On retient souvent la partie visible d’une batterie : le produit fini qui fait fonctionner votre smartphone. Mais pour en arriver là, il faut d’abord observer l’intérieur de prototypes en fonctionnement. Un peu sur le principe d’une radiographie ou d’une fibroscopie. Sans elles, il n’est pas possible d’imaginer les améliorations à apporter en vue de leur commercialisation. 

Axe de recherche important du LRCS (Laboratoire de réactivité et chimie des solides), le développement d’outils (ou « cellules ») permettant d’observer les batteries en fonctionnement a été initié il y a 20 ans par Jean-Marie Tarascon, ancien directeur du laboratoire, avec l’aide d’un magicien de la technique, Jean-Bernard Leriche, originaire de Longueau (Somme), parti à la retraite fin 2015.

Depuis 2001, Jean-Bernard Leriche travaillait à la mise au point de « cellules » permettant d’étudier une batterie en la plaçant dans un diffractomètre à rayons X. Des travaux qui impliquaient aussi Mathieu Morcrette (actuel directeur du LRCS), Christian Masquelier (Professeur spécialiste de l’analyse des matériaux à l’UPJV) et Jean-Noël Chotard (Maître de conférences à l’UPJV). Et les résultats ne se sont pas fait attendre ! Pour cela le laboratoire a aussi pu compter sur la participation de nombreux chercheurs et étudiants.

« Plus d’une centaine de publications du LRCS font directement référence à cette cellule qui a permis d’identifier des matériaux de batteries prometteurs », déclare Christian Masquelier.

Développée à Amiens, la cellule LeRiChe’S a été adaptée aux progrès du diffractomètre D8 de Bruker AXS dont elle est une sorte d’add-on. Bruker AXS est un fabricant bien connu de gros équipements scientifiques et le fournisseur principal du LRCS en matière de diffractomètres. C’est désormais un contrat d’exploitation qui met la cellule au catalogue de l’industriel qui la proposera à tous ses clients internationaux (industriels et laboratoires publics). Il offre ainsi à ses clients une solution clé en main en proposant à la fois des appareils d’analyse par rayons X et la meilleure cellule disponible à ce jour dédiée aux recherches sur les batteries (couplée à un diffractomètre elle reproduit très précisément et rapidement les évolutions du matériau actif de la batterie).

« Nous avons choisi le LRCS comme fournisseur pour la performance démontrée de sa cellule LeRiChE’S pour batteries ainsi que pour ses capacités de production bien établies », déclare Lutz Bruegemann, Vice-Président et Manager Général DRX chez Bruker AXS. « La combinaison de la cellule pour batterie LeRiChE’S avec notre solution de diffraction de très haut niveau D8 est une étape très importante pour la recherche in-situ sur les batteries au laboratoire.»

L’histoire ne s’arrête pas là : de nouvelles générations de la cellule LeRiChe’S sont en développement. Le laboratoire pense même à élargir le concept à de nouveaux analyseurs (diffractomètre monocristal, microscopie…). Le Hub de l’énergie en cours de construction rue Saint Leu pour accueillir les équipes du LRCS et du RS2E sera donc plus qu’un centre de recherche et de transfert technologique, ce sera aussi une plateforme d’expérimentation et de démonstration dédiée à l’analyse par diffraction des rayons X : le LRCS possède actuellement un parc de cinq diffractomètres, il sera possible d’en installer huit dans une vaste salle-plateforme du rez-de-chaussée du Hub.