Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

Donald Sadoway : le chaînon manquant de l'énergie renouvelable

Traducteur: Elisabeth Buffard Relecteur: Anna Cristiana Minoli

The electricity powering the lights in this theater

L'électricité qui alimente les lumières de ce théâtre

was generated just moments ago.

a été générée il y a à peine quelques instants.

Because the way things stand today,

Parce que telles que les choses sont aujourd'hui,

electricity demand must be in constant balance

la demande d'électricité doit être en équilibre constant

with electricity supply.

avec l'approvisionnement en électricité.

If in the time that it took me to walk out here on this stage,

Si dans le temps qu'il m'a fallu pour venir sur cette scène,

some tens of megawatts of wind power

quelques dizaines de mégawatts d'énergie éolienne

stopped pouring into the grid,

arrêtaient de se déverser dans le réseau,

the difference would have to be made up

la différence devrait être compensée

from other generators immediately.

immédiatement par d'autres générateurs.

But coal plants, nuclear plants

Mais les centrales au charbon, les centrales nucléaires

can't respond fast enough.

ne peuvent pas répondre assez vite.

A giant battery could.

Une batterie géante le pourrait.

With a giant battery,

Avec une batterie géante,

we'd be able to address the problem of intermittency

nous serions en mesure de résoudre le problème de l'intermittence

that prevents wind and solar

qui empêche le vent et l'énergie solaire

from contributing to the grid

de contribuer au réseau

in the same way that coal, gas and nuclear do today.

de la même manière que le charbon, le gaz et le nucléaire aujourd'hui.

You see, the battery

Vous voyez, la batterie

is the key enabling device here.

est l'appareil activateur clé ici.

With it, we could draw electricity from the sun

Avec elle, nous pourrions tirer de l'électricité du soleil

even when the sun doesn't shine.

même quand le soleil ne brille pas.

And that changes everything.

Et cela change tout.

Because then renewables

Parce qu'alors les énergies renouvelables,

such as wind and solar

comme l'énergie éolienne et solaire

come out from the wings,

sortent des ailes,

here to center stage.

pour venir ici au centre de la scène.

Today I want to tell you about such a device.

Aujourd'hui, je veux vous parler d'un tel appareil.

It's called the liquid metal battery.

C'est ce qu'on appelle la batterie métal liquide.

It's a new form of energy storage

C'est une nouvelle forme de stockage de l'énergie

that I invented at MIT

que j'ai inventé au MIT

along with a team of my students

avec une équipe de mes étudiants

and post-docs.

et post-doctorants.

Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.

Le thème de TED cette année est Full Spectrum, [tout le spectre].

The OED defines spectrum

Le Dictionnaire Oxford définit spectre

as "The entire range of wavelengths

comme «L'ensemble des longueurs d'onde

of electromagnetic radiation,

d'un rayonnement électromagnétique,

from the longest radio waves to the shortest gamma rays

depuis les ondes radio les plus longues aux rayons gamma les plus courts

of which the range of visible light

dont la plage de lumière visible

is only a small part."

n'est qu'une petite partie. »

So I'm not here today only to tell you

Donc, je ne suis pas ici aujourd'hui que pour vous dire

how my team at MIT has drawn out of nature

comment mon équipe au MIT a tiré de la nature

a solution to one of the world's great problems.

une solution à l'un des grands problèmes du monde.

I want to go full spectrum and tell you how,

Je veux parcourir tout le spectre et vous dire comment,

in the process of developing

dans le processus de développement

this new technology,

de cette nouvelle technologie,

we've uncovered some surprising heterodoxies

nous avons découvert quelques hétérodoxies surprenantes

that can serve as lessons for innovation,

qui peuvent servir de leçons pour l'innovation,

ideas worth spreading.

des idées qui méritent d'être partagées.

