La transition vers l’électrique se poursuit, et avec elle, la demande en batteries au lithium augmente également. Cependant, derrière chaque véhicule « vert », il existe un paradoxe que nous ne pouvons ignorer : des matériaux rares, des cellules qui se dégradent rapidement, des batteries qui deviennent trop tôt des déchets. Néanmoins, une solution potentielle existe, elle provient d’Afrique et a déjà été brevetée aux États-Unis.
Elle s’appelle Bi-Level Equalizer et il s’agit d’un petit dispositif qui promet de donner une seconde vie aux batteries au lithium. Elle a été conçue par Sandrine Mubenga, ingénieure américaine et professeure d’ingénierie électrique à l’université de Toledo, dans l’Ohio. Son objectif est clair : rendre les batteries plus durables, plus sûres et moins coûteuses. Mais aussi plus circulaires, c’est-à-dire réutilisables plutôt que jetables.
Sommaire
Les batteries au lithium sont efficaces, mais elles se dégradent rapidement.
Les batteries lithium-ion, aujourd’hui utilisées dans les voitures électriques, les smartphones et les systèmes de stockage domestiques, présentent plusieurs avantages : elles se déchargent lentement, sont légères et garantissent une bonne autonomie. Cependant, elles présentent également une limite technique importante : avec le temps, les cellules internes (qui sont comme de petits réservoirs d’énergie) commencent à se charger de manière inégale. Ce déséquilibre entraîne une surchauffe, un gaspillage d’énergie et une durée de vie globale réduite de la batterie.
C’est là qu’intervient l’invention de Mubenga : le Bi-Level Equalizer est un système intelligent qui rééquilibre la charge entre les cellules, évitant ainsi que certaines travaillent plus que d’autres ou s’endommagent prématurément. Ce n’est pas une idée entièrement nouvelle, mais sa force réside dans son faible coût et son efficacité.
Une solution hybride, économique et adaptée au recyclage des batteries usagées
Il existe déjà des dispositifs appelés « égaliseurs de charge », mais les plus efficaces, dits « actifs », peuvent coûter jusqu’à 10 dollars par cellule. Le Bi-Level Equalizer, en revanche, a un coût estimé à 1,30 dollar par cellule, soit un peu plus qu’un système « passif » (les moins chers et les moins performants, qui se contentent de dissiper l’énergie).
La véritable avancée, cependant, est que le dispositif peut récupérer et réutiliser les cellules encore fonctionnelles dans les batteries déjà utilisées. Cela signifie moins de gaspillage, moins d’extraction de métaux rares tels que le cobalt et le nickel, et la possibilité concrète de recycler des batteries qui, autrement, seraient mises au rebut. Tout cela, sans avoir à repenser complètement la production : le Bi-Level Equalizer peut être intégré dans les systèmes existants.
Selon Mubenga, cette technologie pourrait augmenter la capacité des batteries de près de 30 %, tout en prolongeant leur durée de vie et en réduisant les coûts de production. Le dispositif, développé en collaboration avec Thomas Stuart, chercheur à l’université de Toledo, a reçu le brevet américain n° US12355278B2.
Une technologie conçue pour durer, née pour changer les règles du jeu
Le Bi-Level Equalizer est hybride : il combine la simplicité et le faible coût des égaliseurs passifs avec l’efficacité des actifs. Il peut fonctionner pendant la charge et la décharge de la batterie, améliorant ses performances sans alourdir les coûts.
Une approche simple mais révolutionnaire, qui vise directement l’un des points centraux de la transition écologique : la gestion des batteries usagées. Si nous parvenons à les réutiliser plusieurs fois, nous pourrons non seulement réduire les déchets, mais aussi diminuer notre dépendance à des chaînes d’approvisionnement complexes et polluantes.
L’idée de Mubenga est née de l’ingénierie, mais elle voit loin : vers un avenir où technologie et durabilité ne s’excluent pas, mais se renforcent mutuellement.