Est-il facile et avantageux de recycler les batteries de voitures électriques ?
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Encore balbutiant, le recyclage des batteries lithium utilisées dans les voitures électriques se développe à mesure qu'elles arrivent en fin de vie. En effet, et même si les téléphones et ordinateurs sont une source importante de déchets de ce type, les voitures amènent des volumes à retraiter d'une toute autre ampleur. Ampleur qui mène les entrepreneurs et industriels à s'intéresser à ce vivier lucratif, car oui le recyclage est assez loin des préjugés et a priori qu'on peut entendre.
Bien entendu, et comme tout autre procédé industriel, le recyclage des batteries au lithium consomme de l'énergie car il nécessite des températures élevées pour libérer les métaux précieux dans le cas d'un traitement thermique pyrométallurgique qui est le plus répandu actuellement, pour ne pas dire encore le seul (a contrario de la méthode hydrométallurgique bien plus sobre et efficiente, mais balbutiante et encore indéterminée quant à son avenir industriel de masse). De plus, les étapes suivantes de séparation et de purification des métaux nécessitent également de l'énergie pour se faire.
Malgré tout, ces valeurs sont à relativiser car les nombreux avantages qu'il y a à produire de nouvelles batteries sont aussi à mettre dans la balance, et ils ne sont pas négligeables.
A lire : comment recycle-t-on les batteries lithium des voitures électriques ?
Mieux vaut recycler ou pas ?
Du point de vue environnemental et énergétique ?
Le recyclage des batteries au lithium est considéré comme étant plus durable et vertueux que l'extraction minière (qui arrivera à épuisement d'ici 2035 concernant certains métaux), il permet en effet de récupérer les métaux de manière plus efficace tout en réduisant les déchets et en les revalorisant (extraire de nouvelles matières premières n'incite pas à recycler). Ce bilan concerne les différentes méthodes de recyclage, que ce soit thermique ou chimique.
Recycler consiste à réduire jusqu'à plus de trois quarts les émissions de CO2 que d'utiliser de nouvelles matières premières extraites dans les exploitations minières. A savoir que sur 7 tonnes de CO2 nécessaires à la fabrication par extraction, le recyclage se limite quant à lui à tout petit peu moins de 2 tonnes (selon une enquête de Business Insider). Bien entendu cela variera selon le type de batterie et l'opérateur qui va les revaloriser (plus ou moins efficace dans ses procédés).
Voici d'ailleurs d'autres exemples et valeurs tirées d'autres sources.
Les lignes en bleu sont les valeurs nécessaires en énergie pour une fabrication à partir de l'extraction des matières premières dans les sols. Les barres du graphique détaillent l'énergie émise selon la manière de recycler ces matières premières (le recyclage est encore ici plus avantageux)
Du point de vue économique ?
Le coût y gagne aussi (malgré des techniques de recyclage qui devraient encore évoluer vers plus d'efficience à l'avenir), car recycler les batteries est moins onéreux que de devoir extraire les matières premières dans les exploitations minières. Et cela se comprend largement quand on voit ce qu'implique comme efforts de devoir extraire de la roche les métaux précieux.
Cela est toutefois relatif au type de batterie ... En effet, ce sont surtout les batteries au cobalt qui sont les plus rentables à recycler, car le cobalt est l'un des métaux les plus chers dans les batteries et il se recycle bien. Quand on le retire de l'équation l'avantage du recyclage s'amincit. Ce sont donc les batteries NMC et LiCoO2 qui sont les plus rentables à recycler par rapport à une fabrication à partir de matière première extraite dans les sols.
Enfin, cela dépend de la méthode utilisée, celle de l'hydrométallurgie est plus économique en plus d'être plus écologique.
Facile de recycler techniquement parlant ?
Le recyclage est techniquement banal et largement maitrisé. Deux grandes méthodes existent sachant que nous sommes en train d'essayer de passer de l'une à l'autre (passant de la pyrométallurgie à l'hydrométallurgie). Mais dans les deux cas c'est techniquement accessible et cela repend les mêmes procédés que pour le recyclage d'autres appareils.
