes optiques. Ce sont par exemple les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Interf%C3%A9rence">interférences de film mince</a>, comme celles que l’on observe sur une flaque d’huile sur un sol mouillé. Ces couleurs montrent que cette zone n’a pas une épaisseur constante, et surtout qu’elle n’est pas plate, mais pour le moins rugueuse.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/dou-viennent-les-merveilleuses-couleurs-des-papillons-152836">D’où viennent les merveilleuses couleurs des papillons ?</a>
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<h2>Pourquoi étudier le séchage de goutte d’oxyde de graphène ?</h2>
<p>Comprendre les multiples hétérogénéités dans le film sec d’oxyde de graphène est important pour développer des applications à base de graphène par voie de <a href="https://lejournal.cnrs.fr/articles/la-chimie-douce-naturellement-creative">chimie douce</a> et à bas coût.</p>
<p>Le graphène conduit très bien l’électricité, mais il n’est pas forcément aisé à manipuler. On peut donc utiliser de l’oxyde de graphène : du graphène en feuillets d’une dizaine de nanomètres de long à quelques micromètres, qui peuvent être dispersés dans l’eau grâce à la présence d’atomes d’hydrogène et d’oxygène à la surface des feuillets. Le désavantage est que ces atomes réduisent la conductivité électrique d’un facteur mille par rapport au graphène pur – il faut effectuer une thermolyse, au four ou avec un laser par exemple, pour la retrouver partiellement.</p>
<p>Nous cherchons à optimiser les électrodes à base de graphène/oxyde de graphène dans les dispositifs de stockage d’énergie tels que les <a href="https://www.techno-science.net/actualite/graphene-ponte-ameliorer-performances-super-condensateurs-N18713.html">super-condensateurs</a>.</p>
<p>Pour cela, il est important de comprendre comment les gouttes contenant de l’oxyde de graphène sèchent. En effet, dans un supercondensateur, l’électrode est en contact avec un liquide (ou un gel) : l’« électrolyte ». La qualité de la charge et de la décharge du condensateur dépend de la qualité de l’interface entre l’électrode et l’électrolyte (il ne faut pas trop d’hétérogénéités).</p>
<p>Les supercondensateurs peuvent être chargés et déchargés jusqu’à 1 000 fois plus rapidement que les batteries conventionnelles telles que les batteries Li-ions avec une durée de vie (nombre de cycles charge/décharge) aussi de 1 000 fois plus longue <a href="https://www.nature.com/articles/ncomms2446.pdf">sans pertes de performances</a>.</p>
<p>Dans l’équipe <em>Nanosciences et Nanotechnologies</em> du département de recherche de <a href="https://www.ece.fr/ecole-ingenieur/">l’ECE Paris</a>, nous étudions ces dispositifs de stockage d’énergie composés par des électrodes <a href="https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01799639,https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03329635v1">à base d’oxyde de graphène et de liquides ioniques pour l’électrolyte</a>.</p>
<p>Le séchage de gouttes sur des substrats ou <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1388248120302186">« drop casting »</a>, est une technique simple, facile et rapide pour préparer une surface et modifier ses propriétés en y déposant des feuillets d’oxyde de graphène à partir de dispersions aqueuses. Comprendre les structures obtenues lors du séchage, comme sur la photo, ainsi que les phénomènes physiques sous-jacents est devenu indispensable avec le développement des technologies d’impression d’<a href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie502675z">encres contenant du graphène</a>, et notamment des encres à base d’eau (plus « vertes ») contenant de l’oxyde de graphène.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/165129/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>François Muller ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Comprendre le séchage de gouttes de composés du graphène est central pour développer des procédés de chimie douce et à bas coût.François Muller, Enseignant-Chercheur ECE en Physique. Recherche en nanosciences et nanotechnologies, ECE ParisLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1670072021-09-19T18:46:03Z2021-09-19T18:46:03ZPeut-on recycler les batteries des véhicules électriques ?<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/420208/original/file-20210909-23-iq9f5.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C5255%2C2863&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">La voiture électrique permet de décarboner en partie les transports, mais le devenir des batteries après leur utilisation reste un problème ouvert.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/HjV_hEECgcM">Michael Marais/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>La quantité de batteries lithium-ion fabriquées a été multipliée par 80 entre 2000 et 2018. En 2018, <a href="http://www.avicenne.com/reports_energy.php">66 % d’entre elles</a> étaient utilisés dans des véhicules électriques. Le développement programmé de la mobilité électrique va accroître le besoin en batteries: l’agence internationale de l’énergie estime qu’entre 2019 et 2030, ce besoin <a href="https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020">va être multiplié par 17</a>. </p>
<p>Cette situation soulève de nombreuses questions en lien avec les matériaux utilisés dans leur fabrication : quelles sont les ressources ? Quels sont les impacts environnementaux de leur extraction ? Peut-on les recycler ?</p>
<p>Lorsque l’on s’intéresse aux matériaux des batteries lithium-ion utilisées aujourd’hui dans l’immense majorité des véhicules électriques, il faut en premier lieu souligner qu’il existe plusieurs technologies de batteries. Si toutes contiennent du lithium, les autres constituants varient : les batteries présentes dans les téléphones où les ordinateurs contiennent du cobalt, celles qui alimentent les véhicules peuvent contenir soit du cobalt avec du nickel ou du manganèse, soit ne pas en contenir du tout dans le cas des technologies au fer-phosphate.</p>
<p>La composition chimique exacte de ces composants de stockage est difficile à identifier car elle relève du secret industriel. De plus, des améliorations sont régulièrement apportées aux batteries pour augmenter leurs performances : la composition chimique des batteries évolue donc avec le temps. Quoi qu’il en soit, les principaux matériaux impliqués dans la fabrication des batteries lithium-ion sont le lithium, le cobalt, le nickel, le manganèse et le graphite. Tous sont repérés comme des matériaux présentant des <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352152X19307315">risques de disponibilité et des risques environnementaux</a>.</p>
<p>La question de la disponibilité de ces matériaux est complexe à appréhender : d’une part, la valeur des réserves est soumise à des considérations géopolitiques et aux évolutions des techniques d’extraction ; d’autre part, les besoins en matériaux sont très sensibles aux hypothèses de prospectives (nombre de véhicules électriques et taille de leur batterie).</p>
<h2>Quels impacts environnementaux ?</h2>
<p>La question des impacts environnementaux de la fabrication des batteries est peut-être encore plus importante. Même s’il existe suffisamment de matériaux, les impacts de leur exploitation doivent être sérieusement pris en compte.</p>
<p>Les études montrent que la fabrication des batteries peut avoir des <a href="https://www.eea.europa.eu/publications/electric-vehicles-from-life-cycle">impacts élevés en matière de toxicité humaine ou de pollution des écosystèmes</a>. Se rajoute à cela le besoin de surveiller les <a href="https://dial.uclouvain.be/pr/boreal/object/boreal:213422">conditions de travail dans certains pays</a>. De plus, l’analyse des impacts environnementaux nécessite de connaître parfaitement la composition et les procédés de fabrication des batteries, alors que ces informations sont <a href="https://www.ivl.se/download/18.14d7b12e16e3c5c36271070/1574923989017/C444.pdf">difficiles à obtenir</a> pour d’évidentes raisons de propriété industrielle.</p>
<h2>Le recyclage des matériaux peut-il apporter des solutions pour limiter ces risques et ces impacts ?</h2>
<p>Il existe principalement <a href="https://www.nature.com/articles/s41586-019-1682-5.pdf">deux familles de procédés de recyclage de batteries</a> utilisées séparément ou en combinaison.</p>
<p>Le premier est la <em>pyrométallurgie</em>, qui détruit les constituants organiques et plastiques en les portant à haute température et ne conserve que les composés métalliques (nickel, cobalt, cuivre…) qui sont ensuite séparés par voie chimique.</p>
<p>Le second est l’<em>hydrométallurgie</em> qui ne comprend pas d’étape à haute température, mais qui sépare les constituants uniquement par différents bains de compositions adaptées chimiquement aux matériaux que l’on souhaite récupérer.</p>
<p>Dans tous les cas, les batteries doivent tout d’abord être broyées pour obtenir des poudres. Les deux procédés sont actuellement exploités industriellement dans le recyclage des batteries lithium-ion des téléphones et des ordinateurs portables pour récupérer le cobalt qu’elles contiennent. Ce dernier matériau est tellement précieux que sa récupération assure la rentabilité économique de la filière actuelle du recyclage de batteries lithium-ion.</p>
<p>Mais comme les technologies de batteries lithium-ion utilisées du côté des véhicules électriques ne contiennent pas toutes du cobalt, la question du modèle économique de leur recyclage se pose toujours et il n’existe pas encore de réelle filière industrielle de recyclage pour ces batteries. La raison principale est l’absence de volume suffisant de batteries à traiter : le déploiement massif de voitures électriques est relativement récent et leurs batteries ne sont pas encore en « fin de vie ». </p>
<p>D’ailleurs, la définition de cette fin de vie est elle-même soumise à discussion. Les batteries « de traction » (qui permettent aux véhicules électriques de rouler) sont par exemple considérées comme inaptes au service lorsqu’elles ont perdu 20 ou 30 % de leur capacité – ce qui correspond à une perte équivalente de l’autonomie du véhicule.</p>
<h2>Peut-on envisager une seconde vie pour les batteries des véhicules électriques ?</h2>
<p>Un débat existe alors sur une possible « seconde vie » de ces batteries qui permettrait de prolonger leur utilisation et ainsi de diminuer leurs impacts environnementaux. Cette potentielle seconde vie soulève tout d’abord des défis liés à la reconfiguration nécessaire des batteries et de leur dispositif électronique de surveillance. Il faut ensuite identifier des applications pour ces batteries aux performances « amoindries ». Une utilisation comme stockage d’énergie connecté au réseau électrique est envisagée et de <a href="https://www.ecoco2.com/blog/la-seconde-vie-des-batteries/">nombreuses expérimentations existent</a>.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/420205/original/file-20210909-25-160pnpr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C1198%2C759&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/420205/original/file-20210909-25-160pnpr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=381&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/420205/original/file-20210909-25-160pnpr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=381&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/420205/original/file-20210909-25-160pnpr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=381&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/420205/original/file-20210909-25-160pnpr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=478&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/420205/original/file-20210909-25-160pnpr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=478&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/420205/original/file-20210909-25-160pnpr.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=478&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">On envisage de réutiliser certaines batteries de véhicules dans des fermes solaires par exemple – un modèle économique et écologique amplement discuté. Ici, la batterie d’une eMini.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/irisheyes/4512083339/">Underway in Ireland/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/">CC BY-NC-SA</a></span>
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<p>Cependant, un acteur majeur comme RTE, le gestionnaire du réseau de transport d’électricité en France, estime que <a href="https://www.concerte.fr/system/files/concertation/Electromobilite%CC%81%20-%20Synth%C3%A8se%20vFinale.pdf">cette utilisation n’est pas pertinente</a>, fonctionnellement et économiquement, et préconise plutôt de recycler les batteries de véhicules électriques en fin de première vie.</p>
<h2>Mettre en place une filière de recyclage adaptable aux technologies en évolution</h2>
<p>La mise en place d’une filière de recyclage devra également trouver un modèle économique capable de s’adapter à la diversité des technologies de batteries sans avoir à multiplier les procédés de recyclage.</p>
<p>Enfin, il faut noter que ces problématiques d’impacts environnementaux et de recyclage ne sont pas simples à traiter pour des technologies qui n’ont pas toujours atteint leur maturité et dont la pérennité n’est pas assurée dans le long terme. Les batteries lithium-ion évoluent très rapidement – les technologies de batteries au lithium-métal par exemple – et on voit même apparaître des technologies concurrentes sans lithium – comme le <a href="https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/materiaux/mise-au-point-d-une-batterie-sodium-ion-aussi-performante-qu-une-batterie-lithium-ion_144853">sodium-ion</a> par exemple.</p>
