Publié le 2025-10-07 16:38:00. Des chercheurs du MIT ont considérablement amélioré une nouvelle forme de « béton-batterie », promettant de transformer nos infrastructures en immenses réservoirs d’énergie capables d’alimenter des villes entières. Cette avancée pourrait résoudre l’un des plus grands défis de l’énergie renouvelable : le stockage.
- Une nouvelle génération de béton conducteur, baptisé EC³ (Electronically Conductive Carbon-based Concrete), peut désormais stocker dix fois plus d’électricité qu’auparavant.
- Cinq mètres cubes (environ 176,5 pieds cubes) de ce matériau peuvent emmagasiner plus de 10 kWh, suffisant pour alimenter une maison pendant une journée.
- Cette innovation pourrait permettre de construire des infrastructures multifonctionnelles capables de stocker l’énergie, d’absorber le CO2 et de s’auto-réparer.
Le matériau, mis au point par une équipe du Massachusetts Institute of Technology (MIT), est obtenu en mélangeant du ciment, de l’eau, un électrolyte liquide courant et une poudre de carbone ultrafine, le noir de carbone nanométrique. Ce mélange crée un réseau conducteur capable de stocker et de restituer de l’électricité. L’idée est d’intégrer cette capacité de stockage directement dans les éléments de construction eux-mêmes – bâtiments, ponts, trottoirs –, les transformant ainsi en composants actifs du réseau électrique.
Cette technologie s’inscrit dans le domaine du stockage d’énergie supercapacitif. Elle offre une réponse concrète à l’intermittence des énergies renouvelables comme le solaire ou l’éolien. En effet, le problème majeur de ces sources d’énergie est leur incapacité à fournir de l’électricité lorsque le soleil ne brille pas ou que le vent ne souffle pas. Le béton EC³ permettrait de pallier ce manque en stockant localement l’énergie produite pendant les périodes d’excédent.
Les travaux, publiés le 29 septembre dans la prestigieuse revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), font état d’une amélioration de la capacité de stockage d’énergie de l’EC³ d’un facteur dix par rapport aux résultats de 2023. Il y a seulement deux ans, il aurait fallu neuf fois plus de volume de matériau pour atteindre le même niveau de stockage.
« Avec ces densités d’énergie plus élevées et une valeur démontrée dans un espace d’application plus large, nous disposons désormais d’un outil puissant et flexible qui peut nous aider à résoudre un large éventail de défis énergétiques persistants. L’une de nos plus grandes motivations a été de faciliter la transition vers les énergies renouvelables. L’énergie solaire, par exemple, a fait beaucoup de chemin en termes d’efficacité. Cependant, elle ne peut produire de l’énergie que lorsqu’il y a suffisamment de soleil. La question devient alors : comment répondre à vos besoins énergétiques la nuit ou par temps nuageux ? »
Damian Stefaniuk, chercheur au MIT et auteur principal de l’étude
Bien que l’EC³ n’atteigne pas la densité énergétique des batteries lithium-ion traditionnelles, qui stockent plusieurs centaines de fois plus d’énergie pour un poids ou un volume équivalent, son avantage réside dans sa durabilité et son intégration directe dans les structures. Il peut potentiellement durer aussi longtemps que le bâtiment lui-même, sans dépendre de matériaux rares ou toxiques.
L’amélioration des performances découle d’une meilleure compréhension des interactions entre le réseau de carbone et l’électrolyte, ainsi que de modifications dans le processus de fabrication. Plutôt que d’immerger les dalles de béton durcies dans l’électrolyte, les chercheurs ajoutent désormais l’électrolyte directement à l’eau du mélange initial. Cette méthode permet la production de dalles plus épaisses et plus riches en énergie, sans sacrifier la conductivité. Divers électrolytes ont été testés, y compris l’eau de mer, avec des résultats prometteurs, notamment avec un mélange de sels d’ammonium quaternaire et d’acétonitrile.
Ce qui enthousiasme particulièrement les scientifiques, c’est que ces avancées nécessitent des ajustements mineurs au processus de fabrication du béton, ouvrant la voie à une construction durable et à ce que les chercheurs nomment le « béton multifonctionnel ». Ce dernier pourrait non seulement stocker de l’énergie, mais aussi capter le dioxyde de carbone atmosphérique, voire assurer sa propre réparation. Des tests ont déjà été réalisés au Japon pour le dégivrage des trottoirs, offrant une alternative écologique aux sels de déneigement. L’équipe explore maintenant des applications concrètes, allant de maisons autonomes à des parkings et routes capables de recharger les véhicules électriques.
« Ce qui nous enthousiasme le plus, c’est que nous avons pris un matériau aussi ancien que le béton et démontré qu’il pouvait accomplir quelque chose de complètement nouveau. En combinant les nanosciences modernes avec un élément ancien de la civilisation, nous ouvrons la porte à des infrastructures qui non seulement soutiennent nos vies, mais les alimentent. »
James Weaver, professeur agrégé de sciences et d’ingénierie des matériaux à l’Université Cornell et co-auteur de l’étude