Non, d'un point de vue technique et faisabilité il n'y a pas de facteurs bloquant. Recycler des batteries reste une activité très commune même si il y a bien entendu quelques problématiques comme par exemple les normes de sécurité qui doivent être imposées pour le stockage des batteries, qui restent potentiellement dangereuses en raison de leur possibilité de prendre feu (c'est en revanche très peu toxique contrairement à ce que l'on pourrait croire, bien moins que les batteries au plomb qui nous sont pourtant très familières). Attention, car les métaux des batteries au lithium polluent toutefois les sols, et ils ne sont évidemment pas à abandonner dans la nature.
Pour continuer dans le domaine des problématiques, la méthode hydrométallurgique qui est plus vertueuse et efficiente apporte aussi son lot de difficultés. Les réactifs utilisés (solvants, chlore etc.) sont consommés en grandes quantités et constituent des déchets que l'on n'arrive pas à revaloriser. La complexité chimique des opérations est aussi un frein par rapport à la pyrométallurgie. Comme souvent, aucun procédé n'est parfait.
| Pyrométallurgie | Hydrométallurgie | |
|---|---|---|
| Cobalt (+) | Recyclé | Recyclé |
| Nickel (+) | Recyclé | Recyclé |
| Manganèse (+) | Recyclé à 50% |
Recyclé |
| Graphite (-) | Perdu | Recyclé |
| Lithium | Perdu | Recyclé |
| Electrolyte | Perdu | Perdu |
| Avantages | Plus simple | Moins coûteux, peu énergivore (donc moins de CO2) |
| Inconvénients | Energivore, perte de beaucoup d'éléments | Complexe à mettre en oeuvre, produits chimiques utilisés nécessaires en nombres et qui constituent des déchets dont on ne sait quoi faire |
N'oublions pas de préciser que toutes les batteries ne se recyclent pas de manière identique, ce qui peut accroître un peu la complexité. Il y a toutefois peu de chimies différentes et cette diversité reste modérée. De plus, les différences restent aussi assez limitées d'un point de vue technique. Il n'y a donc pas d'inconvénient à voir des usines pouvoir traiter plusieurs types de chimies.
Recyclage infini ?
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Sachez que les terres rares (qui ne le sont pas tant que ça, même si encore une fois tout est relatif) sont de banals métaux qui ont été formés dans les étoiles les plus massives, ce sont donc des éléments qui ne seront jamais perdus ou dégradés ... Il n'y a que la fusion (quasi impossible avec les métaux lourds, car ce sont justement des atomes déjà formé par la fusion ...) ou la fission nucléaire qui peut changer leur nature en tant qu'atome.
En général, le recyclage des batteries au lithium NMC peut permettre de récupérer jusqu'à plus de 90% des métaux précieux tels que le nickel, le cobalt et le manganèse. Mais pour cela il faut employer la méthode hydrométallurgique qui évite de perdre trop d'éléments. Elle est hélas encore à ses débuts et la majorité utilise la solution plus archaïque qui consiste à brûler et faire fondre. Cela produit plus de pollution et nécessite forcément plus d'énergie.
Pour comparaison, la méthode thermique induit beaucoup de pertes et ne permet de recycler qu'environ 30% des métaux rares (90% pour la solution chimique). De plus, la solution chimique induit une consommation énergétique inférieure d'environ 70%.
Tout est donc relatif
La proportion de perte des composants actifs lors du recyclage d'une batterie au lithium NMC peut varier en fonction de plusieurs facteurs, tels que le processus de recyclage utilisé, la qualité de la batterie, etc.
Mais quoi qu'il en soit, le recyclage s'avère être avantageux et permet potentiellement de créer une boucle vertueuse qui évite de devoir exploiter de nouvelles mines.
Et même si cela fera grincer certaines dents, c'est un avantage de plus à mettre du côté de la voiture électrique, qui surpasse désormais de très loin la voiture thermique (et c'est un ancien amoureux des moteurs "qui fument" qui vous dit ça ...).
Enfin, l'explosion des ventes des véhicules électrique induit une arrivée prochaine et massive d'accumulateurs à retraiter. Il est alors vital de mettre en place et de multiplier des organismes qui vont revaloriser cet organe. Mais pas de crainte, la valeur des déchets attirera les entrepreneurs sans qu'il n'y ait besoin de les inciter ou de les forcer. Soyez donc rassurés quant au fait que les batteries finiront bien par être recyclées. Jamais l'humanité n'a délaissé des secteurs lucratifs ...
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