And you know,

Et vous le savez,

if we're going to get this country out of its current energy situation,

si nous devons sortir ce pays de sa situation énergétique actuelle,

we can't just conserve our way out;

nous ne pouvons pas nous en sortir sans changement ;

we can't just drill our way out;

nous ne pouvons pas nous en sortir en forant ;

we can't bomb our way out.

nous ne pouvons pas nous en sortir à coups de bombes.

We're going to do it the old-fashioned American way,

Nous allons le faire à la bonne vielle manière américaine,

we're going to invent our way out,

nous allons nous en sortir en inventant,

working together.

en travaillant ensemble.

(Applause)

(Applaudissements)

Now let's get started.

Maintenant, commençons.

The battery was invented about 200 years ago

La batterie a été inventée il y a 200 ans

by a professor, Alessandro Volta,

par un professeur, Alessandro Volta,

at the University of Padua in Italy.

à l'Université de Padoue en Italie.

His invention gave birth to a new field of science,

Son invention a donné naissance à un nouveau domaine scientifique,

electrochemistry,

l'électrochimie,

and new technologies

et les nouvelles technologies

such as electroplating.

telles que la galvanoplastie.

Perhaps overlooked,

Peut-être négligée,

Volta's invention of the battery

l'invention de la pile par Volta

for the first time also

pour la première fois a aussi

demonstrated the utility of a professor.

démontré l'utilité d'un professeur.

(Laughter)

(Rires)

Until Volta, nobody could imagine

Jusqu'à Volta, personne ne pouvait imaginer

a professor could be of any use.

qu'un professeur pouvait être d'une utilité quelconque.

Here's the first battery --

Voici la première batterie -

a stack of coins, zinc and silver,

une pile de pièces de monnaie, de zinc et d'argent,

separated by cardboard soaked in brine.

séparées par du carton trempé dans de la saumure.

This is the starting point

C'est le point de départ

for designing a battery --

pour la conception d'une batterie -

two electrodes,

deux électrodes,

in this case metals of different composition,

dans le cas présent des métaux de composition différente,

and an electrolyte,

et un électrolyte,

in this case salt dissolved in water.

dans le cas présent le sel dissous dans l'eau.

The science is that simple.

La science est aussi simple que cela.

Admittedly, I've left out a few details.

Certes, j'ai laissé de côté quelques détails.

Now I've taught you

Maintenant, je vous ai enseigné

that battery science is straightforward

que la science de la batterie est simple

and the need for grid-level storage

et la nécessité de stockage au niveau du réseau

is compelling,

est convaincante,

but the fact is

mais le fait est

that today there is simply no battery technology

qu'aujourd'hui, il n'y a tout simplement pas de technologie des batteries

capable of meeting

capable de répondre

the demanding performance requirements of the grid --

aux exigences de performance du réseau -

namely uncommonly high power,

à savoir une énergie anormalement élevée,

long service lifetime

une durée de vie longue

and super-low cost.

et un coût ultra-faible.

We need to think about the problem differently.

Nous devons réfléchir au problème différemment.

We need to think big,

Nous devons penser grand,

we need to think cheap.

nous devons penser bon marché.

So let's abandon the paradigm

Donc, abandonnons l'idée

of let's search for the coolest chemistry

de chercher la chimie la plus cool

and then hopefully we'll chase down the cost curve

et puis d'espérer faire baisser les coûts

by just making lots and lots of product.

en faisant simplement des tas et des tas de produits.

Instead, let's invent

Au lieu de cela, inventons

to the price point of the electricity market.

au niveau de prix du marché de l'électricité.

So that means

Cela signifie donc

that certain parts of the periodic table

que certaines parties de la table périodique

are axiomatically off-limits.

sont axiomatiquement hors-limites.

This battery needs to be made

Cette batterie doit être faite

out of earth-abundant elements.

à partir d'éléments abondants sur terre.

I say, if you want to make something dirt cheap,

Je dis que si vous voulez faire quelque chose de vraiment pas cher,

make it out of dirt --

prenez de la terre pour le faire --

(Laughter)

(Rires)

preferably dirt

de préférence de la poussière

that's locally sourced.

qui est d'origine locale.

