La filière batterie constitue un levier clé des transitions socio écologiques et représente un créneau stratégique pour l’INRS. Au cœur des enjeux de transition énergétique, de souveraineté technologique et de développement industriel du Québec, elle mobilise des expertises complémentaires couvrant les étapes clés de la chaîne de valeur, des matériaux critiques à la conception et à l’optimisation de batteries de nouvelle génération, jusqu’au recyclage. L’Institut contribue ainsi activement à l’essor d’une filière batterie innovante, durable et intégrée.
Une UMR dédiée aux matériaux et aux technologies pour la transition énergétique
L’UMR sur les matériaux et les technologies pour la transition énergétique regroupe des professeur.e.s, des chercheur.e.s et des étudiant.e.s de l’INRS et de l’UQTR qui développent des solutions innovantes en stockage de l’énergie, en carburant vert et en décarbonation de l’industrie.
Dans cette perspective, l’INRS renforce ses actions en transition énergétique à travers une nouvelle initiative structurante : Une nouvelle plateforme de recherche propulse l’INRS et ses partenaires
En savoir plus sur l’UMRÀ propos de la filière batterie
À l’INRS, les travaux sur la filière batterie se distinguent par une approche centrée sur les composantes de la batterie plutôt que leur intégration dans des systèmes d’électrification. Ces travaux se positionnent ainsi en complément de ceux réalisés ailleurs. Une forte expertise en développement de nouveaux matériaux caractérise également l’INRS, notamment en nanomatériaux et en électrochimie avancée.
Cette approche favorise le développement de nouveaux types de batteries et de technologies de stockage émergentes. Nos chercheurs et chercheuses dans le domaine collaborent avec plusieurs réseaux de recherche et plus de 73 % d’entre eux travaillent étroitement avec l’industrie afin de répondre aux besoins des entreprises par la recherche.
Kethsovann Var, chercheur postdoctoral à l’UMR INRS-UQTR, supervisé par le professeur Allard. Photo : Julie Gosselin, UQTR
Le professeur François Allard et la professeure Karin Kleiner, membres de l’UMR INRS-UQTR. Photo : Julie Gosselin, UQTR
Professeure Ana Tavares et son équipe. Photo : Christian Tremblay
Laboratoire du professeur Mohamed Mohamedi. Photo : Christian Tremblay
Professeur Shuhui Sun et son équipe. Photo : Christian Tremblay
Les projets par catégories
Les projets présentés illustrent une approche multidisciplinaire, alliant recherche de pointe, infrastructures spécialisées et partenariats industriels, afin de soutenir le développement de technologies de batteries de nouvelle génération.
Batteries de nouvelle génération
Étude d’un sous-produit issu de la production de silicium de grade solaire par procédé plasma comme matériau d’anode pour batteries Li-ion. – Lionel Roué – CRSNG, HQP Silicon Resources Inc.
Development of advanced all-solid-state zinc air battery. – Mohamed Mohamedi – CRSNG, Pi-SOL Technologies Inc., WattByWatt
Plateforme technologique dédiée à la transition énergétique – L’INRS, Centre de métallurgie du Québec (CMQ), Innofibre
Piles à combustible
Démarrage adaptatif des systèmes piles à combustible pour les conditions hivernales du Canada des batteries pour les applications transports – François Allard – UMR INRS-UQTR
Valorisation des résidus des batteries
Étude de concentrés de graphite issus du recyclage des batteries Li-ion. – Lionel Roué -CRSNG, Green Graphite Technologies, Kingston Process Metallurgy Inc.
