Alors que les voitures électriques ont une cote en hausse, la question de leur recyclage est plus que jamais à l’ordre du jour. On estime qu’il y aura plus de 700 000 tonnes de batteries à recycler en 2035. Il est alors nécessaire de se pencher sur la question dès aujourd’hui, et BMW a déjà pris de l’avance dans le domaine.
Voilà déjà dix ans que la voiture électrique circule sur nos routes. Dix ans, c’est également la durée de vie d’une batterie électrique. Se pose alors la question de son recyclage. Effectivement, la démarche écologique de rouler dans un véhicule « vert » doit s’inscrire dans un processus global. Ainsi, le recyclage des batteries en fait partie. Actuellement, les batteries en fin de vie partent dans des centres de recyclage spécialisés. La marque allemande aux hélices s’est penchée sur le sujet et compte bien être autonome sur l’ensemble du dispositif électrique, de la création de la batterie à son recyclage, voire sa seconde vie.
Recyclage des batteries : un véritable enjeu
Actuellement, on estime à 220 000 le nombre de voitures électriques ou hybrides qui circulent dans le pays. Ce sont autant de batteries qu’il faudra recycler dans les années à venir. Christel Bories, présidente du Comité stratégique de la filière Mines et Métallurgie annonce qu’il faut s’attendre à 50 000 tonnes de batteries à recycler à partir de 2027, contre 15 000 tonnes aujourd’hui. Ce chiffre pourrait rapidement se multiplier par la suite et atteindre 700 000 tonnes en 2035.
Il s’agit en priorité de batteries lithium-ion (Li-ion) qui équipent la majorité de nos véhicules. Le recyclage des batteries est régi en Europe par une réglementation spécifique qui exige un taux de recyclage de 50% minimum. Malheureusement, les centres de retraitement ne sont pas assez nombreux en France. Une vraie problématique ! Les batteries sont composées de métaux rares, toxiques et dangereux, d’où l’importance de les traiter et de les recycler avec les plus grandes précautions.
Le recyclage des batteries électriques, comment ça se passe ?
Si la voiture électrique séduit pour son aspect écologique grâce à la réduction des émissions de CO2, certains automobilistes s’interrogent sur son bilan carbone sur l’ensemble de son cycle de vie, de la production au recyclage de ses batteries. Alors, comment se passe le recyclage des batteries des voitures électriques ?
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).
Il existe également un autre procédé qui permet de récupérer des métaux purifiés au contact de différents solvants. Cela s’appelle l’hydrométallurgie.
Actuellement, le taux de recyclage des batteries au lithium est de plus de 65% en France.
Un processus à améliorer
En France, la SNAM (Société Nouvelle d’Affinage des Métaux) recycle actuellement plus de 600 tonnes de batteries de voitures électriques ou hybrides par an dans ses deux usines situées en Isère et dans l’Aveyron. En se basant sur le taux imposé par la réglementation française (50%), la SNAM déclare recycler plus de 70% d’une batterie lithium ion et 75% d’une batterie rechargeable Nickel-Metal Hydrure. Sur les 30 et 20% restants, 2% sont enfouis alors que le reste est détruit et brûlé.
Mais aujourd’hui, le processus est à améliorer. En effet, dans un premier temps les différents composants sont désassemblés, triés et rangés séparément. Les cellules ou accumulateurs passent ensuite dans un four à pyrolyse à haute température qui brûle l’électrolyte, cette substance chimique servant de conducteur, pour le neutraliser. Problème : ces fours à pyrolyse sont chauffés au gaz à plus de 500 °C, ce qui représente une dépense d’énergie et une émission de CO2 non négligeables.
Les voitures électriques : vraiment moins polluantes ?
À en croire les campagnes de communication des marques autour des voitures électriques et hybrides, ces dernières sont écologiques, moins polluantes que les véhicules thermiques. Mais qu’en est-il réellement ? Afin de savoir si une voiture électrique est vraiment moins polluante qu’un véhicule diesel ou essence, il faut prendre en compte son impact carbone, de la fabrication de ses composants jusqu’à son recyclage.