<p>Pour toutes ces raisons, les impacts environnementaux, économiques et sociaux de la fabrication et du recyclage des batteries de véhicules électriques et de leurs matériaux doivent continuer à être étudiés. La <a href="https://www.actu-environnement.com/ae/news/batteries-materiaux-normes-fabrication-collecte-recyclage-europe-36682.php4">pression législative</a> et citoyenne doit continuer pour obtenir une transparence sur les procédés de fabrication afin de permettre la quantification des impacts et d’identifier les moyens pour les limiter. Les prochains programmes de recherche européens se positionnent d’ailleurs dans cette direction en <a href="https://ec.europa.eu/france/news/20210126/autorisation_aide_publique_projet_recherche_innovation_batteries_fr">incluant la dimension environnementale dans le développement des nouvelles batteries</a>.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/420207/original/file-20210909-17-zj6bew.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/420207/original/file-20210909-17-zj6bew.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/420207/original/file-20210909-17-zj6bew.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/420207/original/file-20210909-17-zj6bew.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=366&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/420207/original/file-20210909-17-zj6bew.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=460&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/420207/original/file-20210909-17-zj6bew.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=460&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/420207/original/file-20210909-17-zj6bew.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=460&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Limiter l’utilisation de batteries électriques passe par la limitation de la taille et de la puissance des véhicules à moteur.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/0hJL8lBl0qQ">Filip Mroz/Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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<p>Il ne faut cependant pas tout attendre d’une potentielle technologie miraculeuse de batterie propre, performante et pas chère – qui relève probablement de la chimère. Il est important de freiner la course à l’augmentation des tailles des batteries de véhicules électriques – et donc limiter la puissance, la masse et l’autonomie des véhicules eux-mêmes.</p>
<p>Cela demande de repenser l’organisation de notre mobilité – sortir du « tout voiture » – plutôt que de chercher à remplacer une technologie (le moteur thermique) par une autre (le moteur électrique).</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/167007/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Serge Pelissier ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Entre seconde vie et recyclage, que deviennent les batteries des véhicules électriques ?Serge Pelissier, Chercheur sur le stockage de l’énergie dans les transports, Université Gustave EiffelLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1613852021-06-14T17:16:24Z2021-06-14T17:16:24ZBatteries « vertes », un avantage compétitif pour l’Europe<p>Dans sa transition vers l’électromobilité, l’Europe fait face à un double défi : combler son retard industriel dans les batteries et réduire l’incidence environnementale de leur fabrication.</p>
<p>En clair, les batteries doivent être européennes et vertes pour que la bascule du moteur thermique vers l’électrique soit à la fois conforme aux intérêts stratégiques et aux valeurs de l’Europe. Telle sera la double condition de son acceptabilité politique et sociale.</p>
<p>L’alignement entre objectifs climatiques et industriels est au cœur du projet de Pacte vert européen (<em>Green Deal</em>). C’est même devenu un impératif pour réussir la relance économique et s’extraire de la rivalité sino-américaine pour le contrôle des technologies.</p>
<p>Sans verser dans le protectionnisme vert, l’Europe entend jouer à armes égales avec ses concurrents en s’intéressant aux conditions de fabrication des produits commercialisés sur son territoire. Pour y parvenir, l’outil le plus débattu est celui de la taxation du carbone aux frontières, mais l’approche normative est tout aussi prometteuse et le nouveau projet de <a href="https://eur-lex.europa.eu/resource.html">règlement européen sur les batteries</a> devrait en faire la démonstration.</p>
<h2>Concevoir dans la transparence</h2>
<p>Forte de son expérience réussie en matière d’étiquetage énergétique, la Commission européenne veut encourager l’écoconception des batteries pour véhicules électriques en exigeant la transparence sur des indicateurs clés comme l’empreinte carbone, la proportion de contenu recyclé ou la durée de vie.</p>
<p>Dans un second temps, des « classes de performance » seraient introduites pour faciliter l’appropriation de ces informations par le consommateur, puis des seuils obligatoires seraient fixés pour accéder au marché intérieur européen.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1336343593196400644"}"></div></p>
<p>L’enjeu n’est pas de faire obstacle à la montée en puissance du véhicule électrique. Au périmètre européen, ses émissions de gaz à effet de serre sur l’ensemble du cycle de vie <a href="https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/1f494180-bc0e-11ea-811c-01aa75ed71a1=#12">sont en moyenne inférieures de 55 %</a> à un équivalent thermique.</p>
<p>Cette réduction <a href="https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/1f494180-bc0e-11ea-811c-01aa75ed71a1">atteint 75 %</a> si le véhicule est utilisé dans un État membre au mix électrique hautement décarboné comme la Suède, et elle reste tout de même de <a href="https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/1f494180-bc0e-11ea-811c-01aa75ed71a1">17 % en Pologne</a> où les centrales au charbon dominent l’approvisionnement électrique.</p>
<h2>Optimiser le cycle de vie</h2>
<p>Toutefois, l’électromobilité doit s’inscrire dans une perspective à long terme de neutralité climatique et il faut pour cela viser les processus de fabrication des batteries, qui compterait pour <a href="https://group.volvocars.com/news/sustainability/2020/%7E/media/ccs/Volvo_carbonfootprintreport.pdf=#24">plus d’un quart de l’empreinte carbone des modèles les plus récents</a>.</p>
<p>Bien qu’incomplète, la littérature académique permet d’identifier les étapes les plus énergivores de leur production. Elle appelle en particulier à innover pour réduire les consommations énergétiques associées à la fabrication des cellules et des matériaux actifs, et à mobiliser des sources d’électricité décarbonées pour couvrir les besoins incompressibles.</p>
<p>Moins explorés à ce jour, l’extraction et le raffinage des matières premières minérales offrent également un grand potentiel de différenciation verte.</p>
<p>Couplées à la prévention des risques locaux de nature environnementale et sociale, les considérations d’empreinte carbone pourraient influencer le choix des chimies de batteries, des gisements et évidemment des opérateurs miniers et des raffineurs en fonction de leurs pratiques et de leurs sources d’approvisionnement énergétique.</p>
<h2>Encourager la différenciation verte</h2>
<p>La transparence devenant une exigence réglementaire, la batterie ne sera plus une boîte noire du point de vue de son incidence environnementale. Les constructeurs automobiles devront rendre des comptes sur le processus de sélection de leurs fournisseurs de modules et cellules de batteries, avec des conséquences en cascade sur tous les segments de la chaîne de valeur.</p>
<p>Ce n’est pas une injonction à localiser l’ensemble des étapes de production en Europe car, relativement aux autres facteurs, le transport longue distance aurait une empreinte carbone négligeable. Néanmoins, la réglementation peut jouer à l’avantage des porteurs de projets européens étant donnée leur longueur d’avance dans la mesure et la maîtrise des implications environnementales de leurs activités.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1075569925786402816"}"></div></p>
<p>Les leaders asiatiques sont davantage dans la réaction face aux demandes grandissantes des constructeurs automobiles européens, mais ils étoffent aussi progressivement leur expertise sur la pensée cycle de vie.</p>
<p>Enfin, la quête d’une batterie plus « verte » est un argument supplémentaire pour les partenariats et autres stratégies d’intégration verticale, car elle exige une approche globale et cohérente des différents segments de la chaîne de valeur.</p>
<p>L’influence sur les dynamiques industrielles est potentiellement considérable et les Européens peuvent tirer leur épingle du jeu.</p>
<h2>Comptabiliser l’empreinte carbone des batteries</h2>
<p>Le bénéfice théorique est clair, mais la mise en œuvre de ce règlement fait face à de sérieux obstacles. En effet, il n’y a pas à ce jour de méthodologie de calcul suffisamment détaillée et consensuelle pour soutenir des exercices de comparaison de l’empreinte carbone des batteries vendues sur le marché européen. Celle-ci devra être définie ultérieurement dans un acte d’exécution du règlement annoncé pour juillet 2023.</p>
<p>Elle devra notamment préciser pour quelles étapes de leur fabrication il convient de mobiliser des données primaires, c’est-à-dire réellement mesurées, et quelles bases de données secondaires doivent être utilisées en complément.</p>
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<figcaption><span class="caption">La voiture électrique est-elle vraiment plus écologique ? (<em>Le Monde</em>, le 10 décembre 2018).</span></figcaption>
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<p>Autre sujet de controverse : la comptabilisation des émissions attribuables aux approvisionnements électriques. Lorsqu’ils s’implantent dans un pays dont le mix électrique est carboné, les industriels souscrivent dorénavant à des contrats d’approvisionnement en électricité d’origine renouvelable mais les arrangements existants ne garantissent pas toujours l’additionalité de la production renouvelable dans une zone de marché donnée.</p>
<p>Cela pose une question de cohérence avec l’objectif global de décarbonation et risque aussi d’ouvrir la voie à des manipulations comptables visant spécifiquement les exportations vers l’Europe.</p>
<h2>Limiter l’usage des ressources minérales</h2>
<p>L’utilisation efficace des ressources minérales est l’autre impératif environnemental associé au développement des batteries mais il n’y a pas à ce jour d’indicateur suffisamment mature pour faire l’objet d’une traduction réglementaire, en complément de l’empreinte carbone.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1339672650881396736"}"></div></p>
<p>Cela doit être un <a href="https://theconversation.com/sobriete-a-quand-un-yuka-pour-comparer-les-materiaux-dans-nos-produits-151775">objectif de moyen-terme</a> et d’ici là, la réglementation doit exiger la transparence sur les deux principaux leviers d’une utilisation efficace des ressources, à savoir le taux d’incorporation de matériaux recyclés et la durée de vie des batteries.</p>
<h2>Contrôler efficacement le respect des normes</h2>
<p>Enfin, la clarté des règles de calcul devra aller de pair avec des moyens crédibles pour vérifier la fiabilité des déclarations. Le <em>dieselgate</em> a donné une illustration saisissante de la faiblesse structurelle de l’Europe en matière de suivi de l’application de ses normes. Le défi sera d’une tout autre ampleur lorsqu’il s’agira d’enquête sur les conditions de fabrication des produits, en Europe et hors d’Europe.</p>
<p>Le risque de fraude réduirait considérablement la portée du règlement, sans parler des dommages sur la confiance des consommateurs. Les solutions numériques de traçabilité sont une partie de la réponse, mais la vérification des déclarations restera de la responsabilité ultime des autorités nationales, qui doivent disposer de moyens suffisants pour conduire leurs missions.</p>
<h2>Fixer un calendrier ambitieux</h2>
<p>Ces défis ne doivent pas être un obstacle à l’adoption d’un calendrier ambitieux, au moins pour les obligations de transparence qui pourront aiguiller le choix des consommateurs et sur lesquelles pourra s’appuyer la commande publique de véhicules et en particulier de bus électriques.</p>
<p>Le meilleur gage de fiabilité des règles de mise en œuvre est d’associer étroitement l’industrie au processus de rédaction, or cette dernière doit voir l’urgence de mettre à disposition son expertise.</p>
<p>En ciblant un horizon proche, le législateur européen pourrait aussi convaincre les constructeurs automobiles d’anticiper l’adoption finale du règlement, en donnant dès maintenant une importance plus forte à la dimension environnementale dans la sélection de leurs fournisseurs.</p>
<p>Tous revoient à la hausse leurs plans de déploiement du VE pour faire face au boom de demande, il y a donc une fenêtre d’opportunité à ne pas manquer. L’importance du signal est déterminante car une offre de batteries vertes ne peut émerger du jour au lendemain : il faut au moins trois ans pour déployer une usine de fabrication de cellules à grande échelle, et souvent au moins 5 ans pour développer de nouvelles activités minières.</p>
<h2>Miser sur la mobilisation</h2>
<p>Espérons donc qu’émerge une forte mobilisation politique et citoyenne autour du règlement sur les batteries.</p>
<p>Ce texte fait d’ailleurs écho au chapitre 1<sup>er</sup> <a href="https://www.assemblee-nationale.fr/dyn/15/textes/l15b3875_projet-loi">(Informer, former, sensibiliser)</a> du projet de loi climat et résilience et devrait être une priorité de la présidence française de l’UE qui débute en janvier 2022.</p>
