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Recharge de batterie sans fil ou avec accus : de nouvelles perspectives pour la recharge des véhicules électriques

Un laboratoire américain teste actuellement un système de recharge de batterie sans contact, délivrant 20 kW pour l’instant, et dont la puissance devrait atteindre prochainement les 50 kW. L’intérêt d’un tel dispositif ? Une très faible dissipation magnétique qui améliore le rendement de la charge. D’autres acteurs du secteur travaillent également sur ce thème de l’efficacité des recharges. Le point sur les recherches.

Depuis plusieurs années, les perspectives de développement du véhicule électrique autonome ont réveillé de nouvelles ardeurs dans les laboratoires de recherche du monde entier. Il faut dire que les études de marché sont prometteuses … si l’autonomie de ces véhicules s’améliore. Cela dépend de deux facteurs : la capacité des batteries et leur vitesse de recharge, ce dernier paramètre résultant lui-même de la combinaison entre un rendement de la charge et la puissance délivrée pendant celle-ci.

Sur la route de la recharge sans fil

Deux des principaux freins à l’adoption du véhicule électrique résident dans la rareté des points de recharge et dans le temps nécessaire à celle-ci (de l’ordre de plusieurs heures pour une recharge complète).

Or cela fait bientôt deux siècles (1836) que des techniques de transmission d’énergie sans fil existent. Des chercheurs aussi connus que Sturgeon, Faraday, Maxwell ou encore le serbe Nikola Tesla ont apporté successivement leur pierre à l’édifice scientifique. Et en 1904, lors de la foire de Saint-Louis aux Etats-Unis, un prix a récompensé la transmission d’énergie à une distance de 30 mètres à un moteur de 0,1 cheval (soit 75 w).

Mais si les principes de cette transmission d’énergie sans fil sont bien connus, la question de son rendement reste au cœur des débats. En effet, selon les techniques utilisées, il peut varier de 50 à 95%. Les travaux de l’ORNL (Oak Ridge National Laboratory) ont justement pour objectif de limiter les dissipations. Un de leurs tests a porté sur un prototype Toyota, installé sur un plateau pour une recharge sans contact. Le rendement obtenu a atteint 90% et le champ magnétique environnant s’est vite dissipé, pour le plus grand bien des autres appareils alentour. En revanche, le chargeur utilisé n’a pu délivrer que 20 kW. Mais les chercheurs espèrent pouvoir bientôt mettre en œuvre, avec le même rendement, un chargeur de 50 kW. Ce qui permettrait, en théorie, de récupérer une autonomie de 150 km environ pour une batterie standard de véhicule électrique, après une demi-heure de charge.

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Des « accus » géants pour accélérer la charge ?

De leur côté, les chercheurs de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne ont présenté en début d’année un système de stockage intermédiaire qui permet d’accélérer la charge de la batterie d’un véhicule électrique. Leur constat de départ est le suivant : s’il faut environ 1 min 30 pour faire le plein du réservoir d’une voiture diesel et parcourir ensuite environ 1 000 kilomètres, le même temps consacré au chargement d’une batterie classique de voiture électrique ne lui donne actuellement que 6 km d’autonomie !

On peut toujours imaginer d’augmenter la puissance de charge mais le risque serait alors, en cas de « branchements » simultanés de trop nombreux véhicules, de faire tomber très vite le réseau électrique. Les chercheurs ont donc imaginé d’installer des batteries intermédiaires en lithium-fer, qui se chargent en continu et à petite puissance sur le réseau public, et sont capables en sortie de délivrer des puissances plus élevées (jusqu’à 100 kW) pour charger rapidement la batterie d’un véhicule électrique (autonomie de 150 km obtenue en un quart d’heure).

Reste un problème… de taille ! Celle des batteries en question qui approche celle d’un conteneur maritime. C’est pourquoi le prototype, construit par le laboratoire, prend la forme d’une remorque transportant la batterie « tampon » ! La bonne nouvelle, c’est qu’un « pompiste » du futur, devant assurer la recharge rapide d’environ 200 véhicules par jour, n’aura besoin « que » d’un volume de quatre conteneurs pour assurer son service.

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