And we need to be able to build this thing

Et nous devons être en mesure de construire ce truc

using simple manufacturing techniques and factories

en utilisant des techniques de fabrication simples et des usines

that don't cost us a fortune.

qui ne nous coûtent pas une fortune.

So about six years ago,

Donc, il y a environ six ans,

I started thinking about this problem.

j'ai commencé à réfléchir à ce problème.

And in order to adopt a fresh perspective,

Et afin d'adopter une nouvelle perspective,

I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.

j'ai cherché l'inspiration au-delà du domaine du stockage de l'électricité.

In fact, I looked to a technology

En fait, je me suis tourné vers une technologie

that neither stores nor generates electricity,

qui ne stocke pas et ne génère pas d'électricité,

but instead consumes electricity,

mais au lieu de ça consomme de l'électricité,

huge amounts of it.

en quantités énormes.

I'm talking about the production of aluminum.

Je parle de la production d'aluminium.

The process was invented in 1886

Le procédé a été inventé en 1886

by a couple of 22-year-olds --

par deux hommes de 22 ans -

Hall in the United States and Heroult in France.

Hall aux États-Unis et Héroult en France.

And just a few short years following their discovery,

Et à peine quelques années après leur découverte,

aluminum changed

l'aluminium est passé

from a precious metal costing as much as silver

du statut de métal précieux coûtant aussi cher que l'argent

to a common structural material.

à celui d'un matériau ordinaire.

You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.

Vous avez devant vous là la halle d'électrolyse d'une aluminerie moderne.

It's about 50 feet wide

Elle mesure environ 15 mètres de large

and recedes about half a mile --

et s'étend sur environ 800 mètres -

row after row of cells

rangée après rangée de cellules

that, inside, resemble Volta's battery,

qui, à l'intérieur, ressemble à la pile de Volta,

with three important differences.

avec trois différences importantes.

Volta's battery works at room temperature.

La pile de Volta fonctionne à température ambiante.

It's fitted with solid electrodes

Elle est munie d'électrodes solides

and an electrolyte that's a solution of salt and water.

et d'un électrolyte qui est une solution saline.

The Hall-Heroult cell

La cellule de Hall-Héroult

operates at high temperature,

fonctionne à haute température,

a temperature high enough

une température suffisamment élevée

that the aluminum metal product is liquid.

pour que le produit de l'aluminium métallique soit liquide.

The electrolyte

L'électrolyte

is not a solution of salt and water,

n'est pas une solution saline,

but rather salt that's melted.

mais plutôt du sel fondu.

It's this combination of liquid metal,

C'est cette combinaison de métal liquide,

molten salt and high temperature

de sel fondu et la température élevée

that allows us to send high current through this thing.

qui nous permet d'envoyer du courant élevée à travers cette chose.

Today, we can produce virgin metal from ore

Aujourd'hui, nous pouvons produire du métal vierge à partir du minerai

at a cost of less than 50 cents a pound.

à un coût inférieur à 50 cents la livre.

That's the economic miracle

C'est le miracle économique

of modern electrometallurgy.

de l'électrométallurgie moderne.

It is this that caught and held my attention

C'est ce qui a attiré et retenu mon attention

to the point that I became obsessed with inventing a battery

au point qu'inventer une batterie capable de capturer

that could capture this gigantic economy of scale.

cette économie d'échelle gigantesque est devenue pour moi une obsession.

And I did.

Et je l'ai fait.

I made the battery all liquid --

J'ai fait une batterie entièrement liquide -

liquid metals for both electrodes

des métaux liquides pour les deux électrodes

and a molten salt for the electrolyte.

et un sel fondu pour l'électrolyte.

I'll show you how.

Je vais vous montrer comment.

