Accumulateurs - Considérations théoriques

Les termes pile, accumulateur, batterie, désignent des dispositifs dont la fonction est de transformer directement, c’est-à-dire sans passage par une forme intermédiaire, l’énergie libérée par une réaction chimique en énergie électrique. Ces dispositifs sont des générateurs électrochimiques. Les piles et accumulateurs sont des sources autonomes d’énergie électrique dont l’usage est extrêmement répandu. Ainsi des piles « boutons » alimentent les montres à quartz, des accumulateurs au plomb, dits « SLI », assurent le démarrage (Start), l’éclairage (Light) et l’allumage (Ignition) des véhicules à moteur thermique tandis que des batteries diverses (Ni-Cd, Ni-MH, Li-ion) alimentent des systèmes portables tels que téléphones, ordinateurs, outils à main. Au-delà de ces applications « grand public », l’accumulateur intervient dans le secteur industriel. On peut citer les batteries stationnaires de secours et celles équipant les chariots de manutention. En perspective, le stockage massif de l’énergie électrique pourrait, d’une part, faciliter le fonctionnement des réseaux, d’autre part, jouer le rôle de tampon auprès de générateurs intermittents d’énergie électrique (éoliens, photovoltaïques).

La multiplication des dispositifs alimentés par des générateurs électrochimiques résulte notablement des évolutions actuelles relatives aux techniques, à l’économie ainsi qu’à la prise en considération des problèmes environnementaux. La miniaturisation des dispositifs électroniques et la diminution de la consommation d’énergie électrique qui l’accompagne, entraînent l’apparition d’engins autonomes ou portables, chaque jour plus nombreux. Face à ce marché émergeant, des constructeurs ont développé des générateurs électrochimiques bien adaptés en taille et performances aux dispositifs qu’ils alimentent. Le téléphone cellulaire offre un exemple convaincant de cette évolution. En ce qui concerne les accumulateurs de grande taille et capacité, les transports électriques autonomes (ne nécessitant pas de caténaire) et le stockage au niveau des réseaux électriques apparaissent comme des axes de développement imposés par des considérations économiques et environnementales. Dans tous les cas, les performances et le coût des accumulateurs introduisent des limitations sévères. Mais la solidité des raisons qui sont à l’origine de ces développements, interdit leur échec définitif. Pour l’heure, la commercialisation de véhicules hybrides et la réalisation de sites pilotes en stockage réseau, constituent des avancées concrètes mais modestes.