Des milliers de véhicules motorisés électriques de petite taille (motocyclettes, vélos et fauteuils roulants) qui circulent en Europe et en Asie sont mus par une source d'énergie dont le principal composant a été mis au point à l'Université de Montréal : la batterie au phosphate de fer lithié (LiFePO4).
«C'est une batterie révolutionnaire en ce sens qu'elle est faite de matériaux abondants dans la croute terrestre et non toxiques et qu'on pourra produire à un prix peu élevé. Éventuellement, elle pourrait rendre la voiture électrique très intéressante sur le plan de la rentabilité», indique Michel Gauthier, chercheur invité au Département de chimie et cofondateur de Phostech Lithium, l'entreprise qui produit la matière première de la batterie, promise à un brillant avenir. Dès cette année, une petite voiture 100% électrique, la Microcar, roulera grâce à cette source d'énergie en Europe.
L'usine de haute technologie de Saint-Bruno, que Forum a pu visiter récemment, assemble dans des fours cylindriques des ions de lithium, de phosphate et de fer qui forment une poudre fine de couleur noire, scellée dans d'immenses barils. Ceux-ci prennent la route de l'Asie du Sud-Ouest, où sont actuellement concentrées les ventes de l'entreprise. C'est là que l'accumulateur est monté.
«Le principe théorique a été breveté en 1995 par un professeur de l'Université du Texas, mais, sans le travail de recherche de chimistes d'ici, en particulier Nathalie Ravet, on n'aurait pas pu l'exploiter», explique Denis Geoffroy, ingénieur à Phostech Lithium.
À la suite de l'acquisition de l'entreprise par la société allemande Süd-Chemie, en 2005, Phostech Lithium a prévu construire une seconde usine au Canada. À terme, la capacité de production atteindra 1500 tonnes métriques par an. L'entreprise a connu une forte croissance, passant de 2 employés en 2006 à plus de 40 aujourd'hui. Pas mal pour une découverte à laquelle personne, ou presque, ne croyait en 2001...
Une batterie plus stable
Les matériaux utilisés actuellement, composés d'oxyde de cobalt ou encore de nickel, présentent d'excellentes qualités sur les plans de la performance et de la fiabilité (quoiqu'ils puissent surchauffer dans certaines conditions). Mais ils ont le défaut de comporter des éléments chimiques rares et polluants. La technologie de Phostech Lithium contourne ces obstacles. «Nous parlons d'une batterie beaucoup plus stable et sécuritaire. De plus, elle se recharge beaucoup plus rapidement que celles de la génération précédente», précise Dean MacNeil, professeur au Département de chimie et titulaire de la nouvelle Chaire industrielle CRSNG-Phostech Lithium en stockage et conversion d'énergie.
M. MacNeil, âgé de 33 ans, a fait un doctorat à l'Université Dalhousie, en Nouvelle-Écosse, et un postdoctorat à l'Université de Toronto. Engagé comme chercheur au Gillette Advanced Technology Center, il a assumé un rôle déterminant dans le projet de recherche qui a mené à la réalisation de la pile PowerPix de Duracell en 2006.
La Chaire industrielle, financée par Phostech Lithium et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) à raison d'un million de dollars chacun sur cinq ans, permettra de découvrir des processus permettant d'améliorer le rendement de la batterie LiFePO4.
En accompagnant l'équipe de Forum pendant sa visite, Dean MacNeil mentionne que, depuis l'invention de l'accumulateur, il y a deux siècles, on n'a jamais cessé de chercher des façons d'accroitre ses performances. Cela s'est fait à petits pas, grâce à la recherche et au développement. Il croit que la percée de l'Université du Texas et de l'Université de Montréal est porteuse de belles promesses. Mais des améliorations sensibles sont souhaitées du côté de l'anode. Une pile, rappelle-t-il, est composée d'une anode et d'une cathode, séparées par un élément liquide.
La batterie a fait l'objet d'essais encourageants sur route. D'ailleurs, on pouvait voir une voiture électrique en démonstration durant la conférence de presse annonçant la création de la Chaire, le 27 avril. La HST Shelby Cobra, qui sera mise en marché cette année aux États-Unis, peut passer de 0 à 100 kilomètres à l'heure en 3,2 secondes. Cette voiture de luxe possède une autonomie de 100 à 180 kilomètres.
Le rêve d'une vie
Pour le chimiste Michel Gauthier, l'histoire de Phostech Lithium résulte d'un maillage réussi entre l'Université et le monde des affaires. «Même si on savait que le lithium, le fer et le phosphate étaient théoriquement des éléments prometteurs, il fallait rendre le matériau efficace. Il fallait trouver le bon voltage et assurer de bonnes propriétés charge-décharge. C'est là que l'Université de Montréal a joué un rôle majeur.»
L'investissement dans la Chaire apparait au spécialiste comme un geste naturel qui permettra à l'entreprise de demeurer à la fine pointe de la technologie. «À terme, dit-il, le rêve est immense. Nous voulons en quelque sorte imiter la nature, qui capte l'énergie dans le carbone pour le redistribuer.»
Associée à des capteurs éoliens ou solaires, par exemple, on peut penser que la batterie au phosphate de fer lithié favoriserait la diminution des couts de ces énergies renouvelables. Car un des problèmes qui subsistent, tant pour le vent que pour le soleil, c'est leur variabilité dans le temps, et l'on n'a toujours pas trouvé de méthodes idéales pour mettre en réserve l'énergie quand elle arrive en grande quantité.
À court terme, toutefois, les marchés les plus intéressants sont ceux des outils portatifs et des véhicules motorisés électriques. C'est déjà un bon terrain de jeu.
Mathieu-Robert Sauvé
Voir le clip
- Un composant de batterie verte mis au point à l'UdeM (Durée : 3 min 10 s)
