On prévoit que 145 millions de voitures électriques seront en circulation d’ici 2030. Mais si les véhicules électriques peuvent jouer un rôle important dans la réduction des émissions, ils contiennent aussi une bombe à retardement potentielle pour l’environnement : leurs batteries. Après tout, ils ne sont pas éternels.
Des millions de batteries de voitures électriques seront mises au rebut au cours des dix prochaines années. Et ensuite ?
Pourquoi est-ce important ?
Alors que l'industrie automobile commence à se transformer, les experts estiment qu'il est temps de prévoir ce qu'il adviendra des batteries en fin de vie, de réduire la dépendance à l'égard des mines et de maintenir les matériaux en circulation.Selon une estimation, plus de 12 millions de tonnes de batteries lithium-ion utilisées dans les voitures devraient être mises au rebut d’ici à 2030. Dans le même temps, 10,35 millions de tonnes de lithium, de cobalt, de nickel et de manganèse seront extraites pour les nouvelles batteries des véhicules électriques.
En 2030, l’utilisation de lithium pour la production mondiale de batteries sera 29,7 fois plus importante qu’en 2018. De 2021 à 2030, la production de batteries consommera 30% des réserves mondiales prouvées de cobalt. Non seulement les batteries nécessitent de grandes quantités de matières premières, notamment du lithium, du nickel et du cobalt, mais leur extraction a des répercussions sur le climat, l’environnement et les droits de l’homme. Et elles menacent également de laisser derrière elles une énorme montagne de déchets électroniques.
Des centaines de millions d’euros sont injectés dans des start-ups et des centres de recherche sur le recyclage pour découvrir comment démonter les batteries mortes et recycler plus efficacement les métaux précieux. Mais si nous voulons faire plus avec les matériaux dont nous disposons, le recyclage ne devrait pas être la priorité, affirment de plus en plus d’experts. La meilleure chose à faire maintenant est de garder les objets en usage plus longtemps, estiment-ils.
Avant le recyclage : une seconde vie
Après tout, il reste encore beaucoup de capacité de batterie à la fin de la première utilisation dans les véhicules électriques. Les batteries ne pourront peut-être plus alimenter les véhicules, mais elles peuvent avoir une seconde vie, par exemple en stockant l’énergie excédentaire produite par les parcs solaires ou éoliens.
Plusieurs entreprises sont engagées dans des essais. Le groupe énergétique Enel, par exemple, utilise déjà 90 batteries mises au rebut par des voitures Nissan Leaf dans une installation de stockage d’énergie à Melilla, en Espagne. Au Royaume-Uni, la société d’énergie Powervault a collaboré avec Renault pour équiper les systèmes de stockage d’énergie domestiques de vieilles batteries de voiture.
Faire passer les batteries lithium-ion d’une première vie dans les véhicules électriques à une seconde vie dans le stockage d’énergie stationnaire aurait un autre avantage : remplacer les batteries au plomb toxiques. Seuls 60 % environ des accumulateurs au plomb sont utilisés dans les voitures et 20 % sont utilisés pour stocker l’énergie solaire excédentaire, notamment dans les pays africains.
Les batteries au plomb ne durent généralement que deux ans environ dans les climats plus chauds, car la chaleur les dégrade plus rapidement, ce qui signifie qu’elles doivent souvent être recyclées. Cependant, il y a peu d’installations qui peuvent le faire en toute sécurité en Afrique. Au lieu de cela, ces piles sont souvent cassées et fondues dans des arrière-cours. Le processus expose les recycleurs et leur environnement au plomb, une neurotoxine puissante pour laquelle il n’existe aucun niveau de sécurité connu et qui peut nuire au développement du cerveau des enfants.
Mais que se passe-t-il si la batterie est vraiment à plat ?
Les batteries lithium-ion qui ne sont plus assez performantes pour les voitures pourraient donc offrir une alternative moins toxique et plus durable pour le stockage de l’énergie. Mais lorsqu’une pile atteint vraiment la fin de sa vie utile, il est temps de la recycler. Le recyclage des batteries lithium-ion bénéficie d’un grand élan. Dans son rapport d’impact, Tesla a annoncé qu’elle avait commencé à construire des installations de recyclage dans sa Gigafactory au Nevada pour traiter les batteries en fin de vie.
La société voisine Redwood Materials, fondée par l’ancien directeur technologique de Tesla, JB Straubel, et installée à Carson City, a levé plus de 700 millions de dollars en juillet et prévoit d’étendre ses activités. L’usine prend des batteries vides, en extrait les matériaux précieux tels que le cuivre et le cobalt et renvoie les métaux raffinés dans la chaîne d’approvisionnement des batteries.
Mais alors que le recyclage devient plus courant, des défis techniques majeurs subsistent. Par exemple, les conceptions complexes dans lesquelles les recycleurs doivent naviguer pour atteindre les composants précieux. Les batteries lithium-ion sont rarement conçues dans un souci de recyclabilité. Par exemple, la plupart des composants sont soudés ensemble, ce qui est bon pour la conductivité électrique mais mauvais pour le recyclage.
Une nouvelle législation avec de nouvelles lignes directrices
Nous savons aussi, grâce au passé, combien il peut être difficile de créer des industries de recyclage qui fonctionnent. Les accumulateurs au plomb, par exemple, sont recyclés dans une large mesure, notamment en raison des exigences légales. Mais les piles usagées finissent souvent chez les recycleurs d’arrière-cour parce qu’ils peuvent les payer plus cher que les recycleurs officiels, qui doivent couvrir des coûts de fonctionnement plus élevés.
Les batteries lithium-ion sont peut-être moins toxiques, mais elles doivent tout de même être confiées à des entreprises capables de les recycler en toute sécurité. La législation pourrait aider. Bien que les États-Unis n’aient pas encore mis en œuvre une politique fédérale exigeant le recyclage des batteries au lithium-ion, l’UE et la Chine exigent déjà que les fabricants de batteries paient pour la mise en place de systèmes de collecte et de recyclage. Ces fonds pourraient contribuer à subventionner les recycleurs formels pour les rendre plus compétitifs.
En décembre, l’UE a également proposé des modifications radicales de ses règles en matière de batteries, dont la plupart visent les batteries lithium-ion. Il s’agit notamment d’objectifs de collecte de 70 %, de taux de récupération de 95 % pour le cobalt, le cuivre, le plomb et le nickel et de 70 % pour le lithium. Il prévoit également des niveaux minimaux obligatoires de matériaux recyclés dans les nouvelles piles d’ici à 2030.
Vers un passeport de la batterie
Les données peuvent également être utiles. L’UE et la Global Battery Alliance (GBA), un partenariat public-privé, travaillent toutes deux sur des versions d’un « passeport » numérique – un document électronique pour une batterie de voiture qui contiendrait des informations sur l’ensemble de son cycle de vie.
Ce passeport pourrait indiquer l’état de santé et la capacité restante d’une batterie, permettant ainsi aux constructeurs automobiles de l’orienter vers une réutilisation ou vers des installations de recyclage. Les données sur les matériaux pourraient aider les recycleurs à s’y retrouver dans la myriade de propriétés chimiques des batteries lithium-ion. Et lorsque le recyclage sera plus répandu, le passeport pourrait également indiquer la quantité de matériaux recyclés dans les nouvelles piles.
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