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Comment l’intelligence artificielle peut rendre les voitures électriques moins dépendantes au lithium

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Batterie Hummer EV

Le lithium est un matériau rare, coûteux et dont l’extraction pose de réels problèmes sur l’environnement. Microsoft a peut-être trouvé la solution pour réduire drastiquement la quantité de cet or blanc dans les batteries de nos voitures électriques.

Comment réduire le lithium dans les batteries ?

L’industrie automobile suscite la curiosité de Microsoft depuis déjà quelques années. À l’aide de l’intelligence artificielle, la firme de Redmond a apporté son aide au Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), une branche du ministère américain de l’Énergie. Cette collaboration consiste à identifier un nouveau mélange de matériaux susceptible de réduire la quantité de lithium contenue dans les batteries des voitures électriques.

Le constat est le suivant : le lithium est rare, coûteux et son extraction est particulièrement mauvaise d’un point de vue écologique. Cependant, la plupart des batteries sont fabriquées à base de lithium. C’est même très souvent le matériau le plus important en quantité. Cet or blanc offre un avantage de taille : une densité énergétique forte, ce qui se traduit par des batteries plus légères et par une plus grande autonomie.


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Pour tenter de réduire l’impact de son extraction sur l’environnement, Microsoft travaille sur une chimie qui contiendrait moins de lithium. Les avancées révolutionnaires dans des domaines comme la fabrication des batteries pour véhicules électriques s’inscrivent souvent dans le temps long. Mais grâce à la technologie Azure Quantum Elements et à l’intelligence artificielle, l’entreprise américaine a déjà des résultats.

L’IA au service de la recherche

L’algorithme de l’entreprise a proposé 32 millions de matériaux potentiels. C’est évidemment beaucoup trop. Pour affiner, le système a ensuite éliminé toutes les combinaisons instables. La liste a dans un second été réduite à 500 000 compositions de matériaux stables, puis à 800. Vijay Murugesan, responsable des sciences sur les matériaux au sein du PNNL, s’est dit impressionné par cette nouvelle méthode de calcul.

Il précise que « 32 millions de matériaux potentiels, c’est quelque chose que nous ne pourrions jamais obtenir. Imaginez un être humain qui passerait en revue 32 millions de matériaux et en choisirait un ou deux. C’est tout simplement impossible ». C’est effectivement dans ce genre de cas que l’intelligence artificielle peut se révéler très utile. Surtout que l’ensemble du processus a pris moins de 4 jours.

 

Après une nouvelle étape pour trouver les matériaux les plus adaptés, les chercheurs ont réduit la liste des compositions chimiques potentiels à seulement 23, dont 5 étaient déjà connus. Un tel processus aurait pu prendre plusieurs mois aux chercheurs. Avec les technologies de Microsoft il aura fallu à peine 80 heures supplémentaires. À la fin, une composition chimique a été retenue.

Un mélange de lithium et de sodium ?

Un mélange de lithium et de sodium qui permettrait de réduire l’utilisation de l’or blanc d’environ 70 % par rapport aux batteries lithium-ion actuelles. Selon Nathan Baker, chef de produit chez Azure Quantum Elements, « les batteries à l’état solide sont supposées être plus sûres que les batteries traditionnelles. Et elles offrent une plus grande densité énergétique ».

Il est convaincu que « notre nouvelle composition chimique pourrait avoir d’énormes avantages sur le plan environnemental et économique ». Microsoft souhaite désormais entraîner ses algorithmes à prédire le comportement des matériaux dans une batterie. Cela pourrait permettre aux scientifiques de les tester virtuellement avant même de commencer leurs propres recherches dans le monde réel.

Il faut rester prudent : le processus en est encore à un stade précoce et il encore possible que la composition chimique déterminée par l’intelligence artificielle ne donne pas les résultats escomptés lorsqu’elle sera testée à plus grande échelle. Concrètement, Microsoft ne peut pas affirmer que les résultats de cette recherche permettront d’améliorer les batteries des voitures électriques.


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Mais il faut surtout retenir la rapidité avec laquelle les travaux ont pu être menés. Quelques jours seulement grâce à l’intelligence artificielle, au lieu de plusieurs mois, voire plusieurs années. La méthode est révolutionnaire. Le géant américain prouve qu’il peut être présent aux côtés des chercheurs pour accélérer certaines recherches qui prennent habituellement beaucoup de temps.

De plus, on constate que le sodium est une solution de plus en plus privilégiée par les ingénieurs dans le monde de l’automobile. Certains constructeurs ont même déjà sorti leurs premiers modèles avec des batteries de ce genre. C’est le cas du chinois JAC (une marque détenue à 50 % par l’État chinois et à 50 % par le groupe Volkswagen). Avec sa batterie sodium-ion, la JAC Yiwei EV est déjà en cours de commercialisation.



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