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La recherche, fondement de la réussite de Saft

 

La recherche est un élément essentiel de la réussite de Saft. L’entreprise produit des batteries de haute technologie qui accompagnent le développement de nombreux secteurs de pointe.

 

Dès la création de Saft, la recherche a été à la base de l’activité. Son fondateur, Victor Hérold, était ingénieur diplômé de l’école polytechnique de Zurich et a ensuite été formé à la technologie des accumulateurs alcalins dans le centre de recherche d’Edison, à West Orange dans le New Jersey. Dès les débuts de Saft, en 1918, il n’a cessé d’apporter des améliorations à ses batteries et de travailler à des modèles divers, qu’il s’agisse de batteries pour des chariots à bagages, des sous-marins ou l’éclairage des trains. A chaque usage et à chaque commande, il a fallu développer des modèles spécifiques.

Après la Seconde Guerre mondiale, Saft commença à produire des batteries à plaques frittées. Pierre Jacquier prend la suite de Victor Herold en 1948 et continue à investir dans la recherche. En 1965, la société déposait les premiers brevets pour sa technologie au lithium primaire mise au point par une équipe de chercheurs basés sur son site de Poitiers. 

En 1969, le concept novateur des piles au lithium-chlorure de thionyle (Li-SOCl2) est découvert par Jean-Paul Gabano, ingénieur et brillant chercheur qui a fait toute sa carrière chez Saft (1962-1989). La plus grosse part des batteries au lithium primaire de Saft sont encore fabriquées suivant cette technologie. Elles sont notamment utilisées dans les compteurs électriques intelligents.

Saft, acteur des grandes innovations du siècle

Parallèlement, Saft était et est toujours partenaire de toutes les innovations du siècle. Elle accompagna d’abord l’aviation puis les satellites. Autant de développements qui exigeaient des produits très fiables, de longue durée de vie, résistant à de grandes variations de températures, et pour lesquels il fallait constamment rechercher des innovations et faire du sur-mesure. Cette stratégie de niche a été facilitée par le rattachement de Saft au début des années trente au groupe CGE (Compagnie Générale d’Electricité), devenu en 1991 Alcatel Alsthom. Saft a ainsi pu collaborer étroitement avec les laboratoires de recherche du groupe à Marcoussis, au sud de Paris, et travailler sur des batteries de haute technologie, notamment pour la défense, l’espace, l’aviation et les véhicules électriques. Ces collaborations entre les sites Saft de Bordeaux et Poitiers et du groupe à Marcoussis ont porté leurs fruits dans bien des domaines comme les accumulateurs nickel-hydrogène haute pression développés pour l'espace, ou encore les piles au lithium.

En 1999, la Recherche de Saft en France, qui avait été rapprochée des équipes d’Alcatel à Marcoussis dix ans auparavant, a été transférée intégralement à Bordeaux. Il existe, en outre, à Poitiers, une équipe pour le développement des piles au lithium-chlorure de thionyle.

Depuis toujours, la recherche de Saft s’est enrichie de la collaboration avec le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et de nombreux laboratoires de recherche universitaires, notamment en France dans le domaine de la chimie du solide, dont l’excellence est mondialement reconnue. On peut citer, parmi d’autres, l’ICMCB de Bordeaux, L'IM Jean Rouxel de Nantes, le LCMTR de Thiais, le LISE de l’université Paris VI, l’INSA de Rennes, l’IPREM de Pau, le GREEN à Nancy, l’AIME à Montpellier, le PCM2E de Tours… De nombreux chercheurs qui ont fait - et font - le succès des travaux menés chez Saft ont été formés par ces équipes de recherche au cours de leurs études. Par ailleurs, Saft a été, et reste, un partenaire de premier ordre pour de nombreux programmes de recherche concertée dans le domaine des générateurs électrochimiques, notamment dans un cadre européen. 

 

Aujourd’hui, Saft dispose de deux principaux centres de recherche, Bordeaux, qui dirige la recherche du groupe avec 45 personnes, et Cockeysville (Maryland) aux Etats-Unis, centre créé en 1990 où une quinzaine de personnes sont employées.  La localisation de Cockeysville est particulièrement opportune, car elle est proche d’un grand nombre d’administrations comme la Navy ou l’Université du Maryland.

