Voitures électriques : les batteries structurelles vont pulvériser les limites d’autonomie

Dans les laboratoires européens et américains, une idée longtemps considérée comme futuriste commence à prendre forme : transformer les carrosseries des voitures électriques en batteries. Pas en y cachant des cellules, comme le font déjà certains constructeurs automobiles, mais en faisant en sorte que la structure elle‑même stocke l’énergie. Cette technologie, connue sous le nom de « composites de batterie structurels (structural battery composites) », pourrait bien devenir l’une des grandes ruptures de la décennie 2030.

L’idée paraît presque trop simple pour être vraie : utiliser des fibres de carbone comme électrodes, les intégrer dans une matrice polymère qui sert à la fois de matériau structurel et d’électrolyte, et obtenir ainsi un matériau capable de supporter des charges mécaniques tout en stockant de l’électricité. En clair, un matériau qui remplace à la fois une pièce de châssis et une batterie. Les chercheurs parlent d’un matériau multifonction, mais l’expression ne rend pas justice à la portée de l’innovation. Car si la structure devient batterie, tout change pour l’autonomie des voitures électriques, grâce aux composites de batterie structurels (structural battery composites), aussi appelés plus simplement « batteries structurelles », et ce n’est pas de la science-fiction.

Les premiers résultats publiés par des équipes comme celles de la Chalmers University of Technology, au sujet des batteries structurelles, montrent que ces composites atteignent déjà 127 Wh/kg de densité énergétique, tout en affichant une rigidité de 3,2 GPa. Ce ne sont pas encore les performances d’une batterie lithium‑ion classique, mais pour un matériau qui remplace aussi des éléments structurels, c’est un bond en avant spectaculaire. Et surtout, c’est une promesse technologique qui ouvre des perspectives inédites pour l’autonomie des voitures électriques.

Imaginez un véhicule dont le plancher, les panneaux de carrosserie ou même les longerons participent au stockage d’énergie. Plus besoin d’un pack massif occupant tout le soubassement. Plus besoin de renforcer la structure autour d’un bloc lourd et rigide. Les voitures électriques deviendraient plus légères, plus rigides et plus efficientes, avec une autonomie qui serait largement augmentée. Les chercheurs évoquent des gains potentiels de 20 à 30 % sur la masse totale, ce qui se traduirait également par une baisse de consommation d’énergie électrique.

Cette vision n’est plus seulement théorique. Les travaux de Chalmers ont déjà attiré l’attention de Volvo et Polestar, qui collaborent avec l’université suédoise sur des panneaux structurels énergétiques. Dans l’aéronautique, Airbus explore la même voie pour alléger certaines structures de drones. Aux États‑Unis, des équipes comme celles de UT Dallas ou du KTH Royal Institute of Technology travaillent sur des électrolytes hybrides et des fibres de carbone optimisées pour le stockage d’énergie. L’écosystème scientifique s’active, et l’industrie automobile observe cela très attentivement et avec grand intérêt.

Pour autant, personne ne s’attend à voir un SUV familial 100 % électrique entièrement alimenté par sa carrosserie avant la fin de la décennie. Les batteries structurelles souffrent encore d’une densité énergétique inférieure aux batteries actuelles, d’un coût de fabrication élevé lié aux fibres de carbone, et d’une complexité de réparation qui pose de vraies questions en cas de choc pour les voitures électriques. Les normes de sécurité devront aussi être repensées : comment homologuer une voiture dont les longerons sont des batteries ?

Les experts s’accordent néanmoins sur un horizon plausible : entre 2030 et 2035, d’abord sur de petites voitures électriques telles que des citadines ou des modèles premium. L’automobile a déjà connu des révolutions de ce type : l’aluminium, puis le carbone, ont mis des années à s’imposer. Les batteries structurelles pourraient suivre le même chemin.

En attendant cette rupture, la prochaine grande étape pour améliorer l’autonomie des voitures électriques reste celle des batteries solides et semi‑solides. Les semi‑solides sont déjà produites en Chine et permettent d’augmenter la densité énergétique tout en améliorant la sécurité. Les batteries solides, elles, sont annoncées par plusieurs industriels entre 2027 et 2030. Elles promettent une densité plus élevée, une meilleure stabilité thermique et une durée de vie accrue. Elles constitueront probablement la transition naturelle avant l’arrivée des batteries structurelles.

Enfin, si cette technologie tient ses promesses, elle pourrait redéfinir la conception même des véhicules électriques. Non plus des voitures construites autour d’une batterie, mais des voitures qui sont une batterie. Une idée radicale, mais qui pourrait bien devenir la norme dans la décennie 2030.