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La batterie écologique : concept de papier



Publié par La Rédaction le 4 Mars 2013

Parmi les prouesses technologiques qui ont marqué au cours de ces derniers mois, l'invention de la batterie PAPEL par une équipe de chercheurs de l'INP Pagora est une évolution qui vaut son pesant d'or. La mise au point d'une batterie grâce à des matériaux inédits, constituée d’une ossature en papier, est forcément une avancée majeure qui devrait naturellement bouleverser l'industrie du secteur. Gros plan sur cette batterie au système novateur, un concept peu onéreux et très facilement recyclable.



Une batterie PAPEL, en cellulose et graphite
Une batterie PAPEL, en cellulose et graphite
La batterie PAPEL, objet d'une thèse de doctorat au LGP2

Le département Pagora de l'INP de Grenoble met en exergue les recherches effectuées par Lara Jabbour dans le cadre de sa thèse de doctorat. Sous l'encadrement de Davide Beneventi, chargé de recherches au CNRS, de Didier Chaussy, professeur à l'INP-Pagora de Grenoble, et du maître de conférences au Politecnico di Torino, Claudio Gerbaldi, la doctorante a présenté sa conception d'une batterie véritablement révolutionnaire. Dénommée PAPEL, cette source d'énergie Lithium-ion a été mise au point en utilisant des fibres cellulosiques. Les qualités dont elle dispose sont de ce fait nombreuses par rapport aux batteries produites aujourd'hui pour alimenter nombre d'appareils.

Une batterie aux avantages multiples

Parmi les avantages de PAPEL, une technique de production bien plus soucieuse de l'écologie est assurée grâce à l'utilisation de ces matières simples que sont les fibres de celluloses. Moins de pollution donc avec cette batterie qui en outre est bien plus facile et moins couteuse à produire. Elle promet surtout un recyclage simple et rapide par rapport aux sources d'énergie actuellement disponible sur le marché. Le Laboratoire Génie des Procédés Papetiers, LGP2, est confiant quant à l'utilité de cette innovation aux qualités édifiantes. Les domaines d'application de l'invention sont par ailleurs multiples, ce qui donne encore plus de poids à cette prouesse innovante.

Une ossature en papier et une puissance équivalente

Selon les tests et les expériences réalisés par les chercheurs de l'INP Grenoble, la batterie en papier PAPEL produit une performance similaire à celle créée par les batteries lithium classiques. Pour créer cette source d'énergie à l'avenir prometteur, les recherches ont notamment conduit à repenser totalement les éléments de base qui constituent l'ossature d'une batterie. Ainsi, les électrodes de la batterie PAPEL sont constituées en papier. Plus précisément, la plaquette de graphite constituant l'anode et celle de lithium fer phosphate LiFePO4 de la cathode sont ainsi enveloppées par des microfibrilles de cellulose nanostructurées. Les filaments de papiers utilisés ont une taille infime de 2 mm sur 50 micromètres.

Une batterie flexible et facilement recyclable

Impressionnantes par leur souplesse, ces électrodes assimilables à des feuilles sont réunies de part et d'autre d'un séparateur, lui-même en papier, permettant à l'ensemble d'être finalement très maniable et surtout réellement flexible. Comme mentionné auparavant, le coût des matériaux utilisés est nettement moindre, et en l'occurrence celui des fibres de cellulose, par rapport à l'assemblage des batteries classiques. Par ailleurs, la technique ne nécessitant plus l'utilisation de liants traditionnels, produire cette batterie PAPEL évite toute manipulation de matières toxiques comme le solvant NMP. Enfin, ni les polymères ni les supports métalliques ne sont nécessaires pour la fabrication de cette source d'énergie qu'il suffit de disperser dans de l'eau pour être recyclée.

Production à une échelle industrielle, prochaine étape de la batterie PAPEL

Les tests de performance réalisés sur la batterie PAPEL étant concluants, l'équipe de chercheurs de l'INP Grenoble est aujourd'hui en marche vers la prochaine phase de ce projet : celle de la vulgarisation de la technique. Cette étape ne pourrait tout de même se passer de partenariats avec des acteurs de l'industrie afin de déployer la technique de la batterie PAPEL à une plus grande échelle. La principale démarche de ces ingénieurs est donc actuellement la recherche et la conquête d'éventuels industriels désireux d'investir dans ce projet très intéressant.

De nombreux domaines d'application

Grâce à un transfert de technologie, la finalité de cette opération de vulgarisation réside dans le portage du système expérimental vers des chaines d'assemblage industrielles. Et les arguments ne manquent pas pour persuader les nombreux fabricants de batteries. Outre son coût de fabrication dérisoire, sa facilité de recyclage et son impact environnemental moindre par rapport aux batteries classiques, la batterie PAPEL possède également l'avantage d'être utilisable sur de nombreux domaines d'application. En effet, grâce à sa flexibilité, elle peut aisément être employée sur les petits appareils fixes ou nomades, tout comme sur les dispositifs plus grands comme les centrales d'énergie ou tout simplement les voitures électriques. Les secteurs de l'automobile, de l'aérospatial, du mobile et des centrales d'énergie seront ainsi les premiers bénéficiaires de cette remarquable invention.