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Hydro-Québec veut se lancer dans la production de batteries

Il est possible d’avoir une chaîne de production nourrie à 100% par les mines de lithium, de nickel, de cobalt et de cuivre du Québec, dit le DG du Centre d’excellence en électrification des transports et stockage d’énergie

Karim Zaghib est DG du Centre d’excellence en électrification des transports et stockage d’énergie et estime que HQ est en avance de cinq ans sur le reste du monde pour le développement d’une technologie révolutionnaire : la batterie solide.
Photo Pierre-Paul Poulin Karim Zaghib est DG du Centre d’excellence en électrification des transports et stockage d’énergie et estime que HQ est en avance de cinq ans sur le reste du monde pour le développement d’une technologie révolutionnaire : la batterie solide.

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Hydro-Québec veut se lancer dans la production de batteries fabriquées au Québec et rêve d’une chaîne de production alimentée à 100 % par les mines québécoises.

«Dans les prochains cinq ans, je pense qu’on peut avoir une usine de construction de batteries, avec toute la chaîne de production au Québec», lance Karim Zaghib, directeur général du Centre d’excellence en électrification des transports et stockage d’énergie, en entrevue avec notre Bureau parlementaire. Ces piles pourraient se retrouver dans des automobiles, des téléphones ou des ordinateurs par exemple.

M. Zaghib œuvre depuis deux décennies au sein d’Hydro-Québec.

Les succès de son laboratoire se mesurent en espèce sonnante et trébuchante : le centre a récolté 110 M$ depuis 2011 en redevance sur les brevets. Et selon M. Zaghib, l’aventure sera de plus en plus payante.

À partir de 2022, M. Zaghib prévoit qu’il rapportera près de 100 M$ par année grâce à la batterie solide, une nouvelle technologie prometteuse.

Chercheur renommé, ce génie des batteries a été nommé trois fois parmi les scientifiques les plus influents du monde, selon un palmarès indépendant. Il envisage maintenant un partenariat entre Hydro-Québec et une entreprise privée pour produire des batteries.

Le rêve de M. Zaghib

«C’est mon rêve, depuis 23 ans. Au Québec, on a du lithium, du nickel, du cobalt, du cuivre. Au lieu de vendre les minerais ailleurs, on peut faire la transformation de la mine à la batterie ici», confie-t-il au Journal. La première étape pour Hydro-Québec serait de se lancer dans la production de composantes avec un partenaire privé. Mais une chose est claire, pour le chercheur, la société d’État ne doit plus se contenter de vendre ses brevets : «On veut commercialiser.»

Ce rêve a déjà paru bien lointain. Il y a 20 ans, la haute direction de la société d’État a tenté d’éliminer le projet de batterie.

«En 1999, ils ont dit, vous êtes rêveur, on arrête tout. Bien, moi, je n’ai pas arrêté», dit-il en riant. À l’époque, il n’avait que deux collaborateurs, Abdelbast Guerfi et Patrick Charest.

Il est aujourd’hui à la tête d’un centre de recherche de 75 personnes qui réalise des contrats pour l’armée américaine (voir autre texte), le département américain de l’énergie ou pour l’Union européenne.

«Au centre d’excellence, on a depuis longtemps la culture d’aller chercher du financement à l’externe et de vendre des licences à l’externe», explique-t-il.

Les portes du Tokamak

Le laboratoire de Karim Zaghib se cache dans les entrailles du Tokamak de Varenne, un miniréacteur qui servait à étudier la production d’énergie par fusion nucléaire.

L’aventure scientifique du Tokamak a été abandonnée à la fin des années 1990. Aujourd’hui, lorsqu’on passe les portes massives d’acier inoxydable de 10 mètres de hauteur sur 5 mètres de large et de près de 50 centimètres d’épaisseur qui séparaient les chercheurs d’un plasma de 10 millions de degrés Celsius, on tombe sur une unité de production de prototypes de piles.

«J’y vois un symbole de la volonté d’Hydro-Québec de toujours continuer à faire de la recherche. J’ai gardé les portes, les lumières d’alertes et plusieurs équipements qui étaient restés ici. Peut-être qu’un jour on pourra en faire un musée», lance-t-il.

