Valorisation
Publié le 20/06/2024
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Batteries des véhicules électriques : quel recyclage ?
Dans l’objectif d’une neutralité carbone en 2050, l’Union européenne a voté l’arrêt de la commercialisation des véhicules thermiques neufs à partir de 2035. Cette réglementation adoptée en 2023 pourrait voir son application différée, selon un rapport publié récemment par la Cour des comptes européenne. Néanmoins, le marché des véhicules électriques connaît une réelle expansion et la question du recyclage de leurs batteries s’impose.
À l’exception des véhicules thermiques fonctionnant avec des carburants synthétiques, place donc aux véhicules électriques dont les ventes ont enregistré une forte augmentation au cours des dernières années. En 2023, les véhicules 100 % électriques ont représenté 16,8 % des nouvelles immatriculations, tandis que les hybrides rechargeables ont représenté 9,2 % des voitures mises en circulation.
De quoi sont faites les batteries électriques ?
Les batteries électriques sont composées de plastiques, de solvants, de composés électroniques et, en petite quantité, de métaux comme le lithium, le cobalt, le cuivre, le manganèse ou le nickel.
Le modèle de référence actuel de l'automobile mondiale est la batterie lithium-ion dont les deux types les plus fréquents sont les "NMC" (nickel-manganèse-cobalt) et les "LFP" (phosphates de fer lithié).
Les NMC ont une durée de vie plus faible mais une densité énergétique supérieure à celle des LFP. L'extraction du nickel et du manganèse, deux matériaux nécessaires aux batteries NMC, est également plus nocive pour l'environnement.
Il existe d'autres grandes familles de batteries au lithium dont les "NCA" (nickel-cobalt-aluminium), également utilisées par l'industrie automobile.
Leur fabrication est toujours en cours d’évolution pour atteindre toujours plus de légèreté, d’autonomie et moins d’impact environnemental.
Zéro émission de CO2 mais quel bilan environnemental ?
La production de batteries pour les voitures électriques soulève des préoccupations environnementales, en matière de pollution comme en termes d’épuisement des ressources naturelles. Les processus d’extraction et de transformation des métaux nécessaires à la fabrication des batteries, tels que le lithium, le cobalt et le nickel, peuvent avoir des répercussions néfastes sur l’environnement et la santé humaine. L’extraction minière peut notamment générer 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, l’Europe importe ces métaux : 87 % du lithium brut provient d’Australie, 80 % du manganèse d’Afrique du Sud et du Gabon, 68 % du cobalt de la République démocratique du Congo et 40 % du graphite de Chine.
Quelles filières de recyclage ?
Une directive européenne désigne le producteur des batteries comme responsable de leur recyclage en fin de vie, afin que celles-ci ne se retrouvent pas dans la nature, ses composants chimiques étant très polluants.
Fin 2022, les institutions de l'Union européenne sont parvenues à un accord sur les batteries, avec de nouveaux objectifs de recyclage obligatoire pour certaines matières premières :
- à partir de 2027, 90 % du cobalt et du nickel et 50 % du lithium contenus dans les batteries de voitures électriques devront être récupérés ;
- à partir de 2031, 95 % du cobalt et 80 % du lithium.
Ces mesures sont associées à une obligation d’intégrer des matières premières issues du recyclage dans la fabrication de nouvelles batteries. Ce qui permettra aussi de réduire la dépendance énergétique de l’Europe vis-à-vis des producteurs de minerais.
La récupération des métaux contenus dans les batteries en fin de vie est une solution écologique, à la fois pour limiter le recours aux matières premières vierges, réduire l'empreinte carbone et environnementale liée à l’extraction minière tout en préservant l'environnement naturel des pollutions émanant des batteries en fin de vie.
D’ici 2027, on estime à plus de 50 000 tonnes le poids cumulé des batteries à recycler sur le marché. C’est pourquoi l’augmentation de la capacité et de la performance des usines de recyclage des batteries en Europe est un enjeu clé pour la prochaine décennie.
Le réemploi
Si la batterie a une capacité encore suffisante (supérieure à 60 %), elle peut être reconditionnée et servir à l’équipement d’un nouveau véhicule plus léger comme un deux-roues ou une voiture sans permis. Elle peut aussi être utilisée pour stocker l’énergie, par exemple dans le cadre d’une installation solaire.
Le recyclage
Une fois les batteries vidées de leur énergie résiduelle, on procède :
- à leur démontage ;
- au broyage des éléments internes ;
- à la récupération des métaux ferreux sous forme d'alliage après les avoir fondus (pyrométallurgie).
Un autre procédé, l'hydrométallurgie, permet de récupérer des métaux, purifiés au contact de différents solvants. Ces techniques peuvent être complémentaires.
Le processus de recyclage vise à récupérer entre 70 % et 90 % du poids total de la batterie, avec des recherches en cours pour une valorisation totale des matériaux à l’avenir.