<p>Il en va de l’avenir de l’industrie européenne du véhicule électrique et c’est aussi l’occasion de démontrer la pertinence d’une politique industrielle verte, aisément réplicable ensuite pour d’autres produits et secteurs stratégiques.</p>
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<p><em>L’auteure vient de publier <a href="https://www.ifri.org/en/publications/etudes-de-lifri/green-batteries-competitive-advantage-europes-electric-vehicle-value">« Green Batteries : a Competitive Advantage for Europe’s Electric Vehicle Value Chain ? »</a>, Études de l’Ifri (avril 2021)</em>.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/161385/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Carole Mathieu est chercheure au Centre énergie et climat de l'Institut français des relations internationales (Ifri). </span></em></p>Dans la course à l’électromobilité, l’Europe a tout intérêt à miser sur la fabrication de batteries vertes et locales.Carole Mathieu, Chercheure en géopolitique de l'énergie, Sciences Po Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1603072021-05-30T20:41:54Z2021-05-30T20:41:54ZComment l’hydrogène peut contribuer à stocker l’électricité à grande échelle<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/402878/original/file-20210526-19-ytjhgz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=18%2C82%2C2048%2C1272&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le Coradia iLint, premier train à hydrogène du monde.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/airbuxtehude/31289396838/in/photostream/">Linus Follert</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>Compte tenu de l’épuisement des ressources fossiles et du réchauffement climatique, l’utilisation de ressources énergétiques renouvelables telles que les éoliennes, le photovoltaïque, la biomasse, l’hydroélectricité et la géothermie semble être l’alternative la plus prometteuse aux énergies fossiles à court et moyen termes en fournissant une électricité plus propre et efficiente. En France, <a href="https://www.edf.fr/groupe-edf/produire-une-energie-respectueuse-du-climat">13,6 %</a> de l’énergie produite provient des sources d’énergie renouvelable citées ci-dessus, dont l’hydraulique représente la plus grande part, soit environ 9,8 %. Par comparaison, <a href="https://ourworldindata.org/energy-mix">à l’échelle mondiale</a>, 11,4 % de l’énergie provient de sources d’énergie renouvelable, mais la production d’énergie reste dominée par les ressources fossiles, environ 84 %. C’est pourquoi il est vital de « décarboner » notre système de production d’énergie actuel à travers l’intégration de sources d’énergie à faible émission de carbone.</p>
<h2>Disponibilité des sources d’énergie renouvelables</h2>
<p>L’inconvénient principal des sources d’énergie renouvelables de type éolien et photovoltaïque est leur dépendance aux conditions météorologiques, qui conduit à une discontinuité de la production d’énergie. Cette discontinuité de la production compromet leur intégration au réseau électrique pour pouvoir répondre en temps réel aux besoins énergétiques.</p>
<p>Dans ce contexte, pour faire face aux phénomènes intermittents de ces sources d’énergie, le stockage de l’énergie tient un rôle primordial. En effet, il permet de stocker le surplus d’énergie en périodes de faible demande d’énergie et de les restituer en cas de fortes demandes d’énergie, afin de compenser le manque de production de ces sources d’énergie renouvelable.</p>
<p>Malheureusement, il faut souligner que l’électricité est difficile à stocker en grande quantité sous sa forme propre (sous forme d’électricité) : il faut la convertir sous une autre forme (énergie chimique ou mécanique par exemple) <a href="https://www.ademe.fr/expertises/energies-renouvelables-enr-production-reseaux-stockage/passer-a-laction/stockage-lenergie">pour permettre son stockage</a>.</p>
<h2>Quelles technologies pour stocker l’électricité ?</h2>
<p>À l’heure actuelle, différents systèmes existent pour le stockage de l’électricité : stockage « gravitaire » de masse d’eau, où l’on pompe l’eau vers le haut du barrage quand l’électricité est en surplus et on récupère l’énergie ainsi stockée en faisant tourner des turbines ; stockage « thermodynamique » avec les systèmes de stockage par air comprimé, où l’on comprime de l’air quand l’électricité est en surplus et on récupère l’énergie stockée en faisant tourner des turbines ; stockage d’énergie cinétique avec les « volants d’inertie », qui tournent sans perte d’énergie ou presque pendant le stockage ; et stockage « électrochimique » avec les batteries, dont il existe plusieurs types (sodium-soufre, lithium-ion, sodium-ion, graphène), ou avec les électrolyseurs, où l’électricité est stockée sous forme d’hydrogène.</p>
<p>Partant de ces exemples, les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Pompage-turbinage">stockages gravitaires</a> et <a href="https://fr.vvikipedla.com/wiki/Compressed-air_energy_storage">thermodynamiques</a> sont des systèmes de stockage matures et largement déployés ayant la capacité de stocker de grandes quantités d’énergie, supérieures à 1000 mégawatts-heures.</p>
<p>En comparaison, le stockage d’énergie cinétique avec les volants d’inertie et le stockage électrochimique via les batteries (lithium-ion, sodium-soufre) s’adressent en particulier à l’électronique portable, les transports, mais <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/enjeux-et-prospective/decryptages/climat-environnement/stockage-denergie-accompagner-deploiement-des-energies-renouvelables">également aux sources d’énergie renouvelables</a>, comme le photovoltaïque. Des installations massives de batteries pour stocker l’électricité produite par des fermes éoliennes ou solaires ont déjà été déployées et représentent des <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_solaire_photovolta%C3%AFque">capacités de stockage de l’ordre du mégawatt</a>.</p>
<p>Les autres technologies de batteries telles que les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_sodium-ion">batteries sodium-ion</a> et <a href="https://technoluxpro.com/akkumulyatory/batarei/grafenovye.html">graphène</a> sont toujours en phase de développement et permettront de répondre à certaines problématiques actuelles – notamment l’optimisation du temps de charge et de la capacité de stockage, ainsi que l’utilisation de matériaux alternatifs pour éviter les matériaux toxiques comme le plomb et les matériaux dangereux et néfastes pour l’environnement comme le lithium.</p>
<h2>Stockage de l’électricité sous forme d’hydrogène : en phase de déploiement</h2>
<p>Le stockage chimique sous forme d’hydrogène se présente comme une solution attractive et prometteuse pour le stockage de l’énergie à grande échelle d’une part, et pour les véhicules électriques d’autre part. En effet, comparée aux technologies actuelles de stockage électrique comme les batteries, l’hydrogène présente une densité énergétique massique très élevée : environ 120 mégajoules par kilogramme.</p>
<p>L’essence ou le diesel sont d’autres méthodes de stockage « chimique » de l’énergie qui possèdent une forte densité énergétique massique, mais leur combustion dégage des gaz à effet de serre tandis que la combustion de l’hydrogène ne rejette que de l’eau. Toutefois, l’hydrogène est un gaz léger, caractérisé par une faible densité énergétique volumique (environ 10,8 mégajoules par mètre cube), qui le rend moins favorable <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/enjeux-et-prospective/decryptages/energies-renouvelables/tout-savoir-lhydrogene">à son stockage et son transport</a>. Pour pallier ce problème, l’hydrogène <a href="https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-storage">peut être comprimé</a> sous forme gazeuse pressurisée (environ 700 bars), sous forme liquide (à une température de - 253 °C) ou bien sous forme solide à basse pression (grâce à l’utilisation de matériaux pouvant adsorber l’hydrogène) comme les hydrures métalliques.</p>
<p>L’hydrogène peut être produit via l’électrolyse de l’eau, consistant à utiliser l’électricité (idéalement, produite par les sources d’énergie renouvelables) pour séparer l’eau pure (H<sub>2</sub>O) en hydrogène (H<sub>2</sub>) et oxygène (O<sub>2</sub>).</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/402821/original/file-20210526-15-utgrfj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/402821/original/file-20210526-15-utgrfj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=421&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/402821/original/file-20210526-15-utgrfj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=421&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/402821/original/file-20210526-15-utgrfj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=421&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/402821/original/file-20210526-15-utgrfj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=529&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/402821/original/file-20210526-15-utgrfj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=529&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/402821/original/file-20210526-15-utgrfj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=529&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Vue d’ensemble des applications basées sur l’électrolyse de l’eau alimentée par des sources d’énergie renouvelables.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Damien Guilbert</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
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<p>Actuellement, le stockage de l’électricité sous forme hydrogène est en pleine phase de démonstration et d’expérimentation avec de <a href="https://www.mdpi.com/2079-9292/9/6/912/htm">nombreuses plates-formes expérimentales en Allemagne, au Canada, au Danemark, en France, en Norvège, en Thaïlande et en Nouvelle-Zélande</a>. Différentes applications sont envisagées.</p>
<p>Parmi elles, le stockage de l’électricité en hydrogène permet de contribuer à la <a href="https://www.orygeen.eu/docs-actus/glossaire/decarbonisation/">décarbonation</a> de certains secteurs responsables du réchauffement climatique comme le transport aérien, maritime, et terrestre.</p>
<p>Des véhicules personnels électriques (Kangoo ZE Hydrogen, Toyota Mirai, Hyundai Nexo, et Honda Clarity) et des trains (Coradia iLint d’Alstom circulant en Allemagne) fonctionnant à l’hydrogène sont déjà déployés. Dans ce type de véhicule, des réservoirs d’hydrogène sont embarqués afin d’alimenter une pile à combustible, permettant de transformer l’hydrogène en électricité. Pour optimiser la durée de vie de la pile à combustible et étendre l’autonomie du véhicule, des batteries électriques sont également présentes (fréquemment lithium-ion). Des recherches sont en cours pour alimenter aussi les <a href="https://www.h2-mobile.fr/actus/bateau-hydrogene/">navires</a> et les <a href="https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/avion-airbus-devoile-trois-avions-seront-propulses-hydrogene-73099/">avions</a> en hydrogène.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/comment-fonctionnent-les-voitures-a-hydrogene-145779">Comment fonctionnent les voitures à hydrogène ?</a>
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<p>Une autre application du stockage de l’hydrogène est le concept de <a href="https://www.cga.ca/fr/gas-naturel-101/production-dhydrogene-la-conversion-de-lelectricite-en-gaz/">« conversion d’électricité en gaz »</a> consiste à convertir le surplus d’électricité renouvelable en hydrogène puis l’hydrogène en gaz naturel « vert ». On utilise pour cela le processus de méthanation. Le gaz naturel peut ensuite être injecté dans des pipelines et installations souterraines existantes de gaz naturel, et être utilisé suivant les besoins. Toutefois, l’utilisation de dioxyde de carbone dans le processus de méthanation pose des problèmes en termes de décarbonation : il reste crucial de <a href="https://villeagiledurable.com/le-mag/hydrogene-decarboner-territoires/">capter et de valoriser les émissions de dioxyde de carbone issues de l’industrie</a> pour rendre ce processus plus respectueux de l’environnement.</p>
<p>De plus, mais on sort du stockage de l’électricité pour entrer dans le monde de la production industrielle, l’hydrogène peut être utilisé dans différents procédés industriels tels que la chimie (synthèse d’ammoniac, production de méthanol), la métallurgie (travail des métaux, aciers au carbone) et l’électronique (fabrication de semi-conducteurs).</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/160307/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Damien Guilbert ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Les sources d’énergie renouvelable fluctuent, et il faut donc stocker l’électricité pour ne pas la perdre. Fabriquer de l’hydrogène est une des options, très prisée, notamment dans les transports.Damien Guilbert, Maître de Conférences en génie électrique, Université de LorraineLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1563562021-04-18T15:03:57Z2021-04-18T15:03:57ZDes capteurs multitechnologies pour surveiller les champs : les épouvantails 2.0<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/394799/original/file-20210413-23-1fnurl6.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C44%2C1200%2C799&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Vignobles de Stellenbosch, en Afrique du Sud, qui servent de bancs de test à des réseaux de capteurs.</span> <span class="attribution"><span class="source">Nathalie Mitton</span>, <span class="license">Author provided</span></span></figcaption></figure><p>L’avènement de la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9volution_industrielle#R%C3%A9volution_agricole">révolution industrielle</a> a offert aux agriculteurs des outils mécaniques pour automatiser les tâches répétitives, et donner la possibilité de couvrir des exploitations plus larges pour augmenter le rendement.</p>
