L’utilisation de batteries de forte puissance et possédant une énergie élevée devient un passage incontournable dans les transports de demain. Les batteries au lithium, qui étaient utilisées principalement pour des applications mobiles peu consommatrices d’énergie, comme les téléphones ou les ordinateurs, ont trouvées leur place au sein des chaînes de traction.L’arrivée de ces technologies implique une nouvelle façon de concevoir les véhicules, ainsi que la mobilité de manière générale. Mais dans cette approche, les constructeurs automobiles sont faces à de nombreux problèmes. Tout d’abord l’énergie électrique embarquée n’est pas un de leurs principaux corps de métier. Ensuite, cette technologie, bien que maitrisée à l’heure actuelle est encore sujette à quelques flous techniques. Une des principales contraintes des batteries au lithium est qu’il est difficile de connaitre la quantité d’énergie restante au sein de la cellule. Pour un téléphone portable, l’impact est minime, mais pour un véhicule les enjeux sont totalement différents.C’est pour répondre à cette question que SEGULA TECHNOLOGIE AUTOMOTIVE à mis en place une thèse CIFRE en partenariat avec le laboratoire IRTES. L’originalité de ces travaux repose sur l’élaboration d’un modèle multi-physique, thermique et électrique, pour des cellules de forte puissance et de forte énergie. De plus le modèle à la particularité de pouvoir être exporté vers des cellules lithium-ion et lithium-polymère, les deux technologies correspondant le mieux au besoin actuel. Enfin, la précision du modèle lui permet d’être implémenté dans un estimateur d’état de charge temps réel, utilisable au sein des véhicules. Les travaux menés au cours de cette thèse sont récapitulés dans ce mémoire de la manière suivante.Tout d’abord un chapitre introduit les principales caractéristiques de la technologie lithium. Il s’agit dans un premier temps de montrer pourquoi nous avons eu besoin de cette technologie au sein des véhicules, pour ensuite détailler le fonctionnement de ces cellules. Dans le même chapitre, les différentes méthodes permettant la modélisation numérique de ces cellules sont introduites, ainsi que les méthodes d’estimation de leur état de charge.Dans le second chapitre, la modélisation multi-physique est détaillée. Il s’agit ici de comprendre et de modéliser le comportement d’une cellule, en réalisant un modèle numérique équivalent permettant de reproduire les comportements électriques et thermiques. Une fois un nouveau modèle développé et validé expérimentalement, le protocole permettant de déterminer ces paramètres est détaillé. Enfin nous conclurons sur la généralisation du modèle numérique et du protocole pour les batteries lithium-ion de différentes capacités, ainsi que pour les cellules lithium-polymère.Le troisième et dernier chapitre propose un estimateur d’état de charge basé sur le modèle numérique présenté au deuxième chapitre, utilisant un système adaptatif, le filtre de Kalman. Ce filtre réalise l’estimation d’un paramètre non mesurable (l’état de charge) à l’aide de paramètres mesurables (courant, tension, température), et d’un modèle numérique. Ce chapitre présente ainsi l’adaptation du filtre pour une estimation de l’état de charge, mais également l’implémentation du filtre pour des simulations. Après de nombreuses comparaisons en simulation et des validations expérimentales, le chapitre se termine sur l’implémentation du filtre dans une carte électronique de développement, afin de réaliser une estimation d’état de charge en temps réel, et ainsi améliorer la gestion des cellules. / The use of high power and high energy batteries becomes a fixture in the transport of tomorrow. But this technology is new because until then, lithium batteries were used for mobile applications which consume low energy, such as mobile and computers. The arrival of these technologies in vehicles involves a new way of designing vehicles and mobility in general. But in this approach, car makers have many problems. First of all, onboard electrical power is not one of their main trades, then this technology, though mastered is still subject to some fuzzy techniques. The main constraint of lithium batteries is that it is very difficult to know the amount of energy remaining in the cell. For a mobile phone, the impact is low, but for a vehicle the issues are totally different. That to respond to this question that this paper is structured as follows.First chapter introduces the main lines of lithium technology. Firstly it show why we needed this technology in vehicles, and then detail the function of these cells. In the same chapter, different methods for numerical