Les batteries sont le composant le plus coûteux d’un véhicule électrique. Si le bloc-batterie est endommagé, défectueux ou simplement usé, cela peut conduire à une mise au rebut prématurée du véhicule. Tesla produit même des batteries « structurelles » décrites comme ayant une « réparabilité nulle ». (Image : (Joenomias) Menno de Jong / Pixabay)
Les défenseurs des véhicules électriques affirment que ces voitures ont une empreinte carbone plus faible que leurs homologues à carburant fossile et qu’elles pourraient résoudre définitivement nos problèmes d’énergie. C’est sans doute vrai, mais des questions se posent lorsque l’on pénètre dans les couches internes des véhicules électriques et que l’on s’interroge sur le caractère durable de leurs composants. En fait, les batteries qui alimentent les véhicules électriques sont peut-être aussi leur talon d’Achille.
L’extraction des minéraux a un impact considérable sur l’environnement
Il s’agit du composant le plus coûteux d’un véhicule électrique. Si le bloc-batterie est endommagé, défectueux ou simplement usé, le véhicule peut être mis au rebut prématurément. Tesla produit même des packs de batteries « structurels » décrits comme ayant une « réparabilité nulle ».
La fabrication de ces batteries nécessite des ressources de plus en plus rares et précieuses, telles que le lithium et l’eau. Malgré cela, elles ne sont souvent pas conçues pour être facilement réparées, réutilisées ou recyclées. Cette situation a des répercussions importantes sur l’environnement, qu’il s’agisse de l’extraction des matériaux, de l’eau et de l’énergie utilisées pour fabriquer de nouvelles batteries et de nouveaux véhicules, ou des déchets dangereux provenant des batteries mises au rebut.
En d’autres termes, la réponse à la question « Les véhicules électriques sont-ils vraiment écologiques ? » dépend largement de la manière dont nous gérons les inconvénients liés à leurs batteries. Il est urgent de modifier la façon dont nous concevons, produisons, utilisons et recyclons les batteries des voitures électriques. Ces changements peuvent garantir qu’en résolvant le problème des émissions de combustibles fossiles, nous minimisons également d’autres dommages environnementaux.
L’extraction des minéraux entrant dans la composition des piles, comme le lithium, le cobalt, le plomb, le nickel et le cuivre, a des incidences considérables sur l’environnement. (Image : wikimedia / Stephen Codrington / CC BY 2.5)
S’attaquer aux problèmes avant qu’ils ne deviennent trop importants
Il est important de résoudre ces problèmes maintenant, alors que les véhicules électriques ne représentent qu’une petite fraction du parc automobile mondial. En Norvège, le pays leader au niveau mondial, seulement 20 % des voitures en circulation sont électriques. En Australie, sur les 20 millions de véhicules immatriculés, moins de 100 000 sont alimentés par des batteries.
Pourtant, nous sommes déjà aux prises avec les préoccupations émergentes concernant leurs batteries. Les performances des batteries au lithium d’un véhicule électrique peuvent se dégrader jusqu’à atteindre 70 à 80 % de leur capacité totale en l’espace de 6 à 10 ans, en fonction des habitudes de conduite du propriétaire. À ce stade, la batterie est à peine fiable en tant que principale source d’énergie du véhicule. Des charges rapides répétées peuvent dégrader une batterie plus rapidement.
Au niveau mondial, environ 525 000 batteries atteindront la fin de leur durée de vie utile pour alimenter un véhicule d’ici à 2025. Ce chiffre passera à plus d’un million d’ici à 2030.
Les batteries ont une vie après les VE
Toutefois, la durée de vie totale des batteries au lithium est de 20 ans. Cela signifie que la fin de l’utilité d’une batterie dans un véhicule ne signifie pas nécessairement qu’elle doit être mise au rebut. Elles peuvent encore avoir de nombreuses autres utilisations.