<p>À son tour, la révolution numérique apporte des outils de prévision et de décision pour prévenir les maladies et les risques. Parmi ces outils, les <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_capteurs_sans_fil">« réseaux de capteurs sans fil »</a> permettent la surveillance étroite des variations météorologiques – une variable cruciale sur laquelle nous n’avons que peu de contrôle, comme l’a durement rappelé le récent et dévastateur <a href="https://www.lafranceagricole.fr/actualites/cultures/intemperies-le-gel-a-frappe-fort-sur-les-cultures-1,0,486663392.html">épisode de gel</a>.</p>
<p>L’outil numérique, s’il ne permet bien sûr pas de modifier la météo, permet de mieux la <a href="https://www.lachampagneviticole.fr/blog/2018/04/06/sencrop-aide-a-la-decision-pour-lutter-contre-le-gel/">prévoir et de s’adapter</a> à ses conséquences, en protégeant les cultures de façon préventive d’un orage de grêle ou d’une intempérie glaciale, et en adaptant l’arrosage et l’épandage de produits phytosanitaires. Ces outils commencent à être déployés sur certaines exploitations.</p>
<p>Pour améliorer sa fiabilité, la modélisation météorologique doit se baser sur des <a href="https://www.semencesdefrance.com/actualite-semences-de-france/donnees-meteo-ultra-locales-fiables-alimenter-vos-modeles-valoriser-vos-services-agro/">données précises et locales</a>. Pour les obtenir, il faut réaliser des mesures directement sur le terrain. Le relevé manuel n’est pas envisageable au niveau de précision requis, mais l’utilisation de capteurs autonomes en énergie et en décision offre des mesures très précises pour peu d’effort supplémentaire. Quand ces capteurs ne peuvent communiquer directement avec une antenne, ils s’organisent pour relayer l’information de voisin à voisin – mais de façon optimisée, afin d’économiser leur batterie.</p>
<h2>Autonomie énergétique et portée des communications</h2>
<p>La problématique liée à la source d’énergie est déjà très complexe en soi : souvent basée sur une <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_au_lithium">pile au lithium</a>, elle doit fournir une autonomie de plusieurs années et rester fonctionnelle sous toute condition météo. L’utilisation d’un système de <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9colte_d%27%C3%A9nergie">récolte d’énergie</a> tel qu’un panneau solaire est envisageable, mais le fonctionnement des capteurs devient alors dépendant des conditions environnementales que l’on cherche justement à mesurer.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/395020/original/file-20210414-17-11ahmsy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/395020/original/file-20210414-17-11ahmsy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=444&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/395020/original/file-20210414-17-11ahmsy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=444&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/395020/original/file-20210414-17-11ahmsy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=444&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/395020/original/file-20210414-17-11ahmsy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=558&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/395020/original/file-20210414-17-11ahmsy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=558&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/395020/original/file-20210414-17-11ahmsy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=558&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Un capteur dans un champ.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Nathalie Mitton</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
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<p>La communication sans-fil est indispensable pour l’agriculture connectée. Les ondes radioélectriques sont aujourd’hui notre meilleur outil pour transmettre l’information de façon fiable et rapide. Mais les possibilités varient énormément selon les technologies considérées : par exemple, le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/wifi">wifi</a> et le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Bluetooth">Bluetooth</a> sont très adaptés pour un réseau domestique, mais leur utilisation dans un champ de plusieurs hectares se révèle hasardeuse à cause d’une portée limitée : qui n’a jamais vu la qualité de son wifi dégringoler rien qu’en passant d’un étage à un autre ?</p>
<p>Pour différents besoins, il existe différentes technologies. Si l’on veut augmenter la portée des ondes, il est possible par exemple d’en abaisser la fréquence : c’est ce que proposent entre autres les technologies <a href="https://lora-alliance.org/">LoRa</a> et <a href="https://www.sigfox.com/en">Sigfox</a>. La réduction de la fréquence impose toutefois un ralentissement du débit, et donc une connexion plus « lente ».</p>
<p>Voici tout l’enjeu du choix de la technologie de communication : quels compromis peut-on accepter en fonction de notre cas d’utilisation ? Un faible débit, une courte portée, un délai important, ou une couverture limitée ?</p>
<h2>Des réseaux de capteurs multitechnologies</h2>
<p>Un simple canif sera bien souvent un meilleur couteau qu’un outil multifonction, disposant d’une lame étrangement située entre un tournevis et un coupe-ongles. Toutefois, dans une situation nécessitant flexibilité et adaptabilité, l’outil multifonction sera plus polyvalent.</p>
<p>De même, dans un environnement stable et pour un cas d’utilisation particulier, une unique technologie bien choisie sera plus adaptée. Mais pour l’agriculture connectée, où l’on doit composer avec le hasard, où terrain et environnement peuvent changer rapidement du tout au tout, la possibilité de changer de technologie de communication en fonction des besoins serait un atout inestimable. On choisira une longue portée en cas de dégradation de la météo, ou de brouillage de la propagation des ondes par de grands épis de maïs. On préférera un débit élevé pour transmettre un volume important de données, comme des images. Si un orage de grêle menace de ravager les cultures les plus fragiles, on choisira un délai court pour avertir les agriculteurs au plus vite.</p>
<p>Des capteurs multitechnologies auraient non seulement la capacité d’apporter une réponse adaptée à chaque cas d’utilisation, mais aussi de contourner la problématique liée à la couverture.</p>
<p>En effet, si des technologies comme Sigfox ou les réseaux cellulaires sont aisément accessibles dans la majorité des pays occidentaux, il n’en est pas forcément de même <a href="https://www.ox.ac.uk/news/2015-07-13-where-do-most-internet-users-live#">partout sur notre planète</a>, ce qui limite grandement le déploiement de l’agriculture connectée, là où elle pourrait être la plus utile pour aider les populations défavorisées.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/395021/original/file-20210414-24-1gstr0o.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/395021/original/file-20210414-24-1gstr0o.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/395021/original/file-20210414-24-1gstr0o.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=410&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/395021/original/file-20210414-24-1gstr0o.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=410&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/395021/original/file-20210414-24-1gstr0o.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=410&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/395021/original/file-20210414-24-1gstr0o.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=515&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/395021/original/file-20210414-24-1gstr0o.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=515&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/395021/original/file-20210414-24-1gstr0o.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=515&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">La couverture 4G en France métropolitaine et en Corse, par tranches de 15 % (du plus clair : 0 % à 15 %, au plus foncé de 87 % à 100 %).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="http://map.datafrance.info/services?d.d2.id=couverture-4g&d.d2.gr=commune&d.d2.y=2015&d.d2.gp=par-au-moins-un-operateur&d.d2.on=1&d.d2.slug=d2&utm_medium=datagouv&utm_source=datagouv&utm_campaign=reuse_transition_energetique&coords.lat=46.32417161725691&coords.lng=-2.74658203125&zoom=6">Datafrance</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>De plus, il existe toujours des « zones blanches », couvertes par aucune technologie et n’offrant donc pas de possibilité d’accès à un réseau externe. Dans un réseau multitechnologie, un capteur isolé de la sorte pourrait relayer ses données à l’un de ses voisins.</p>
<p>C’est ce que l’on appelle un « <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_capteurs_sans_fil">réseau multisaut</a> », et c’est un sujet particulièrement bien étudié, mais uniquement lorsque tous les capteurs au sein d’un même réseau utilisent une même technologie de communication.</p>
<h2>Concevoir de nouveaux outils pour de nouveaux usages</h2>
<p>Néanmoins, le prix de l’utilisation de capteurs multitechnologies est l’accroissement de la complexité du système. Les capteurs doivent non seulement être autonomes énergiquement, mais aussi dans leurs décisions.</p>
<p>Ils doivent ainsi être capables de décider par eux-mêmes quelle technologie est la plus adaptée, en fonction de leurs besoins et de leur environnement. Le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_capteurs_sans_fil">multisaut</a> étend artificiellement la couverture réseau, mais multiplie le nombre de chemins que la donnée peut emprunter, aussi appelés « routes ». Le processus qui consiste à choisir quelle route emprunter se nomme le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Routage">routage</a>, et l’on appelle l’ensemble des règles que plusieurs capteurs doivent respecter pour pouvoir partager et utiliser des routes un « protocole de routage ».</p>
<p>Les protocoles de routage classiques ne sont pas adaptés aux réseaux multitechnologies, partants du principe qu’il n’existe qu’une unique interface de communication. Dans ce cas, la sélection de la route est triviale, car un capteur sélectionne généralement la route la plus courte.</p>
<p>Dans un réseau multitechnologie, chaque capteur peut disposer de plusieurs technologies utilisables pour chacun de ces voisins. De plus, chaque capteur peut vouloir partager différents types de données, comme des données vidéo ou des données urgentes. La sélection de la route doit donc se faire en fonction des nombreux liens disponibles avec les capteurs voisins, mais aussi du type des données transportées.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/395031/original/file-20210414-23-mx634z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/395031/original/file-20210414-23-mx634z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=425&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/395031/original/file-20210414-23-mx634z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=425&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/395031/original/file-20210414-23-mx634z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=425&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/395031/original/file-20210414-23-mx634z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=533&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/395031/original/file-20210414-23-mx634z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=533&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/395031/original/file-20210414-23-mx634z.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=533&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Un réseau de capteurs multisaut : les capteurs (cercles) peuvent communiquer via différentes technologies (lignes pleines ou pointillées) jusqu’aux antennes.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Brandon Foubert</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
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</figure>
<p>L’équipe <a href="https://team.inria.fr/fun/fr/">FUN</a> d’<a href="https://www.inria.fr/fr">Inria</a>, spécialiste des réseaux sans fil, a entamé en 2018 un partenariat avec l’entreprise <a href="https://sencrop.com/fr/">Sencrop</a>, spécialiste de l’agriculture connectée. Sencrop conçoit des <a href="https://sencrop.com/fr/comparaison-stations/">stations météo connectées</a> directement confrontées aux problématiques que nous avons décrites. À ce stade, ce partenariat a débouché sur la conception d’un <a href="https://hal.inria.fr/hal-03186044">protocole de routage</a> adapté aux réseaux multitechnologies basé sur une <a href="https://hal.inria.fr/hal-03141833">méthode mathématique d’analyse multicritère</a> qui permet de sélectionner la route la plus adaptée aux besoins des capteurs.</p>
