Cette borne de charge ultra-rapide est alimentée par des volants d’inertie

La startup israélienne Chakratec a développé une technologie de recharge ultrarapide alimentée par des volants d’inertie. Ce système innovant permet de recharger la batterie d’un véhicule électrique avec une puissance de charge supérieure à celle que peut fournir le réseau. Une première borne de ce type, d’une puissance de 100 kW, est installée à Prague.

L’utilisation d’un volant ou roue d’inertie pour stocker l’énergie n’est pas une innovation récente : cette technique aurait été inventée il y a plus de 6.000 ans par les potiers de Mésopotamie pour entretenir la rotation du tour sur lequel prenaient forme leurs récipients en argile. Dans le domaine de la mobilité elle était utilisée au siècle dernier, notamment dans des rames de métro ou par la société Suisse Oerlikon qui équipait ses Gyrobus d’un moteur à inertie. Ceux-ci ont été mis en circulation dans plusieurs villes de Belgique.

Un volant d’inertie est essentiellement constitué d’une roue dont la masse est progressivement accélérée, par exemple par un moteur électrique. L’énergie y est donc stockée sous forme cinétique. Ensuite, comme dans le principe du freinage régénératif, la roue peut régénérer de l’électricité en entraînant un alternateur. Elle est alors freinée.

La startup israélienne Chakratec a eu l’idée d’utiliser cette technique pour stocker l’électricité dans une borne de recharge et la restituer avec une puissance plusieurs fois supérieure à celle du réseau électrique local. Cela permet ainsi d’éviter les coûts importants d’un renforcement du réseau pour alimenter une borne de recharge ultrarapide de forte puissance.

Par rapport à un stockage par batterie chimique, l’avantage d’un volant d’inertie est qu’il permet de réaliser environ 200.000 cycles de charge et de décharge rapide sans perte de capacité, ce qui correspond à une durée de vie d’environ 20 ans. Cette technologie de stockage est en outre particulièrement « écologique » puisqu’à la différence des batteries lithium-ion, par exemple, elle ne nécessite pas l’utilisation de ressources stratégiques comme le cobalt ou le lithium.

Ilan Ben-David, le co-fondateur de Chakratec explique le principe du volant d’inertie par une comparaison humoristique : « C’est comme la chasse d’eau d’un WC » explique-t-il, « Quand vous tirez la chasse, le réservoir se vide rapidement avec un fort débit. Ensuite il se remplit lentement et ce n‘est que lorsqu’il est plein que vous pouvez tirer la chasse à nouveau ». De même, lorsqu’une borne ultrarapide recharge la batterie d’un véhicule électrique, le volant d’inertie est freiné pour libérer rapidement, avec une forte puissance, l’énergie qu’il a accumulée. Ensuite la roue est de nouveau accélérée pendant une plus longue période pour restocker l’énergie. « Les batteries chimiques ne peuvent pas être utilisées pour cette application en raison du nombre de cycles et de la puissance requise » nous confie Ilan Ben-David.

Un projet pilote à Prague

Une borne ultra-rapide conçue selon ce principe par Chakratec a été installée au Parc des expositions Letňany de Prague par le Škoda Auto DigiLab. La borne est alimentée par dix roues d’inertie abritées dans un conteneur adjacent et qui, selon la brochure téléchargeable sur le site de Chakratech, peuvent recharger 5 véhicules par heure . Il s’agit d’un projet pilote dont l’objectif est de tester et d‘évaluer la technologie. Deux autres bornes du même type auraient déjà été placées dans d’autres pays, toutefois le communiqué dont nous avons pris connaissance ne divulgue pas l’endroit. La borne de Prague dispose d’une puissance de charge de 100 kW mais Chakratec propose sur son site des installations pouvant fournir jusqu’à 300 kW.  

A Prague, les électromobilistes peuvent actuellement utiliser cette borne gratuitement. Evidemment, la puissance de charge est limitée par les caractéristiques de leur véhicule. Peu de modèles acceptent déjà une puissance de charge de 100 kW.

En fonction des résultats de l’expérience, les partenaires prévoient d’installer d’autres stations de charge rapide conçues par Chakratec en Tchéquie  et dans d’autres pays.