Recyclage des batteries lithium-ion, un enjeu de taille pour l’avenir

Un extrait de « Enjeux dans le recyclage des batteries lithium-ion », par Alexandre CHAGNES

En matière de mobilité, les batteries lithium-ion ont permis l’essor d’équipements électroniques de notre quotidien. Mobilité des appareils électroniques, tels que les téléphones, les ordinateurs ou les tablettes, mobilité avec les moyens de locomotion tels que les voitures, les vélos ou encore les trottinettes électriques, ce marché affiche un développement en croissance constante. Les batteries lithium-ion ont par ailleurs également un rôle important à jouer pour le développement du stockage électrochimique des énergies intermittentes produites à partir d’éoliennes, de panneaux solaires, etc.

On estime ainsi que d’ici 2030, la demande de batteries lithium-ion sera multipliée par 35. Dans ce contexte, le taux de recyclage augmentera forcément en parallèle, auquel s’ajoutera le recyclage de batteries défectueuses et des résidus de production des giga-factories. Trois de ces usines géantes, dédiées à la production de batteries et de moteurs pour véhicules électriques sont notamment situées en France.

Recycler pour moins dépendre

Les batteries lithium-ion peuvent contenir des terres rares et d’autres métaux précieux, mais ces éléments sont majoritairement produits par des pays étrangers, dont principalement la Chine, rendant la France dépendante de ces pays pour son approvisionnement. Parvenir à réduire, au moins partiellement, cette dépendance est donc un défi de taille, pour la France et plus globalement pour l’Europe. La réglementation prévoit d’ailleurs que les batteries produites contiennent un pourcentage de matières, selon leur nature, issues du recyclage.

Dans ce contexte, la gestion d’une filière efficace de recyclage a ici toute son importance, mais se voit opposer trois enjeux.

Le premier est environnemental. En effet, les déchets peuvent potentiellement être dangereux pour l’environnement. De plus, les matières recyclées peuvent contribuer à réduire l’utilisation de ressources minières. Par ailleurs, le recyclage permet de réduire l’émission de gaz à effet de serre.

Le second enjeu concerne la sécurité, puisque des batteries abandonnées sans être correctement traitées dans une déchetterie peuvent être à l’origine de feux.

Enfin, le troisième enjeu est stratégique, puisque les métaux constituant les batteries peuvent être recyclés et s’inscrire dans de nouveaux équipements.

Répondre à ces enjeux est donc primordial pour inscrire durablement le recyclage dans une optique d’économie circulaire, c’est-à-dire en utilisant des ressources dont l’approvisionnement est assuré, afin de permettre le développement rapide de batteries performantes et à un prix accessible.

Cependant, en France, seules deux usines sont en capacité de prendre en charge le recyclage complexe des batteries lithium-ion. Pour y remédier, des consortiums se créent, rassemblant des recycleurs, des industries de la métallurgie extractive, d’autres impliquées dans la production de batteries et de matériaux les composant, ou encore des producteurs de véhicules électriques. Ces ensembles contribuent à la mise en place d’une filière de recyclage efficace, à l’impact environnemental aussi minime que possible.

Comment s’effectue le recyclage ?

Différentes méthodes permettent le recyclage des batteries. Il peut s’agir, par exemple, de récupérer les métaux contenus dans les électrodes ou encore de valoriser le graphite. La récupération du lithium, pour sa part, fait également l’objet de recherches.

Les résidus de batteries, issus de la production des giga-factories, peuvent être traités soit par des procédés chimiques et thermiques, soit par un procédé hydrométallurgique, également utilisé pour traiter les batteries comportant des défauts.

Enfin, les batteries en fin de vie peuvent être réattribuées à d’autres équipements que les véhicules électriques, ou bénéficier à leur tour d’un recyclage hydrométallurgique. Dans ce cas, elles sont d’abord déchargées pour des raisons de sécurité, puis démantelées avant d’être broyées. Différents éléments connaîtront ainsi une seconde vie.

Pour l’avenir

Quels que soient les procédés de recyclage utilisés, ils sont essentiels pour le développement du marché des batteries et plus globalement d’une mobilité durable, dans un contexte de transition énergétique. Ce recyclage permettra également de renforcer la sécurisation de l’approvisionnement des matières premières.

Le recyclage fait ainsi partie intégrante du cycle de vie d’une batterie lithium-ion. Cependant, si cette technologie est encore amenée à se développer, d’autres commencent à émerger pour des applications diverses. Ces nouvelles batteries – lithium-soufre, zinc-air, sodium-ion… – permettraient de diversifier davantage les technologies et de réduire la dépendance de nos équipements actuels aux terres rares et métaux précieux.