7/11/2012
Réactivité et chimie des solides

Mathieu Morcrette, une énergie au service des batteries

Portrait du directeur du laboratoire de l’UPJV

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Mathieu Morcrette est directeur du laboratoire de réactivité et chimie des solides (LRCS) de l’UPJV depuis 2008. Un jeune directeur de 40 ans qui a une forte expertise des matériaux de batteries et un goût prononcé pour les combinaisons exploratoires infinies qu’ils offrent pour la recherche. Son domaine ? Le stockage électrochimique de l’énergie. Un sujet à enjeu stratégique…
Mathieu Morcrette, une énergie au service des batteries

Agir en Picardie : Vous travaillez depuis une dizaine d’années sur le sujet des batteries, qu’est-ce qui vous a amené à investir ce domaine ?
Mathieu Morcrette : Après mes études à l’École nationale supérieure de Chimie de Paris, mon diplôme d’ingénieur et une thèse de doctorat dans le domaine des capteurs électrochimiques, j’ai effectué mon post-doc auprès de Jean-Marie Tarascon en tant qu’ingénieur de recherche, responsable de l’unité de prototypage du CNRS. En 1999, il s’agissait d’une unité de test de batteries à monter de toutes pièces, une sorte de mini plate-forme pour les chercheurs français. C’était la première initiative de ce genre menée en France pour mutualiser les efforts et les compétences. Ce n’était pas gagné d’avance, un gros challenge pour moi et pour le laboratoire. Mais ça a très bien fonctionné et je suis toujours là !

Dans le domaine des batteries, quelles révolutions peut-on espérer dans les années à venir ?
La réponse est complexe. En fait, nous avons besoin des batteries pour de nombreuses choses au quotidien, mais le cahier des charges est très différent selon l’application visée. Pour un véhicule ou un ordinateur portable, le poids compte beaucoup. Pour les véhicules électriques, par exemple, le plus important est que la batterie soit légère, peu volumineuse, qu’elle ait beaucoup d’autonomie et donc une densité d’énergie massique importante.

Depuis quand le sujet des batteries est-il devenu important ?
L’arrivée de nouveaux produits nomades (ordinateurs, tablettes tactiles, smartphones...) a changé la donne. À partir de 1994, la technologie a évolué avec les batteries lithium-ion et, depuis, celle-ci a beaucoup progressé. Néanmoins, depuis 2007 et le Grenelle de l’environnement, on a pris conscience que le prix du pétrole et la raréfaction des énergies fossiles posent problème, d’où la montée en puissance des énergies renouvelables et du sujet du stockage électrochimique de l’énergie.

Votre laboratoire a aussi été lauréat des Investissements d’avenir au travers du Labex Store-Ex ?
Le Labex Store-Ex, coordonné par le LRCS, associe une dizaine de laboratoires et bénéficie de 10M€ de financements sur 10ans. Le projet consiste à rechercher des solutions complètement innovantes ou à étudier des systèmes délaissés depuis des années parce qu’il y a 50 ans on ne savait pas les faire fonctionner. On travaille, par exemple, sur les batteries lithium-soufre qui ont été beaucoup étudiées il y a 30 ans, mais abandonnées car non rechargeables. Le Labex Store-Ex fait de la recherche pré-compétitive risquée, sur ce qui pourra être valorisé dans dix ans. On essaie de préparer l’avenir…

Vous travaillez donc en réseau avec d’autres laboratoires…
Oui, au-delà du Labex, toute notre activité s’inscrit dans le réseau RS2E (réseau sur le stockage électrochimique de l’énergie) qui s’est mis en place il y a un an et demi. En France, cette initiative est unique. Elle est née d’une volonté partagée d’associer très étroitement laboratoires, centres de transfert (CEA*, Ineris**, IFP***) et industriels pour avancer plus vite. Pour les laboratoires, les liens qui nous unissent sont très forts et c’est un peu comme si nous ne formions qu’un seul labo. Nous mutualisons au maximum les équipements de chaque laboratoire dans un souci d’efficacité.

La nouveauté pour 2013, c’est votre activité de pré-transfert ?
Oui, c’est une nouveauté et une originalité. Nous allons nous doter sur Amiens d’équipements pour fabriquer des batteries réelles, ce qui n’existe pas dans les autres labos de recherche. Grâce à ces équipements, nous pourrons fabriquer des batteries intégrant des matériaux inventés dans le réseau ou accueillir des industriels pour faire de la recherche compétitive, tester un concept, un matériau qu’ils auront produit.

Et le projet de batterie végétale ?
Il est en cours. Le LRCS est pionnier dans ce domaine. On travaille dessus depuis cinq ou six ans, mais pour aboutir à l’application cela met énormément de temps. L’enjeu de la batterie végétale est aussi de démontrer qu’elle ne coûte pas cher à produire et à recycler, qu’elle est peu gourmande en CO 2 . Avec l’aide du Centre de valorisation des glucides, nous avons commencé à produire une molécule en assez grande quantité pour évaluer le coût du process et démontrer qu’il y a un réel avantage économique et environnemental à avoir ce type de matériaux.

Quels sont les autres sujets d’actualité du LRCS ?
On travaille sur des batteries « tout-solide », sans liquide à l’intérieur qui seront capables de résister à des conditions de températures extrêmes, chaudes ou froides… Depuis quatre ans, la Région apporte son aide à ce projet. On peut citer également la recherche de batteries de type « redox flow », une des solutions de batteries que l’on pourrait coupler aux énergies renouvelables. Cela permettrait ainsi de réaliser des systèmes électrochimiques a priori de grande capacité, avec des coûts intéressants et une excellente durée de vie.

Les sujets sont sans limite, tout comme l’excitation que l’on peut avoir à trouver une nouvelle composition, une nouvelle structure, de nouvelles propriétés… Le stockage électrochimique de l’énergie est un enjeu stratégique. Travailler dans ce domaine donne de fait une certaine responsabilité et le sentiment d’être utile.

 

MOTS-CLES

innovation , recherche

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