L’imposant bâtiment est toujours utile à l’équipe de Karim Zaghib. Au sous-sol, qu’on surnomme le «bunker», une salle en béton armé permet de faire des tests de sécurité sur les piles : feu, choc et même chute d’une dizaine de mètres.

Des batteries payantes pour Hydro

  • Hydro Québec détient 748 brevets pour des piles électriques.
  • 246 sont présentement licenciés, c’est-à-dire prêtés à une entreprise.
  • De 2011 à 2017, ces brevets ont généré 170 M$ en revenu.
  • Au net, Hydro-Québec a récolté 110 M$ durant cette période.
  • La société d’État a commencé à étudier les batteries en 1979.
  • «Nous sommes des pionniers», dit Karim Zaghib.

Hydro-Québec à la conquête de l’Afrique

Le centre d’expertise teste actuellement des modules constitués d’une série de batteries qui se rangent dans un conteneur facilement déplaçable : ces piles géantes seront testées dans les réseaux autonomes des villages nordiques éloignés du Québec. Elles permettront d’assurer un système électrique constant, dans un contexte d’alimentation en énergie non continue, comme avec le solaire et l’éolien. L’objectif de HQ est toutefois plus ambitieux.

«On pourra le commercialiser en Asie et en Afrique, où beaucoup de villages n’ont tout simplement pas de réseau électrique pour l’instant. C’est ça l’objectif», explique Karim Zaghib. Le cellulaire s’est rapidement imposé sur le continent africain, car le système filaire était quasi inexistant, note M. Zaghib. De la même façon, le stockage à grande échelle et la production d’énergie solaire pourraient exploser d’ici cinq ans.

En guerre contre les pirates informatiques

Le centre d’expertise se méfie des voleurs de secret industriel, et a de nombreux démêlés commerciaux avec la Chine.

«On a de gros gros gros problèmes en Chine à cause de la propriété intellectuelle. La Chine ne respecte pas la propriété intellectuelle, et ça fait des années que ça dure», déplore Karim Zaghib.

«On a de l’or, tout le monde veut y toucher», ajoute-t-il. C’est sans compter les pirates qui vont tenter de voler des secrets industriels. « Ça existe, et je peux dire une chose : on est très très sensible à ça. » Les mesures de sécurité sont sévères et le chercheur prêche par l’exemple. À l’étranger, il ne laisse jamais son ordinateur dans sa chambre d’hôtel et traîne tous ses effets personnels sur lui. Il n’accepte jamais les clés USB promotionnelles et utilise un téléphone de voyage qui ne lui sert qu’à parler avec sa famille.

La pile solide de HQ va révolutionner l’industrie

Hydro-Québec a une arme secrète dans son laboratoire de Varenne : une pile solide, plus légère, plus sécuritaire et moins coûteuse à produire que la batterie lithium-ion que l’on retrouve pour l’instant sur le marché. «On a une longueur d’avance de cinq ans sur tout le monde : les Américains, les Japonais, les Chinois, on peut le dire avec fierté», lance Karim Zaghib.

«Une batterie lithium-ion, ce n’est pas totalement sécuritaire. Vous avez les téléphones qui prennent feu. Un coup, un accident et ça peut prendre feu. Les batteries solides sont très sécuritaires, plus légères et moins volumineuses», note le chercheur.

La production de piles coûte 242 $ le kWh actuellement, selon le département américain de l’énergie. En 2023, HQ estime que sa technologie sera prête à être commercialisée et pourra être produite à 100 $ le kWh. «Le prix mondial des autos électriques va diminuer grâce à notre technologie», pense M. Zaghib. À ce prix, note le chercheur, l’existence de la voiture à essence sera véritablement remise en question.

Un gros contrat avec l’armée américaine

Hydro-Québec a développé pour le compte de l’armée américaine une batterie lithium-ion miniaturisée à très haut voltage.

Les montants en jeu sont confidentiels, mais l’aventure risque d’être très profitable pour la société d’État.

«Ils n’ont trouvé aucune compagnie américaine pour le faire, alors ils sont venus nous voir. C’est un très bon modèle. Ils arrivent et nous disent : on a un problème, ça ne fonctionne pas. Pouvez-vous nous aider? On va vous donner de l’argent. Nous, on crée des emplois au Québec pour les civils, et, à la fin, on partage 50/50 les dividendes si on commercialise», explique Karim Zaghib.