L'Europe a pris de grands risques dans l'industrie des batteries ces dernières années et a connu quelques échecs retentissants. La suédoise Northvolt et la norvégienne Morrow ont toutes deux déposé le bilan, et l'on craint en Europe que le continent n'ait manqué un autre virage technologique. Avec la transition des transports et de l'industrie des combustibles fossiles vers l'électricité, les batteries seront probablement un secteur en croissance. Mais le temps nécessaire pour mettre de nouveaux produits sur le marché, couplé à une concurrence brutale, notamment de la Chine, signifie prendre un risque considérable.

La solution réside-t-elle à une échelle presque inimaginablement petite ? Un nombre croissant d'investisseurs et de chercheurs le pensent. Un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre, mais c'est à ce niveau que certains des travaux les plus déterminants sont réalisés. « Si vous pouvez faire fonctionner cela, cela touche tellement d'industries [mais] c'est une activité risquée », déclare Christian Rood, directeur général de l'entreprise technologique néerlandaise LeydenJar.

Baptisée d'après un précurseur du XVIIIe siècle des cellules électriques, LeydenJar utilise une technique connue sous le nom de dépôt plasma pour fabriquer une anode plus légère et plus efficace – un composant essentiel de toutes les batteries. Le silicium est un matériau très efficace et bon marché à utiliser dans les anodes, mais le silicium pur se dilate et se contracte lorsque la batterie fonctionne et est rechargée, ce qui le fait craquer. Cependant, en utilisant le dépôt plasma, LeydenJar peut – couche par couche minuscule – fabriquer une feuille de silicium pur ultra-fine qui résiste à la fissuration, permettant une augmentation significative de la durée de vie de la batterie, de la vitesse de charge et de la densité énergétique (jusqu'à 50 %, selon LeydenJar). « Là où normalement une anode en silicium pur s'effondrerait, [celle-ci] reste stable, c'était donc une invention merveilleuse », déclare Rood. « Nous nous attaquons au goulot d'étranglement de la batterie. »

La production à l'échelle commerciale débutera fin 2026, mais il a fallu 10 ans pour arriver à ce stade – la définition même du temps et de l'investissement nécessaires pour ce qu'on appelle les innovations de Deep Tech. Ce n'est pas un hasard si l'usine de LeydenJar se trouve dans la ville néerlandaise d'Eindhoven – fief d'ASML et d'autres acteurs importants de l'industrie des puces informatiques. « Beaucoup de gens parlent théoriquement d'écosystèmes ; je peux vous dire que c'est l'une de nos sources d'avantage concurrentiel », affirme Rood. « C'est vraiment le croisement entre les semi-conducteurs et les batteries qui nous rend différents – une fois que vous avez démontré le principe en laboratoire, l'industrialisation exige que vous travailliez avec la technologie des semi-conducteurs et les fournisseurs. Cela implique beaucoup de risques, mais aussi beaucoup d'opportunités en termes de brevets, en termes de sécurisation de toute votre propriété intellectuelle. Et c'est beaucoup plus difficile à faire aux États-Unis ou en Chine. »

Aux Pays-Bas et plus largement en Europe, il existe de multiples petites start-ups de Deep Tech cherchant à développer les nanotechnologies sur le marché des batteries. L'une d'elles est Powall, une start-up de la ville néerlandaise de Delft qui développe des équipements à l'échelle commerciale pour le nanorevêtement des poudres qui sont les matières premières des batteries actuelles. Là encore, l'échelle est minuscule, et une fois de plus la technique est née dans l'industrie des semi-conducteurs. Les granules de poudre individuels sont mesurés en micromètres, les revêtements en nanomètres – ils sont appliqués à l'aide d'une technique connue sous le nom de dépôt de couche atomique.

Roderik Colen, PDG de Powall, me dit que le système offre de multiples possibilités d'ajuster et d'améliorer les performances des batteries actuelles. « Votre batterie fonctionne moins bien qu'avant après des milliers d'utilisations – cette dégradation ou ce vieillissement peut être ralenti lorsque vous utilisez un nanorevêtement », explique Colen. « Vous pouvez avoir un nouveau matériau passionnant avec une capacité plus élevée ou une charge rapide, tous ces nouveaux développements. Ils ont généralement un élément très bon, mais ils souffrent du côté de la durabilité. » Et cela signifie qu'ils ne seront jamais un produit commercial. « C'est là que nous intervenons, pour leur donner le revêtement protecteur afin de permettre effectivement ces nouveaux matériaux. »

Les poudres et le revêtement sont transportés par gaz et mis en contact