En plus de la concrétisation d’une économie circulaire, la coévolution des innovations ne va cesser de gagner en importance. La coévolution est le processus évolutif selon lequel les produits et les secteurs s’adaptent en permanence les uns aux autres.

Elle mène souvent à un accord de coopération qui a pour conséquence que les produits deviennent indispensables aux secteurs et vice versa. Pensez par exemple à l’utilisation d’une batterie VE dans des applications de stockage domestique.

Sur le plan technique, il s’agit d’une donnée intéressante. Lorsque la capacité de la batterie n’est plus que de 70-80 %, cette dernière peut encore tout à fait servir pour stocker de l’énergie. Cette solution est plus avantageuse qu’un Powerwall par exemple, mais elle représente aussi un défi pour les constructeurs : ils doivent créer un modèle de batterie propice à la réutilisation et qui facilite le démantèlement, le contrôle et le diagnostic.

Prof. Dr. Ir. Joeri Van Mierlo, VUB MOBI

Batteries on wheels: the role of battery electric cars in the EU power system and beyond, une étude menée en 2019 par Element Energy Consulting de Cambridge montre qu’en 2025, environ 10 % de l’ensemble des ventes européennes de véhicules neufs seront des véhicules électriques ou à faibles émissions, ce pourcentage devrait même atteindre 25 % en 2030. Les « battery electric vehicles » (BEV) devraient être la technologie motrice qui dominera après 2020. Cela veut dire qu’en 2030, 85 % du parc automobile sera encore composé de véhicules roulant aux combustibles fossiles mais les chiffres devraient s’inverser d’ici 2050, avec 20 % de véhicules aux combustibles fossiles et 80 % à l’électricité.

La croissance constante, qui connaîtra une accélération en 2025, aura pour effet que la plupart des 17,5 millions de véhicules électriques circulant sur les routes européennes seront relativement récents. Mais d’ici cette date, 125 000 véhicules électriques plus anciens seront retirés de la circulation et leurs batteries seront donc récupérées. Environ 15 % de ces batteries seraient alors si endommagées qu’elles ne pourraient pas être destinées à des applications de seconde vie et prendraient immédiatement la voie du recyclage, afin d’en récupérer 2 800 tonnes de métaux valorisables.

La capacité de recyclage européenne devra donc être significativement renforcée. Selon l’étude Battery on Wheels, la capacité de recyclage actuelle dans l’UE sera déjà beaucoup trop faible d’ici 2025 rien que pour les véhicules électriques en fin de vie. Nous nous dirigeons vers une demande de recyclage qui augmentera jusqu’à près de 100 000 tonnes de batteries d’ici 2040.

Mais cette capacité n’est pas le seul problème que nous devons aborder intelligemment... Il y a aussi certains autres éléments qui nous poussent à revoir le processus de recyclage existant si nous voulons optimiser financièrement la chaîne de valeur. Le Dr. Ir. Alain Vassart, secrétaire général d’EBRA (European Battery Recycling Association) nous explique quelques éléments clés qui devraient le permettre.

Garantir un transport sécurisé

Le transport des batteries est soumis aux instructions étendues de l’ADR (A*ccord européen relatif au transport international des marchandises *Dangereuses par Route). La sécurité du transport est ainsi garantie, mais les prescriptions reprises dans cet accord évolueront encore à l’avenir.

Gérer intelligemment les nouveaux matériaux

Étant donné que les fabricants de batteries évoluent vers des batteries contenant moins de métaux critiques (pensez par exemple au cobalt, dont l’extraction est difficile et coûteuse), les entreprises de recyclage doivent développer une nouvelle approche en matière de récupération des matériaux pour rendre possible le financement de leur activité.

Il est évident que l’Europe a du retard sur le plan des matières premières brutes de base et de leur réutilisation. Les choses devront « bouger » en ce qui concerne les composants et la production de cellules. En Europe, nous pouvons nous targuer d’avoir des connaissances et un instrument opérationnel solides pour la production de blocs batteries et le recyclage des batteries EV en fin de vie.

Les recherches en la matière sont en plein développement (augmentation de l’efficacité du recyclage, nombre plus élevé de matériaux finaux qui peuvent être extraits et réutilisés, réduction de l’impact environnemental...). Les améliorations opérées sur les objectifs de recyclage et les économies d’échelle, associées à un plus grand volume de batteries EV, permettront une diminution du coût du recyclage.

Optimiser le processus de démantèlement

À cause de leur poids (entre 200 et 300 kg), beaucoup de batteries EV sont trop grosses pour pouvoir être recyclées en une fois. C’est pourquoi il faudrait à chaque fois d’abord démonter la batterie avant qu’elle puisse être recyclée.