Selon le pays de production du véhicule électrique et de ses batteries, son bilan carbone varie fortement. En effet, le nombre de kilomètres à parcourir avec une voiture électrique pour compenser les émissions de CO2 qui ont été nécessaires à sa production va dépendre du pays dans lequel elle a été produite. D’après François Piot, président de l’Arval Mobility Observatory, ce nombre peut passer de 8 000 km pour un véhicule électrique produit avec sa batterie et circulant en Norvège à 180 000 km en Chine. Les batteries étant en majorité fabriquées en Chine avec du charbon, cela pèse lourd dans la balance. Alors, pour qu’un véhicule électrique soit réellement plus intéressant en termes d’empreinte environnementale, il faudrait notamment que ses batteries soient fabriquées et recyclées en Europe.
L’Allemagne montre l’exemple
L’impulsion allemande dans le monde de l’automobile n’est plus à prouver. Et le domaine de l’électrique ne fait pas exception. Une usine de retraitement a mis au point un procédé plus responsable et durable. En quoi consiste t-il ? Les composants sont désassemblés, puis les cellules détruites mécaniquement dans une atmosphère d’azote pour que l’électrolyte s’évapore. Ainsi, le cobalt, le manganèse, l’aluminium, le lithium ou encore le nickel sont débarrassés de cette substance chimique et transformés en poudre, prête à être réutilisée pour fabriquer de nouvelles cellules. Parmi les marques qui s’investissent, Mercedes-Benz a développé dans différentes régions du pays trois projets de stockage stationnaire d’électricité. Ces derniers permettent de rassembler dans un même lieu une énorme quantité de batteries raccordées à l’ensemble du réseau électrique. La dernière installation en date est implantée dans une ancienne usine à charbon.
Du côté français, Renault suit le courant et valorise pour le moment 85% du cobalt contenu dans ses batteries électriques de traction. Les recycleurs français ont pour objectif de tripler leurs capacités d’ici 2027. Ainsi, une filière française est en plein boom dans la collecte et le recyclage des batteries électriques. La France et l’Allemagne se sont récemment associées pour l’émergence d’une filière de la batterie électrique européenne. Ambition : fabriquer des batteries made in Europe. Le recyclage des batteries de voitures électriques sera l’une de leurs priorités.
BMW : priorité sur le recyclage des batteries
De son côté, la marque aux hélices travaille avec ses ingénieurs au recyclage de ses propres batteries et à une totale autonomie dans la démarche de la fabrication au recyclage. Elle se veut être à la pointe de l’innovation technologique en promettant un traitement complet du recyclage des batteries de ses voitures d’ici 2022. Autant dire que c’est pour demain ! Pour étudier les meilleures solutions en matière de reconditionnement complet des batteries, BMW a confié la mission au Battery Cell Competence Center de Munich. Améliorer la production, augmenter la qualité des cellules, réduire les coûts et garantir un recyclage à 100% des batteries BMW sont les objectifs sur lesquels les ingénieurs se concentrent.
Un constat ressort de la première phase d’étude. Afin d’optimiser la démarche, il faudrait contrôler la totalité du cycle de vie des batteries. Pour BMW, le but est donc d’être au maximum autonome sur tout le processus, de la création à la destruction, et même la nouvelle vie. Pour atteindre cet objectif, une usine totalement dédiée à cela ouvrira en 2022 à Pasdorf, près de Munich. Deux entreprises viendront compléter l’expertise allemande. Il s’agit du producteur de batterie suisse Northvolt et du spécialiste belge Umicore.
La seconde vie des batteries : le stockage stationnaire
En attendant que le recyclage des batteries de traction au lithium soit optimal, il existe une solution pour prolonger leur durée de vie. En effet, ces dernières sont reléguées au placard dès lors que leurs capacités n’excèdent pas 70%. Afin d’utiliser ces 70% restants, il est possible de les utiliser groupées pour du stockage stationnaire. Qu’est-ce que cela signifie ? Le stockage d’électricité consiste à convertir un courant électrique en une autre forme d’énergie stockable. Le stockage stationnaire devient stratégique car il participe à assurer l’équilibre entre la production et la consommation de l’électricité. On stocke de l’énergie en période creuse ou de forte production, pour la restituer plus tard en cas de demande élevée ou de production plus faible.