Pourquoi les véhicules modernes utilisent-ils encore des batteries au plomb?
En tant que métal, le plomb est un matériau incroyablement polyvalent. Il est bon marché, largement disponible, hautement recyclable et très malléable. Il est juste dommage qu’il soit également toxique. «Le plomb est utilisé par l’homme depuis des siècles», note l’ingénieur en environnement André Mão de Ferro de C2C-NewCap au Portugal. «Il s’agissait d’un métal extrêmement important au Moyen Âge. En Grande-Bretagne, par exemple, il a été extrait et fondu à un point tel que des particules de plomb en suspension dans l’air datant de cette époque ont été retrouvées dans des carottes de glace prélevées dans les Alpes suisses». L’une des raisons de sa popularité est son faible point de fusion. Si vous placez un morceau de plomb dans une casserole au-dessus d’un charbon chaud, il se ramollit. Les anciens Romains le savaient, c’est pourquoi leurs assiettes et leurs gobelets étaient souvent fabriqués en plomb. On prétend en effet que le saturnisme a contribué à la chute de l’Empire romain. Car, comme nous le savons maintenant, boire dans des tasses recouvertes de plomb n’est pas la meilleure idée qui soit.
Les dangers du plomb
La majeure partie du plomb auquel vous êtes exposé est éliminée par l’organisme. Mais une petite quantité peut rester pendant des années, s’accumulant progressivement dans votre corps, un processus connu sous le nom de bioaccumulation.Ce plomb peut se retrouver incorporé dans les tissus mous, dans le sang ou minéralisé dans les dents et les os. À des niveaux d’exposition élevés, il attaque le cerveau et le système nerveux central et, dans les cas extrêmes, peut entraîner la mort. En conséquence, des efforts ont été déployés au niveau mondial pour éliminer le plomb des encres, des carburants et des canalisations d’eau. La Commission européenne a récemment adopté une restriction sur l’utilisation de la grenaille de plomb dans les zones humides. Et en 2021, l’Algérie est devenue le dernier pays au monde à interdire les carburants au plomb. Si nous savons que le plomb est un poison – et que des efforts ont été déployés au niveau mondial pour interdire ce métal dans de nombreuses applications – pourquoi reste-t-il un composant clé des batteries de véhicules?
La recherche d’alternatives bon marché et évolutives
La raison principale est que les batteries au plomb sont très puissantes: des alternatives viables, rentables, sûres et évolutives capables de fournir la puissance nécessaire n’ont pas encore été pleinement développées. En outre, les batteries au plomb sont faciles à recycler, ce qui les rend économiques. Une fois fondues, elles peuvent être transformées en lingots et renvoyées aux fabricants. «Les batteries au plomb sont bon marché», explique André Mão de Ferro. «Les alternatives potentielles telles que le nickel et le cadmium sont également toxiques et leur utilisation dans les voitures est interdite pour des raisons de sécurité». Cette absence d’alternative viable est la raison pour laquelle le plomb n’a pas été interdit dans les applications automobiles. «Même la plupart des véhicules électriques sont équipés d’une batterie au plomb pour alimenter l’électronique de la voiture», ajoute-t-il.
Atténuer les effets des batteries plomb-acide dans les camions
Cependant, le tableau n’est pas si noir. André Mão de Ferro et son équipe ont travaillé sur les moyens de limiter l’utilisation des batteries au plomb dans les véhicules utilitaires lourds, en partie dans le cadre du projet HYCAP financé par l’UE. Leur approche consiste à remplacer les batteries plomb-acide par un supercondensateur sans plomb. «Le supercondensateur s’apparente à un sprinter, tandis que la batterie est un marathonien», explique-t-il. «Le supercondensateur fournit une poussée d’énergie pendant quelques secondes, ce qui est nécessaire pour démarrer un moteur.» Pour le reste du trajet, l’éclairage, le chauffage et la réfrigération de l’habitacle, moins exigeants, fonctionnent grâce à des batteries lithium-ion. «Il sera difficile d’éliminer complètement les batteries au plomb dans tous les véhicules», déclare André Mão de Ferro. «Mais nous pouvons limiter leur utilisation et démontrer qu’il existe une meilleure solution, avec ce supercondensateur et la technologie d’hybridation lithium-ion.» On dit que tous les chemins mènent à Rome, mais on peut espérer que les véhicules qui les empruntent seront un jour sans plomb. Cliquez ici pour en savoir plus sur les recherches d’André Mão de Ferro: Une solution pionnière à la technologie des batteries plomb-acide, vieille de plus d’un siècle
Mots‑clés
HYCAP, batteries, plomb, empoisonnement, lithium-ion, supercondensateurs, véhicules