<p>Suite à de <a href="http://chercheurs.lille.inria.fr/bfoubert/ressources/rodent.mp4">premières expériences</a> concluantes, nous prévoyons de tester l’efficacité de notre proposition en conditions réelles. L’équipe-projet <a href="https://lirima.inria.fr/fr/research-teams/agrinet/">Agrinet</a> du Laboratoire international de recherche en informatique et mathématiques appliquées (<a href="https://lirima.inria.fr/fr/">LIRIMA</a>) est le résultat d’une collaboration internationale entre <a href="https://www.inria.fr/fr">Inria</a> et l’<a href="https://www.sun.ac.za/english">Université sud-africaine de Stellenbosch</a>. Dans ce cadre, nous allons pouvoir mettre à l’épreuve du climat africain les résultats de <a href="https://team.inria.fr/agrinet/publications/">nos recherches</a> pour le suivi de la viticulture.</p>
<p>Les résultats de ces recherches ont vocation à être transférés directement dans l’industrie pour aider toujours plus de travailleurs aux quatre coins de notre monde, pour une agriculture non seulement plus respectueuse de notre environnement, mais aussi de ses agriculteurs.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/156356/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Brandon Foubert travaille avec Sencrop. Il a reçu des financements de CPER DATA, Sencrop, FEDER, I-SITE et du projet Agrinet du Lirima.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Nathalie Mitton ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>L’agriculture connectée offre de nouveaux outils de surveillance et de décision, mais les conditions particulières des exploitations agricoles posent encore de nombreux challenges technologiques.Brandon Foubert, Doctorant en réseaux informatiques, InriaNathalie Mitton, Directrice de recherche en réseau de capteurs sans fil, InriaLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1569202021-03-28T16:37:54Z2021-03-28T16:37:54ZLe stockage d’électricité, une des clés de voûte de la maison « intelligente »<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/391126/original/file-20210323-20-8mm9xu.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C1198%2C871&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Dans une maison connectée, le fonctionnement des appareils électroménagers est optimisé pour baisser la consommation énergétique, grâce à des systèmes de stockage d'électricité.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/fr/image-illustration/energy-efficient-house-support-by-solar-166548305">Chesky, Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>À l’heure où la protection de l’environnement est dans tous les esprits, adopter une attitude responsable pour éviter les gaspillages d’énergie dans notre maison est indispensable. Selon <a href="https://travaux.edf.fr/electricite/raccordement/repartition-de-la-consommation-d-electricite-au-sein-d-un-foyer-francais">EDF</a>, près de deux tiers de l’énergie que nous consommons est destinée au chauffage, que ce soit via l’électricité ou le gaz. Le dernier tiers se répartit entre l’eau chaude, le froid (réfrigérateur, congélateur) et les différents usages nécessitant du courant (électroménager, éclairage, climatisation, informatique, etc.).</p>
<p>Des gestes simples sont souvent conseillés pour réduire sa facture d’électricité. Par exemple, éviter d’augmenter la température de la maison en hiver et suivre les recommandations de santé qui préconisent une température de 19 à 20 °C dans les pièces à vivre et de 18 °C dans les chambres. Baisser la température chez soi d’un degré permet de réduire sa facture d’électricité d’environ 7 %.</p>
<p>Un autre exemple consiste à reporter le fonctionnement de nos appareils électriques (machine à laver, sèche-linge, lave-vaisselle) à certaines plages horaires où la demande en électricité est faible.</p>
<p>Toutefois, effectuer ce type d’action n’est pas obligatoirement sans contrainte pour les usagers : il faut par exemple penser à programmer ses convecteurs électriques ou organiser le séchage du linge suite à un cycle de lavage, ce qui n’est pas forcément facile à un moment où l’électricité coûte le moins cher.</p>
<iframe title="Répartition de la consommation électrique au sein des foyers français" aria-label="chart" id="datawrapper-chart-6O7vi" src="https://datawrapper.dwcdn.net/6O7vi/2/" scrolling="no" frameborder="0" style="width: 0; min-width: 40% !important; border: none;" height="450" width="100%"></iframe>
<p>Une solution pour mettre en œuvre ces différents principes d’économies d’énergie serait d’avoir des maisons « intelligentes », qui programmeraient les appareils électriques à des moments adéquats, tout en s’adaptant aux habitudes des usagers. Mais la maison intelligente repose sur un élément clé : un système de stockage d’électricité.</p>
<h2>Retour sur le concept de maison « intelligente »</h2>
<p>Nous avons récemment proposé un <a href="https://theconversation.com/une-maison-intelligente-pour-faire-des-economies-delectricite-104030">système permettant de faire des économies d’électricité</a> dans l’habitat individuel. Ce système consiste à piloter les équipements électriques de la maison, à des moments opportuns de la journée et le tout, sans perturber les habitudes des occupants. Les actions « intelligentes » sont mises en œuvre par des algorithmes informatiques et des prises connectées, pour piloter chaque appareil électrique.</p>
<p>Un tel système repose sur trois éléments clés : des batteries pour stocker l’électricité, un convertisseur d’énergie, et un algorithme informatique rendant le système « intelligent ». En effet, lorsque le tarif de l’électricité est le plus bas (en heures creuses), les appareils de la maison peuvent fonctionner grâce à l’énergie fournie par le réseau de distribution. Lorsque le tarif de l’électricité est le plus élevé (durant les heures pleines), les batteries rendent le système proposé totalement autonome. Les équipements électriques de la maison sont alors pilotés par un <a href="https://iape19.iape-conference.com/Downloads/Proceedings/Articles%20(Abstracts%20&%20Papers)/a-1-Article-074.pdf">convertisseur d’énergie</a>, après avoir transformé le courant continu en courant alternatif, permet de piloter les équipements électriques de la maison.</p>
<h2>Quelle capacité de stockage doit-on installer à la maison ?</h2>
<p>L’unité de recherche GREMAN a récemment développé un <a href="http://www.icrepq.com/icrepq19/312-19-bissey.pdf">logiciel</a> qui aide à comprendre l’intérêt de la maison « intelligente » pour aider les ménages à réduire leur facture d’électricité. Pour que les simulations reflètent la réalité, le logiciel s’appuie sur des bases de données complètes de mesures de consommation. Ces données proviennent d’une dizaine de maisons « témoins ».</p>
<p>En utilisant ce logiciel, la batterie peut être judicieusement choisie pour optimiser la consommation d’électricité du foyer tout en limitant le coût total du système. Pour donner quelques ordres de grandeur, prenons l’exemple d’une maison de plus de 70 m<sup>2</sup>, mais avec deux types de chauffage principal : soit tout électrique, soit pas de chauffage électrique.</p>
<p>Dans les deux cas, on suppose que le ménage dispose d’une option de tarification Heures pleines/heures creuses (<a href="https://www.europe1.fr/economie/electricite-les-heures-creuses-de-moins-en-moins-avantageuses-4009666">50 % des ménages français</a>] sont aujourd’hui abonnés à cette option). Dans cet exemple, la maison « intelligente » dispose de batteries au plomb afin limiter au maximum le coût total de l’installation. Quelle capacité de stockage doit-on alors installer dans ces deux cas ? Quel est le coût des batteries ?</p>
<p>Dans le premier cas (maison avec chauffage électrique), le cas le plus favorable, c’est-à-dire avec un décalage de toute la consommation d’heures pleines (prises ici entre 7 h et 23 h) en heures creuses, correspond à une capacité d’énergie à installer de 21 kWh, soit plus de 50 % plus élevée que la batterie « Powerwall » de Tesla illustrée précédemment.</p>
<p>Si le mode de chauffage principal de la maison n’est pas électrique, alors la capacité à installer n’est plus que de 7,2 kWh, soit presque deux fois plus faible que le système « Powerwall ».</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=438&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=438&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=438&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=550&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=550&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/390896/original/file-20210322-19-1luwzoy.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=550&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Exemple de système de stockage domestique, la batterie « Powerwall » de Tesla.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Sébastien Jacques</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
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</figure>
<p>La situation sera un peu différente si on utilise un autre type de batterie. Par exemple, Bien que les batteries Lithium-ion (Li-ion) aient un prix trois fois plus élevé que celles au plomb, elles représentent aujourd’hui la majeure partie du marché de la batterie domestique car elles sont beaucoup moins lourdes, moins dangereuses pour la santé et l’environnement, et offrent un meilleur rendement énergétique. L’énorme batterie rechargeable <a href="https://www.tesla.com/fr_fr/powerwall">« Powerwall »</a> de Tesla, qui connaît un succès considérable outre-Atlantique, présente des caractéristiques intéressantes en termes de capacité de stockage, de rendement énergétique, de fiabilité et de prix.</p>
<h2>Un tel système est-il vraiment rentable ?</h2>
<p>Pour une maison de plus de 70 m<sup>2</sup> dont le mode principal de chauffage est électrique, nous venons de voir que la capacité de la batterie à installer est de 21 kilowatts-heures. Combien d’années sont nécessaires dans ce cas pour rentabiliser ce système de gestion « intelligente » de la consommation d’électricité ? Ce retour sur investissement est à comparer à la <a href="https://selectra.info/energie/actualites/expert/batterie-domestique-autoconsommation">durée de vie des batteries</a> (plomb dans notre exemple, ou lithium-ion actuellement sur le marché), qui peut atteindre dix ans.</p>
<p>En utilisant le logiciel développé par l’unité de recherche GREMAN, les résultats de simulation montrent qu’il faudrait plus de 100 ans avec un système à base de batteries au plomb (plus de 200 ans avec des batteries au lithium) pour amortir l’installation.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=435&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=435&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=435&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=546&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=546&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/390894/original/file-20210322-19-fljin7.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=546&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Amortissement d’un système de prédiction et de gestion utilisant un stockage d’électricité.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Sébastien Jacques</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Cette durée déraisonnable s’explique aujourd’hui par le tarif de l’électricité et en particulier, la différence de tarification heures pleines-heures creuses, qui n’est que de l’ordre de 4 centimes d’euro par kilowatt-heure.</p>
<p>Si l’on souhaite un retour sur investissement en 5 ans, pour une technologie de batterie au plomb, la différence de tarification entre les heures pleines et les heures creuses doit être de 52 centimes d’euro par kilowatt-heure, soit plus de 14 fois plus élevée celle d’aujourd’hui. Si l’on utilise des batteries au lithium, cette différence doit être supérieure à l’euro par kilowatt-heure.</p>
<h2>Quel avenir pour les maisons « intelligentes » ?</h2>
<p>Un système de gestion « intelligente » de la consommation d’électricité a aujourd’hui toute sa place dans les pays où la différence de tarification entre les heures pleines et les heures creuses est marquée ; c’est le cas par exemple en Australie où la différence de l’ordre de 30 centimes d’euro par kilowatt-heure.</p>
<p>En France, avec le déploiement des compteurs communicants de type Linky, il est possible de programmer plusieurs tarifs de l’électricité consommée en fonction des moments de la journée. Même si ces compteurs suscitent encore beaucoup de <a href="https://theconversation.com/compteur-electrique-linky-comprendre-la-polemique-59769">débats</a> tant sur leurs performances que sur leur caractère « intrusif » ou encore leur impact sur la santé, ils pourraient aider à rentabiliser plus rapidement la maison « intelligente », et à utiliser le plus efficacement l’électricité que nous produisons, y compris grâce aux énergies renouvelables.</p>
<p>–</p>
<hr>
<p><em>Cet article a été co-écrit avec Sébastien Bissey, Jean‑Charles Le Bunetel, Ismail Aouichak et Yves Raingeaud.</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/156920/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>L'unité de recherche GREMAN (<a href="https://greman.univ-tours.fr/">https://greman.univ-tours.fr/</a>) de l'Université de Tours, du CNRS et de l'INSA Centre Val-de-Loire a reçu un financement de la Région Centre Val-de-Loire dans le cadre d'un projet d'intérêt régional (projet n° 2015-00099656). </span></em></p>Les systèmes d’électricité intelligents permettent d’ajuster la demande à l’offre d’électricité. Ils reposent sur des algorithmes d’optimisation mais aussi sur des systèmes de stockage performants.Sébastien Jacques, Enseignant-chercheur en génie électrique, Université de ToursLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1437332020-08-06T14:01:17Z2020-08-06T14:01:17ZVaut mieux commencer par électrifier les camions et les autobus que les voitures<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/351419/original/file-20200805-20-19iqewg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Les camions à ordures, les autobus et les camions qui livrent vos achats en ligne sont des candidats de choix pour l’électrification.</span> <span class="attribution"><span class="source">Shutterstock</span></span></figcaption></figure><p>Nous devons changer notre système de transport, et nous devons le faire vite.</p>
