Chaque fois qu'un véhicule électrique recharge ses cellules, qu'un réseau électrique stocke l'énergie du soleil ou du vent, ou qu'une batterie résiste à des milliers de cycles sans s'emballer, il y a de fortes chances que derrière la technologie se cache le travail de chercheurs dont le grand public ignore les noms. Karim Zaghib est l'un d'eux.
Électrochimiste et spécialiste des matériaux, né à Constantine, cet Algéro-Canadien a passé plus de trente ans à repenser les matériaux qui composent les batteries lithium-ion : cathodes, anodes, électrolytes. Il est co-inventeur d'environ 600 brevets, auteur ou co-auteur de plus de 420 articles scientifiques, et reconnu parmi les chercheurs les plus cités de la planète. En 2025, il a été nommé Officier de l'Ordre du Canada.
Cet article retrace son parcours, explique ses principales contributions scientifiques et montre pourquoi son travail compte bien au-delà des laboratoires.
Membres du Haut Conseil de la communauté scientifique nationale à l’étranger noms, missions et responsabilités
Au Japon, il travaille notamment sur des fibres de carbone obtenues en phase vapeur (VGCF), utilisées comme matériau d'électrode négative, en collaboration avec l'industrie locale. Cette expérience japonaise, au contact d'un écosystème où la recherche et l'industrie avancent de pair, marquera durablement sa façon de travailler : la science n'a de valeur pour lui que si elle débouche sur des produits.
Ces licences ont été accordées à des entreprises dans le monde entier, et aussi au Canada, où elles ont contribué à créer des emplois localement.
Des racines algériennes à Grenoble
Karim Zaghib est né en 1963 à Constantine et a grandi à Sétif. Il quitte l'Algérie pour poursuivre ses études en France, à l'Institut national polytechnique de Grenoble. Il y obtient son DEA en 1987, puis son doctorat en électrochimie en 1990, sous la direction de la professeure Bernadette Nguyen. Sa thèse porte sur un sujet qui paraît éloigné des batteries : la cinétique de cémentation du cuivre par le zinc en milieu sulfate. C'est pourtant là qu'il publie une première idée originale, une méthode pour améliorer l'électrodéposition des métaux appelée « cémentation assistée par électrolyse ». Parallèlement, il travaille sur des alliages aluminium-manganèse déposés en sels fondus, destinés à servir d'électrodes négatives dans les batteries lithium-ion. Son parcours académique se complète en 2002 par une habilitation à diriger des recherches (HDR) en physique, spécialité science des matériaux, à l'Université Pierre-et-Marie-Curie (Paris VI).
Un itinéraire international : France, Japon, Québec
Le parcours de Zaghib illustre la mobilité typique des grands chercheurs, avec trois étapes décisives avant sa carrière québécoise.| Période | Lieu / institution | Activité principale |
| 1986-1990 | Grenoble (INPG) | Thèse : cémentation, alliages Al-Mn en sels fondus |
| 1990-1992 | CNRS et Saft (France) | Postdoctorat : lithiation chimique du graphite et des fibres de carbone, avec Rachid Yazami |
| 1992-1995 | ONRI, Osaka (Japon) | Chercheur invité du MITI, projet New Sunshine : fibres de carbone VGCF, électrolytes polymères et gels |
| 1995-2020 | Hydro-Québec (Varennes) | Introduction de la technologie Li-ion, direction de la division Stockage et conversion de l'énergie (2007), fondation du Centre d'excellence en électrification des transports et stockage d'énergie (2017) |
| 2020-2021 | Investissement Québec / McGill | Conseiller stratégique sur la filière batterie québécoise, professeur de pratique |
| Depuis 2022 | Université Concordia (Montréal) | Professeur de génie chimique et des matériaux |
Hydro-Québec : vingt-cinq ans au cœur de la révolution lithium
En 1995, Zaghib rejoint l'Institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ). Il y joue un rôle déterminant pour introduire la technologie lithium-ion dans l'entreprise. Il devient directeur de la division Stockage et conversion de l'énergie en 2007, puis fonde en 2017 le Centre d'excellence en électrification des transports et stockage d'énergie. Pendant ces années, il noue des collaborations majeures, en particulier avec Michel Armand, figure historique des électrolytes et des matériaux de batteries, et avec John B. Goodenough, futur prix Nobel de chimie 2019, père de la cathode LiCoO₂ et pionnier de la famille des phosphates. Il travaille aussi avec Kim Kinoshita (Lawrence Berkeley National Laboratory), Michael Thackeray (Argonne National Laboratory) et, à la Sorbonne, avec Christian Julien et Alain Mauger. En 2014, il cofonde avec Sony la société Esstalion Technologies, une coentreprise Sony-Hydro-Québec dédiée au stockage d'énergie à grande échelle pour les réseaux électriques.
