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Batteries électriques, un réservoir d’énergie sous la main

Batteries électriques, un réservoir d’énergie sous la main

Publié le 03 janvier 2018

Sans elles, pas d’ordinateur portable, ni de smartphone ou autre baladeur audio ; pas davantage d’outillages domestiques sans fil, ni de scooters, de trottinettes et de voitures électriques. Au fil du temps, les batteries sont devenues incontournables dans notre quotidien. Explications.

L’invention de Gaston Planté

C’est en 1859 que le physicien français Gaston Planté (1834-1889) met au point le premier accumulateur électrique plomb acide, autrement dit, la première batterie électrique rechargeable. Le mot « batterie » utilisé dans le langage courant vient de l'expression « batterie d'accumulateurs » : une série d’accumulateurs montés ensemble. Les accumulateurs rechargeables que nous utilisons aujourd’hui fonctionnent toujours selon le principe de Gaston Planté.

Le principe de fonctionnement

Une batterie est une mini-usine chimique constituée de deux électrodes, l’anode (+) et la cathode (-), qui sont plongées dans un liquide (ou un gel) appelé électrolyte. Lorsque l’accumulateur est branché, l’électrolyte transporte les ions de l’anode vers la cathode, ce qui a pour effet de charger la batterie en énergie. Ensuite, une fois la batterie branchée sur l’appareil à recharger, le processus s’inverse et ce nouveau déplacement d’ions produit de l’électricité. Chaque processus complet de recharge et de décharge est appelé « cycle ».

La question de l’autonomie

La capacité d’une batterie se mesure à l’intensité électrique qu’elle peut produire en une heure, exprimée généralement en milliampère-heure (mAh). Les batteries ont des autonomies variées en fonction de l’usage qu’on en fait et de leur capacité. Elles peuvent être composées de plusieurs accumulateurs, ou cellules, et plus il y a de cellules, plus la batterie est puissante et plus elle dure. Mais une batterie n’est pas éternelle. Après un certain nombre de cycles, elle fonctionne moins bien et doit être remplacée.

Différentes technologies

Les batteries au plomb que l’on trouve dans les voitures classiques sont encore les plus utilisées mais vouées à disparaître car extrêmement polluantes. Les accumulateurs lithium ion équipent presque tous les appareils électroniques nomades en raison de leur grande capacité de stockage et de leur faible poids. Il en existe plusieurs variantes, comme les batteries lithium métal polymère (LMP), inventées par le Français Michel Armand, qui équipent les Autolib’* par exemple. Plus récentes, les batteries lithium phosphate fer sont plus durables. D'autres technologies en sont au stade expérimental, comme les batteries à électrolyte solide dont le constructeur automobile Toyota annonce l’arrivée pour les années 2020, et qui pourraient révolutionner le véhicule électrique. Reste que toutes ces batteries pêchent par le caractère très polluant de leur production et la nécessité d’un recyclage adapté, indispensable pour préserver l’environnement et les ressources naturelles en offrant une deuxième vie aux composants.
* Premier service public d'automobiles électriques en libre service en France.

Bon à savoir : 8 % d’accumulateurs lithium en plus (en tonnage) en 2016, en raison de l’essor des ventes d’appareils électroniques mobiles.

Source : Le marché des piles et batteries, étude annuelle : tendances et concurrence, Xerfi, 2017, p. 13.

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