Dans le contexte de dé-carbonisation du secteur automobile, les batteries Li-ion sont reconnues comme une des solutions majeures à travers leur utilisation dans des véhicules électriques (VE).Les batteries Li-ion subissent des pertes de performances, impactant donc leur durée de vie. Avec un coût qui représente une part importante de celui du véhicule (jusqu'à 40 %), le critère de durée de vie, son estimation ainsi que la compréhension des mécanismes de dégradation jouent un rôle primordial quant à l'acceptation et le développement de la technologie des VE.Pour ce faire, l'état de l'art actuel propose des protocoles de vieillissement accéléré associés à des modèles. Ces tests consistent à augmenter l'intensité et/ou la fréquence des facteurs de stress comparé aux valeurs de l'usage réel, ayant pour but d'accélérer les dégradations et donc la perte de performance. Afin d'obtenir des résultats fiables, ces protocoles doivent être représentatifs de l'usage. Autrement dit, les mécanismes de dégradation qui se déroulent durant les tests doivent être de même nature physique que ceux qui se déroulent durant l'usage.Le but de la thèse consiste à améliorer la méthodologie de prédiction de durée de vie des batteries de VE à travers un regard orienté usage. Pour garantir la représentativité des mécanismes de dégradation, les tests doivent recréer la nature des facteurs de stress identifiés durant l'usage réel, sans dépasser le domaine de l'application.L'état de l'art permet de conclure que les protocoles actuels engendrent bien une perte de performance de façon accélérée, mais dans la majorité des cas les mécanismes de dégradation engendrés sont différents de ceux observés dans l'usage. De même, l'approche de cumul de dommage sur laquelle l'estimation de durée de vie se base semble être une raison majeure de l'imprécision de l'estimation de durée de vie.Suivant ces observations, la méthodologie proposée dans cette thèse pour l'amélioration de l'estimation de durée de vie se base sur trois axes :1. Étude approfondie de l'usage des batteries de VE2. Implémentation d'un protocole de vieillissement accéléré prenant en compte la coexistence et l'interdépendance des facteurs de stress3. Paramétrage d'un modèle de dégradationPlusieurs études de l'usage issues de la littérature, provenant de l'Europe, de l'Amérique du Nord, de l'Asie (Extrême-Orient) et l'Australie, ont été synthétisées et analysées. Ces études constituent alors plus de 37,000 VE de tous types ainsi que 228 millions de km de roulage. Ceci nous a permis d'obtenir une vision claire et précise de l'occurrence et de l'intensité des facteurs de stress.Une étude de roulage a été lancée au CEA pour compléter le manque d'information observé dans l'étude de l'art, notamment au niveau de la température des cellules. 24 volontaires ont participé à cette campagne de roulage sur un VE instrumenté en effectuant leur trajet journalier domicile-travail suivant trois catégories de distance jusqu'au domicile: courts (<10 km), moyens (de 10 à 20km) et long (de 20 à 40 km). En plus des mesures électriques, des mesures de température de toute l'architecture du pack batterie ont été effectuées durant les phases de roulage, de charge et de stationnement.Grâce à cette étude, un protocole de vieillissement original et breveté a été mis en place. Dans le cadre de la thèse, il a été appliqué sur une cellule Samsung PHEV 37 Ah. Des supports de cellules adaptés à des demandes de courants représentatifs et donc assez élevés ont été développés pour tester 38 cellules à 25 et 45 °C.Enfin, un modèle multi-physique de type Newman P2D a été couplé à une approche mécanistique, ayant pour but d'accéder à la physique des mécanismes de dégradation. Initialiser et calibrer le modèle a été effectué grâce à une étude ante-mortem exhaustive, permettant de mesurer plus de 70 % des paramètres. La validation des modèles est faite en se basant sur une comparaison des courbes de capacité incrémentale (IC).