Ses grandes contributions scientifiques
1. La cathode LiFePO₄ (LFP)
C'est sans doute l'apport le plus connu. Les travaux de Zaghib, en lien avec Michel Armand et Goodenough, ont contribué à la cathode au phosphate de fer lithié enrobé de carbone, qui a rendu possible la batterie lithium-fer-phosphate commerciale. Hydro-Québec est ainsi devenue la première entreprise au monde à utiliser le LFP dans des cathodes à l'échelle commerciale. Hydro-Québec et l'Université du Texas à Austin se sont associées pour exploiter ce brevet. Pourquoi est-ce important ? Le LFP ne contient ni cobalt ni nickel. Il est reconnu pour sa stabilité thermique, sa sécurité, sa longue durée de vie et son coût réduit. Cette chimie s'est largement répandue dans les véhicules électriques et le stockage stationnaire.2. Les anodes en titanate de lithium (LTO)
Zaghib a introduit le Li₄Ti₅O₁₂ nanostructuré comme anode pour les batteries lithium-ion et à électrolyte solide. Selon les sources, il aurait été le premier à proposer, dès 1996, l'usage de LTO à l'échelle nanométrique pour les batteries Li-ion et les supercondensateurs hybrides. Ses atouts :- recharge ultrarapide (en moins de 10 minutes) ;
- grande sécurité ;
- très longue durée de vie en nombre de cycles.
3. Le graphite naturel
En étudiant avec Kim Kinoshita l'effet de la taille des particules de graphite sur la perte de capacité irréversible, Zaghib a proposé des modèles qui tiennent compte du rôle des plans basaux et des sites de bord. Ces travaux ont aidé à comprendre et à optimiser l'un des matériaux d'anode les plus utilisés au monde.4. Électrolytes et batteries polymères
Sa collaboration avec Michel Armand a également porté sur de nouveaux électrolytes, dont la famille des sels et liquides ioniques LiFSI. Il a aussi développé des batteries lithium-ion solides à base de métal expansé avec électrolyte polymère ou gel, combinées à des cathodes 3 V et 4 V et à l'anode LTO.5. Supercondensateurs hybrides et photo-batterie
Il est co-inventeur d'un supercondensateur hybride associant une électrode négative en LTO et une électrode positive en carbone. Il est aussi présenté comme l'un des pionniers de la première photo-batterie à deux électrodes, ainsi que du stockage de grande capacité (de l'ordre du MWh) à base de LFP/graphite, réalisé avec Sony.
Les chiffres d'une carrière
| Indicateur | Valeur |
| Brevets (co-inventeur) | environ 600 |
| Licences associées | 62 |
| Articles à comité de lecture | plus de 420 |
| Monographies | une vingtaine |
| Indice h (Google Scholar, 2023) | 83 |
| Ouvrage de référence | Lithium Batteries: Science and Technology (Springer, 2016), traduit en chinois |
Une reconnaissance internationale
Les distinctions s'enchaînent depuis la fin des années 2000 :- 2008 : Prix de recherche de l'IERE (International Electric Research Exchange)
- 2010 : Prix de recherche de la division Energy Technology de l'Electrochemical Society, et prix de recherche de l'International Battery Association
- 2011 : élu Fellow de l'Electrochemical Society
- 2013 : Prix de la division Battery Technology de l'Electrochemical Society
- 2015, 2016, 2017 : classé parmi les « Esprits scientifiques les plus influents du monde » (chercheurs les plus cités, Thomson Reuters puis Clarivate), soit environ 3 000 chercheurs sur neuf millions
- 2017 : Fellow de l'Académie canadienne du génie, Prix Québec-Japon, Prix de technologie de l'International Battery Association
- 2019 : Prix Lionel-Boulet du gouvernement du Québec
- 2021 : élu Fellow de la Société royale du Canada
- 2022 : Prix Kalev Pugi de la Society of Chemical Industry
- 2025 : Officier de l'Ordre du Canada
