Une idée vieille de 110 ans peut résoudre les principaux problèmes liés aux batteries. Elle est testée par des scientifiques et des entreprises, et Porsche l’a mise en pratique.

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Le prix élevé, le nombre limité de cycles de recharge et les coûts d’exploitation ruineux qui en résultent. Ces défauts de la batterie peuvent être résolus par une idée qui nous vient des voitures jouets de notre jeunesse, mais même cette idée a ses problèmes, que les voitures électriques ne permettront pas de résoudre.

La voiture à volant d’inertie n’a probablement été rencontrée que par ceux qui sont nés plus tôt dans leur jeunesse. À une époque, les jouets qui en étaient équipés étaient assez courants : on avançait la voiture sur le sol plusieurs fois, on faisait tourner le volant d’inertie, puis on utilisait son… inertie pour servir la voiture à sa propre propulsion. Certains modèles plus sophistiqués duraient longtemps et pouvaient utiliser l’énergie stockée non seulement pour la propulsion, mais aussi pour allumer les feux, faire clignoter les balises et faire retentir les sirènes. C’était parfois un peu bruyant, mais c’était aussi une solution très fiable. Il était pratiquement impossible de casser une voiture à volant d’inertie.

Plus tard, les voitures à remontoir, auxquelles on donne de l’énergie en reculant, ont failli les évincer du marché. Le principe est similaire, mais la solution obtenue est différente. Tout le monde connaît ces voitures, y compris le fait qu’elles ne durent pas très longtemps – il est beaucoup plus facile de démolir ou de fatiguer progressivement une voiture à remontoir. Les volants d’inertie ne sont pas pour autant redevenus des jouets pour enfants, mais les constructeurs automobiles s’y intéressent depuis un certain temps. Après tout, il s’agit d’une idée du début du 20e siècle.

En 2010, Porsche en a fait la démonstration en équipant la GT3 R Hybrid, une voiture de course spéciale, d’un volant d’inertie. Celui-ci n’est pas remonté en faisant rouler la voiture sur un circuit, comme seul Dieu peut le faire, mais en la faisant tourner au freinage. L’énergie qui en résulte est ensuite extraite par la voiture lors de l’accélération, bien entendu. L’avantage par rapport aux voitures hybrides ou électriques conventionnelles est l’absence de batterie avec tous ses inconvénients. Enfin, la plupart d’entre eux en tout cas – comme pour les voitures à remontoir et à volant d’inertie, il s’agissait d’une solution très robuste et fiable.

Cependant, même si la spéciale de Zuffenhausen s’est bien comportée sur les circuits de course, où Chris Harris, entre autres, était assis derrière le volant, cette technologie n’a pas fini par apparaître dans les voitures de série. Elle semblait plutôt être une impasse de développement qui serait bientôt oubliée. Mais au cours des treize dernières années, la pression en faveur de l’électrification du monde s’est incroyablement accrue. Et comme les responsables politiques ont simultanément ordonné le passage aux énergies renouvelables, le stockage de l’énergie est devenu extrêmement important.

Le problème des batteries lithium-ion est leur coût, déterminé par le manque de métaux précieux, dont elles ne peuvent se passer. Et leur durée de vie limitée. Dans le cas du volant d’inertie, rien d’extraordinaire n’est nécessaire et, comme pour ces jouets, ils durent presque éternellement. De plus, la conversion de l’électricité en mouvement mécanique et vice-versa s’effectue avec des pertes minimes ; d’après les résultats obtenus jusqu’à présent, on peut compter sur au moins 95 %. Plus il est lourd, plus il peut emmagasiner d’énergie. La vitesse joue un rôle important, mais avec le composite, il est possible de calculer jusqu’à 60 000 tours/minute.

Comme nous l’avons déjà indiqué, il existe des différences considérables en matière de durabilité. L’un des principaux avantages du volant d’inertie est sa capacité à supporter jusqu’à un million de « cycles de recharge », contre un millième pour les batteries actuelles. Cela aussi contribue à réduire le prix à une fraction de celui d’une batterie équivalente. Avons-nous une direction à prendre ?

Cela pourrait être le cas si le volant d’inertie ne présentait pas un autre inconvénient des batteries, à savoir le poids ou la densité énergétique. La densité énergétique n’est que de 10 Wh par kg, de sorte qu’il faut un volant d’inertie de 100 kilogrammes pour stocker 1 kWh, ce qui est dérisoire, même par rapport aux batteries actuelles, dont le poids est misérable. Cette limite est clairement illustrée par le volant d’inertie ci-dessous, testé par l’Université technique de Dresde, qui fonctionne à 500 kWh. La puissance d’une telle solution est évidente.

Les voitures électriques sont exclues – la seule voie possible est celle des hybrides, comme dans le cas de cette Porsche. Les volants d’inertie peuvent encore servir, par exemple, aux immeubles d’habitation ou aux stations de recharge. Seul l’avenir nous dira s’ils connaîtront une renaissance.

L’université de Dresde, en Allemagne, teste un volant d’inertie capable de stocker 500 kWh d’énergie. Mais il suffit d’un coup d’œil pour comprendre que ce n’est pas la voie à suivre par l’industrie automobile pour les voitures électriques. Photo : TU Dresden, documents de presse

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