Avec le boom du marché des voitures électriques vient la demande croissante en batteries. Or les ressources en matériaux pour les fabriquer ne sont pas inépuisables. Peut-on facilement recycler ces batteries ?
« Concernant les voitures électriques, étant donné qu’il n’y aura pas assez de matériaux sur Terre pour fabriquer les batteries, peut-on envisager de facilement les recycler ? »
La réponse est : oui, il est possible de recycler les batteries de voitures électriques. Des filières de recyclage se sont mis en place à travers le monde ces dernières années pour accélérer la cadence. Mais ce recyclage comporte encore des freins, notamment opérationnels et économiques. Explications.
Prolonger la durée de vie des batteries, et leur donner une deuxième vie
Quelque 350 millions de voitures électriques devraient rouler dans le monde d’ici à 2030, contre 16,5 millions en 2021, prédit l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Les batteries des voitures électriques sont des mines de matériaux, pesant jusqu’à 500 kilos et représentant jusqu’à 50% de la valeur d’un véhicule électrique. L’extraction de ces matériaux et l’assemblage des batteries sont extrêmement polluants et chers.
Pour rentabiliser cette production, il faut d’abord prolonger la vie de ces batteries, qui peuvent servir de huit à quinze ans dans un véhicule avant de perdre en puissance, mais aussi leur donner une deuxième vie, dans les maisons par exemple. Le potentiel du recyclage paraît énorme : il pourrait aider à réduire la demande mondiale en 2040 de 25% pour le lithium, 35% pour le cobalt et le nickel et 55% pour le cuivre, selon un rapport de l’Institut des futurs durables (ISF) à l’Université de technologie de Sydney, en Australie. « D’ici dix ans, on fabriquera tellement de batteries qu’il faudra absolument recycler le lithium. Autrement, il n’y en aura pas suffisamment », prévenait en mars 2023 Philippe Barboux, professeur de chimie à l’université PSL à Paris.
« Pour l’instant, on est sur beaucoup d’opérations manuelles »
Mais le recyclage des batteries comporte des freins opérationnels. Dans une zone industrielle au milieu des champs, dans l’est de la France, le recycleur Veolia a construit une usine pilote sur son site EuroDieuze, qui récupérait surtout des petites batteries de téléphone ou d’ordinateurs. « Les proportions sont différentes, mais les composants sont les mêmes », expliquait à l’AFP en 2021 Pascal Muller, directeur de la région chez Veolia.
La batterie est déchargée, dévêtue de son enveloppe plastique et électronique, ainsi que des feuilles en aluminium qui retiennent les cellules – les cœurs de la batterie. Il faut ensuite broyer ces cellules en une poudre dont on extraira et triera les différents métaux, par le feu ou par la chimie. La sécurité est primordiale : outre les risques électriques, tous ces modules sont couverts de solvants très inflammables et polluants. « Pour l’instant, on est sur beaucoup d’opérations manuelles », soulignait Pascal Muller, qui cherchait avec des partenaires à « automatiser certaines opérations ».
« Il manque des motivations économiques ou règlementaires »
Les industriels arrivent à recycler 60% du poids des batteries, selon l’ISF. « Il est techniquement possible de récupérer ces quatre métaux (lithium, cobalt, nickel, cuivre) à plus de 90%, mais il manque des motivations économiques ou règlementaires qui pourraient encourager l’utilisation de matériaux recyclés », souligne l’institut. Fin 2022, la Commission européenne a décidé d’imposer aux fabricants d’intégrer un minimum de matières recyclées dans les batteries à partir de 2031 (au moins 16% de cobalt et 6% de lithium et nickel recyclés). De plus, les industriels devront recycler au moins 70% du poids des batteries avant 2031.
Les méga-usines de recyclage de batteries électriques débarquent en Europe
Ce recyclage qui pourrait devenir massif et rentable éveille les intérêts. L’industrie chinoise est en avance, selon les observateurs : le fabricant des batteries CATL annonçait en 2021 la construction d’une usine de recyclage pour 32 milliards de yuans (4,3 milliards d’euros) dans la province du Hubei (centre de la Chine). En Europe, la vague de méga-usines de recyclage des batteries commence tout juste : à l’image de Glencore, le géant suisse des mines et du commerce des matières premières, qui présentait en mai 2023 son projet d’usine, opérationnelle en 2027 et qui pourrait recycler 50.000 à 70.000 tonnes de « black mass » (la poudre noire obtenue une fois les vieilles batteries broyées) par an. De quoi traiter 36 gigawattheures de batteries – l’équivalent de 600.000 Renault Megane E-Tech !
« Pour l’instant, on est sur beaucoup d’opérations manuelles »
Mais le recyclage des batteries comporte des freins opérationnels. Dans une zone industrielle au milieu des champs, dans l’est de la France, le recycleur Veolia a construit une usine pilote sur son site EuroDieuze, qui récupérait surtout des petites batteries de téléphone ou d’ordinateurs. « Les proportions sont différentes, mais les composants sont les mêmes », expliquait à l’AFP en 2021 Pascal Muller, directeur de la région chez Veolia.
La batterie est déchargée, dévêtue de son enveloppe plastique et électronique, ainsi que des feuilles en aluminium qui retiennent les cellules – les cœurs de la batterie. Il faut ensuite broyer ces cellules en une poudre dont on extraira et triera les différents métaux, par le feu ou par la chimie. La sécurité est primordiale : outre les risques électriques, tous ces modules sont couverts de solvants très inflammables et polluants. « Pour l’instant, on est sur beaucoup d’opérations manuelles », soulignait Pascal Muller, qui cherchait avec des partenaires à « automatiser certaines opérations ».
« Il manque des motivations économiques ou règlementaires »
Les industriels arrivent à recycler 60% du poids des batteries, selon l’ISF. « Il est techniquement possible de récupérer ces quatre métaux (lithium, cobalt, nickel, cuivre) à plus de 90%, mais il manque des motivations économiques ou règlementaires qui pourraient encourager l’utilisation de matériaux recyclés », souligne l’institut. Fin 2022, la Commission européenne a décidé d’imposer aux fabricants d’intégrer un minimum de matières recyclées dans les batteries à partir de 2031 (au moins 16% de cobalt et 6% de lithium et nickel recyclés). De plus, les industriels devront recycler au moins 70% du poids des batteries avant 2031.
Les méga-usines de recyclage de batteries électriques débarquent en Europe
Ce recyclage qui pourrait devenir massif et rentable éveille les intérêts. L’industrie chinoise est en avance, selon les observateurs : le fabricant des batteries CATL annonçait en 2021 la construction d’une usine de recyclage pour 32 milliards de yuans (4,3 milliards d’euros) dans la province du Hubei (centre de la Chine). En Europe, la vague de méga-usines de recyclage des batteries commence tout juste : à l’image de Glencore, le géant suisse des mines et du commerce des matières premières, qui présentait en mai 2023 son projet d’usine, opérationnelle en 2027 et qui pourrait recycler 50.000 à 70.000 tonnes de « black mass » (la poudre noire obtenue une fois les vieilles batteries broyées) par an. De quoi traiter 36 gigawattheures de batteries – l’équivalent de 600.000 Renault Megane E-Tech !
Source : Sciences et Avenir