 

La création de ce centre, qui faisait suite à une petite équipe déjà en place sur les piles lithium Li-SO2 et Li-SOCl2, a permis par la réactivité de ses ingénieurs d'accélérer les travaux sur le lithium-ion (Li-ion) entrepris à Saft et conduire à un premier développement aux Etats-Unis d'éléments cylindriques de type 18650.

Plus tard, Cockeysville a travaillé sur les batteries Li-ion du F35 Joint Strike Fighter en collaboration avec l’armée américaine. Il a aussi pu développer les batteries utilisées dans le système ERS (récupération de l’énergie cinétique et thermique) installé sur les voitures de Formule 1 pour leur fournir une accélération supplémentaire. Le fait d’avoir un centre de recherche aux Etats-Unis est un atout pour Saft, car il a permis au groupe d’accéder à des financements publics qui n’auraient peut-être pas été ouverts à un centre de recherche étranger. C'est par exemple la participation à la fin des années 90’ aux programmes de l'USABC (U.S. Advanced Battery consortium) pour le développement du véhicule électrique. Saft a également collaboré avec l’agence de recherche de l’armée américaine la DARPA sur des batteries Li-ion à forte puissance.

Dans les deux cas, les missions sont d’améliorer aussi bien les batteries que les processus de production. Les laboratoires de Saft interviennent aussi pour la conception ou l’amélioration de l’outil de production, des installations techniques et des équipements industriels. Et comme dans bien des domaines, le numérique s’impose de plus en plus pour concevoir de nouveaux produits et Saft développe ses propres logiciels. « Il s’agit d’une activité importante, nous travaillons sur des logiciels de modélisation et sur des algorithmes permettant d’accélérer les processus de recherche par rapport aux anciennes méthodes essai/erreur », explique Patrick Bernard, Directeur de la recherche du groupe à Bordeaux.

 

Au stade suivant de la recherche, travaillent deux incubateurs, l’un à Bordeaux, l’autre à Cockeysville. « Lorsqu’une technologie est validée, elle peut passer directement au développement, ou être confiée à l’incubateur, chargé de faire progresser la maturité des différentes briques technologiques », précise Patrick Bernard. C’est aussi l’incubateur qui est chargé de présenter les concepts aux clients de Saft, et de travailler avec eux en partenariat, dans un esprit start-up. Autre exemple de travail de l’incubateur : afin de produire des boîtiers cylindriques étanches moins onéreux, Saft s’est intéressée à la fabrication des canettes de boissons.

Au total, environ 10 % du chiffre d’affaires, soit 72 millions d’euros, ont été consacrés à la recherche en 2017. Année qui a vu 26 brevets délivrés pour le groupe.

 

Trois batteries du passé, et deux du futur

Il existe trois âges pour les batteries : les premières, celles du 19e siècle, sont les batteries au plomb. Dès le début du 20e siècle apparait la batterie au nickel, plus coûteuse, mais plus performante. Depuis les années 90, les batteries au lithium se développent. Ce seront les batteries du 21e siècle. Leur technologie évolue tous les jours, et les spécialistes sont persuadés que d’importants progrès sont devant nous.  Pour l’avenir, deux sortes de batteries pourraient bien changer notre futur : les batteries lithium-soufre et les batteries dites « tout solide ». La première contient des matières actives très légères et présente une densité d’énergie quatre fois plus élevée que les actuelles batteries Li-ion. Elles devraient offrir de grands avantages pour l’aéronautique et le spatial.

Dans les batteries « tout solide », le composé liquide est remplacé par un composé inorganique solide qui permet la diffusion des ions lithium. Les composés solides sont ininflammables, contrairement aux composés liquides. Ils sont en outre très performants en termes de capacité et de tension, ce qui permettra de concevoir des batteries plus légères et plus denses, avec une durée de vie améliorée. La batterie « tout solide » devrait notamment être particulièrement adaptée aux véhicules électriques.

Ces deux axes de recherche furent l’objet d’études dès les premières années de recherche sur les piles au lithium, il y a plus de quarante ans. Ils peuvent être maintenant repris avec de bien meilleures chances de succès en raison des progrès considérables effectués depuis tant dans les connaissances fondamentales en électrochimie que dans les technologies et procédés. Saft est résolument engagée sur ces deux axes, qui répondent à de gros enjeux en termes d’énergie, de coût et de sécurité.