modeling of cells are introduced, and the methods for estimating the state of charge of the cells.In the second chapter, numerical modeling is detailed. This is to understand and model the behavior of a cell, by performing a numerical model to reproduce the equivalent electrical and thermal behavior. In this thesis an equivalent circuit model is proposed, and the protocol for determining the parameters of this model. Chapter finally closes with the generalization of the numerical model and the protocol for lithium batteries modeling, and for different capacities and Lithium-ion and Lithium-polymer cells.The third and final chapter, offers a state estimator based on the numerical model presented in chapter two, and using a Kalman filter. This chapter provides the adaptive filter to estimate the charge state, but also the filter implementation for simulations. After many comparisons in simulation, the chapter ends with the implementation of the filter in a development board to make an estimation of state of charge in real time, thereby improving the management of cells

L'utilisation de batteries de forte puissance et possédant une énergie élevée devient un passage incontournable dans les transports de demain. Les batteries au lithium, qui étaient utilisées principalement pour des applications mobiles peu consommatrices d'énergie, comme les téléphones ou les ordinateurs, ont trouvées leur place au sein des chaînes de traction.L'arrivée de ces technologies implique une nouvelle façon de concevoir les véhicules, ainsi que la mobilité de manière générale. Mais dans cette approche, les constructeurs automobiles sont faces à de nombreux problèmes. Tout d'abord l'énergie électrique embarquée n'est pas un de leurs principaux corps de métier. Ensuite, cette technologie, bien que maitrisée à l'heure actuelle est encore sujette à quelques flous techniques. Une des principales contraintes des batteries au lithium est qu'il est difficile de connaitre la quantité d'énergie restante au sein de la cellule. Pour un téléphone portable, l'impact est minime, mais pour un véhicule les enjeux sont totalement différents.C'est pour répondre à cette question que SEGULA TECHNOLOGIE AUTOMOTIVE à mis en place une thèse CIFRE en partenariat avec le laboratoire IRTES. L'originalité de ces travaux repose sur l'élaboration d'un modèle multi-physique, thermique et électrique, pour des cellules de forte puissance et de forte énergie. De plus le modèle à la particularité de pouvoir être exporté vers des cellules lithium-ion et lithium-polymère, les deux technologies correspondant le mieux au besoin actuel. Enfin, la précision du modèle lui permet d'être implémenté dans un estimateur d'état de charge temps réel, utilisable au sein des véhicules. Les travaux menés au cours de cette thèse sont récapitulés dans ce mémoire de la manière suivante.Tout d'abord un chapitre introduit les principales caractéristiques de la technologie lithium. Il s'agit dans un premier temps de montrer pourquoi nous avons eu besoin de cette technologie au sein des véhicules, pour ensuite détailler le fonctionnement de ces cellules. Dans le même chapitre, les différentes méthodes permettant la modélisation numérique de ces cellules sont introduites, ainsi que les méthodes d'estimation de leur état de charge.Dans le second chapitre, la modélisation multi-physique est détaillée. Il s'agit ici de comprendre et de modéliser le comportement d'une cellule, en réalisant un modèle numérique équivalent permettant de reproduire les comportements électriques et thermiques. Une fois un nouveau modèle développé et validé expérimentalement, le protocole permettant de déterminer ces paramètres est détaillé. Enfin nous conclurons sur la généralisation du modèle numérique et du protocole pour les batteries lithium-ion de différentes capacités, ainsi que pour les cellules lithium-polymère.Le troisième et dernier chapitre propose un estimateur d'état de charge basé sur le modèle numérique présenté au deuxième chapitre, utilisant un système adaptatif, le filtre de Kalman. Ce filtre réalise l'estimation d'un paramètre non mesurable (l'état de charge) à l'aide de paramètres mesurables (courant, tension, température), et d'un modèle numérique. Ce chapitre présente ainsi l'adaptation du filtre pour une estimation de l'état de charge, mais également l'implémentation du filtre pour des simulations. Après de nombreuses comparaisons en simulation et des validations expérimentales, le chapitre se termine sur l'implémentation du filtre dans une carte électronique de développement, afin de réaliser une estimation d'état de charge en temps réel, et ainsi améliorer la gestion des cellules.