Il s’agit en outre souvent de « blocs », composés de différents éléments, qui nécessitent parfois un autre traitement afin de pouvoir être recyclés et/ou réutilisés de manière optimale.

D’ailleurs, le démantèlement se fait encore manuellement car chaque voiture a un modèle et un type de batterie différents. Afin de réduire les coûts, il est dès lors nécessaire d’évoluer vers un système plus automatisé, où nous pourrions même faire appel à l’IA (intelligence artificielle) pour optimiser l’ensemble du processus. Selon Alain Vassart, il est important aussi d’adapter le recyclage en fonction du type et du contenu de la batterie.

Un scénario idéal pour le traitement d’une batterie EV en fin de vie pourrait ressembler à ce qui suit. Vous pouvez en outre faire appel aux services de Bebat pour chacune des étapes :

La réutilisation et la seconde vie des batteries usagées de véhicules électriques ne sont toutefois pas prévues dans la directive actuelle relative aux batteries et soulèvent dès lors quelques questions, surtout en ce qui concerne la seconde vie. Peter Coonen développe :

Dans le cas de la seconde vie des batteries de véhicules électriques, il convient de définir clairement la responsabilité pour les produits. Étant donné la nouvelle application du produit, qui implique d’éventuelles modifications techniques, celui qui commercialise les batteries en seconde vie doit, dans ce cadre, être considéré comme producteur de batteries et doit donc apposer son nom, sa marque ou une autre distinction particulière sur la batterie.

Peter Coonen, Managing Director Bebat

Une donnée importante à cet égard est que, par la nature spécifique des batteries EV et leur seconde vie, le principe de responsabilité existant va devoir être revu.

L’organisation internationale Eucobat adopte en cela une position claire et affirme qu’il va devoir y avoir plus de clarté dans la législation par rapport aux éléments suivants :

• À quel moment sera-t-il mis fin à la « responsabilité élargie des producteurs » du premier producteur ?
• Qui endosse la « responsabilité élargie des producteurs » pour les modules, les stacks et les cellules qui sont retirés lors de la réaffectation mais qui ne sont pas réutilisés ?
• Qui endosse la « responsabilité élargie des producteurs » pour les batteries qui sont commercialisées en seconde vie et comment seront réglés le marquage de la batterie et l’immatriculation du producteur ?
• Comment seront réglées les garanties financières pour les premier et deuxième producteurs ?

Pour traiter de façon (plus) intelligente les batteries en fin de vie dans l’économie circulaire, il est capital de réétudier la chaîne de valeur.

La vision classique de la gestion des déchets est basée sur « l’échelle de Lansink ». Cette norme prévoyait 6 étapes dans la hiérarchie des déchets, à savoir :

Mais de l’accent que nous mettons sur l’économie circulaire, à Bebat, nous nous intéressons davantage au système mis en place par la PBL, l’agence néerlandaise d’évaluation environnementale. Il s’agit de l’institut national d’analyse stratégique des politiques dans le domaine de l’environnement, de la nature et de l’espace. La PBL est une partie organisationnelle du gouvernement central, à savoir le ministère de l’Infrastructure et des Travaux publics. Ce positionnement particulier rend la sauvegarde de son indépendance essentielle pour la PBL.

Pour eux, il existe 9 stratégies circulaires dans la chaîne de production. Ils sont classés par ordre d’importance :

Bebat étudie aussi d’autres nouvelles possibilités pour la collecte et, surtout, le transport des batteries. L’approche adoptée par notre pendant néerlandais Stibat (voyez le cas) est à cet égard particulièrement inspirante. Nous la suivons de près, ainsi que d’autres initiatives, pour en tirer des leçons et rester nous-mêmes pionniers dans la collecte et le traitement des batteries EV.

CASE STIBAT

La collecte des batteries avec des véhicules électriques permet de fortes réductions de CO₂-besparing

Dans la région de Haarlem, Amsterdam et le nord de la Hollande méridionale, les batteries vides sont désormais collectées de manière électrique. Ce n’est pas un camion roulant au diesel mais un véhicule « zéro émission » (entièrement électrique) qui collecte les batteries vides auprès de plus de 4 000 commerçants, écoles et entreprises, afin qu’elles puissent être traitées pour en extraire les matières premières de valeur.

Cette collecte électrique des batteries permet une réduction significative des émissions de CO₂. Plus propre, ce nouveau système évite ainsi un peu plus de 27 tonnes de CO₂ chaque année. Après la collecte, les batteries sont traitées pour en extraire les matières premières de valeur. Cela représente donc un bénéfice double pour l’environnement.