Synthèse des informations pertinentes pour révision
Basé sur les retranscriptions des présentations et visites
Contexte Général
Le Hub de l'Énergie à Amiens est un laboratoire de recherche spécialisé dans les technologies des batteries et les énergies renouvelables. Il accueille des étudiants et chercheurs du monde entier et fonctionne principalement en anglais pour faciliter les échanges internationaux.
21
Brevets déposés
3
Logiciels développés
5-6
Laboratoires sur 2 étages
Contexte Énergétique Mondial
Problématique des énergies fossiles
82% de l'énergie consommée dans le monde provient des énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel). Cette consommation pose trois problèmes majeurs :
Réchauffement climatique : Émission de CO₂ et gaz à effet de serre
Épuisement des ressources : On consomme 3 millions de fois plus vite que le rythme naturel de production
Pollution : Impact sur la santé et l'environnement
Rôle des batteries dans la transition énergétique
Conversion et stockage de l'énergie renouvelable à grande échelle
Deux applications principales : stockage stationnaire et stockage mobile
Stockage stationnaire : Pour l'énergie solaire/éolienne, nécessité de stocker l'énergie produite en journée pour utilisation en soirée/nuit. Moins de contraintes de poids/volume.
Stockage mobile : Pour véhicules électriques, contraintes fortes de poids, volume et puissance. Les batteries pèsent plusieurs centaines de kg dans une voiture électrique.
Marché des Batteries et Gigafactories
Explosion du marché mondial
Projection : multiplication par 14 du marché entre 2018 et 2030.
Développement industriel en Europe
2020 : 4% des batteries produites dans le monde étaient fabriquées en Europe
2025 (projection) : 15% de la production mondiale en Europe
Implantation dans les Hauts-de-France
La région devient une référence pour les gigafactories, la production d'énergie renouvelable et le stockage d'énergie.
Dans la région de Douai : ACC (groupe Stellantis) et LSC (Renaud)
7 000 recrutements prévus d'ici 2030 pour tous les profils (opérateurs, responsables, managers, R&D).
Technologies des Batteries
Éléments clés : Lithium
Élément léger (position haute dans le tableau périodique)
Petit atome permettant une bonne mobilité
Métal de transition utilisé comme "cage" pour stocker le lithium
Le lithium fait des allers-retours entre pôle positif et négatif
Historique et évolution
1800 : Découverte de l'électrochimie et pile Volta
1869 : Première batterie au plomb
1899 : Première voiture électrique "La Jamais Contente" dépasse 100 km/h avec 200 kg de batteries au plomb
Évolution vers technologies plus performantes : cadmium, puis lithium
Différence pile/batterie : Une pile est à usage unique (décharge seulement), une batterie peut être rechargée (accumulateur secondaire).
Progrès technologiques - Exemple Renault Zoé
1ère génération : 22 kWh
Évolution à 50 kWh (plus du double de capacité)
Augmentation de seulement 40 kg de poids
Résultat de la recherche et développement
Axes de recherche actuels
Capacité et puissance : Stocker plus d'énergie et la restituer rapidement
Sécurité : Prévention des incendies, tests en conditions extrêmes
Recyclabilité : Durée de vie prolongée et recyclage des matériaux
Nouvelles technologies : Batteries sodium-ion (alternative au lithium)
Batteries Sodium-ion : Alternative prometteuse
Le sodium présente des propriétés similaires au lithium mais avec des avantages :
Plus abondant (présent dans les océans sous forme de sel)
Meilleure stabilité géopolitique (ressource plus largement distribuée)
Processus de fabrication similaire aux batteries lithium
Particulièrement adapté au stockage stationnaire
Effet de volume sur les prix
Plus la production augmente, plus le prix des batteries baisse (économies d'échelle). Cette baisse de prix stimule à son tour la recherche et le développement.
Formations et Parcours Professionnels
Les gigafactories créent des opportunités pour tous les profils, des opérateurs aux responsables et managers.
Parcours de formation flexible
Pas de schéma classique : possibilité de changer d'orientation
Passerelles multiples : BTS vers BUT, BUT vers écoles d'ingénieur, licences pro, masters
Exemple : Avec un BUT (3 ans), possibilité d'entrer en 1ère année de cycle ingénieur (cycle total de 6 ans)
Valorisation des compétences variées par les entreprises
Conseils pour les entretiens d'embauche
Toujours demander le plan de formation proposé par l'entreprise
La formation est une obligation légale pour l'entreprise
Utiliser le développement personnel proposé pour monter en compétences
Valorisation de tous les parcours
Le Bac Pro n'est pas un "sous-bac" et permet d'accéder aux mêmes formations (BTS, BUT, bachelors, apprentissage).
Exemple de compétence recherchée : Maintenance des Systèmes de Production Connectée (MSPC) - poste très demandé dans l'industrie.
Équipements et Recherche au Laboratoire
Sécurité en laboratoire
Équipement de protection individuel (EPI) minimum : blouse, lunettes
Équipements supplémentaires selon les manipulations : masques, respirateurs
Accès restreint par badge aux zones sensibles (stockage d'hydrogène)
Boîte à gants (atmosphère inerte)
Nécessaire pour manipuler des matériaux sensibles à l'air/humidité (ex: électrolyte réactif avec l'eau)
Atmosphère inerte : argon (plus lourd, moins cher) ou hélium (plus léger)
Procédure d'entrée : mise sous vide pendant 30 min (petit sas) à 2-3h (grand sas)
Manipulation avec triple couche de gants (coton + latex)
Équipements d'analyse
Diffractomètres RX : Analyse de la structure des matériaux (position des atomes)
D4 : appareil de routine (20 min par analyse, ~100 000€)
D8 : analyse fine (plusieurs heures à 24h)
Appareils spécifiques pour matériaux organiques et monocristaux
Microscopes électroniques :
Balayage : analyse de surface (résolution ~10 nm)
Transmission : analyse en profondeur (résolution jusqu'à 1 nm = 10 atomes)
Microscope électronique en transmission : > 2 millions d'euros, haute précision (sensible aux courants d'air)
Note importante : La recherche coûte cher mais est essentielle pour le progrès technologique et sociétal. Les investissements dans la recherche sur les batteries sont comparables à ceux d'autres domaines comme la médecine.
Processus scientifique
Publication des résultats sur posters pour conférences/séminaires
Critique par les pairs pour faire avancer la science
Importance de l'esprit critique et de l'échange scientifique
Points Clés à Retenir
Le marché des batteries est en pleine expansion (x14 d'ici 2030) avec un fort développement en Europe
Les Hauts-de-France deviennent une région de référence avec 4 gigafactories et 7 000 recrutements prévus
Le lithium reste la technologie dominante mais les batteries sodium-ion émergent comme alternative prometteuse
La recherche est essentielle pour améliorer capacité, sécurité, recyclabilité et réduire les coûts
Les parcours de formation sont flexibles avec de nombreuses passerelles possibles
Les compétences en maintenance (MSPC) sont particulièrement recherchées dans l'industrie
La recherche au laboratoire utilise des équipements de haute technologie (diffractomètres, microscopes électroniques)
La science progresse par la publication, la critique et l'échange entre pairs