Le Drone, l’aspirateur et le vélo électrique

Sicherer Strom für unterwegs / Reliable power on the goLe drone, l’aspirateur et le vélo électrique partagent avec les aspirateurs, les robots ou ces drôles d’engin à une ou deux roues qui ont fait la joie de quelques un des plus grands et des plus petits au pied de l’arbre de noêl, des innovation silencieuses et progressives qui amènent une transformation profonde des paysages du quotidien. Ces innovations se tiennent en trois éléments : la batterie Ion Lithium, le moteur électrique sans brosse et le progrès des contrôleurs.

Lithium_world_production.svgLa batterie Li-On trouve ses origines dès les années 50, ses premiers développements se font dans les années 70 mais aboutissent à une solution explosive qui sera abandonnée à la fin des années 80 par une autre technologie introduite par Sony au début des année 90 et améliorée depuis de manière continue. On en trouvera l’histoire technique par Jean-Michel Tarrascon au collège de France. Et pour en avoir une idée du développement économique il suffira d’examiner la croissance de la production de ce métal dont la Bolivie détient les réserves les plus importantes et dont le Japon et la Corée sont les principaux producteurs de produits fini, un marché évalué à 25 milliards. Un rapport du BRGM de 2011 complétera avec moult détails les perspectives de ce marché.

LiOnLe point important est que l’amélioration graduelle de cette technologie de batterie a permis d’exploiter un espace de puissance spécifique ( celle qui est délivré au moment de l’utilisation) et d’énergie spécifique (la durée pendant laquelle cette puissance peut être délivrée) qui permet pour un poids raisonnable, quelques dizaines ou centaines de grammes à des objets usuels, d’être autonome : plus besoin de fil pour alimenter l’aspirateur ou la visseuse, assez pour faire voler un objet de quelque kilos pendre quelques dizaines de minutes, suffisamment pour faire avancer un vélo dans une côte à condition de recharger la batterie pendant la descente! Naturellement l’enjeu est d’aller bien au delà pour donner assez d’autonomie aux véhicules, c’est la bataille lancée par Bolloré et mieux de stocker assez d’énergie pour rendre autonome au moins une nuit nos habitation, c’est celle lancée par Elon Musk. Au-delà on aura besoin d’une innovation de rupture ce sera celle qui se prépare dans les laboratoires avec le Sodium.

3530619833_745b7705f1_mLe moteur électrique sans brosse (DC brushless motor ou BlDC) lui aussi n’est pas une invention récente. Il s’inscrit dans une très longue histoire du moteur électrique dont  Bernard Multon donne des éléments précieux même si fort technique pour celui qui n’est pas ingénieur : on les trouvera ici et , et si ces textes sont un peu ancien, il rappellent l’omni-présence des moteurs électriques du rasoir à ceux des ventilateurs d’ordinateurs, pour une production qui se compte en plusieurs milliards d’unités. On trouvera sur ce site consacré aux tronçonneuses, un exposé sur leur mécanisme, et on découvrira au passage que le massacre du même nom serait tourné aujourd’hui de manière plus silencieuse ! Le moteur électrique a remplacé  le moteur à explosion pour cet ustensile. Il a été inventé en 1962 mais c’est dans les années 80 qu’il s’est amélioré considérablement avec la disponibilité d’aimant permanents à plus forte puissance que la magnetite naturelle et de transistors à fort voltage. C’est un marché en pleine croissance et dont Nidec est un des principaux fournisseurs, la robotique en est une des applications la plus spectaculaire.

Revenons au drone, à la visseuse et au vélo électrique. S’ils sont au pied du sapin c’est moins pas le génie de leur inventeur que par l’effort incrémental qui a conduit la batterie et le moteur électrique à fournir de l’énergie et de la force dans un rapport poids suffisant pour que ces objets acquière une réelle autonomie. Sans ces technologies le succès de Parrot n’aurait pu avoir lieu, l’innovation dans ce cas est bien réelle au moins dans la vision d’un marché de loisir renouvelé et élargi, celui au fond de l’aéromodélisme. Un marché renouvelé avec cette simple et remarquable vision, qu’au fond la valeur du drone grand public tient moins à faire voler un engin qu’à regarder du haut du ciel. De ce point de vue la dernière création, le bebop2  est une remarquable réalisation.  D’aspirateur il s’agit naturellement de Dyson qui très tôt a pris l’avantage des techniques disponible pour repenser la forme et l’usage d’appareil qu’on pensait condamnés à la commoditisation. Quand au vélo électrique, mais aussi les mono roue et autre skate à moteurs qui semblent se précipiter dans nos rues, il en est de même, encore faut-il, qu’on ajoute un élément crucial qui n’est pas d’ordre technique mais économique. Un article de Weiss et ses collègues en apporte un éclairage spécifique : c’est celui d’une notion bien ancienne mais toujours aussi fondamentale de celle de l’économie d’expérience dont voici un exemple pour les batteries :

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Cette vieille idée du BCG qui indique que les coûts baissent exponentiellement en fonction de la production cumulée, reflétant les apprentissages progressifs, l’innovation incrémentale accumulée au cours du temps et des efforts, nous rappelle que l’innovation n’est pas ce qui tombe du ciel, comme le feu aurait été donné aux humains par l’éclair des dieux.

Elle suggère aussi que les innovations les plus spectaculaires, résultent d’un travail long et patient qui font qu’à un moment donné peuvent se conjuguer de manière économique des techniques différentes qui ouvrent à un nouveau champs d’application. L’amélioration continue de la technologie des batterie Li-Ion soutenue par le marché de l’électronique grand public, associé à celle des moteurs électrique BLDC soutenue par la vieille industrie automobile et sa sous-traitance, a permis ainsi à des innovateurs clairvoyant de proposer des produits grands publics dans un champs nouveau technique délimité par un facteur de force et d’énergie rapporté au poids. ( il faut aussi bien sur  ajouter aussi une dose de mécatronique).

Il y a dans cette évolution à la fois un élément déterminé et un élément contingent qui définisse un nouvel espace d’innovation. Le mérite de Dyson, de Parrot ou de Seagway et d’autre tient à voir dans cet espace technique non pas tant de nouvelles applications que la manière de réinventer des usages traditionnels. Ils rappellent que le talent d’un marketing entrepreneurial est de dresser des ponts économique entre l’espace technique et l’espace social, entre ce que la matière permet et que l’usage souhaite sous la contrainte de ce que les uns et les autres peuvent et sont prêt à payer.

 

 

 

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