Recyclage des batteries de véhicules électriques : quels sont les enjeux, solutions et perspectives ?

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Posté le 24.04.2024


Cette année, les ventes de véhicules électriques ont une fois de plus battu des records, illustrant clairement la montée en puissance de la mobilité électrique avec l'introduction de nouveaux véhicules plus respectueux de l'environnement. Néanmoins, les batteries au lithium soulèvent des préoccupations quant à leur impact écologique global. Leur fabrication nécessite des matériaux rares et implique des processus de production polluants. Ainsi, le recyclage des batteries émerge comme un enjeu critique pour le développement durable des véhicules électriques.


Le défi du recyclage des batteries de véhicules électriques

Le marché de la mobilité électrique connaît actuellement une forte croissance, grâce à une offre plus diversifiée, une autonomie accrue et des prix d'achat plus abordables. De plus en plus de conducteurs expriment le désir de modifier leurs habitudes de mobilité pour adopter des pratiques plus respectueuses de l'environnement. Les incitations financières mises en place par les gouvernements contribuent également à stimuler l'achat de véhicules électriques.

Actuellement, il est estimé qu'il y a plus de 650 000 voitures électriques en circulation en France. Malgré les défis rencontrés par l'industrie automobile, le marché de l’électrique reste dynamique. La part de conducteurs optant pour ces véhicules devrait continuer à augmenter dans les années à venir. Par conséquent, un nombre considérable de batteries devront être recyclées à l'avenir. D'ici 2027, le poids total à recycler sur le marché est estimé à plus de 50 000 tonnes.


Fabrication et préoccupations environnementales : le recyclage comme réponse

La fabrication de batteries soulève des inquiétudes environnementales, notamment en ce qui concerne la pollution. Les processus d'extraction et de transformation des métaux nécessaires à la fabrication, tels que le lithium, le cobalt et le nickel, peuvent avoir des impacts néfastes sur l'environnement et la santé humaine. L'extraction minière peut entraîner une contamination des sols, de l'eau et de l'air par des substances chimiques toxiques, tout en consommant d'importantes quantités d'eau et d'énergie. De plus, certaines régions du monde où les métaux sont extraits font face à des problèmes sociaux. Face à ces défis, l'industrie des batteries cherche à améliorer les pratiques d'extraction et de production en misant sur des approvisionnements responsables et des technologies plus durables. Parmi ces initiatives figure le recyclage, qui est sans doute le meilleur moyen de répondre au besoin constant de matériaux, sans pour autant recourir à une extraction massive.



Processus d'extraction des matériaux des batteries usagées

Lorsque la batterie présente des signes de détérioration significative, une recharge prolongée ou arrive en fin de vie, elle est dirigée vers une filière spécifique de recyclage. La législation exige que les acteurs recyclent au moins 50 % du poids total d’une batterie. Pour ce faire, elle est entièrement démontée dans une usine de recyclage, où différentes techniques sont mises en œuvre pour séparer les différents composants.

Elles contiennent des métaux rares tels que le cobalt, le nickel, le lithium et le manganèse. L'extraction de ces matériaux nécessite une quantité considérable d'énergie, ce qui souligne l'importance cruciale du recyclage. En général, ces métaux sont broyés et récupérés sous forme de poudre ou de lingots. La pyrométallurgie est l'une des techniques utilisées, elle consiste à fondre les matériaux ferreux pour les récupérer et les purifier.


Où sont recyclées les batteries lithium-ion de voiture électrique en France ?

Elles sont récupérées par des entreprises spécialisées, et peuvent également être récupérées dans des garages ou des casses disposant des équipements appropriés.

Cependant, le processus de traitement doit respecter des normes strictes et suivre un protocole bien défini. De plus, le Registre national des piles et accumulateurs, géré par l'ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie), recense toutes les opérations effectuées par les organismes de recyclage agréés.

À l'heure actuelle, les entreprises spécialisées estiment pouvoir recycler entre 70 % et 90 % du poids total d'une batterie. Bien que ce taux ne soit pas encore de 100 %, il dépasse largement la norme légale imposée. De plus, les technologies évoluent rapidement, ce qui laisse entrevoir la possibilité de batteries entièrement recyclables dans un avenir proche !


Quelles sont les dispositions légales concernant le recyclage des batteries ?  

