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Application au véhicule électrique

La demande de moyens de transport plus propres (véhicules électriques ou hybrides), le développement de sources d'énergie renouvelable (photovoltaïques ou éolien), l'augmentation exponentielle des systèmes électroniques portables (micro-ordinateurs, téléphonie mobile) nécessitent des moyens de stockage de l'énergie toujours plus efficaces et fiables. Les batteries rechargeables répondent à ces conditions, notamment les batteries au lithium, dont les caractéristiques sont particulièrement prometteuses grâce aux propriétés spécifiques de l'ion lithium.

Quelles difficultés limitent encore leur utilisation? Quelles sont les perspectives de progrès, quels autres systèmes électrochimiques pourraient les concurrencer?
Des percées technologiques et des innovations sont encore nécessaires et exigeront un grand investissement de recherches dans un futur proche. Résoudre les problèmes posés par l'utilisation de ces sources d'énergie dans le véhicule électrique est, en particulier, un des défis majeurs des prochaines années.
Cette formation s’attachera à aborder ces différents points avec les éminents spécialistes des différents sujets.

1. Décrire les systèmes de stockage d'énergie les plus novateurs, leurs perspectives de développement, les axes de progrès à 5-10 ans ;
2. Comparer ces systèmes avec les systèmes embarqués de production d’énergie électrique;
3. Présenter les applications au véhicule électrique, tant du point de vue technique qu'organisationnel.

Introduction & Historique

De Volta aux batteries au lithium et au-delà
Depuis son invention par l’italien Alessandro Volta, la batterie occupe une place de plus en plus importante dans notre société. Cette intevrention dressera d'abord un historique de l'évolution des techniques qui a permis de passer d'une découverte scientifique à un objet de consommation courante, dont l'utilisation, des appareils portables aux véhicules électriques, ne cesse de se diversifier.
On comparera les différentes technlogies actuelles d'accumulateurs, et on expliquera leur fonctionnement. On présentera l'état des recherches sur ce que pourront être les technologies du futur.

Stockages électrochimiques alternatifs
Les accumulateurs au lithium qui se sont imposés  pour la téléphonie mobile sont maintenant développés pour les véhicules électriques. Mais sont-ils la meilleure solution dans tous les cas ?  Cette intervention discutera les systèmes alternatifs basés soit sur de couples redox différents tels que les technologies du sodium, zebra cells, combustibles (zinc, aluminium, hydrogène) soit sur des architectures différentes (électrolytes solides, électrodes gazeuses ou liquides, supercondensateurs, redox flow). Chacun de ces systèmes trouve sa place dans le diagramme de Ragone pour des applications visant soit la haute puissance soit la haute densité d’énergie aussi bien en application mobile que stationnaire.

Accumulateurs au lithium et compromis techniques à prendre en compte dans leur définition
L'intervention sera orientée sur la cellule électrochimique Li-ion. Quelques rappels de principes de fonctionnement des accumulateurs et des conséquences sur les compromis à trouver pour s'intégrer dans un système. Complexité et degrés de liberté. Energie et robustesse. Nouveaux matériaux pour les matières actives : structure nano et micro. Contraintes du fonctionnement en couple. Energie et puissance.

Batteries Li-ion pour véhicule électrique
Le véhicule électrique se positionne comme une solution réaliste vis-à-vis des enjeux de la mobilité durable. Ceci est rendu possible par une prise de conscience des pouvoirs publics, mais aussi et surtout par la technologie lithium-ion, dont l'énergie embarquée est compatible avec les besoins d'un grand nombre d'usagers.
L'intervention comprendra un rappel sur le principe du Li-ion, décrira l'ensemble de ses constituants et brossera le panorama des familles de chimie Li-ion les plus en vue pour le véhicule électrique. Des procédés de fabrication seront abordés. Enfin, l'ensemble des acteurs de la filière sera évoqué.

Pilotage d'un projet de rupture : conditions de réussites et méthodologies
Le Véhicule Electrique (VE) est une idée ancienne, qui n’a jamais jusqu’ici trouvé sa traduction en termes de marché de masse, malgré des tentatives répétées et significatives jusque dans les années 1990. Malgré des évolutions favorables sur la technologie (augmentation des performances des batteries en particulier) et sur les attentes sociétales (réduction des émissions), la réussite des projets en cours ne viendra pas tant des évolutions de contexte que de la transformation profonde des visées stratégiques, des modèles organisationnels et des méthodologies mises en œuvre par les entreprises.

La formation mettra l'accent sur cinq questions clés à traiter :
- au delà de l'électrification d'un véhicule thermique, les stratégies de reconception de vecteurs de mobilité électriques optimisés
- l'élargissement de la problématique de la conception d'un produit à la conception de services de mobilité valorisant les VE.
- La prise en charge du déploiement des infrastructures nécessaires au développement de masse du VE.
- La définition de nouveaux modèles économiques capable de soutenir le développement du nouveau marché en associant ses différentes parties prenantes : constructeurs, clients, opérateurs, énergéticiens, pouvoirs publics.
- L'accompagnement de l'apprentissage des usagers dans la découverte de "l'expérience de mobilité électrique".

Méthode pédagogique
Présentation, par des intervenants académiques et industriels, du stockage de l'énergie électrique et des systèmes de production embarquée ;
Véhicule électrique : aspects techniques et organisationnels ;
Table ronde avec les participants