So I put low-density

Donc, j'ai mis du métal liquide de faible densité

liquid metal at the top,

dans la partie supérieure,

put a high-density liquid metal at the bottom,

un métal liquide à haute densité au fond,

and molten salt in between.

et le sel fondu entre les deux.

So now,

Alors maintenant,

how to choose the metals?

comment choisir les métaux ?

For me, the design exercise

Pour moi, l'exercice de conception

always begins here

commence toujours ici

with the periodic table,

avec la classification périodique,

enunciated by another professor,

énoncée par un autre professeur,

Dimitri Mendeleyev.

Dimitri Mendeleïev.

Everything we know

Tout ce que nous savons

is made of some combination

est constitué d'une combinaison

of what you see depicted here.

de ce que vous voyez représenté ici.

And that includes our own bodies.

Et cela inclut notre propre corps.

I recall the very moment one day

Je me souviens du moment où un jour

when I was searching for a pair of metals

quand j'étais à la recherche d'une paire de métaux

that would meet the constraints

qui répondrait aux contraintes

of earth abundance,

de l'abondance sur terre,

different, opposite density

de densité différente et opposée,

and high mutual reactivity.

et d'une grande réactivité mutuelle.

I felt the thrill of realization

J'ai ressenti le frisson de la réalisation

when I knew I'd come upon the answer.

quand j'ai su que j'avais trouvé la réponse.

Magnesium for the top layer.

Le magnésium pour la couche supérieure.

And antimony

Et l'antimoine

for the bottom layer.

pour la couche inférieure.

You know, I've got to tell you,

Vous savez, je dois vous dire,

one of the greatest benefits of being a professor:

un des plus grands avantages d'être un professeur:

colored chalk.

la craie de couleur.

(Laughter)

(Rires)

So to produce current,

Donc, pour produire du courant,

magnesium loses two electrons

le magnésium perd deux électrons

to become magnesium ion,

pour devenir ion magnésium,

which then migrates across the electrolyte,

qui migre ensuite à travers l'électrolyte,

accepts two electrons from the antimony,

accepte deux électrons de l'antimoine,

and then mixes with it to form an alloy.

et se mélange ensuite avec lui pour former un alliage.

The electrons go to work

Les électrons se mettent au travail

in the real world out here,

dans le monde réel ici,

powering our devices.

et alimentent nos appareils.

Now to charge the battery,

Maintenant, pour charger la batterie,

we connect a source of electricity.

nous connectons une source d'électricité.

It could be something like a wind farm.

Ce pourrait être quelque chose comme un parc éolien.

And then we reverse the current.

Et puis, nous inversons le courant.

And this forces magnesium to de-alloy

Et cela contrait le magnésium à quitter l'alliage

and return to the upper electrode,

et à revenir à l'électrode supérieure,

restoring the initial constitution of the battery.

ce qui restaure la constitution initiale de la batterie.

And the current passing between the electrodes

Et le courant qui passe entre les électrodes

generates enough heat to keep it at temperature.

génère suffisamment de chaleur pour le garder à la température.

It's pretty cool,

C'est plutôt cool,

at least in theory.

du moins en théorie.

But does it really work?

Mais ça marche vraiment ?

So what to do next?

Alors, que faire ensuite?

We go to the laboratory.

Nous allons au laboratoire.

Now do I hire seasoned professionals?

Maintenant est-ce que j'embauche des professionnels chevronnés ?

No, I hire a student

Non, j'embauche un étudiant

and mentor him,

et je l'épaule,

teach him how to think about the problem,

je lui apprends à réfléchir au problème,

to see it from my perspective

à le voir de mon point de vue

and then turn him loose.

puis je le laisse faire.

This is that student, David Bradwell,

C'est lui l'étudiant, David Bradwell,

who, in this image,

qui, dans cette image,

appears to be wondering if this thing will ever work.

semble se demander si cette chose fonctionnera un jour.