La détermination du ralentissement des ions (ou pouvoir d'arrêt) dans la matière tiède et dense est un enjeu fondamental notamment dans le cadre de la fusion par confinement inertiel. Au cours de mon travail de thèse, nous nous sommes intéressés à la modification de l'état de charge d'un faisceau d'ions après sa traversée dans la matière tiède et dense, cette quantité jouant un rôle important dans le calcul du pouvoir d'arrêt. Nous avons tiré partie des propriétés bien connues des faisceaux d'ions générés par laser intense à impulsion courte pour étudier au cours de deux expériences réalisée sur les installations ELFIE et TITAN l'évolution de l'état de charge d'un faisceau d'ions carbones et hélium après traversée d'une cible d'aluminium chauffée de manière isochore par un faisceau de protons énergétique. Les deux premiers chapitres présentent les enjeux du sujet à la fois d'un point de vu théorique et expérimental - y sont présentés les différents outils de simulations utilisés au cours de l'étude. Le troisième chapitre est consacré à l'étude des propriétés des faisceaux d'ions générés par lasers dans l'optique de nos expériences pour étudier le pouvoir d'arrêt. Nous avons notamment étudiés au cours de deux expériences les faisceaux d'ions produits en utilisant des cibles à densité inférieur à celle du solide. Dans le dernier chapitre sont présentées les montages et résultats des deux expériences sur l'état de charge d'un faisceau d'ions après sa traversée dans la matière tiède et dense. Les données dans la matière froide obtenues au cours de nos expériences sont confrontées avec succès aux résultats antérieurs recueillis sur des accélérateurs conventionnels.

Dans un contexte d'accroissement du recours à des sources d'énergies renouvelables intermittentes, la palette des dispositifs de stockage électrochimique s'étend et se diversifie pour assurer l'adéquation entre ces sources intermittentes et leurs applications. La conception et le contrôle en temps réel de ces dispositifs nécessitent un modèle de l'énergie disponible au cours du fonctionnement. Or, la non-linéarité du comportement énergétique des dispositifs de stockage électrochimique en fonction des conditions d'utilisation rend cette modélisation très complexe. Aujourd'hui, l'énergie disponible est modélisée grâce à un estimateur de l'état de charge (SoC), couplé à un modèle de la tension de la batterie. L'interfaçage de ces modèles avec ceux des autres composants d'un système est souvent difficile du fait de la nature des variables de contrôle. Par ailleurs, en temps réel, ces modèles permettent difficilement de réaliser des prévisions de l'énergie disponible dans diverses conditions d'utilisation. L'approche énergétique retenue ici a permis de définir un nouvel estimateur, l'état d'énergie (SoE) et de concevoir directement un modèle de l'énergie disponible pour différentes conditions d'utilisation, sans avoir recours à une double modélisation SoC/tension. Le SoE a été utilisé pour caractériser les performances énergétiques d'accumulateurs plomb-acide et Lithium Ion. Pour ces derniers, la précision sur la prévision de l'énergie disponible a été estimée sur plusieurs profiles types.

Ce mémoire traite de la modélisation électrique des accumulateurs lithium-ion, de l’estimation de leur état de charge (SOC) et de leur état de santé (SOH). Le premier chapitre revient sur les généralités concernant la technologie lithium-ion : caractéristiques, performances, constitution de l’élément de stockage, choix et nature des électrodes, conséquences qui en découlent d’un point de vue énergétique. Le principe de fonctionnement et les équations générales des phénomènes électrochimiques sont aussi développés. Des exemples d’application dans différents secteurs industriels sont ensuite proposés pour plusieurs gammes de puissance et d’énergie. Le second volet aborde la modélisation électrique des accumulateurs lithium-ion. Pour une meilleure compréhension des phénomènes complexes mis en jeu au sein des batteries, des éléments de modélisation physique sont exposés. Puis nous envisageons une synthèse des différents modèles de nature électrique rencontrés dans la littérature. Sur la base de campagnes de mesures menées sur un élément lithium-ion de 6,8 Ah, nous proposons, dans un troisième chapitre, notre propre modèle électrique équivalent valable pour les phases de décharge et de relaxation. En particulier nous déclinons plusieurs solutions pour distribuer l’énergie et rendre compte des différents effets de ligne. Les outils de caractérisation et les procédures d’extractions des paramètres sont traités en détail. Dans un dernier chapitre nous étudions les possibilités d’estimer en ligne l’état de charge (SOC) et l’état de santé (SOH) d’un élément lithium-ion en cours d’exploitation. Après un bref rappel des méthodes académiques et industrielles actuelles, nous nous orientons vers l’emploi d’un filtre de Kalman. Afin d’estimer ses performances par rapport au coulombmètre, nous proposons un modèle et un algorithme que nous évaluons par simulation et testons sur élément réel / This dissertation of thesis deals with the electrical modelling of lithium-ion accumulators and the determination of both state-of-charge (SOC) and state-of-health (SOH). The first chapter is focused on generalities about lithium-ion technology: characteristics, qualities, constitution of the storage device, choice and nature of the electrodes and their consequences on energetical features. The principle and the general equations of the electrochemical phenomena are developed as well. Application examples from different industrial areas are displayed for several power and energy ranges. The second section is about the electrical modelling of