Avec l'utilisation croissante des appareils mobiles (smartphones, tablettes, ordinateurs portables - qui remplacent de plus en plus les appareils fixes) et le fait qu'ils consomment de plus en plus d'énergie pour assurer leurs performances, la conception de nouvelles batteries plus durables et moins gourmandes devient un enjeu majeur. Quelles alternatives existent ?
Eléments de réponse avec Christophe Ledoux, enseignant-chercheur du laboratoire Energies et Systèmes de l'ESME Sudria.
La cellulose et le graphite, matériaux des batteries du futur ?
C'est un fait : les batteries lithium-ion qui équipent la plupart des appareils électroniques mobiles ont une durée de vie limitée (deux à trois ans en général) et des cycles charge/décharge relativement courts. Qui ne s'est jamais retrouvé à devoir recharger son téléphone en milieu d'après-midi alors que la batterie était pleine le matin ? Face à ce constat, les industriels multiplient les recherches dans le but de concevoir une batterie plus durable.
« Pour l'heure, les chercheurs ont deux pistes principales, explique Christophe Ledoux. La première serait une batterie sodium-ion - moins chèreà produire que les batteries lithium-ion - intégrant de la cellulose, autrement dit, de la fibre de bois.» Utilisée sur un smartphone standard avec un usage normal, elle pourrait tenir six jours sans recharge. Sa durée de vie équivaudrait à sept ans.
« D'autres recherches portent sur une nouvelle génération de condensateurs - ces composants électroniques permettant de stocker des charges électriques, poursuit Christophe Ledoux. Une équipe de la University of California, Los Angeles (UCLA) a, par accident, déposé de l'oxyde de graphite sur la surface d'un DVD. Ils se sont rendus compte que le passage du laser sur la zone recouverte créait des électrodes de graphène très efficaces qui pourraient conduire à la conception de supercondensateurs à haute densité électrochimique, donc avec une capacité de charge bien plus importante que ce qui existe actuellement.»
La question des usages et des appareils
Ces avancées dans le domaine de la recherche sont encourageantes. Mais un autre point peut être soulevé : celui des usages. Pour répondre à des impératifs marketing, les appareils mobiles sont de plus en plus puissants : nouvelles fonctionnalités, vitesse de calcul, résolution d'écran accrue... Mais est-ce vraiment utile ? « Quand on sait que l'essentiel de la consommation énergétique d'un smartphone vient de l'éclairage et du rétroéclairage de l'écran, la question mérite d'être posée, souligne Christophe Ledoux. A-t-on vraiment besoin d'un téléphone avec une résolution supérieure à certains téléviseurs alors que l'écran excède rarement les six pouces (environ quinze centimètres) de diagonales ? Si les appareils étaient moins énergivores, il ne serait peut-être pas nécessaire d'augmenter la capacité des batteries.»
L'optimisation du hardware pourrait donc être une autre voie vers une meilleure gestion de la consommation énergétique. Compte tenu des usages massifs du mobile dans notre vie quotidienne, ces sujets sont porteurs. Les étudiants de l'ESME Sudria l'ont bien compris, puisque chaque année ils sont nombreux à rejoindre la majeure Energies et Systèmes de l'école.