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Batteries : l’innovation connait une croissance fulgurante et la France est dans le top mondial

Avec une croissance annuelle de 14% entre 2005 et 2018, les inventions en matière de stockage d'électricité se sont accélérées sans précédent ces dernières années. Alors que les pays asiatiques sont à la pointe du développement des batteries, devant l'Europe et les États-Unis, la France, leader du CEA, figure parmi les 15 premiers pays au monde et le deuxième pays européen le plus innovant..

L'innovation dans le stockage de l'électricité joue un rôle crucial dans la transition énergétique et le développement de l'électromobilité. Cette dernière décennie a connu une accélération notable. C'est probablement le domaine qui mobilise le plus grand nombre de scientifiques et de chercheurs dans les laboratoires du monde entier...

Selon une étude conjointe récemment publiée par l'Office européen des brevets (OEB) et l'Agence internationale de l'énergie (AIE), les demandes de brevets pour les batteries et autres technologies de stockage d'électricité ont connu une croissance annuelle moyenne de 14% entre 2005 et 2018, soit quatre fois plus que la moyenne de tous les autres domaines technologiques combinés.

L'étude présente les principales tendances d'innovation en matière de stockage d'électricité. Il révèle que pas moins de 90% des brevets déposés dans ce domaine concernent le développement de technologies de batteries..

Il est rassurant de savoir que, selon l'AIE, près de 10 000 GWh de batteries ou d'autres formes de stockage d'énergie seront nécessaires d'ici 2040 pour atteindre les objectifs mondiaux de lutte contre le changement climatique et de développement des énergies renouvelables. Par coïncidence, c'est 50 fois la taille du marché actuel.

«Les projections de l'AIE sont claires: le stockage d'énergie devra croître de façon exponentielle au cours des prochaines décennies pour que le monde atteigne les objectifs internationaux en matière d'énergie durable et de climat», explique Fatih Birol, directeur exécutif de l'AIE. «Accélérer l'innovation est essentiel pour réaliser cette croissance», ajoute-t-il. Et António Campinos, président de l'OEB, a ajouté que "la technologie de stockage de l'énergie joue un rôle fondamental pour répondre à la demande de mobilité électrique et rendre opérationnelle la transition vers les énergies renouvelables"..

Avec la Corée du Sud et le Japon, l'Europe joue un rôle important

Selon le rapport publié par les deux organisations, la course à l'innovation en matière de batteries est menée par des entreprises asiatiques, avec neuf entreprises parmi les 10 premiers demandeurs de brevets mondiaux. Mais l'Europe n'est pas exclue et émerge dans le peloton de tête avec Bosch à la cinquième place (derrière Samsung, Panasonic, LG et Toyota), mais positionne également six entreprises européennes dans le top 25, devant les États-Unis. Unidos, qui ne compte que deux entreprises dans ce classement.

Bien que l'innovation dans ce secteur soit encore largement concentrée dans un petit groupe de très grandes entreprises, l'Europe et les États-Unis se distinguent par la diversité de leurs déposants de brevets. Les petites entreprises, les universités et les organismes publics de recherche jouent un rôle important. En Europe, 15,9% des brevets sont déposés par des PME et 12,7% par des universités et des organismes de recherche. C'est un vrai contraste avec le Japon et la Corée du Sud, où ces PME et entités publiques jouent un rôle mineur...

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La France parmi les moteurs de l'innovation européenne

Si l'Europe se porte bien, elle le doit en partie à la France. Avec 1354 demandes de brevets entre 2000 et 2018, il est passé à la deuxième place parmi les pays européens les plus innovants, derrière l'Allemagne (5080 brevets). Le rôle des organismes de recherche y est important, l'innovation française dans le secteur étant principalement portée par le CEA [1], qui se classe 23e mondial en termes de demandes de brevets avec 358 demandes. Renault (149) et Total (122) restent sur le podium français.

Le CEA, par exemple, dispose d'une plateforme «Batteries» avec 50 millions d'euros d'équipements. Installé sur plus de 3000 m2, dont 1000 m2 de salles blanches, il emploie 200 collaborateurs et développe des lignes de production complètes pour tous types d'applications, des systèmes acoustiques aux bus électriques. Les objectifs: réduire les coûts, améliorer l'autonomie et la fiabilité. La taille et le niveau d'équipement de la plateforme en font un outil de recherche et développement unique au monde. Plus de 50 constructeurs utilisent leurs services, des PME aux grands groupes comme Renault et Michelin.

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La flèche est tirée par les progrès des batteries lithium-ion

La croissance de l'innovation s'explique principalement par l'avancement des batteries lithium-ion (Li-ion). En 2011, les véhicules électriques ont dépassé l'électronique grand public et sont devenus le principal moteur de croissance des inventions de batteries lithium-ion. Ceux-ci sont soumis à de nouvelles combinaisons chimiques pour obtenir plus de puissance, de durabilité et une vitesse de chargement améliorée ainsi que des possibilités de recyclage. Finalement, les progrès techniques et la production de masse ont fait baisser les prix de 90% depuis 2010 pour les batteries de véhicules électriques et de 66% pour les applications stationnaires, comme la gestion du réseau....

De plus, d'autres technologies de stockage telles que les supercondensateurs et les batteries Redox Flow, capables de surmonter certaines faiblesses des batteries lithium-ion, émergent de plus en plus clairement à l'horizon....

[1] CEA: Commission française de l'énergie atomique et des énergies alternatives

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