lithium-ion accumulators. With a view to better understand the complex electrochemical phenomena, elements of physical modelling are proposed. Then, the synthesis of different electrical models released in the press is considered. On the basis of experimental campaigns lead on a 6.8 Ah lithium-element, we proposed, in a third chapter, our own equivalent electrical model suitable for both discharge phases and relaxation period. In particular, we depict several alternatives to distribute the energy and describe the different line effects. Both characterization tools and parameters extraction procedure are clearly detailed. In the last section, we tackle both SOC and SOH on-line determination. After a short review of academicals and industrial solutions, we rapidly head towards the use of a Kalman filter. In order to compare its features versus the coulombmeter, we propose a model and an algorithm, numerical simulations and experimental tests are performed

Ce travail experimental est consacre a l'etude de la multiplicite des electrons secondaires emis par des cibles minces de carbone bombardees par des protons, des atomes H0 et des ions moleculaires H2+ et H3+ d'energie variant de 0.25 a 2.2 MeV.<br /><br /> Le phenomene d'emission electronique secondaire par les surfaces des solides a l'impact de projectiles rapides resulte des interactions inelastiques des projectiles avec les electrons du solide. Une description phenomenologique te un rappel des differents modeles theoriques sont rassembles dans un premier chapitre.<br /><br /> Le second chapitre est consacre a la description du dispositif experimental utilise pour la mesure evenement par evenement du nombre d'electrons emis par les deux faces d'une cible mince de carbone lors du passage des projectiles incidents. Le traitement informatique des donnees experimentales, necessaire a la determination des distributions statistiques des electrons emis est egalement presente.<br /><br /> L'emission electronique induite par des atomes H0 a ete mesuree en correlation avec l'etat de charge des projectiles emergeant des cibles minces. Ces experiences, dont les resultats sont presentes dans le chapitre trois, nous ont permis de montrer le role particulier de l'electron d'un projectile selon qu'il reste ou non lie au projectile.<br /><br /> Le chapitre quatre est consacre a l'emission electronique induite par des ions polyatomiques H2+ et H3+. Les resultats sont intepretes en termes d'effets collectifs dans les interactions de tels ions avec les solides. le role de la proximite des protons, fragments des ions moleculaires, sur l'amplitude de ces effets collectifs est montre a partir des distributions statistiques des electrons secondaires emis par la face d'emergence des cibles.<br /><br /> Ces experiences ont permis de mettre en evidence des aspects particuliers des interactions d'atomes et d'ions polyatomiques avec les solides.

La mesure d'impédance électrique en embarqué sur véhicule est un sujet clé pour améliorer les fonctions de diagnostic d'un pack batterie. On cherche en particulier à fournir ainsi des mesures supplémentaires à celles du courant pack et des tensions cellules, afin d'enrichir les indicateurs de vieillissement dans un premier temps, et d'état de santé et de charge dans un second temps. Une méthode classique de laboratoire pour obtenir des mesures d'impédance d'une batterie est la spectroscopie d'impédance électrochimique (ou EIS). Elle consiste à envoyer un signal sinusoïdal en courant (ou tension) de fréquence variable balayant une gamme de fréquences d'intérêt et mesurer ensuite la réponse en tension (ou courant) pour chaque fréquence. Une technique d'identification active basée sur l'utilisation des signaux large bande à motifs carrés est proposée. En particulier, des simulations ont permis de comparer les performances d'identification de différents signaux d'excitation fréquemment utilisés dans le domaine de l'identification et de vérifier les conditions correspondant à un comportement linéaire et invariant dans le temps de l'élément électrochimique. L'évaluation de la qualité d'estimation est effectuée en utilisant une grandeur spécifique : la cohérence. Cette grandeur statistique permet de déterminer un intervalle de confiance sur le module et la phase de l'impédance estimée. Elle permet de sélectionner la gamme de fréquence où la batterie respecte les hypothèses imposées par la méthode d'identification large bande. Afin de valider les résultats, une électronique de test a été conçue. Les résultats expérimentaux permettent de mettre en valeur l'intérêt de cette approche par motifs carrés. Un circuit de référence est utilisé afin d'évaluer les performances en métrologie des méthodes. L'étude expérimentale est ensuite poursuivie sur une batterie Li-ion soumise à un courant de polarisation et à différents états de charge. Des essais comparatifs avec l'EIS sont réalisés. Le cahier de charge établi à l'aide d'un simulateur de batterie Li-ion a permis d'évaluer les performances de la technique large bande proposée et de structurer son utilité pour l'estimation des états de vieillissement et de charge. / Embedded electrical impedance measurement is a key issue to enhance battery monitoring and diagnostic in a vehicle. It provides additional measures to those of the pack's current and cell's voltage to enrich the aging's indicators in a first time, and the battery states in a second time. A classical method for battery impedance measurements is the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). At each frequency, a sinusoidal signal current (or voltage) of a variable frequency sweeping a range of frequencies of interest is at the input of the battery and the output is the measured