Purification de concentrés de graphite recyclé impur générés par le recyclage des batteries lithium-ion (LiB). – Lionel Roué – Green Graphite Technologies
Expertises de nos professeures et professeurs
François Allard
- Électrodes métalliques pour batteries tout-solide et batteries métal-air
- Simulation thermo-électrochimique des cellules Li-ion et tout-solide
- Extraction, recyclage et transformation du lithium
- Plateforme : la plateforme permettra d’analyser des nanomatériaux critiques, comme le lithium et le graphite, de concevoir des matériaux pour les batteries de nouvelle génération
Voir la page Web du professeur Allard
Karin Kleiner
- Matériaux actifs de cathodes
- Revêtements et caractérisation (rayons X)
- Transformation de précurseurs en cathodes NMC ou Li-ion sans cobalt
Chaire de recherche du Canada sur les nouveaux matériaux énergétiques
Voir la page Web de la professeure Kleiner
Kulbir Kaur Ghuman
- Optimisation de matériaux et de procédés chimiques pour des applications énergétiques et environnementales à l’aide de techniques computationnelles modernes
- Physique de la matière condensée computationnelle
Responsable scientifique de l’Infrastructure de conception de matériaux énergétiques informatiques (CEMDI)
Voir la page Web de la professeure Ghuman
Lionel Roué
- Recherche de pointe sur les matériaux d’anodes en graphite et le développement de liants (PVDF)
- Développement de méthodes de caractérisation in-situ (émission acoustique, dilatométrie, tomographie RX…) appliquées à l’étude de matériaux de batteries Li‑ion et Li‑S.
- Développement d’électrodes négatives à base de Si pour batteries Li-ion.
- Conception d’anodes inertes et de cathodes mouillables pour la production d’aluminium.
Voir la page Web du professeur Roué
Mohamed Mohamedi
- Développement de nouveaux concepts de piles à combustible miniatures
- Les micro-piles à combustible passives (10~30 cm2) Air/ Alcool
- La micro/nano fabrication électrochimique de nouveaux matériaux d’électrode pour micro- batteries au lithium.
Voir la page Web du professeur Mohamedi
Ana Tavares
- Le développement des matériaux polymères non fluorés pour les piles à combustible et caractérisations de ceux-ci (structure, morphologie, transport)
- La fabrication et l’évaluation des piles PEM & DMFC
- La synthèse et la caractérisation d’électrocatalyseurs à base d’oxyde utilisés dans le domaine des SOFCs, électrolyse de l’eau et l’industrie chloroalcali )
Voir la page Web du professeur Tavares
Shuhui Sun
- Production et stockage de l’énergie non polluante : piles à combustible de type PEM (PEMFC), piles à lithium, cellules solaires.
- Électrochimie fondamentale et chimie de surfaces et interfaces.
- Interrelations structure-propriétés des matériaux nanostructurés.
Voir la page Web du professeur Sun
Dongling Ma
- Conception et réalisation de nouveaux catalyseurs à base de nanoparticules de métaux de transition et métaux oxides à haute efficacité et à faible coût
- Photocatalyse assistée par plasmon
- Nanomatériaux avancés abondants sur terre pour la séparation photocatalytique de l’eau et la réduction du CO2
- Matériaux avancés pour la conversion photocatalytique de la biomasse
- Synthèse, caractérisation, modification de surface et applications biomédicales de nanoparticules stables fortement luminescentes, en particulier, les boîtes quantiques émettant dans le proche infrarouge
- Synthèse, caractérisation, modification de surface et applications biomédicales de nanoparticules multifonctionnelles qui intègrent des composantes superparamagnétiques et luminescentes dans une nano-architecture unique
Voir la page Web de la professeure Ma
Daniel Guay
- Nanomatériaux et aux matériaux métastables produits par broyage mécanique et par ablation laser pulsé
- L’électrocatalyse appliquée aux domaines des piles à combustible, de l’électrolyse, et du stockage de l’hydrogène
Voir la page Web du professeur Guay
Louis-César Pasquier
- Expert en captage du CO₂
