Les critères clés des batteries que peuvent adopter les voitures électriques : 381 Wh/kg et une autonomie allant jusqu’à 1 000 km

Cependant, une question se pose à tous : qu’est-ce que ces 381 Wh/kg signifient réellement pour les voitures électriques ? Car ce chiffre semble impressionnant sur le papier pour beaucoup, mais reste complètement inconnu pour d’autres, puisqu’il ne signifie pas pour autant que nous disposerons demain de modèles capables d’effectuer 1 000 kilomètres avec une seule charge.

La raison est simple. Les 381 Wh/kg correspondent à la cellule elle-même, tandis qu’un pack complet doit intégrer une structure, un système de refroidissement, des connexions, des systèmes de protection ainsi que des composants électroniques de gestion. Tous ces éléments ajoutent du poids et font que la densité énergétique finale soit inférieure. C’est pourquoi, pour évaluer l’impact réel de cette technologie, il est bien plus intéressant d’imaginer ce qui se passerait si une partie importante de cet avantage parvenait finalement jusqu’au pack.

Aujourd’hui, les meilleures architectures de batteries ont déjà réussi à réduire considérablement l’écart entre la densité de la cellule et celle du pack installé dans la voiture. CATL, par exemple, indique jusqu’à 330 Wh/kg au niveau de la cellule et 265 Wh/kg au niveau du pack pour sa batterie Qilin NMC. Il s’agit d’une différence importante, mais cela montre également qu’une part de plus en plus grande de l’énergie stockée peut être utilisée à l’intérieur du véhicule.

Si à l’avenir une batterie solide parvenait à atteindre environ 300 Wh/kg au niveau du pack, les possibilités seraient énormes. Une batterie de 80 kWh qui nécessite actuellement environ 400 kilos pourrait conserver la même énergie avec seulement 267 kilos. Ou, en conservant à peu près ces 400 kilos, elle pourrait stocker près de 120 kWh.

C’est là que se pose la première grande conséquence : les fabricants n’ont pas besoin d’utiliser toute l’amélioration en termes de densité pour augmenter l’autonomie. Une partie pourrait être employée à réduire le poids de la voiture, ce qui diminuerait à son tour la consommation et permettrait d’obtenir plus de kilomètres avec la même quantité d’énergie.

En d’autres termes, une batterie plus dense peut avoir un effet multiplicateur. Moins de poids signifie une consommation réduite ; une consommation réduite signifie qu’une capacité donnée permet de parcourir davantage de kilomètres ; et cela peut rendre inutile l’installation de batteries supplémentaires.

Jusqu’où pourraient aller les voitures électriques actuelles ?

Nous pouvons appliquer ces chiffres à des modèles existants. Imaginons une voiture électrique qui utilise actuellement une batterie d’environ 80 kWh et atteint une autonomie homologuée d’environ 500 kilomètres grâce à une bonne aérodynamique et à un faible consumo. Si elle pouvait utiliser une batterie de 100 kWh tout en conservant pratiquement le même poids que son pack actuel, l’autonomie pourrait augmenter de manière considérable.

Il n’est pas irréaliste d’envisager 600 à 700 kilomètres homologués pour des modèles efficaces, tandis que les berlines électriques dotées d’une aérodynamique particulièrement soignée pourraient approcher les 800 kilomètres. Dans les véhicules les plus efficaces, une batterie de 120 kWh pourrait même permettre d’atteindre des chiffres proches de 1 000 kilomètres, bien que de nombreux autres facteurs interviennent ici.

La consommation est précisément l’élément qui détermine jusqu’où cette technologie peut aller. Une berline capable de consommer 13 kWh/100 km a besoin de 104 kWh pour parcourir 800 kilomètres dans des conditions idéales. Un grand SUV qui consomme 20 kWh/100 km aurait besoin de 160 kWh pour parcourir la même distance.

C’est pourquoi nous ne verrons pas automatiquement des SUV électriques offrant 1 000 kilomètres d’autonomie simplement parce que des batteries de 381 Wh/kg sont apparues. La densité énergétique résout une partie du problème, mais l’aérodynamique, les pneus, le poids, la température et l’efficacité du système de propulsion resteront déterminants.

Avec une technologie de batteries bien plus dense, ce concept pourrait être transposé sur une voiture de série. Il ne serait pas nécessaire d’installer une batterie géante pour atteindre une autonomie énorme. Une batterie de 100 à 120 kWh dans une berline extrêmement efficace pourrait suffire pour approcher des chiffres qui, jusqu’il y a peu, étaient réservés aux prototypes.