voltage response (or current). An active identification technique based on the use of wideband signals composed of square patterns is proposed. Particularly, simulations were used to compare the performance of different excitation signals commonly used for system identification in several domains and to verify the linear and time invariant behavior for the electrochemical element. The evaluation of the estimation performance is performed using a specific quantity: the spectral coherence. This statistical value is used to give a confidence interval for the module and the phase of the estimated impedance. It allows the selection of the frequency range where the battery respects the assumptions imposed by the non-parametric identification method. To experimentally validate the previous results, an electronic test bench was designed. Experimental results are used to evaluate the wideband frequency impedance identification. A reference circuit is first used to evaluate the performance of the used methodology. Experimentations are then done on a Li–ion battery. Comparative tests with EIS are realized. The specifications are established using a simulator of Li-ion battery. They are used to evaluate the performance of the proposed wide band identification method and fix its usefulness for the battery states estimation: the state of charge and the state of health.

Les batteries électriques sont omniprésentes dans notre vie quotidienne : ordinateur, téléphone, etc. Elles jouent un rôle important dans le défi de la transition énergétique : anticiper la raréfaction des énergies fossiles et réduire la pollution, en développant le stockage des énergies renouvelables et les transports électriques. Cependant, l'estimation de l'état de charge (State of Charge – SoC) d'une batterie est difficile et les modèles de prédiction actuels sont peu robustes. En effet, une batterie est un système électrochimique complexe, dont la dynamique est influencée non seulement par ses caractéristiques internes, mais aussi par les conditions d'usages souvent non contrôlables : température, profil d’utilisation, etc. Or, une estimation précise du SoC permet de garantir une utilisation sûre de la batterie en évitant une surcharge ou surdécharge ; mais aussi d’estimer son autonomie. Dans cette étude, nous utilisons un modèle à espaces d'états gouverné par une chaîne de Markov cachée. Ce modèle est fondé sur des équations physiques et la chaîne de Markov cachée permet d’appréhender les différents «régimes de fonctionnement» de la batterie. Pour garantir l’unicité des paramètres du modèle, nous démontrons son identifiabilité à partir de contraintes simples et naturelles sur ses paramètres «physiques ». L’estimation du SoC dans un véhicule électrique doit être faîte en ligne et avec une puissance de calcul limitée. Nous estimons donc le SoC en utilisant une technique d’échantillonnage préférentiel séquentiel. D’autre part l’estimation des paramètres est faîte à partir d’une base d’apprentissage pour laquelle les états de la chaîne de Markov et le SoC ne sont pas observés. Nous développons et testons trois algorithmes adaptés à notre modèle à structure latente : un échantillonneur particulaire de Gibbs, un algorithme de Monte-Carlo EM pénalisé par des contraintes d’identifiabilité et un algorithme de Monte-Carlo EM pénalisé par une loi a priori. Par ailleurs les états cachés de la chaîne de Markov visent à modéliser les différents régimes du fonctionnement de la batterie. Nous identifions leur nombre par divers critères de sélection de modèles. Enfin, à partir de données issues de trois types de batteries (cellule, module et pack d’un véhicule électrique), notre modèle a permis d’appréhender les différentes sollicitations de la batterie et donne des estimations robustes et précises du SoC. / Electric batteries are omnipresent in our daily lives: computers, smartphones, etc. Batteries are important for anticipating the scarcity of fossil fuels and tackling their environmental impact. Therefore, estimating the State of Charge (SoC) of a battery is nowadays a challenging issue, as existing physical and statistical models are not yet robust. Indeed a battery is a complex electrochemical system. Its dynamic depends not only on its internal characteristics but also on uncontrolled usage conditions: temperature, usage profile, etc. However the SoC estimation helps to prevent overcharge and deep discharge, and to estimate the battery autonomy. In this study, the battery dynamics are described by a set of physical linear equations, switching randomly according to a Markov chain. This model is referred to as switching Markov state space model. To ensure the unicity of the model parameters, we prove its identifiability by applying straightforward and natural constraints on its “physical” parameters. Embedded applications, like electric vehicles, impose online estimated with hardware and time constraints. Therefore we estimate the SoC using a sequential importance sampling technique. Furthermore the model includes two latent variables: the SoC and the Markov chain state. Thus, to estimate the parameters, we develop and test three algorithms adapted to latent structure models: particle Gibbs sampler, Monte Carlo EM penalized with identifiability constraints, and Monte Carlo EM penalized with a prior distribution. The hidden Markov states aim to model the different “regimes” of the battery dynamics. We identify their number using different model selection criteria. Finally, when applied to various data from three battery types (cell, module and pack of an electric vehicle) our model allows us to analyze the battery dynamics and to obtain a robust and accurate SoC estimation under uncontrolled usage conditions.

