Nexus Power fabrique des batteries durables avec des plantes

L’Inde est connue pour sa rapidité à adopter la technologie et pour ses innovations révolutionnaires en programmation et technologie verte. Motivé par les politiques et programmes visionnaires de l’État, le pays s’est toujours efforcé de créer des solutions de transport plus écologiques. Avec la montée en puissance des véhicules électriques, le besoin en batteries écoénergétiques devient urgent. Et c’est ce que proposent les jumelles Nishita et Nikita Baliarsingh, fondatrices de Nexus Power, une start-up qui prend cette question à bras le corps.

À l’université, elles ont commencé à s’intéresser aux mesures de durabilité quantitative comme les cadres d’analyse de la matrice de matérialité ESG. Les jumelles recherchaient des moyens de renverser les problèmes écologiques dus à l’industrialisation et à l’activité humaine en général, et un concours de circonstances les a menées à créer une nouvelle technologie de batterie.

Tout a commencé à un salon de l’automobile à Delhi, où elles ont réalisé qu’une multitude de composants électriques automobiles finissaient en déchets électroniques. Face à ce constat, elles se sont intéressées à l’un des éléments les plus nocifs de la chaîne : les batteries. « Nous avons fait des recherches sur les matériaux chargés de façon électrochimique et qui peuvent donc fonctionner comme des batteries, sans avoir la toxicité du lithium », explique Nikita Baliarsingh.

Ce projet révolutionnaire a germé lorsque les deux sœurs se sont penchées sur un passage d’un document de recherche, suggérant que certaines protéines pourraient faire office d’électrolytes de batterie. Elles ont réalisé les premiers essais à domicile, pendant les confinements de la COVID, avec des pois chiches et des haricots rouges, produisant jusqu’à cinq volts. Pour avoir été obtenu à partir de denrées « aussi brutes, basiques et très courantes dans tous les ménages indiens, ce résultat est impressionnant. Nous avons récupéré les restes de culture, en avons extrait nos protéines puis nous avons réussi à fabriquer une nouvelle génération de batteries » ajoute Nikita Baliarsingh.

La curiosité initiale s’est vite transformée en solution susceptible d’être développée. À l’époque, les médias évoquaient souvent la détérioration de la qualité de l’air en raison du brûlage systématique des chaumes dans les exploitations agricoles. En période de récoltes, on coupe les plantes à ras le sol, au détriment de l’arrachage complet, ce qui amène à des champs couverts de végétaux coupés (les chaumes) à débarrasser avant la prochaine plantation. Dans les pays en développement, le brûlage est justement l’une des méthodes les plus utilisées.

Pour Nexus Power, les chaumes du pays le plus peuplé au monde ne signifient qu’une chose : une source pratiquement inépuisable de matières premières. « D’après nos calculs, on ne sera jamais en rupture de stock », précise Nikita Baliarsingh. En Inde, les hectares de chaumes pourraient être convertis en matériaux de batterie haute performance, ce qui réduirait non seulement les émissions nocives, mais créerait une boucle d’intrants.

L’utilisation des déchets agricoles pour la production de biomatériaux destinés aux batteries empêcherait le brûlage de millions de tonnes de chaumes, et permettrait de créer un nouveau cycle de produit durable. Ce processus est également transportable : les unités de recherche ou de production peuvent s’installer là où se trouve l’intrant brut riche en protéines, c’est-à-dire à peu près partout.

Élément plus important encore, le processus de fabrication des batteries ne change pas. « La superposition et le sertissage sont les mêmes. Nous synthétisons les protéines puis nous créons la suspension anodique et cathodique. Celle-ci est ensuite introduite dans des machines ou des équipements existants et les batteries sont fabriquées de la même manière. Tout le reste est inchangé » renchérit Nikita Baliarsingh.

De plus, la transposition des intrants basés sur les protéines dans une infrastructure traditionnelle de fabrication de batterie est essentielle à la durabilité environnementale et commerciale : les entreprises rechignent à dépenser de grosses sommes pour rééquiper un processus de fabrication de fond en comble, et les consommateurs à payer un surcoût pour les batteries produites.

Les jumelles se sont aussi appuyées sur leur capacité de réutiliser l’infrastructure existante pour les aider à préparer une analyse de rentabilité à l’intention d’associés. « Quand on a une start-up, on n’a pas beaucoup de fonds pour installer des unités de production, avoue Nikita Baliarsingh. Nous avons donc dû nous adapter à l’infrastructure disponible. »

Les batteries Nexus Power, en plus d’être fabriquées à partir de déchets, sont complètement biodégradables : lorsque la suspension anodique/cathodique est déchargée, ce qui reste n’est qu’un peu de déchet organique. Une fois séparé de la paroi plastique ou des câbles en métal, le mélange peut directement aller dans le compost.