<p>Le transport routier est un grand consommateur de combustibles fossiles, contribuant à <a href="https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_chapter8.pdf">16 pour cent</a> de toutes les émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine. Ces émissions réchauffent l’atmosphère terrestre et provoquent des changements climatiques. De plus, <a href="https://apps.who.int/gb/ebwha/pdf_files/EB136/B136_15-fr.pdf">elles polluent notre air</a>, ce qui représente un risque pour la santé et coûte chaque année des <a href="https://news.harvard.edu/gazette/story/2020/01/massachusetts-car-economy-costs-64-billion-study-finds/">milliards de dollars aux contribuables</a>.</p>
<p>Pendant ce temps, les <a href="https://bnef.turtl.co/story/evo-2020/page/2/1">véhicules électriques sont de moins en moins chers, et leur autonomie ainsi que la quantité de bornes de recharge augmentent</a>. Ces nouvelles peuvent sembler emballantes, car on pourrait croire qu’il s’agit d’une réponse facile et pratique au problème des émissions liées aux transports : si tout le monde échangeait son véhicule à carburant fossile contre un équivalent électrique, on pourrait continuer à se déplacer en voiture, sachant que nous ne participons plus ce faisant à la destruction de la planète, tout en profitant d’une nouvelle auto silencieuse, agréable à conduire et dont l’énergie est peu coûteuse.</p>
<p>Tout le monde y gagne, non ? Malheureusement, ce n’est pas aussi simple.</p>
<h2>Manque de batteries électriques</h2>
<p>Les véhicules électriques créent aussi de la pollution atmosphérique et des gaz à effet de serre à cause de <a href="https://lexpansion.lexpress.fr/actualite-economique/freins-et-pneus-l-autre-pollution-aux-particules-fines_2037239.html">leurs freins, de leurs pneus</a>, de <a href="https://www.carbonbrief.org/factcheck-how-electric-vehicles-help-to-tackle-climate-change">l’électricité qui les alimente et des usines qui les construisent</a>. Que nous tentions de régler ces problèmes ou que nous les ignorions, il existe un autre obstacle important à l’adoption des véhicules électriques personnels pour lutter contre les changements climatiques.</p>
<p>En 2019, la production mondiale de cellules de batteries au lithium-ion offrait une capacité d’environ <a href="https://www.forbes.com/sites/rrapier/2019/08/04/why-china-is-dominating-lithium-ion-battery-production/">160 gigawattheures (GWh)</a>. C’est suffisant pour un peu plus de trois millions de Model 3 de Tesla d’entrée de gamme, et ce, si nous utilisons uniquement ces batteries pour des voitures sans tenir compte des téléphones intelligents, des ordinateurs portables ou des installations de stockage d’énergie.</p>
<p><a href="https://www.sayonaquebec.com/wp-content/uploads/2019/09/EBATLIION-RAPPORT-FINAL.pdf">Selon une estimation</a>, la capacité de production de batteries annoncée pour 2028 devrait permettre <a href="https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip">de fabriquer environ 40 millions de véhicules électriques par an. </a></p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=344&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=344&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=344&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=432&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=432&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/350511/original/file-20200730-33-9gesfv.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=432&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">La production de batteries pourrait augmenter pour permettre la construction de 40 millions de véhicules électriques par an d’ici 2028, mais il y a plus d’un milliard de véhicules sur les routes aujourd’hui.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>On peut croire que c’est beaucoup, si on ne sait pas qu’on a construit <a href="http://www.oica.net/category/production-statistics/2019-statistics/">près de 100 millions</a> de voitures, de camionnettes, d’autobus et de camions dans le monde en 2019. Il y a environ <a href="https://tedb.ornl.gov/wp-content/uploads/2020/02/TEDB_Ed_38.pdf#page=78">1,4 milliard de véhicules à moteur</a> en circulation aujourd’hui – un nombre qui continuera presque certainement à croître si on ne fait pas de réels efforts pour passer à d’autres modes de transport.</p>
<p>Si on tient compte de la capacité de production de batteries prévue pour 2028, il faudrait 35 ans pour remplacer le parc automobile mondial par des modèles électriques. <a href="https://unpointcinq.ca/comprendre/limiter-le-rechauffement-climatique-a-1-5-ou-2-c/">C’est loin d’être assez rapide</a> pour éviter les pires répercussions des changements climatiques.</p>
<h2>Qu’est-ce qui est mieux pour le climat</h2>
<p>Nous n’arriverons jamais à électrifier nos transports dans les délais nécessaires pour atténuer les changements climatiques. Certains trajets devront être décarbonisés par d’autres moyens, comme le vélo, la marche, les transports publics ou le télétravail.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/350514/original/file-20200730-17-kk4xfx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/350514/original/file-20200730-17-kk4xfx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/350514/original/file-20200730-17-kk4xfx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/350514/original/file-20200730-17-kk4xfx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/350514/original/file-20200730-17-kk4xfx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/350514/original/file-20200730-17-kk4xfx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/350514/original/file-20200730-17-kk4xfx.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Les scooters électriques pourraient aider les villes à s’orienter vers une mobilité zéro-émission.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span>
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<p>Les batteries au lithium-ion devraient servir en priorité aux véhicules qui parcourent de longues distances ou qui transportent des cargaisons importantes. Les camions à ordures, les autobus, les camionnettes utilisées par des professionnels pour se rendre sur les chantiers et celles qui livrent les achats en ligne sont tous d’excellents candidats pour l’électrification.</p>
<p>Mais la Nissan Leaf qui vous intéressait ne constitue malheureusement pas un bon choix. Vous pouvez assurément vous déplacer à vélo ou en transport en commun beaucoup plus facilement qu’un camion chargé d’outils, de colis ou de déchets municipaux.</p>
<h2>Un scénario dont tout le monde sort gagnant</h2>
<p>En se concentrant sur les véhicules commerciaux pour l’électrification, on obtient de nombreuses retombées positives. Actuellement, ces véhicules fonctionnent souvent au diesel, qui produit <a href="https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/sante-environnement-milieu-travail/carburants-pollution-atmospherique.html">100 fois plus de pollution particulaire</a> que l’essence.</p>
<p>Selon l’Organisation mondiale de la santé, les véhicules diesel ont été responsables d’environ <a href="https://www.who.int/fr/news-room/detail/02-05-2018-9-out-of-10-people-worldwide-breathe-polluted-air-but-more-countries-are-taking-action">83 pour cent</a> de tous les décès dus à la pollution de l’air par les véhicules routiers en 2015. De plus, les camions diesel sont en général bruyants – problème qu’on élimine presque entièrement en passant à l’électrique.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/350515/original/file-20200730-25-1dgfrdb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/350515/original/file-20200730-25-1dgfrdb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/350515/original/file-20200730-25-1dgfrdb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/350515/original/file-20200730-25-1dgfrdb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/350515/original/file-20200730-25-1dgfrdb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/350515/original/file-20200730-25-1dgfrdb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/350515/original/file-20200730-25-1dgfrdb.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">En remplaçant les camions à moteur diesel par des camions électriques, on pourrait réduire le bruit, la pollution atmosphérique et les émissions de carbone.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Shutterstock</span></span>
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<p>Au Canada, le fait de mettre l’accent sur l’électrification du parc de véhicules commerciaux comporte un autre avantage important : plusieurs entreprises d’ici sont en train de devenir des chefs de file dans la conception et la construction de ces véhicules. <a href="https://thelionelectric.com/fr">La compagnie électrique Lion</a>, à Saint-Jérôme, au Québec, fabrique des autobus, des camions et des autobus scolaires électriques. <a href="https://www.newflyer.com/">New Flyer</a>, basée à Winnipeg, <a href="https://about.bnef.com/blog/electric-buses-cities-driving-towards-cleaner-air-lower-co2/">a vendu des autobus électriques</a> à plusieurs grandes villes américaines.</p>
<p>Et Green Jobs Oshawa a déjà élaboré un plan pour la conversion de l’usine General Motors d’Oshawa vers une production de véhicules électriques pour le secteur public canadien. <a href="https://www.laction.ca/lindustrie-automobile-se-releve-peniblement-de-la-pandemie/">Notre industrie automobile est en difficulté</a>, mais en se concentrant sur la construction de véhicules électriques commerciaux, on pourrait récupérer beaucoup d’emplois dans ce domaine.</p>
<h2>La seule véritable solution : moins de voitures</h2>
<p>Pour le commun des mortels, s’il vise une mobilité zéro-émission, il devra préférer le vélo, les transports en commun, le bureau à domicile, le scooter électrique ou une bonne vieille paire de chaussures à une Tesla neuve et rutilante.</p>
<p>Certaines solutions s’appuient sur l’électromobilité sans pour autant épuiser le stock mondial de batteries. Ainsi, il suffirait d’à peine un peu plus de cinq pour cent de la production de batteries lithium-ion de 2019 pour que chaque Canadien puisse avoir un <a href="https://urbanmachina.com/collections/electric-scooters/products/onemile-halo-city">scooter électrique Urban Machina</a>.</p>
<p>Il est question d’un <a href="https://www.theglobeandmail.com/opinion/editorials/article-what-ottawa-should-tell-big-business-a-bailout-if-necessary-but-not/">renflouement de l’industrie automobile canadienne</a> par le gouvernement fédéral, et <a href="https://www.aveq.ca/actualiteacutes/category/ottawa">certains acteurs suggèrent</a> que ce pourrait être l’occasion d’encourager la fabrication de véhicules électriques au Canada.</p>
<p>Si le gouvernement veut vraiment avoir un effet positif sur le climat, il devrait songer à soutenir les grosses machines fiables, mais peu prestigieuses, qui font fonctionner notre société plutôt que les véhicules personnels de luxe.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/143733/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Cameron Roberts est affilié avec l'organisation Courage Coalition.</span></em></p>Les véhicules électriques ont un impact positif sur le climat et les niveaux de pollution atmosphérique, mais les gouvernements doivent d’abord repenser l’électrification du réseau de transport.Cameron Roberts, Researcher in Sustainable Transportation, Carleton UniversityLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1389742020-06-16T20:52:44Z2020-06-16T20:52:44ZCes métaux qui viennent à manquer, un enjeu pour les sociétés de demain<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/342183/original/file-20200616-23243-zxdylq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=19%2C31%2C2568%2C1909&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le minerai de zinc peut contenir d'importantes ressources en métaux critiques utiles pour les nouvelles technologies. Ici, microscopie de minerai d’Arre-Anglas (Pyrénées).</span> <span class="attribution"><span class="source">Alexandre Cugerone</span>, <span class="license">Author provided</span></span></figcaption></figure><p>De nombreux métaux sont indispensables pour les technologies du XXI<sup>e</sup> siècle, et notamment de nombreuses technologies « vertes », par exemple les batteries, <a href="https://ec.europa.eu/environment/ecoap/about-eco-innovation/experts-interviews/32_fr#:%7E:text=Les%20cellules%20solaires%20photovolta%C3%AFques%20font,la%20production%20d%E2%80%99%C3%A9nergie%20solaire.&text=Les%20cellules%20solaires%20%C3%A0%20base,de%2080%20%25%20des%20applications%20satellitaires.">panneaux solaires</a>, aimants d’<a href="https://theconversation.com/des-chars-aux-eoliennes-irremplacables-terres-rares-64788">éoliennes</a>, ou encore la <a href="https://www.journaldunet.com/solutions/cloud-computing/1031260-reseaux-de-telecommunications-de-nouvelle-generation-plus-durables-et-ecologiques/">fibre optique</a>. Certains de ces métaux sont dits <a href="https://ec.europa.eu/transparency/regdoc/rep/1/2017/FR/COM-2017-490-F1-FR-MAIN-PART-1.PDF">« critiques »</a>, car leur approvisionnement est incertain.</p>