Cette thèse se concentre sur la fiabilité des batteries lithium pour des applications véhicules à faible émission en CO2. Pour cela, des méthodologies de caractérisation électriques et thermiques, des protocoles et des tests de vieillissement de batteries lithium sous différents modes (cyclage actif, calendaire simple et cyclage/calendaire) ont été mis en œuvre.Une première partie de ces travaux de thèse s'attache à la modélisation et à l'estimation des états de charge et de santé de la batterie.La deuxième partie est consacrée à l'étude du vieillissement calendaire des batteries lithium utilisant la spectroscopie d'impédance comme méthode de caractérisation. Ensuite, une méthode originale pour l'évaluation de l'état santé de la batterie est proposée. Elle est basée sur l'exploitation de l'étape de charge à tension constante lors d'une recharge complète et est donc bien adaptée à une intégration au sein d'un système de gestion de batterie. L'approche introduite est validée sur des données réelles de vieillissement allant jusqu'à deux ans de test.Enfin, une étude du phénomène de régénération de la capacité suite à un vieillissement des batteries de type combiné cyclage/calendaire est menée. Cette dernière partie constitue une ouverture pour le développement de stratégies d'usage des batteries lithium en incluant leur comportement thermique.

Cette thèse se concentre sur la fiabilité des batteries lithium pour des applications véhicules à faible émission en CO2. Pour cela, des méthodologies de caractérisation électriques et thermiques, des protocoles et des tests de vieillissement de batteries lithium sous différents modes (cyclage actif, calendaire simple et cyclage/calendaire) ont été mis en œuvre.Une première partie de ces travaux de thèse s’attache à la modélisation et à l’estimation des états de charge et de santé de la batterie.La deuxième partie est consacrée à l’étude du vieillissement calendaire des batteries lithium utilisant la spectroscopie d’impédance comme méthode de caractérisation. Ensuite, une méthode originale pour l’évaluation de l’état santé de la batterie est proposée. Elle est basée sur l’exploitation de l’étape de charge à tension constante lors d’une recharge complète et est donc bien adaptée à une intégration au sein d’un système de gestion de batterie. L’approche introduite est validée sur des données réelles de vieillissement allant jusqu’à deux ans de test.Enfin, une étude du phénomène de régénération de la capacité suite à un vieillissement des batteries de type combiné cyclage/calendaire est menée. Cette dernière partie constitue une ouverture pour le développement de stratégies d’usage des batteries lithium en incluant leur comportement thermique. / In this thesis, we focus on the reliability of lithium batteries used for automotive applications. For this purpose, electric and thermal characterization methodologies as well as aging tests under several modes (calendar, power cycling, calendar/power cycling) are carried out.In a first part of the work, battery modeling and battery state estimation (state-of-charge and state-of-health) are considered.Then, based on periodic characterization from electrochemical impedance spectroscopy, calendar aging is investigated. Next, we proposed an original process for precise battery state-of-health determination that exploits a full recharge and mainly constant-voltage charge step which allows easily its integration within a battery management system. Our experimental results, up to two years real-life data, confirm effectiveness of our technique.Finally, we study the capacity recovery phenomenon occurring due to combined battery aging (calendar/power cycling). This final part is almost dedicated to introduce strategies for battery use presenting at the same time a thermal behavior study.