« Nous voulons créer en France un Tesla de la batterie sodium-ion », affirme Laurent Hubard, directeur de Tiamat Energy
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Tiamat Energy a annoncé le 21 novembre son intention de construire la première ligne de production de batteries sodium-ion au monde, à Amiens et dès 2020. Entretien avec le directeur de cette entreprise fondée en 2017 dont la technologie est issue d'une initiative du CEA et du CNRS en 2012, Laurent Hubard, qui envisage déjà des « gigafactories » en France dès 2021 ou 2022 pour commercialiser ses batteries de puissance post-lithium.
Industrie & Technologies : Vous avez annoncé le 21 novembre l’industrialisation de vos batteries sodium-ion en 2020. Concrètement, où en êtes-vous ?
Laurent Hubard : Tout est prêt. Les plans techniques, les autorisations administratives, le choix des fournisseurs de machines... Pour lancer la construction du site, il nous reste à boucler le plan de financement avec nos partenaires publics, privés et bancaires. C’était l’objet d’une réunion vendredi dernier [22 novembre, ndlr] où nous avons réuni une soixantaine de personnes : des industriels utilisateurs de batteries comme PSA et EDF, des investisseurs privés et publics, et des décideurs politiques. Tout le monde était partant et avait envie que cela se fasse. L’objectif est d’avoir, à Amiens et dès novembre 2020, la première ligne de production de batteries sodium-ion au monde, qui aura une capacité de 10 à 20 mégawattheures (MWh) pour un investissement de 25 millions d'euros.
Cette usine n'est pour vous qu'un premier pas...
Pour les années 2021 et 2022, notre objectif est de déployer cette ligne de production dans de plus grosses usines avec des capacités de production de un à plusieurs gigawattheures (GWh). Ces « gigafactories » représentent des investissements de l’ordre de 2 à 3 milliards d’euros. Elles pourraient très bien être implantées en région Hauts-de-France et représenteraient des milliers d’emplois. Nous souhaitons vraiment réussir et devenir une licorne française dans le domaine du stockage de l'énergie. Le Tesla du sodium-ion en quelque sorte.
Quels sont les avantages des batteries sodium-ion par rapport au lithium-ion ?
Par rapport à une technologie lithium-ion de type NMC (pour Nickel Manganèse Cobalt), qui est généralement utilisée dans les véhicules électriques, le sodium-ion est plus robuste, plus sûr et fournit plus de puissance. Aujourd'hui, la densité de puissance d'une batterie sodium-ion atteint 1 à 5 kW/kg à la décharge, contre 0,5 à 1 kW/kg pour le lithium-ion. Du point de vue de la durée de vie, nous atteignons 4000 à 8000 cycles. Le lithium-ion est autour de 2000 cycles. Enfin, au niveau de la sécurité, les batteries sodium-ion chauffent moins. En revanche, les batteries lithium-ion dans les véhicules embarquent plus d'énergie : environ 230 Wh/kg contre 120 Wh/kg pour nos batteries. Mais nous progressons ! Nous n'étions qu'à 90 Wh/kg il y a deux ans et à 50 kWh/kg au tout début. Nous continuons à travailler sur cet aspect.
Il y a également l'aspect matériau...
Effectivement, les batteries lithium-ion de type NMC contiennent du cobalt. Cela pose des problèmes d'un point de vue sociétal et de gestion de la ressource dans la mesure où il est majoritairement extrait en République Démocratique du Congo et raffiné en Chine. Nos batteries sodium-ion n’en contiennent pas et utilisent des ressources moins localisées, et présentes en Europe. Elles sont composées de deux électrodes en aluminium. Sur l’une d’elles, nous déposons un matériau poly-anionique composé de sodium. Sur l’autre il y a du « hard carbon », qui est une forme de carbone moins dense que le graphite – utilisé avec le lithium-ion – et issue soit de matière végétale, soit de pétrole. Le graphite est issu d'activités minières en Chine.
Est-ce différent de fabriquer une batterie sodium-ion ou lithium-ion ?
Le procédé est identique. Il peut être transposé sur les mêmes machines qui fabriquent les batteries lithium-ion dans les usines existantes ou en cours de construction. Seuls les matériaux changent. Il y a deux grandes étapes. La première est l'enduction au cours de laquelle les matériaux à base de sodium et « hard carbon » sont déposés sur les électrodes d'aluminium. Ensuite les matériaux sèchent avant la deuxième étape : la découpe des électrodes et l'assemblage de la cellule sous une forme cylindrique où les électrodes sont enroulées à l'intérieur.
Quelles sont les applications visées ?
Nous visons les applications avec de forts enjeux de puissance, de sécurité et de durée de vie. A savoir la mobilité et le stockage stationnaire, mais pas la téléphonie mobile ou les ordinateurs portables. Le sodium-ion est particulièrement adapté aux véhicules hybrides – bus et voitures - pour fournir la puissance au démarrage et récupérer l'énergie de freinage. Cela pourrait également être des bus 100% électriques à recharge rapide, voire des automobiles 100% électriques avec une autonomie de l’ordre de 200 km, donc plus faible que le lithium-ion, mais capables de se recharger en cinq minutes. C'est un projet de développement. Enfin, les batteries sodium-ion pourraient également remplacer celles au lithium-ion dans les véhicules à hydrogène, mais c'est pour moi du plus long terme. Pour l’instant, nous voulons nous attaquer aux besoins actuels.
Après vos premières réalisations, quel est le retour d’expérience sur les batteries sodium-ion ?
Nous avons équipé des trottinettes électriques de la petite entreprise bretonne Evo-spirit et trois scooters électriques de livraison de Mob-ion. Ceux-ci sont utilisés en région parisiennes. Pour l'instant, les performances techniques sont bonnes et conformes à ce qui était attendu. Et nous avons maintenant un bus diesel de Keolis que nous avons démarré la semaine dernière en présence du président de la République. Nous avons remplacé sa batterie de démarrage au plomb de 130 kg par une sodium-ion de 30 kg. Et nous pouvons descendre à 15 kg. L'objectif est d’observer la durée de vie de la batterie. Le bus servira de démonstrateur.
N.D.L.R. Bravo doublement ...
La France se réindustrialiserait ?, enfin... il y a des initiatives particulièrement intéressantes et prometteuses semble t'il !
Les nouveaux entrepreneurs sont ils déjà là ?
D'autre part, nous avons ici peut être, le début d'une solution pour le stockage des énergies renouvelables ?