La législation européenne* a pris des mesures importantes en matière de recyclage. Une nouvelle proposition de règlement exige désormais l'inclusion de matières premières recyclées dans la production de batteries neuves, avec les échéances suivantes :
• En 2025, il est obligatoire de déclarer le contenu recyclé.
• D'ici 2031, elles devront contenir 16 % de cobalt, 6 % de lithium et de nickel.
• En 2036, ces chiffres augmenteront à 26 % pour le cobalt, 12 % pour le lithium et 15 % pour le nickel. 
Ces mesures, associées à l'obligation d'intégrer des matières premières recyclées dans la fabrication de nouvelles batteries, contribueront à réduire l'empreinte carbone, qui représente la moitié du bilan environnemental de la fabrication d'une voiture électrique.

*Chiffres définitifs de la réglementation adoptée par le Parlement Européen le 14 Juin 2023.


L’émergence de nouvelles entreprises 

Actuellement, les fabricants de véhicules électriques sont tenus par la directive européenne de 2011, régie par l'article r543-130 du Code de l'environnement, de recycler les batteries de leurs véhicules.

En réponse à cette exigence croissante, des filières spécialisées se mettent en place pour répondre à la demande. Actuellement, certains acteurs sont déjà présents sur le marché pour recycler certains composants des batteries au lithium. Cependant, ils doivent encore accroître leurs capacités, une nécessité remontée au niveau européen. C'est ainsi qu'il a été décidé de mutualiser les efforts entre les pays européens. Récemment, plusieurs pays, notamment la France et l'Allemagne, se sont associés pour former un "Airbus de la batterie". Cette initiative vise à créer un géant européen dont l'objectif est de produire des batteries plus propres, mais également de développer des capacités de recyclage.

Une première usine de recyclage de batteries lithium-ion devrait ouvrir à l’été 2024 près d’Arras en France. Elle a mis au point son propre procédé de revalorisation, qui consiste à démonter les batteries, à récupérer le cuivre, le plastique et autres solvants, puis à les broyer pour obtenir la « black mass ». Il s’agit d’une poudre noire qui contient du lithium, du nickel et du cobalt. Ces matières peuvent être ensuite utilisées pour la fabrication de nouvelles batteries électriques. La société prévoit d’ouvrir sa première ligne de prétraitement d’ici à la fin de l’année. À sa mise en service, cette usine devrait recycler plus de 30 000 tonnes de batteries lithium-ion par an.

En Allemagne, c’est à Magdebourg qu’ouvre la première usine européenne de recyclage de batterie. L'usine peut traiter 10 000 tonnes de matériaux, la première ligne principale étant actuellement en service, les 10 autres prévues ultérieurement. A Magdebourg, ce n'est pas le retraitement proprement dit des matières premières des batteries qui a lieu, mais une étape préliminaire importante : dans les ‘‘spokes’’ les batteries usagées et les déchets de production sont transformés en masse noire, un mélange des matériaux actifs des batteries - les autres matériaux sont triés au cours du processus et également réutilisés. De la masse noire, les matières premières respectives sont ensuite extraites dans les "hubs" au moyen de procédés hydrométallurgiques, qui peuvent ensuite être transformés en nouvelles batteries.



Quelles sont les possibilités de recyclage des batteries ?

En fonction de l'état de la batterie, il existe deux possibilités de recyclage. La première consiste à lui donner une seconde vie en la réutilisant, tandis que la seconde implique son démantèlement et son recyclage.

Si la batterie conserve une capacité suffisante (supérieure à 60 %), elle peut être reconditionnée pour être installée dans un nouveau véhicule. Dans ce cas, le processus de recyclage est relativement simple. Cependant, si sa capacité est limitée, elle peut être démontée et adaptée pour alimenter la motorisation d'un véhicule plus léger, tel qu'un deux-roues ou une voiture sans permis.


Quel est le devenir des batteries non réutilisables sur un véhicule ?

Les constructeurs automobiles stipulent le remplacement lorsque sa capacité chute en dessous de 70 %, généralement après 8 à 10 ans d'utilisation normale du véhicule. Bien qu'une batterie présentant une capacité de 70 % puisse encore fonctionner, certains choisissent de lui donner une seconde vie en l'intégrant à une installation solaire pour stocker l'énergie, par exemple.




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