<p>Nous cherchons à comprendre comment se concentrent certains métaux critiques dans la croûte terrestre pour les extraire plus facilement, afin d’inspirer de nouvelles méthodes d’exploration et de valorisation écoresponsable de certains déchets issus de l’exploitation minière passée, notamment en France et en Europe.</p>
<p>En effet, on trouve ces métaux critiques (<a href="https://theconversation.com/des-chars-aux-eoliennes-irremplacables-terres-rares-64788">terres rares</a>, <a href="http://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/upload/documents/Fiches_criticite/fichecriticitecobalt-180102.pdf">cobalt</a>, lithium, <a href="http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-63169-FR.pdf">platinoïdes</a>, germanium, etc.) soit en infimes quantités, disséminés dans les minerais de base comme, par exemple le <a href="http://alternatives-projetsminiers.org/wp-content/uploads/docs/Minerais/Cadmium_Germanium.pdf">zinc et le cuivre</a>, soit, parfois, dans des minéraux hyperconcentrés, plus petits qu’un dixième de millimètre. Pour bien comprendre cette différence fondamentale avec un exemple de tous les jours, considérons un seul gâteau au chocolat, avec du chocolat fondu réparti uniformément dans la pâte à gâteau, et des pépites de chocolat. Sous quelle forme le chocolat est-il le plus facile à récupérer pour les gourmands une fois le gâteau réalisé ? Les pépites bien sûr ! Le principe est le même dans notre étude : il est plus facile d’extraire les métaux critiques dans des petits minéraux concentrés (nos pépites de chocolat) plutôt que disséminés dans le minerai de base (le chocolat fondu dans la masse du gâteau).</p>
<h2>L’approvisionnement difficile des métaux « de demain »</h2>
<p>De nombreuses substances métalliques naturelles sont toujours exploitées aujourd’hui, comme les <a href="https://www.lajauneetlarouge.com/wp-content/uploads/2012/07/647-page-016-019.pdf">métaux de base et métaux ferreux</a> (cuivre, zinc, fer, manganèse, etc.) ou les métaux précieux (or, argent, platine, etc.). Les <a href="https://www.dunod.com/sciences-techniques/quels-metaux-pour-demain-enjeux-ressources-minerales">« métaux technologiques »</a>, comme le <a href="https://theconversation.com/les-materiaux-de-la-transition-energetique-le-lithium-105429">« lithium »</a>, les <a href="https://lejournal.cnrs.fr/billets/les-terres-rares-et-apres">« terres rares »</a>, le tungstène, ou d’autres métaux rares (germanium, gallium, indium), ont été rendus indispensables par la révolution numérique, et sont aussi cruciaux pour le développement de « technologies vertes ».</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/pourquoi-parle-t-on-de-criticite-des-materiaux-105258">Pourquoi parle-t-on de « criticité » des matériaux ?</a>
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<p>Si nous continuons à extraire ces métaux technologiques, au rythme actuel et dans ces conditions, alors que la plupart sont considérés comme <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:52017DC0490&from=EN">critiques</a>, nous <a href="https://theconversation.com/critical-minerals-are-vital-for-renewable-energy-we-must-learn-to-mine-them-responsibly-131547">pourrions être confrontés</a> à une crise d’approvisionnement et à des effets environnementaux importants.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=404&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=404&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=404&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Utilisations actuelles et futures des métaux rares associés aux gisements de zinc.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span>
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<p>Parmi ces métaux critiques, les éléments du groupe des <a href="https://theconversation.com/terres-rares-notre-ultra-dependance-a-la-chine-et-comment-en-sortir-125855">« terres rares »</a>, mais aussi le <a href="https://www.planete-energies.com/fr/medias/decryptages/la-batterie-lithium-ion-comment-ca-marche">lithium</a> et le <a href="http://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/upload/documents/Plaquettes/rp-63626-fr-cobalt.pdf">cobalt</a>, sont essentiels aux nouvelles technologies automobiles et informatiques. Le <a href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2020.00230/full">tungstène</a> est précieux dans certains <a href="http://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/upload/documents/Fiches_criticite/fichecriticitetungstene-publique170921.pdf">alliages aéronautiques</a>. Des métaux rares comme le gallium, le germanium et l’indium <a href="https://books.openedition.org/septentrion/15969?lang=fr">sont essentiels</a> à la fabrication de la fibre optique, de panneaux solaires et de systèmes électroniques, et pourraient améliorer les rendements des <a href="https://www.lesnumeriques.com/voiture/batterie-a-electrolyte-solide-revolution-pour-l-automobile-a3395.html">batteries lithium-ion</a>. Ces derniers sont extraits principalement en sous-produit du sulfure de zinc, dans lequel ils sont dilués.</p>
<h2>Où sont concentrés les métaux rares et comment mieux les extraire ?</h2>
<p>Notre <a href="https://doi.org/10.1130/G46791.1">étude</a> montre que les métaux rares comme le germanium, le gallium et l’indium peuvent exister en infimes quantités, disséminés dans des cristaux de métaux de bases, mais aussi dans de petits minéraux porteurs hyperconcentrés. Nous avons mis en évidence que la déformation du minerai de sulfure de zinc, contemporaine de la formation de chaînes de montagnes, favorise la re-concentration du germanium dans des minéraux hyperconcentrés (nos pépites de chocolat) au cœur des chaînes de montagnes, ici, les Pyrénées.</p>
<p>En conséquence, il devient très intéressant de rechercher les sites miniers où la déformation par des processus géologiques naturels a joué un rôle de « concentrateur naturel » de métaux rares.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=458&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=458&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=458&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=576&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=576&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=576&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Une veine de sulfure de zinc (ZnS) riche en germanium et naturellement déformée dans une ancienne mine à Arre dans les Pyrénées Atlantiques. A. Affleurement d’une veine de sulfure de zinc (modifié depuis Cugerone et coll., 2019). B. Déformation naturelle dans le sulfure de zinc au microscope, matérialisée par la présence de nombreux plans de schistosité. C. Minéraux à germanium associés au sulfure de zinc.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Ceci peut s’appliquer aux métaux rares énoncés, mais pourrait aussi apparaître pour d’autres métaux technologiques, comme les éléments du groupe des terres rares. De nombreux sites miniers ont anciennement été exploités pour leurs métaux de base (uniquement) et, actuellement, de nombreux terrils ou résidus miniers provenant de cette exploitation passée pourraient être valorisés. Il pourrait exister d’importantes concentrations en métaux rares dans ces terrils miniers, notamment dans les Pyrénées, le Massif central mais aussi <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00501-018-0818-5">dans les Alpes</a>, ou dans les montagnes scandinaves du nord de l’Europe, et peuvent constituer de potentielles ressources en métaux rares.</p>
<p>De plus, quand un métal rare, par exemple le germanium, est disséminé dans le minerai, l’<a href="https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/elaboration-et-recyclage-des-metaux-non-ferreux-42370210/metallurgie-du-germanium-m2372/">extraction est complexe</a>, nécessite des processus hydrométallurgiques lourds et induit de fortes pertes durant son <a href="https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-germanium.pdf">extraction</a>. Par contre, si ces métaux rares sont concentrés (comme des pépites de chocolat dans un gâteau) dans de petits minéraux, leur séparation par divers procédés mécaniques pourrait être améliorée et être mieux exploitée, que ce soit dans les sites miniers actuels ou dans certains terrils ou déchets miniers.</p>
<p>Notre étude suggère des techniques rapides et peu coûteuses qui permettent de caractériser la texture minéralogique (taille et forme des cristaux) et la chimie d’échantillons de roches et d’y localiser les métaux rares et évaluer leur concentration et leur extraction potentielle.</p>
<h2>Sortir de la dépendance européenne quasi totale des ressources métalliques ?</h2>
<p>Actuellement, le marché mondial en métaux rares (gallium, germanium, indium) mais aussi en <a href="https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.09.019">terres rares</a> est dominé par la Chine. La dépendance de l’Europe est <a href="http://www.editionslesliensquiliberent.fr/livre-La_guerre_des_m%C3%A9taux_rares-9791020905741-1-1-0-1.html">quasi totale</a> vis-à-vis de l’Asie, des Amériques et de l’Afrique. Mais quelles seraient les conséquences économiques sur nos industries si une crise d’approvisionnement en ressources minérales, notamment en « métaux technologiques », se présentait entre nos pays ou continents ?</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Carte des pays représentant la plus grande part du marché mondial pour chaque métal dit « critique » par l’Union européenne. Les métaux rares sont encadrés en rouge. (situation en 2017).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/specific-interest/critical_en">Commission européenne</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Impacts sociaux et environnementaux</h2>
<p>L’importation de ressources métallifères pour nos technologies du XXI<sup>e</sup> siècle, dont certains avec une forte connotation « verte » ou « renouvelables », en provenance de pays lointains avec des règles environnementales d’exploitation <a href="https://ecoinfo.cnrs.fr/2010/08/06/4-quels-impacts/">laxistes ou inexistantes</a>, est particulièrement paradoxale.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/terres-rares-notre-ultra-dependance-a-la-chine-et-comment-en-sortir-125855">Terres rares : notre ultra-dépendance à la Chine (et comment en sortir)</a>
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<p>Une solution ne serait-elle pas d’extraire nos métaux, par exemple dans certains terrils miniers riches en métaux critiques en Europe, de manières écoresponsables et respectueuses de l’environnement ? Nous avons besoin de mieux comprendre comment les minéraux critiques se forment et se concentrent en termes chimiques et géologiques, ce qui pourrait permettre de revisiter certaines anciennes mines et valoriser leurs terrils miniers.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/138974/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Alexandre Cugerone a reçu des financements provenant d'une bourse de thèse BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) dans le cadre du projet RGF (Référentiel géologique de France), et d'un financement du programme Tellus de l'INSU-CNRS.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Bénédicte Cenki-Tok receives funding from European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 793978. She has received funding from French national program “Référentiel Géologique de France” (RGF-Pyrénées) of the French Geological Survey (Bureau de Recherches Géologiques et Minières; BRGM), and the INSU-CNRS Tellus program. She is affiliated with The University of Sydney as well. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Emilien OLIOT ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>Il reste des métaux dans les mines et déchets miniers. La géologie permet de comprendre comment mieux valoriser ces déchets et assurer l’approvisionnement en éléments chimiques rares mais cruciaux.Alexandre Cugerone, Docteur en Géosciences - Géologie Minière/Métallogénie - Géosciences Montpellier, Université de MontpellierBénédicte Cenki, Associate professor at Montpellier University, EU H2020 MSCA visiting researcher at Sydney University, Université de MontpellierEmilien OLIOT, Maître de Conférences en Sciences de la Terre, Université de MontpellierLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.tag:theconversation.com,2011:article/1385812020-06-01T17:20:57Z2020-06-01T17:20:57ZRelocaliser l’extraction des ressources minérales : en Europe, les défis du lithium<p>Parmi les défis qui nous attendent dans « le monde d’après », celui de la relocalisation de notre approvisionnement en matières premières minérales est essentiel. La France <a href="https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/sites/default/files/2018-10/chiffres-stats761-matieres-mai2016.pdf">importe en effet</a> près de 100 % de ses métaux et une partie significative des roches et minéraux de son industrie. </p>
<p>En ce début août 2021, on apprenait ainsi que le groupe Renault venait de <a href="https://www.caradisiac.com/renault-signe-un-accord-pour-un-approvisionnement-en-lithium-191369.htm">signer un partenariat avec Vulcan Energy</a>, une société australienne incontournable dans la production de lithium, pour sécuriser la fourniture de ce métal essentiel à la fabrication des batteries de véhicules électriques. </p>
<h2>Un cas d’école</h2>
<p>Outre une plus grande indépendance stratégique, cette relocalisation serait aussi un moyen d’améliorer les bilans carbone et économique de notre appareil productif. Importer du bout du monde des matières premières à grand renfort de rejet de CO<sub>2</sub> n’est pas une solution durable et cette crise nous aidera peut-être à en prendre conscience.</p>