What I didn't tell David at the time

Ce que je n'ai pas dit David à l'époque

was I myself wasn't convinced it would work.

c'est que je n'étais moi-même pas convaincu que cela fonctionnerait.

But David's young and he's smart

Mais David est jeune et il est intelligent

and he wants a Ph.D.,

et il veut un doctorat,

and he proceeds to build --

et il procède à la construction -

(Laughter)

(Rires)

He proceeds to build

Il procède à la construction

the first ever liquid metal battery

de la première batterie en métal liquide

of this chemistry.

de cette chimie.

And based on David's initial promising results,

Et sur la base des premiers résultats prometteurs de David,

which were paid

qui ont été payés

with seed funds at MIT,

avec des fonds d'amorçage au MIT,

I was able to attract major research funding

J'ai pu attirer des fonds de recherche majeurs

from the private sector

du secteur privé

and the federal government.

et du gouvernement fédéral.

And that allowed me to expand my group to 20 people,

Et ce qui m'a permis d'élargir mon groupe à 20 personnes,

a mix of graduate students, post-docs

un mélange d'étudiants diplômés, de post-doctorants

and even some undergraduates.

et même des étudiants de premier cycle.

And I was able to attract really, really good people,

Et j'ai pu attirer des gens vraiment, vraiment bons,

people who share my passion

des gens qui partagent ma passion

for science and service to society,

pour la science et le service à la société,

not science and service for career building.

pas pour la science et le service pour le développement de carrière.

And if you ask these people

Et si vous demandez à ces gens

why they work on liquid metal battery,

pourquoi ils travaillent sur la batterie en métal liquide,

their answer would hearken back

leur réponse ferait écho

to President Kennedy's remarks

aux remarques du Président Kennedy

at Rice University in 1962

à l'Université Rice en 1962

when he said -- and I'm taking liberties here --

quand il a dit - et je prends des libertés ici -

"We choose to work on grid-level storage,

« Nous avons choisi de travailler sur le réseau au niveau de stockage,

not because it is easy,

non pas parce que c'est facile,

but because it is hard."

mais parce que c'est dur. »

(Applause)

(Applaudissements)

So this is the evolution of the liquid metal battery.

C'est donc l'évolution de la batterie en métal liquide.

We start here with our workhorse one watt-hour cell.

Nous commençons ici avec notre pile d'un wattheure.

I called it the shotglass.

Je l'ai appelé le petit verre.

We've operated over 400 of these,

Nous en avons exploité plus de 400,

perfecting their performance with a plurality of chemistries --

en perfectionnant leurs performances avec une pluralité de chimies -

not just magnesium and antimony.

pas seulement du magnésium et de l'antimoine.

Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.

Au fil du temps nous sommes passés à la pile de 20 watts-heure.

I call it the hockey puck.

C'est ce que j'appelle le palet de hockey.

And we got the same remarkable results.

Et nous avons obtenu les mêmes résultats remarquables.

And then it was onto the saucer.

Et puis, il était sur la soucoupe.

That's 200 watt-hours.

C'est 200 wattheures.

The technology was proving itself

La technologie s'est avérée

to be robust and scalable.

être robuste et adaptable.

But the pace wasn't fast enough for us.

Mais le rythme n'était pas assez rapide pour nous.

So a year and a half ago,

Donc, il y a un an et demi,

David and I,

David et moi,

along with another research staff-member,

avec un autre membre du personnel de recherche,

formed a company

nous avons formé une société

to accelerate the rate of progress

pour accélérer le rythme des progrès

and the race to manufacture product.

et la course pour fabriquer un produit.

So today at LMBC,

Donc, aujourd'hui, au LMBC,

we're building cells 16 inches in diameter

nous construisons des cellules de 41 cm de diamètre

with a capacity of one kilowatt-hour --

d'une capacité de un kilowattheure -

1,000 times the capacity

1000 fois la capacité

of that initial shotglass cell.

de cette cellule petit verre initiale.

We call that the pizza.