- Hydrométallurgie pour l’extraction de minéraux critiques
- Recyclage des batteries et procédés du lithium
- Plateforme : Usine pilote de captage du CO₂ de l’INRS (traitement des minéraux)
Voir la page Web du professeur Pasquier
Jean-François Blais
- Développement de procédés hydrométallurgiques, chimiques ou biologiques pour la décontamination et la valorisation de matrices contaminées par, entre autres les déchets de piles et batteries
Voir la page Web du professeur Blais
Partenaires
Canadian Light Source, HQP Silicon Resources Inc., Dekko Technologies, PyroGenesis Canada Inc., Nouveau Monde Graphite, Green Graphite Technologies, Kingston Process Metallurgy Inc., Pi-SOL Technologies Inc., WattByWatt, Arkema
La recherche en action
L’actualité INRS
Dans les médias
Exemples de projets
2025
- Karin Kleiner : perfectionner les batteries Li-ion pour décarboner l’industrie des transports
- François Allard : décarboner la filière batterie et la production d’aluminium au Québec
- Transition énergétique : une nouvelle plateforme de recherche propulse l’INRS et ses partenaires
2024
- Le professeur Shuhui Sun rejoint la Société royale du Canada
- Un investissement de 14,3 M$ pour des infrastructures et des recherches de pointe à l’INRS
- Près de 7 millions de dollars en investissements majeurs pour une recherche de pointe
2022
Trois-Rivières au cœur de la transition énergétique
Le Nouvelliste, 2026
L’INRS veut améliorer l’efficacité des batteries lithium-ion
Le Devoir, 2023
Trois-Rivières au coeur de la transition énergétique
Le Devoir, 2023
Simulation multi-échelle des piles à combustible à oxyde solide pour des applications en réseau électrique
Contexte
La transition énergétique occupe une place centrale dans le développement environnemental et économique du Québec. L’intégration des piles à combustible à oxyde solide (SOFC) dans les réseaux électriques représente une opportunité majeure dans le cadre de cette transition énergétique. En raison de leur efficacité, flexibilité et polyvalence en carburants, elles peuvent favoriser la décarbonation en remplaçant des actifs plus polluants. Cependant, leur déploiement à grande échelle soulève des problématiques techniques, telles que le contrôle de la puissance qu’elles génèrent et la prédiction de leur performance en fonction des carburants verts utilisés.
Description globale du projet
En réponse à ces enjeux, ce projet de recherche vise d’abord à étudier les impacts de différents reformats de carburants verts (méthanol, méthane, ammoniac, etc.) sur la puissance générée par les SOFC. Nous débuterons en élaborant des modèles numériques de cellules unitaires et nous validerons les résultats de simulation avec des SOFC hautement instrumentées.
Dans ce contexte, nous sommes à la recherche d’un stagiaire postdoctorant à l’UMR INRS-UQTR (principal superviseur Prof. Allard et co-supervision Prof. Agbossou), d’un.e étudiant.e à la maîtrise en génie électrique (principal superviseur Prof. Agbossou et co-supervision Prof Allard) et d’un.e étudiant.e au doctorat (principal supervision Prof. Allard).
Liste des projets:
(i) Développement de modèles électrochimiques de piles à combustible à oxyde solide, en partant de la cellule unitaire jusqu’à l’empilement de cellules; Valider la performance des modèles avec des mesures (étudiant.e au doctorat à l’INRS, UMR INRS-UQTR)
(ii) Élaborer des modèles thermiques et calculer les bilans d’énergie d’un banc d’essai multicarburants; Valider les résultats avec les mesures thermiques prises à l’intérieur des SOFC du partenaire (stagiaire postdoctorant à l’INRS, UMR INRS-UQTR)
(iii) Conception d’un modèle dynamique et rapide en s’appuyant sur les données prélevées du banc d’essai multicarburants et des résultats des simulations électrochimiques-électriques (maîtrise en génie électrique à l’UQTR, UMR INRS-UQTR)
Événement
École internationale d’été – Batteries et électrification des transports
Du 8 au 12 juin 2026 à Trois-Rivières, Québec