Mais le changement le plus important sera probablement un autre : les voitures électriques n’auront pas nécessairement besoin d’avoir des batteries de plus en plus grosses.

Ces dernières années, nous avons vu la capacité des packs augmenter progressivement. Les modèles les plus gros dépassent déjà 100 kWh, et certains fabricants ont même opté pour des capacités encore plus élevées afin d’offrir une autonomie importante. L’apparition de batteries beaucoup plus denses pourrait inverser cette tendance.

Au lieu de passer de 80 à 120 kWh pour obtenir plus d’autonomie, un fabricant pourrait conserver une batterie de 80-90 kWh tout en réduisant considérablement son poids. Cela présenterait des avantages en termes de consommation, de performances, de comportement dynamique et d’efficacité. Cela permettrait également de réduire la quantité de matériaux nécessaires pour chaque voiture.

La densité volumétrique annoncée par ProLogium, soit 903 Wh/l, ouvre également une autre possibilité. Dans une voiture électrique, l’espace disponible pour la batterie est limité ; augmenter l’énergie stockée dans ce même volume permet d’améliorer sa capacité sans devoir occuper plus d’espace sous le habitacle.

La charge rapide pourrait également bénéficier de cette évolution. Une batterie ayant une plus grande densité énergétique peut permettre d’obtenir une plus grande autonomie après une pause relativement courte, à condition que le fabricant parvienne à la combiner avec une forte puissance de charge et une gestion thermique adéquate.

Il convient d’être particulièrement prudent ici. ProLogium a annoncé des capacités visant une charge rapide, mais nous devons encore savoir comment se comportera un pack complet installé dans une voiture au cours de milliers de cycles, en hiver et en été, ainsi qu’après des années d’utilisation. La véritable épreuve d’une batterie ne réside pas seulement dans la quantité d’énergie qu’elle stocke lorsqu’elle est neuve, mais aussi dans ce qu’elle conserve après beaucoup de temps.

C’est précisément là le prochain grand défi pour ProLogium. La Gen 3.5 a déjà franchi une étape importante en entrant en production, mais l’usine de Taoyuan fonctionne encore à petite échelle par rapport aux gigantesques usines de batteries conventionnelles. La prochaine étape consistera à pouvoir fabriquer ces cellules en grandes quantités, avec une qualité homogène et à un prix permettant leur utilisation dans des voitures qui ne sont pas des modèles de luxe.

La future usine de Dunkerque sera particulièrement importante à cet égard. Sa première phase prévoit une capacité de 4 GWh, et le projet est conçu pour atteindre jusqu’à 44 GWh. Si l’entreprise parvient à y intégrer les caractéristiques de la Gen 3.5 tout en maintenant ses coûts sous contrôle, nous assisterons à une démonstration bien plus significative que n’importe quel chiffre obtenu avec une seule cellule.

C’est là que Mercedes-Benz réapparaît. La marque allemande entretient depuis 2022 une collaboration technologique avec ProLogium et travaille depuis des années sur des batteries de nouvelle génération. Si cette technologie réussit à passer l’épreuve industrielle, Mercedes sera l’un des constructeurs les plus intéressés à tirer parti de cette augmentation de densité pour ses futurs véhicules électriques.

Ainsi, les 381 Wh/kg ne devraient pas être interprétés comme une promesse immédiate de voitures électriques atteignant 1 000 kilomètres d’autonomie. Ils sont plutôt intéressants : c’est un signe que l’industrie commence à approcher un point où la densité énergétique peut changer non seulement l’autonomie, mais aussi le poids, la taille et l’efficacité des voitures électriques.

Si une partie importante de ces 381 Wh/kg parvient finalement au pack batterie, une voiture qui offre actuellement 500 kilomètres d’autonomie pourrait viser 600 à 700 kilomètres sans augmenter trop son poids. Les modèles les plus efficaces pourraient atteindre 800 kilomètres, et avec une combinaison particulièrement favorable en termes d’aérodynamique, de consommation et de capacité, 1 000 kilomètres pourrait cesser d’être une valeur réservée aux prototypes.

C’est là l’intérêt réel de la batterie ProLogium. Il ne s’agit pas simplement d’obtenir plus de kilomètres en ajoutant davantage de kWh, mais plutôt de faire en sorte que chaque kilo et chaque litre de batterie stockent beaucoup plus d’énergie. Et si l’industrie parvient à transformer cet avantage de la cellule en un véritable avantage pour le véhicule complet, l’amélioration peut être bien plus importante que ce qu’indique simplement un chiffre en Wh/kg.