Porsche missionné pour déployer des Gigafactory d’impression 3D pour batteries

Porsche missionné pour déployer des Gigafactory d'impression 3D pour batteries

(crédits photo : Sakuu)

« Nous sommes convaincus que cette technologie va marquer un tournant décisif dans le secteur de la mobilité électrique » – Telle était la déclaration faite en 2019 par Sakuuu, une start-up américaine à l’origine d’une nouvelle solution de fabrication additive révolutionnaire pour les batteries. Deux ans plus tard, la jeune pousse annonce avoir sélectionné le spécialiste du conseil en opérations Porsche Consulting, pour le conseiller sur la construction de méga-usines d’impression 3D pour batteries.

Anciennement connue sous le nom de Keracel, cette start-up si vous ne la connaissez pas encore, s’est lancée le défi de concevoir des batteries solides en tirant parti des avantages de l’impression 3D. L’objectif fixé par son fondateur, un certain Robert Bagheri, est de pouvoir ainsi résoudre les problématiques connues de cette source d’énergie, en réduisant à la fois son coût de production, sa taille et son poids, tout en augmentant dans le même temps son autonomie et sa durabilité.

Des arguments entendus par le constructeur japonais Musashi Seimitsu Industry, qui a fini par rejoindre le projet en 2019. La volonté des deux partenaires d’optimiser les batteries, porte plus exactement sur la conception de batteries à semi-conducteurs. C’est ainsi que l’on surnomme les batteries fonctionnant à partir d’un électrolyte solide et non liquide.

Si autant de constructeurs mise sur cette approche présentée comme la prochaine révolution de la voiture électrique, c’est que la batterie solide présente un florilège d’avantages par rapport à l’existant : des coûts inférieurs, une meilleure durée de vie, une sécurité accrue, une recharge plus rapide, ainsi qu’une meilleure densité énergétique. La différence de ce type de batterie avec les accumulateurs au lithium standard, est qu’elle fonctionne donc avec un matériau solide.

La diffusion des ions lithium est assurée par un polymère ou une sorte de céramique. Au-delà du risque de surchauffe diminué (et donc d’incendie), les cellules peuvent être assemblées de manière plus compacte. La conséquence est une amélioration très nette de la densité énergétique, et donc une autonomie plus élevée pour le véhicule.

Vue intérieure de la plateforme de fabrication additive développée par Sakuu

Vue intérieure de la plateforme de fabrication additive développée par Sakuu (crédits photo : Sakuu)

Pour mettre en oeuvre ces avantages certes colossaux, mais surtout beaux sur le papier, Sakuuu a développé une technologie d’impression 3D à la hauteur du défi. La solution développée par les matières grises de l’entreprise pour produire cette batterie de nouvelle génération appelée Swift Print™, s’appuie en fait sur deux procédés additifs : la fusion sur lit de poudre et le jet de matière. De cette manière il serait possible de combiner plusieurs matériaux dans une seule impression. (Probablement la céramique et le métal, deux matériaux essentiels à la fabrication de la batterie).

Grâce à cette approche, la start-up affirme être en capacité de produire des batteries 50% plus solides et 30% plus légères. Le procédé permettrait en outre d’éliminer les défauts inhérents aux processus existants, à savoir des batteries à faible densité énergétique qui ne sont pas adaptées à une production de masse, car constituées de couches céramiques épaisses et cassantes. La technologie de Sakuu garantirait des batteries à plus haute densité énergétique, avec de fines couches monolithiques de céramique et métal, ainsi qu’une interface parfaite.

L’entreprise californienne souligne également l’intérêt de la complexité de formes et de la souplesse de conception qui pourra être apportée par l’impression 3D. Ses clients pourront ainsi moduler leur production de batteries, selon leur taille et leur type. Enfin, l’autre impact positif de sa technologie, porte sur la durabilité. La capacité de cette technologie à utiliser la juste quantité de matière, signifie en effet moins de matériaux nécessaires à la fabrication des batteries.

« Nous sommes impatients d’inaugurer notre première gigafactory avec les contributions et le soutien de Porsche Consulting »

Pour répondre à l’autre défi qu’est la production en série de ses batteries, Sakuu a donc missionné Porsche Consulting. La filiale du constructeur automobile Porsche sera chargée de tous les aspects de la conception de Gigafactory, c’est à dire d’usines géantes, à l’échelle mondiale. L’objectif visé par Sakuu est une production d’énergie annuelle de 200 GWh pour 2030.

« Par respect pour sa profonde expertise dans l’idéation et l’exécution d’usines automobiles, nous avons finalement choisi Porsche Consulting en raison de notre conviction que son équipe fait preuve de maîtrise dans la conception d’usines de fabrication à grande échelle – du début à la fin« , a déclaré Robert Bagheri, fondateur et PDG de Sakuu. « Nous sommes impatients d’inaugurer notre première gigafactory avec les contributions et le soutien de Porsche Consulting. »

L’expertise de Porsche Consulting dans la conception d’usines à grande échelle, en particulier dans l’espace automobile, permettra aux gigafactories de Sakuu de donner la priorité à la conception durable, tout en maximisant l’efficacité de la fabrication qui peut être reproduite efficacement à travers le monde. Sakuu explique vouloir ouvrir une série d’usines uniques en leur genre qui auront pour but de mettre en oeuvre une plate-forme dénommée Kavian™ dédiée à produire sa gamme de batteries Swift Print, via sa technologie de fabrication additive multi-matériaux.

La solution développée par Sakuu pourrait permettre un large éventail d'applications, depuis la batterie de téléphone, jusqu'à la batterie de voitures électriques

La solution développée par Sakuu pourrait permettre un large éventail d’applications, depuis la batterie de téléphone, jusqu’à la batterie de voitures électriques (crédits photo : Sakuu)

Rappelons que l’année dernière déjà, la start-up californienne avait ouvert un centre d’impression et d’ingénierie pour ses batteries. Implantée dans la prestigieuse Silicon Valley, cette installation de plusieurs millions de dollars et 7000 m2, est utilisée par Sakku comme un centre d’ingénierie.

Des équipes y mènent des travaux sur les batteries, l’ingénierie, la science des matériaux, la R&D et la fabrication additive. Cette installation vise en outre à superviser la formation des nouveaux employés de la gigafactory et les démonstrations de produits clients. Pas moins de 115 employés devraient s’y affairer d’ici le premier trimestre de 2023. Dans ses dernières déclarations Sakuu disait vouloir dans un premier temps se concentrer sur le marché des véhicules à deux et trois roues.

« Sakuu s’engage à constituer une main-d’œuvre extrêmement talentueuse qui souhaite faire partie de notre réinvention de la production d’énergie durable », conclut Robert Bagheri, fondateur et PDG de Sakuu. « Nous avons pour mission de construire une entreprise et une marque qui soient guidées par des produits transformateurs qui peuvent laisser un héritage percutant pour le changement sociétal et environnemental.« 

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