<p>Car les matières premières de la transition énergétique et digitale se trouvent en fait dans notre sous-sol, sous nos pieds. Ces métaux tels que le nickel, le cuivre, le cobalt, le lithium ou encore les terres rares, entrent notamment dans la composition des batteries de nos ordinateurs, tablettes, smartphones, mais surtout dans celles équipant les véhicules électriques. Les économistes s’accordent pour prédire une très forte augmentation de leur nombre dans le parc automobile dans les années à venir.</p>
<p>Le potentiel en <a href="http://www.mineralinfo.fr/">ressources minérales de la France</a> est très largement <a href="http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-68321-FR.pdf">sous valorisé à ce jour</a>. Le pays abrite en effet d’importantes ressources en roches et minéraux industriels ainsi que de nombreux métaux (tungstène, antimoine, or, plomb, zinc, germanium, cuivre, lithium et molybdène).</p>
<p>L’exemple du lithium est à ce titre un cas d’école. Malgré des ressources très conséquentes et des besoins grandissants, nous continuons d’importer massivement depuis l’autre bout du monde des métaux qui se trouvent sous nos pieds dans notre sous-sol. Aujourd’hui, le lithium est en effet raffiné principalement en Chine mais est produit massivement en Australie et au Chili.</p>
<p>En Europe, les principales ressources en Lithium sont <a href="http://www.frame.lneg.pt/wp-content/uploads/2019/06/FRAME-Newsletter-Issue-3.pdf">localisées</a> à <a href="https://mc-56397411-4872-452d-b48e-428890-cdn-endpoint.azureedge.net/-/media/Content/Documents/Operations/Jadar/RT-Jadar-Fact-sheet-EN.pdf">Jadar en Serbie</a>, au Portugal, en Espagne, en Finlande, en Autriche et dans le <a href="http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-68321-FR.pdf">Massif central en France</a> (granites de Beauvoir, de Montebras, etc.).</p>
<h2>Le sous-sol français riche en lithium</h2>
<p>Les ressources minérales contenant du lithium sont diverses et variées sur le <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136818308011">territoire national et européen</a>. Le lithium est contenu à différentes teneurs dans des roches telles que les granites à métaux rares, les pegmatites ou encore les minéraux argileux. Or, toutes ces ressources ne sont que très peu exploitées et valorisées à ce jour.</p>
<figure class="align-right zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/338865/original/file-20200601-95032-1jqjizo.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/338865/original/file-20200601-95032-1jqjizo.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/338865/original/file-20200601-95032-1jqjizo.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/338865/original/file-20200601-95032-1jqjizo.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/338865/original/file-20200601-95032-1jqjizo.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/338865/original/file-20200601-95032-1jqjizo.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/338865/original/file-20200601-95032-1jqjizo.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/338865/original/file-20200601-95032-1jqjizo.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Exemple de roche riche en lithium qui donne la couleur violette de cette roche appelée pegmatite composée de micas lithinifères,de feldspath et de quartz. Chédeville˗en˗Ambazac (Haute-Vienne). La pointe d’un marteau de géologue donne l’échelle.</span>
<span class="attribution"><span class="source">E. Gloaguen (BRGM)</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/">CC BY-NC-SA</a></span>
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</figure>
<p>Le <a href="http://wwwbrgm.fr">BRGM</a> a réalisé en 2018 un inventaire des <a href="http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-68321-FR.pdf">ressources en lithium métropolitaines</a>, qui a mis en lumière certaines sources de lithium dans des roches dont le potentiel de valorisation est certain, essentiellement dans le Massif central et le Massif armoricain. Elles ont notamment l’avantage d’associer le lithium à des roches et minéraux industriels comme les feldspaths, le quartz, le kaolin, ou à des métaux comme l’étain, le tantale ou le tungstène.</p>
<p>Si des procédés de traitement des minerais sont mis au point, la France pourrait être autonome pour le lithium (roche dure du Massif central et saumures géothermales d’Alsace) avec un potentiel dépassant les 200 000 t de lithium métal.</p>
<p>Comme la majorité de ses voisins européens, le France importe à ce jour en grandes quantités les métaux nécessaires à son industrie. Cette délocalisation des filières nous permet d’occulter les conditions d’extraction de ces substances. Ces procédés, si appliqués sans normes et contrôles, peuvent provoquer des dégâts sur le plan environnemental avec des rejets sauvages de déchets (effluents acides) et font généralement travailler des ouvriers sans leur garantir les normes de protection nécessaires. Ils posent également des problèmes en matière de <a href="https://theconversation.com/au-chili-changer-la-constitution-pour-repenser-lacces-aux-ressources-127460">partage et d’accès à l’eau potable</a> dans des zones désertiques, par exemple dans les salars d’Amérique du Sud.</p>
<p>Un des exemples le plus frappant est celui illustré dans l’ouvrage de Guillaume Pitron, <em>La guerre des métaux rares. La face cachée de la transition énergétique et numérique</em>. Il dénonce notamment les conditions sociales, d’hygiène et de sécurité des mines en Asie pour l’extraction des terres rares (essentiels à la fabrication des aimants), et insiste également sur les impacts environnementaux dévastateurs, notamment la pollution des sols et des eaux souterraines engendrée par des activités minières n’appliquant pas les règles et usages d’un développement durable.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1054904984075202561"}"></div></p>
<h2>Les défis technologiques de la relocalisation</h2>
<p>Pour envisager la relocalisation de cette filière en France, le premier enjeu est scientifique. Nos chercheurs (géologues, géochimistes, métallogénistes) travaillent à développer des méthodes pour mieux comprendre comment se forment ces ressources, à la fois pour une exploitation plus efficiente et pour découvrir des gisements cachés au plus proche des centres de consommation afin de réduire l’impact environnemental associé.</p>
<p>Par ailleurs, nous devrons déployer une capacité à développer des méthodes d’extraction pour les ressources minérales en lien avec notre géologie à l’échelle nationale. Si les ressources en lithium sont diverses, variées et distribuées de façon hétérogène dans notre sous-sol, les procédés industriels pour extraire le lithium des différents réservoirs géologiques ne sont pas pour l’instant tous opérationnels. Soit <a href="http://www.mineralinfo.fr/ecomine/marche-lithium-en-2020-enjeux-paradoxes">pour des raisons technologiques, soit pour des raisons de rentabilité</a>.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/338868/original/file-20200601-95065-1lkzjey.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/338868/original/file-20200601-95065-1lkzjey.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=120&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/338868/original/file-20200601-95065-1lkzjey.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=120&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/338868/original/file-20200601-95065-1lkzjey.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=120&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/338868/original/file-20200601-95065-1lkzjey.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=151&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/338868/original/file-20200601-95065-1lkzjey.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=151&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/338868/original/file-20200601-95065-1lkzjey.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=151&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Le granite à métaux rares de Beauvoir, dans l’Allier, actuellement exploité pour le kaolin (2012).</span>
<span class="attribution"><span class="source">J. Melleton</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Cette transition énergétique passe donc par de l’innovation en matière de recherche et développement pour l’extraction de ces ressources minérales, à la fois pour optimiser les procédés existants en les rendant moins nocifs sur le plan environnemental et pour développer de nouvelles méthodes. Cette activité de recherche en lien avec le monde académique et universitaire peut être un levier de croissance très important pour l’ensemble de la filière à l’échelle de la France.</p>
<h2>Une filière encouragée par l’Europe</h2>
<p>Au niveau européen, l’Union œuvre à promouvoir la filière lithium en finançant des projets de recherche avec <a href="https://eitrawmaterials.eu/">l’Institut européen d’innovation et de technologie, section matières premières</a> au sein de projets comme le projet <a href="http://www.frame.lneg.pt/">H2020 GeoERA FRAME</a> sur les métaux critiques européens et à travers <a href="https://www.lithium-institute.eu/">l’Institut européen du Lithium</a> dont le BRGM est l’un des membres fondateurs.</p>
<p>Dans les prochains mois et années, de nombreux projets de fabrication d’usines de batteries (les « Gigafactory ») pourraient également voir le jour sur le Vieux continent. L’objectif à court terme serait de bâtir une filière européenne forte économiquement : une <a href="https://ec.europa.eu/growth/industry/policy/european-battery-alliance_fr">sorte « d’Airbus des batteries »</a>. Dans ce contexte, il est certain qu’il faudra diversifier les sources d’approvisionnement en lithium afin de faire face à une demande croissante.</p>
<figure class="align-right zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/338866/original/file-20200601-95049-1ps0ae9.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/338866/original/file-20200601-95049-1ps0ae9.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/338866/original/file-20200601-95049-1ps0ae9.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/338866/original/file-20200601-95049-1ps0ae9.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/338866/original/file-20200601-95049-1ps0ae9.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/338866/original/file-20200601-95049-1ps0ae9.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/338866/original/file-20200601-95049-1ps0ae9.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/338866/original/file-20200601-95049-1ps0ae9.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Pegmatite à spodumène de Mina Alberto, Espagne (2010).</span>
<span class="attribution"><span class="source">J. Melleton</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Pour cela, l’extraction de substances minérales contenues dans les eaux chaudes <a href="http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-55729-FR.pdf">appelées eaux géothermales</a> et situées dans le fossé rhénan à la frontière franco-allemande, constitue une piste intéressante. Ces eaux riches en sels minéraux sont actuellement exploitées pour la production d’électricité et de chaleur. Elles sont très souvent enrichies en lithium et autres métaux grâce aux interactions, aux échanges entre l’eau et la roche qui se produisent en profondeur.</p>
<p>Elles constituent une ressource de lithium dormante en Europe qui n’attend qu’à être valorisée. Il s’agit ici d’une valorisation gagnant-gagnant des ressources énergétiques de notre sous-sol : l’eau géothermale est pompée, va produire de l’électricité (la vapeur d’eau faisant tourner des turbines), peut aussi produire de la chaleur (échangeur thermique) et avant d’être réinjectée, les substances minérales seront <a href="https://www.brgm.fr/projet/eugeli-extraction-lithium-partir-saumure-geothermale-europe">extraites de cette eau salée</a>.</p>
<p>Pour les acteurs de la filière européenne, les enjeux des années à venir seront d’apprendre à produire localement, durablement et de façon plus vertueuse du lithium à partir de différentes sources géologiques. Cette diversification est essentielle mais ne doit pas occulter l’obligation d’augmenter nos capacités de recyclage pour ne pas dilapider nos ressources.</p>
<p>Enfin, une évolution de la prise en compte des enjeux environnementaux et sociaux locaux représente un passage obligé afin de redévelopper une activité minière en France et dans une partie de l’Europe.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/138581/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Romain Millot a reçu des financements de l'EIT Raw Materials pour un projet de recherche (EuGeLi).</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Eric Gloaguen a reçu des financements de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR)</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Jérémie Melleton a reçu des financements de l'EIT Raw Material pour un projet de recherche (Projet UpDeep). Jérémie Melleton est membre de la Société Géologique de France. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Blandine Gourcerol et Gaetan Lefebvre ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.</span></em></p>Le lithium fait partie des matériaux essentiels à la transition énergétique. En Europe, il est importé alors que le continent en abrite des ressources considérables.Romain Millot, Chercheur, géochimiste, BRGMBlandine Gourcerol, Chercheuse, BRGMEric Gloaguen, Researcher at BRGM and associated researcher at ISTO, BRGMGaetan Lefebvre, Chercheur, BRGMJérémie Melleton, Chercheur, BRGMLicensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.