Nous sommes tous passés par là. C'est le matin de Noël. Un enfant arrache le papier cadeau, sort de son emballage le jouet le plus recherché de l'année et appuie sur le bouton, prêt à embêter la maison pendant des jours avec son bruit et ses lumières clignotantes - mais rien ne se passe. Vous vérifiez la boîte jetée et lisez les petits caractères : "Piles non incluses".

De nos jours, il semble que les piles soient omniprésentes, qu'il s'agisse de nos montres, de nos téléphones, de nos vélos ou de nos voitures. Au lieu de les voler dans la télécommande de la télévision ou de les chercher au fond des tiroirs poussiéreux de la cuisine, nous cherchons des moyens de les recharger et de prolonger leur durée de vie - et peut-être même de modifier complètement notre infrastructure énergétique.

Comme l'a rapporté le New York Times au début du mois, les batteries géantes sont en train de transformer la façon dont les États-Unis utilisent l'électricité, en particulier dans les régions qui ont recours à des sources d'électricité plus renouvelables telles que l'énergie solaire et éolienne.

Depuis 2020, la Californie, l'État qui utilise le plus d'énergie solaire, a installé plus de batteries géantes dans son réseau énergétique que n'importe quel autre pays du monde, à l'exception de la Chine. La logique est simple : Comme il n'y a pas de soleil la nuit, il n'y a pas d'énergie solaire. Mais en stockant l'énergie excédentaire absorbée pendant la journée dans des batteries, elle peut être utilisée pendant la nuit, remplaçant ainsi une partie de la demande en combustibles fossiles.

De même, au Texas, l'énergie éolienne produite pendant la nuit peut être stockée pendant les heures de faible demande, pour être utilisée le lendemain lorsque la consommation augmente. Au cours des trois dernières années, la capacité de stockage des batteries sur le réseau américain a été multipliée par dix et devrait encore doubler cette année. Comme l'a déclaré au Times Helen Kou, responsable de l'analyse de l'énergie aux États-Unis chez BloombergNEF, "les batteries passent rapidement de ces applications de niche au transfert de grandes quantités d'énergie renouvelable vers les périodes de pointe de la demande".

Mais les batteries ne suffiront pas à résoudre notre dépendance à l'égard des combustibles fossiles. Les piles au lithium-ion sont encore principalement produites en Chine, ce qui pose un problème de disponibilité, et elles présentent également un risque d'incendie. Heureusement, la technologie des batteries continue de se développer et, avec elle, le potentiel de nouvelles capacités.

L'une des innovations est la mise au point de batteries à flux, qui stockent l'énergie dans l'eau salée. Pour charger la batterie, l'eau est séparée en un acide et une base, qui sont stockés dans des réservoirs distincts. En se recombinant, la réaction libère de l'énergie. Comme le rapporte l'Imperial College de Londres, Jiajun Cen a développé l'idée pendant ses études et dirige aujourd'hui AquaBattery, qui vient de recevoir un investissement de départ de 6 millions d'euros pour l'aider à commercialiser sa technologie.

Le stockage de l'énergie pourrait également être transformé par de nouvelles structures matérielles, permettant aux condensateurs des véhicules électriques et d'autres appareils de conserver leur charge beaucoup plus longtemps.

Live Science a fait état d'une récente percée - réalisée par inadvertance par des scientifiques - dans le domaine des "hétérostructures" dotées d'une nouvelle propriété qui réduit la vitesse à laquelle l'énergie se dissipe à travers un matériau. Ces nouveaux condensateurs ont le potentiel de contenir une densité énergétique 19 fois plus élevée et pourraient constituer la base de batteries améliorées pour les appareils grand public et le stockage de l'énergie à l'échelle du réseau.