Nikita Baliarsingh ajoute que les batteries de Nexus Power fonctionnent mieux que celles en plomb-acide, lithium-ion ou même d’autres mélanges chimiques de plus en plus répandus. De par la densité énergétique plus élevée des déchets agricoles, elle affirme que la solution a un rendement 25 % supérieur à des batteries comparables d’autres types. En plus, leur coût est moins élevé vu l’abondance du matériau intrant bon marché.

Même si Nexus Power a les moyens de dominer le marché côté performance et coût, les jumelles sont convaincues que la durabilité est le meilleur atout de leur entreprise unique.

Power a le potentiel de changer la donne. De nombreux dispositifs quotidiens devenus indispensables contiennent des batteries : véhicules électriques, drones, ordinateurs portables, téléphones, et autres gadgets électroniques. Les systèmes de stockage du réseau en dépendent aussi. « Les VE sont un secteur en pleine ébullition, affirme Nikita Baliarsingh, par conséquent il est plus facile de changer les composants ou les éléments par tâtonnement. »

L’entreprise a reçu un soutien initial du KIIT-Technology Business Incubator (KIIT-TBI), une pépinière sans but lucratif de l’Institut de technologie industrielle de Kalinga à Odisha, qui aide plus de 450 start-up en électronique, RA/RV, biotechnologie et technologie médicale. « Le TBI a tout de suite cru en notre idée et soutient de jeunes entrepreneuses comme nous en leur fournissant les infrastructures nécessaires », explique Nikita Baliarsingh. Le KIIT-TBI a facilité l’obtention de subventions gouvernementales pour Nexus et a fourni les machines pour la synthèse des matériaux, les tests électrochimiques et l’accès à l’impression de maquettes 3D.

Après plusieurs années de recherche financée par des subventions publiques et des investisseurs privés, Nexus Power se prépare à commercialiser son invention d’ici un an. L’entreprise fait des essais de grande échelle destinés à aligner sa technologie et la feuille de route du produit aux marchés de la mobilité et des applications fixes. Les résultats de ces essais renseigneront une usine de fabrication pilote d’une capacité de 100 MWh environ dans le but d’élargir le déploiement de tests sur les VE, les drones, les systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) et les applications d’alimentation sans interruption (ASI). Nexus mènera des essais rigoureux pendant six mois et commencera les homologations pour viser une augmentation de la production à 1 GWh d’ici dix à douze mois.

« Nous essayons de peaufiner notre dossier pour convaincre le marché du produit, reprend Nikita Baliarsingh. Il y aura une transition entre une infrastructure de batteries existante et un mélange chimique différent. Le but est donc d’avoir une renommée suffisante pour garantir l’adhésion des acheteurs et leur acceptation du changement. »

Durant tout l’essor de l’entreprise, Autodesk s’est révélé être un partenaire essentiel. Nexus Power s’est servi des applications Autodesk Fusion et AutoCAD pour produire des dessins détaillés des batteries, effectuer des essais de simulation et créer des prototypes. « Nous avons fait une impression 3D de tous nos prototypes initiaux sous Fusion, ajoute Nikita Baliarsingh. L’intégration de la CAO et de la FAO à Fusion nous a permis de créer les dessins, de tester les choix de superposition, et de préparer les fichiers à imprimer dans un seul environnement logiciel. L’impression 3D nous a vraiment renseignées sur tous les aspects de nos dessins. Le logiciel est devenu notre outil le plus précieux pour la conception de l’accumulateur de A à Z. »

Les cofondatrices de Nexus Power ont choisi d’imprimer les prototypes en 3D pour trois raisons. D’abord, le type de cellules et de formes qu’elles voulaient utiliser pour les premiers tests n’existait pas, et elles n’avaient pas accès à l’équipement de fraisage classique pour les fabriquer. Deuxièmement, la pépinière KIIT-TBI avait un flux de travail par impression 3D à disposition pour la start-up. Enfin, c’était une question de rapidité et d’agilité. « Avec l’impression 3D, on peut construire des prototypes multiples très rapidement, conclut Nikita Baliarsingh. Pour un accumulateur complet, il nous a fallu deux ou trois jours. Si on était passées par la fabrication en métal, il aurait fallu beaucoup plus de temps. Les impressions 3D sont légères, mais fournissent toute la solidité et le soutien de la fabrication en métal. »

Dans ce secteur dominé par les hommes, Nexus Power est un exemple d’innovation menée par des femmes. Nikita et Nishita, leurs créatrices, sont toutes deux titulaires d’un MBA et Nishita d’un diplôme de comptabilité, qui apporte à l’entreprise une expertise financière et commerciale.

Malgré une représentation croissante, les préjugés sexistes  demeurent un obstacle pour les femmes dans le secteur de la technologie qui font face au scepticisme et à des barrières. L’élan et la réussite de Nexus Power montrent comment de jeunes femmes peuvent chambouler les domaines technologiques. Nikita Baliarsingh reconnaît que même si les choses évoluent bien dans le domaine de l’égalité des sexes, il reste encore du chemin à parcourir.