Des micropiles à hydrogène pour les téléphones portables en 2009

Stéphanie Renault

01net.

le 21/05/2008 à 18h11

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Ce n'est pas un stylo BIC ou un briquet jetable que vous aurez bientôt dans la poche, mais un réservoir d'hydrogène pour recharger votre téléphone portable. C'est en tout cas le pari que font le CEA-Liten (1) et STMicroelectronics avec leur micropile à hydrogène. Une micropile à hydrogène qui tient dans la poche et qui fournit suffisament d'énergie pour assurer l'autonomie durant une semaine d'un téléphone portable utilisé en mode intensif (conversation, réception d'e-mails, navigation sur Internet, etc.).

Le système se présente dans une pochette à l'intérieur de laquelle on va brancher son téléphone pour qu'il se recharge (voir ci-dessous la vidéo réalisée par STMicroelectronics). La pochette contient la micropile à combustible et son carburant, la cartouche d'hydrogène. Ce n'est pour l'instant qu'un prototype. Le produit final, qui sera affiné et présenté sous différents formats, sera commercialisé à la fin de 2009 ou au début de 2010. Pourquoi 2010 ? Parce que c'est la date à partir de laquelle les cartouches d'hydrogène seront autorisées dans les avions.

Depuis 2001, la Business unit du CEA qui développe des batteries et des piles à hydrogène pour les transports, mais aussi des sources d'énergie pour les bâtiments à énergie “ propre ” ainsi que des nanomatériaux pour l'énergie, travaille sur les micropiles à combustible destinées à fournir l'alimentation électrique à des appareils mobiles, du téléphone à l'appareil photo numérique en passant par le PC portable.

“ Il y a cinq ans, un téléphone portable consommait 1 watt. Aujourd'hui, pour un modèle multimédia il faut compter entre 3 et 5 watts, rappelle Didier Marsacq, directeur du CEA-Liten. On consomme de plus en plus et les besoins en autonomie augmentent eux aussi. ” Le CEA décide donc de s'attaquer au problème et crée des équipes mixtes comprenant des spécialistes des composants et des spécialistes de l'énergie.

Se battre contre les batteries lithium-ion

Plusieurs objectifs sont en jeu. Non seulement, développer des sources d'énergie de plus en plus petites et puissantes, mais aussi reprendre la main sur un marché des batteries détenu à 80 % par l'Asie. “ Il fallait contourner la concurrence des technologies de type batteries lithium-ion, essentiellement produites en Asie. Dans la micro-électronique en revanche, nous avons des spécialistes et des fabricants en France ”, raconte Didier Marsacq.

En 2005, le CEA-Liten décide de s'adjoindre un industriel partenaire. Ce sera STMicroelectronics.

Objectif : 1 watt par cm² en 2010

Aujourd'hui, les prototypes réalisés par le CEA-Liten et STMicroelectronics fournissent une puissance d'environ 300 à 400 mW/cm². “ Notre principale contrainte est le coût de la matière [le silicium, NDLR]. Nous cherchons à augmenter la densité, c'est-à-dire le nombre de watts par cm², pour atteindre 1 W/cm², détaille Didier Marsacq. Mais dès à présent, nous sommes déjà bien au-dessus des batteries lithium-ion en terme de densité d'énergie, alors que nous n'en sommes qu'au prototype ! ”

Pour fonctionner, la pile à hydrogène va utiliser l'oxygène de l'air (qui sera réduit) et l'hydrogène (qui sera oxydé*) stocké dans une cartouche fournie par l'industriel BIC. “ Nous ne voulons pas fournir de l'hydrogène tel quel. Nous avons donc choisi de stocker séparément un hydrure qui au contact d'eau va produire de l'hydrogène [par réaction chimique, lorsque le portable aura besoin d'énergie, NDLR] ”, poursuit le directeur. Le système produit de l'eau mais en quantité infime. Elle est éliminée par évaporation, quand elle n'est pas utilisée pour refroidir le système.

Un système pour épauler les batteries lithium-ion

Si cette micropile vient concurrencer les batteries Lithium-ion, elle ne va pas les éliminer pour autant. “ Dans un premier temps, nos micropiles à hydrogène resteront des accessoires externes, pour assurer l'autonomie des utilisateurs. L'intégration dans les téléphones ne se fera que vers 2011 ou 2012 ”, envisage Igor Bimbaud, directeur de la Business unit new energies de STMicroelectronics. Même lorsque les micropiles à hydrogène s'installeront à l'intérieur des téléphones, une toute petite batterie lithium-ion restera présente. “ Elle fournira les pics de puissance nécessaires au démarrage par exemple ou à l'utilisation de certaines fonctions ”, conclut Igor Bimbaud.

Quant au prix de la micropile et de sa cartouche d'hydrogène : “ Nous serons compétitifs ”, promettent les partenaires.

*Article modifié le 28 mai 2008 : Dans la réaction d'oxydo-réduction réalisée dans la pile à combustible, c'est bien l'oxygène qui est réduit (gain d'électron) et l'hydrogène qui est oxydé (perte d'un électron), contrairement à ce que nous écrivions précédemment. Merci au lecteur attentif qui nous a signalé cette erreur.