Quelle est donc la capacité d’une batterie mise au rebut ? À titre d’exemple, le stockage d’énergie constitué de cinq batteries Chevrolet Volt réutilisées peut répondre à deux heures de demande d’énergie en période de pointe pour cinq maisons. Les chiffres sont encore plus intéressants pour les batteries Tesla Model 3, qui ont une capacité énergétique trois fois supérieure à celle de la Chevrolet Volt.
Il s’agit d’une capacité énorme encore disponible dans une batterie hors d’usage. Pourquoi ne pas l’utiliser ?
Une fois que la batterie a atteint la fin de sa durée de vie utile, la plupart des matières premières utilisées pour la fabriquer peuvent être récupérées. Il est possible d’extraire plus de 95 % des métaux précieux tels que le lithium, le nickel, le cobalt et le cuivre. L’Union européenne exige déjà que les batteries des véhicules électriques soient recyclables à au moins 50 % de leur poids, et à 65 % d’ici à 2025.
Toutefois, l’absence de normalisation des batteries pose un problème pour leur recyclage. Il existe un grand nombre de configurations physiques, de types de cellules et de compositions chimiques différentes.
Une batterie de véhicule électrique n’est souvent pas conçue pour être aussi facile à réparer ou à recycler qu’elle pourrait l’être.
Les batteries des véhicules électriques ne sont souvent pas conçues pour être aussi faciles à réparer ou à recycler qu’elles pourraient l’être. (Image : wikimedia / Jon ’ShakataGaNai’ Davis / CC BY-SA 3.0)
La réutilisation a une longue chaîne de valeur
La bonne nouvelle, c’est que la réutilisation des batteries n’est pas une utopie. Le constructeur automobile Nissan le fait déjà à Koshikishima, une île du sud-ouest du Japon. Les batteries sont récupérées sur les véhicules électriques, leur état de santé est évalué et elles sont ensuite affectées à des applications de seconde vie appropriées.
Ces batteries peuvent être réutilisées dans une ferme solaire, comme source d’énergie domestique d’urgence ou pour un chariot élévateur électrique dans un entrepôt. Les recherches montrent que cette réutilisation permet de prolonger leur durée de vie de 10 à 15 ans. C’est un grand pas en avant vers la réduction de leur impact sur l’environnement.
Qui bénéficie de ce système ? La liste est longue
En premier lieu, les propriétaires de véhicules électriques en profitent immédiatement si leurs batteries usagées peuvent être vendues à un bon prix.
À plus long terme, la liste des bénéficiaires s’allonge considérablement. Les ménages peuvent bénéficier d’une énergie plus fiable et moins chère simplement en chargeant leurs batteries pendant les heures creuses pour les utiliser pendant les heures de pointe, lorsque les coûts de l’électricité sont plus élevés. Comme l’a montré une initiative au Portugal, l’utilisation de batteries de véhicules électriques réutilisées de cette manière peut réduire les factures d’énergie de 40 %.
La réutilisation des batteries est une bonne nouvelle pour l’environnement. Des recherches suggèrent qu’en réduisant la demande de nouvelles batteries, on pourrait réduire de 56 % les émissions de gaz à effet de serre liées à leur fabrication.
La première voiture électrique, la Nissan LEAF, au salon de l’automobile de Tokyo, en 2009. (Image : wikimedia / Tennen-Gas / CC BY-SA 3.0)
La longue liste des avantages qu’il y a à donner une seconde vie aux batteries des véhicules électriques, puis à recycler leurs matériaux, est séduisante. Compte tenu de l’ampleur des gains économiques et environnementaux potentiels, ainsi que des innombrables emplois que ce travail peut créer, les batteries pourraient être plus généreuses dans leur vie future que lors de leur première incarnation dans les véhicules électriques.
Mehdi Seyedmahmoudian, professeur associé de génie électrique à l’université de technologie de Swinburne , Alex Stojcevski, doyen de l’école des sciences, de l’informatique et des technologies d’ingénierie à l’université de technologie de Swinburne, et Saad Mekhilef, professeur distingué en énergie électrique renouvelable à l’université de technologie de Swinburne.
