Lorenzo Chapel soutiendra sa thèse le jeudi 21 mai 2026 à 13 h 30 en salle des thèses (C002) à l’ENSEEIHT, sur le sujet : « Modélisation de la durée de vie des batteries pour applications spatiales : une approche expérimentale et multi-modèle intégrant le vieillissement calendaire et en cyclage, les diagnostics avancés et la path dependence pour les missions LEO et GEO ».
Cette thèse a été réalisée au laboratoire LAPLACE en collaboration avec Airbus Defence and Space, sous la direction de Pascal Maussion.
Le jury sera constitué de :
- M. Pascal Maussion, Directeur de thèse, Professeur des universités – Toulouse INP
- M. Antoine Picot, Co-directeur de thèse, Maîtres de conférences – Toulouse INP
- M. Olivier Briat, Rapporteur, Professeur des universités – Université de Bordeaux
- M. Christophe Forgez, Rapporteur, Professeur des universités – Université de Technologie de Compiègne
- Mme Marie-Cécile Péra, Examinatrice, Professeure des universités – Université de Franche-Comté
- M. Fabien Lacressonnière, Co-encadrant de thèse, Maîtres de conférences – Université de Toulouse
- Mme Gwenaëlle Courbaron, Invitée, Ingénieure PhD – Airbus Defence and Space
Résumé :
Cette thèse porte sur la caractérisation expérimentale et la modélisation du vieillissement des batteries lithium-ion pour applications spatiales. Les travaux s’intéressent en particulier à l’impact des profils de mission satellitaires sur la durée de vie des cellules électrochimiques, ainsi qu’à la problématique de la « path dependence », c’est-à-dire la dépendance du vieillissement à la séquence des sollicitations appliquées.
Une méthodologie expérimentale structurée a été développée, combinant campagnes de vieillissement représentatives des missions LEO (Low Earth Orbit) et GEO (Geostationary Earth Orbit), approches de Design of Experiments (DoE), reconstructions additives et diagnostics électrochimiques avancés (DCIR, EIS, ICA). Les résultats mettent en évidence des comportements fortement dépendants du type de mission, avec notamment une interaction marquée entre vieillissement calendaire et cyclique dans les profils GEO.
Ces travaux contribuent au développement de méthodologies de prédiction de durée de vie plus robustes pour les batteries embarquées dans les systèmes spatiaux.
Abstract:
This PhD thesis focuses on the experimental characterization and modeling of lithium-ion battery aging for space applications. The work particularly investigates the impact of satellite mission profiles on electrochemical cell lifetime, as well as the issue of “path dependence”, namely the dependence of aging on the sequence of applied stress conditions.
A structured experimental methodology was developed, combining aging campaigns representative of LEO (Low Earth Orbit) and GEO (Geostationary Earth Orbit) missions, Design of Experiments (DoE) approaches, additive reconstruction methods, and advanced electrochemical diagnostics (DCIR, EIS, ICA). The results highlight strongly mission-dependent behaviors, notably a marked interaction between calendar and cycling aging under GEO profiles.
This work contributes to the development of more robust lifetime prediction methodologies for batteries embedded in space systems.
