Présentation
Auteur(s)
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Jean-Paul TERRAT
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Michel MARTIN : Hydromécanique et frottement (HEF), Département HEF R & D
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Alain LEVASSEUR
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Georges MEUNIER
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Philippe VINATIER : Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB) - et École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dès 1991, le Japon a engagé de très gros programmes de recherche orientés vers la miniaturisation des composants industriels, capteurs, actionneurs, vannes, etc., bientôt suivi par les États-Unis et les pays européens. Ces projets ont vu l’émergence de techniques de fabrication nouvelles, ou adaptées de technologies déjà connues, notamment dans le domaine de la microélectronique, et que l’on regroupe souvent sous les noms de microtechniques, microtechnologies et même nanotechnologies.
Les sources d’énergie électrique ont subi la même évolution et des microgénérateurs − micropiles s’ils ne sont pas rechargeables, microbatteries s’ils peuvent être rechargés − dont l’épaisseur totale n’excède pas quelques micromètres, commencent à apparaître.
Bien qu’ils ne soient encore qu’au stade expérimental, ces microgénérateurs ouvrent le champ à de très nombreuses applications, notamment celles des cartes à puce, des micromachines, des étiquettes électroniques... Il ne faut pas les confondre avec les minipiles − « piles papier » ou à électrolyte polymère − qui délivrent des courants beaucoup plus élevés, mais dont l’épaisseur se chiffre en dixièmes de millimètres. Ces piles et accumulateurs sont plutôt destinées à alimenter ce qu’on désigne aujourd’hui sous le nom d’objets nomades, tels que les téléphones portables, etc., et leur développement industriel est beaucoup plus avancé.
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VERSIONS
- Version courante de mai 2009 par Alain LEVASSEUR, Brigitte PECQUENARD, Philippe VINATIER, Raphaël SALOT, Frédéric LE CRAS, Michel MARTIN
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Conversion de l'énergie électrique
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Matériaux1. Définitions
1.1 Générateurs électrochimiques
Un générateur électrochimique est un système capable de transformer l’énergie chimique en énergie électrique.
C’est une pile si, seule, la transformation chimique électrique est possible ; si la réaction inverse peut se produire, on a un accumulateur, très communément appelé batterie (rigoureusement, une batterie est un groupement de plusieurs accumulateurs ; une batterie au plomb (Pb/H2SO4) est la juxtaposition de 6 éléments de 2 V donnant les 12 V nécessaires à l’alimentation électrique des véhicules automobiles).
Il existe actuellement une très grande variété de piles de tous formats et qui vont de minuscules piles boutons aux piles de plusieurs kilogrammes utilisées en urgence dans certains systèmes de secours.
Le nombre d’accumulateurs est beaucoup plus restreint ; le plus populaire est la batterie plomb/acide sulfurique que l’on trouve dans toutes les automobiles. La batterie cadmium/nickel, beaucoup plus puissante (mais beaucoup plus chère), est principalement utilisée dans le domaine aéronautique, le démarrage de gros moteurs Diesel et dans les outils, ordinateurs, caméras et autres systèmes audiovisuels portables. Plus récemment sont apparus sur le marché l’accumulateur nickel/métal-hydrure (Ni-MH) et l’accumulateur « lithium ion ».
La recherche dans le domaine du stockage électrochimique de l’énergie a connu ces dernières années un essor considérable dû à une demande croissante de systèmes autonomes et au constat qui peut être fait en analysant le tableau 1. Le pouvoir énergétique de quelques combustibles bien connus y est comparé aux trois types d’accumulateurs les plus courants ; les systèmes de stockage de l’électricité sont très peu efficaces... pour l’instant. La voiture électrique, par exemple, nécessite des accumulateurs très performants et son développement est en grande partie lié aux progrès qui peuvent être réalisés à ce niveau.
HAUT DE PAGE1.2 Intérêt du lithium
Parmi les très nombreuses recherches qui sont actuellement menées sur les piles et accumulateurs, celles...
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