Nous l'appelons la pizza.

And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.

Et puis nous avons une cellule de quatre kilowattheures en préparation.

It's going to be 36 inches in diameter.

Elle fera 91 cm de diamètre.

We call that the bistro table,

Nous l'appelons la table de bistro,

but it's not ready yet for prime-time viewing.

mais elle n'est pas encore prête à montrer au public.

And one variant of the technology

Et une variante de la technologie

has us stacking these bistro tabletops into modules,

nous fait empiler ces plateaux de bistrot en modules,

aggregating the modules into a giant battery

agréger les modules en une pile géante

that fits in a 40-foot shipping container

qui entre dans un conteneur d'expédition de 12 mètres

for placement in the field.

pour le placement sur le terrain.

And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --

Et cela a une capacité nominale de deux mégawatts-heures -

two million watt-hours.

deux millions de watts-heures.

That's enough energy

C'est assez d'énergie

to meet the daily electrical needs

pour répondre aux besoins quotidiens électriques

of 200 American households.

de 200 ménages américains.

So here you have it, grid-level storage:

Alors là, vous l'avez, le stockage au niveau du réseau :

silent, emissions-free,

silencieux, sans émissions,

no moving parts,

pas de pièces mobiles,

remotely controlled,

télécommandé,

designed to the market price point

conçu pour le prix de refernce sur le marché

without subsidy.

sans subvention.

So what have we learned from all this?

Alors qu'avons-nous appris de tout cela?

(Applause)

(Applaudissements)

So what have we learned from all this?

Alors qu'avons-nous appris de tout cela?

Let me share with you

Permettez-moi de partager avec vous

some of the surprises, the heterodoxies.

quelques-unes des surprises, des hétérodoxies.

They lie beyond the visible.

Elles se trouvent au-delà du visible.

Temperature:

Température :

Conventional wisdom says set it low,

La sagesse conventionnelle dit de la régler à un niveau faible.

at or near room temperature,

à ou près de la température ambiante,

and then install a control system to keep it there.

puis installer un système de contrôle pour la maintenir.

Avoid thermal runaway.

Eviter l'emballement thermique.

Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature

La batterie de métal liquide est conçue pour fonctionner à une température élevée

with minimum regulation.

avec une régulation minimale.

Our battery can handle the very high temperature rises

Notre batterie peut gérer les hausses très importantes de température

that come from current surges.

qui viennent des surtensions.

Scaling: Conventional wisdom says

Changement d'échelle : La sagesse conventionnelle dit

reduce cost by producing many.

de réduire les coûts en produisant en grand nombre.

Liquid metal battery is designed to reduce cost

La batterie métal liquide est conçue pour réduire les coûts

by producing fewer, but they'll be larger.

en produisant moins, mais elles seront plus grandes.

And finally, human resources:

Et enfin, les ressources humaines :

Conventional wisdom says

La sagesse conventionnelle dit

hire battery experts,

d'engager des experts de la batterie,

seasoned professionals,

des professionnels chevronnés,

who can draw upon their vast experience and knowledge.

qui peuvent tirer parti de leurs vastes expérience et connaissances.

To develop liquid metal battery,

Pour développer la batterie en métal liquide,

I hired students and post-docs and mentored them.

j'ai embauché des étudiants et des post-doctorants et les ai encadrés.

In a battery,

Dans une batterie,

I strive to maximize electrical potential;

je m'efforce de maximiser le potentiel électrique;

when mentoring,

quand j'encadre,

I strive to maximize human potential.

je m'efforce de maximiser le potentiel humain.

So you see,

Donc, vous voyez,

the liquid metal battery story

l'histoire de la batterie de métal liquide

is more than an account

est plus qu'un compte-rendu

of inventing technology,

sur l'invention d'une technologie,

it's a blueprint

c'est un plan

for inventing inventors, full-spectrum.

pour inventer les inventeurs, à spectre complet.

(Applause)

(Applaudissements)