Les batteries des véhicules électriques (VE) pourraient durer jusqu’à 40 % plus longtemps que prévu, selon une étude publiée dans Nature Energy et réalisée par le SLAC-Stanford Battery Center. Contrairement aux idées reçues, les habitudes réelles de conduite – arrêts fréquents, accélérations soudaines, freinages régénératifs et longues périodes de repos – contribuent à ralentir la dégradation des batteries. Cette découverte pourrait réduire les coûts d’entretien des VE et prolonger leur durée de vie de plusieurs années, économisant ainsi des milliers d’euros pour les conducteurs.
Des tests traditionnels inadaptés à la réalité
Historiquement, les batteries de VE ont été testées en laboratoire avec des cycles constants de charge et de décharge, une méthode accélérant artificiellement les résultats. Cependant, cette approche ne reflète pas les conditions d’utilisation réelles. En testant 92 batteries lithium-ion commerciales pendant deux ans à l’aide de profils de décharge réalistes inspirés des habitudes de conduite, les chercheurs ont observé une augmentation de la durée de vie allant jusqu’à 38 % par rapport aux estimations précédentes. En termes pratiques, cela représente une sous-estimation de 195 000 kilomètres pour une batterie de VE, soit environ 14 ans de conduite pour un utilisateur moyen parcourant 14 000 km par an.
Les bénéfices des comportements quotidiens
L’étude révèle que certaines pratiques, comme les freinages régénératifs et les accélérations brusques, sont bénéfiques pour les batteries. Contrairement aux hypothèses précédentes, ces accélérations soudaines, qui augmentent temporairement la puissance demandée, ralentissent la dégradation des cellules. Simona Onori, professeure associée à l’université Stanford et auteure principale de l’étude, explique : « Les pauses fréquentes et les phases de repos prolongées, comme lorsque le véhicule est stationné, aident également à préserver les batteries, contrairement aux modèles de test constants utilisés en laboratoire. »
Cycling et vieillissement temporel : deux facteurs clés
Les chercheurs ont identifié deux mécanismes principaux de vieillissement des batteries : le cyclage (les cycles de charge et décharge) et le vieillissement temporel (l’usure qui survient simplement avec le temps). Pour les VE commerciaux, comme les bus ou les véhicules de livraison, qui sont utilisés intensivement, le cyclage reste prédominant. En revanche, pour les particuliers, dont les véhicules passent une grande partie de leur temps à l’arrêt, le vieillissement temporel devient le facteur majeur.
L’étude a également identifié une plage optimale de décharge, comprise entre 0,3C et 0,5C (où 1C correspond à une décharge complète en une heure). Cette plage équilibre les deux mécanismes d’usure et coïncide avec les habitudes de conduite des consommateurs. Cela signifie que les constructeurs pourraient ajuster les systèmes de gestion des batteries pour maximiser leur longévité.
Des implications financières significatives
En 2023, le coût moyen des batteries représente environ un tiers du prix total d’un VE, bien que leur prix ait chuté de 90 % au cours des 15 dernières années. Prolonger leur durée de vie pourrait réduire considérablement les coûts d’entretien pour les consommateurs. Par exemple, une batterie lithium-ion de remplacement coûte actuellement entre 5 000 et 15 000 euros selon le modèle du véhicule et sa capacité. En retardant ce remplacement de plusieurs années, les propriétaires de VE pourraient économiser plusieurs milliers d’euros.
Optimisation pour l’industrie automobile
Les constructeurs de VE pourraient tirer parti de ces découvertes en adaptant leurs systèmes de gestion de batteries (BMS) à ces nouveaux profils de décharge dynamiques. Par exemple, intégrer des algorithmes de gestion basés sur les données réelles pourrait prolonger la durée de vie des batteries sans nécessiter de modifications matérielles. De plus, ces résultats pourraient encourager le développement de nouvelles chimies et conceptions de batteries mieux adaptées aux conditions d’utilisation réelles.
Des enseignements pour d’autres secteurs
Ces découvertes ne se limitent pas aux VE. Les principes identifiés dans cette étude pourraient également être appliqués à d’autres domaines, comme les systèmes de stockage d’énergie stationnaire, les implants biomédicaux ou les panneaux solaires, où le vieillissement des matériaux joue un rôle critique. En évaluant les produits dans des conditions réalistes, les chercheurs peuvent mieux comprendre les mécanismes de dégradation et optimiser les performances à long terme.
Un nouveau regard sur les tests de batteries
Selon l’étude, les tests traditionnels sous courant constant sous-estiment de manière significative la durée de vie réelle des batteries. Par exemple, les cycles dynamiques simulant des trajets urbains, avec une fréquence moyenne de 8,2 mHz, ont montré une amélioration notable de la longévité. À l’inverse, les tests constants ignorent l’impact bénéfique des pauses et des variations de puissance. En adaptant les protocoles de test aux conditions réelles, les chercheurs pourraient non seulement mieux évaluer les performances des batteries actuelles, mais aussi guider le développement de futures technologies.
Cette étude révolutionne notre compréhension de la durabilité des batteries de VE. En démontrant que les habitudes de conduite quotidiennes prolongent leur durée de vie, elle ouvre des perspectives prometteuses pour réduire les coûts et améliorer la rentabilité des véhicules électriques. Pour les constructeurs, c’est l’opportunité d’innover et de répondre aux attentes des consommateurs tout en renforçant la durabilité des technologies actuelles. Avec de tels progrès, la transition vers une mobilité durable semble plus accessible que jamais.
