L'Europe ne veut pas seulement des batteries vertes produites sur son sol, elle veut aussi les recycler afin de réincorporer les matériaux critiques qui les composent. Une réglementation exigeante est en discussion. Elle pourrait imposer à partir de 2030 des taux minimums de cobalt, de lithium et de nickel recyclés dans les batteries industrielles et les véhicules électriques. Un objectif très ambitieux, qui fera exploser la demande de matières recyclées. La satisfaire n’est pas gagné.
D’abord parce que le gisement mettra du temps à être massivement disponible. Les batteries lithium-ion ayant une durée de vie d’environ dix ans et, pouvant trouver une seconde vie dans le stockage stationnaire d’électricité, elles tarderont à arriver chez les recycleurs. Ceux-ci pourront néanmoins s’alimenter auprès des gigafactories avec leurs rebuts, qui atteignent jusqu’à 25 % de la production.
Ensuite, même si l’Europe peut déjà recycler 40 000 tonnes de batteries par an, les acteurs ne savent pas encore en tirer des matières à un niveau de pureté suffisant, dit électronique, pour en produire de nouvelles. « On ne refabrique pas des batteries avec ce que nous produisons dans notre unité de recyclage », reconnaît Jean-François Nogrette, le vice-président technologies et contrats de Veolia.
Des procédés encore au stade expérimental
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Pour y parvenir, recycleurs, miniers, chimistes et constructeurs montent des partenariats. Veolia, qui maîtrise déjà la collecte, le démontage, le broyage et la récupération de métaux par hydrométallurgie dans deux unités en Moselle, s’est associé à Renault et au chimiste Solvay, qui fournit déjà les miniers et les recycleurs en solvants pour extraire et purifier les métaux. Leur projet est en bonne voie.
« Nous avons démontré dans notre laboratoire de La Rochelle (Charente-Maritime), qui gère le recyclage des terres rares, que nous pouvions atteindre le niveau de pureté que requiert la fabrication de cathodes », explique Christophe Couesnon, le directeur de la stratégie recyclage et batteries de Solvay. Mais le processus doit encore être industrialisé. Ce qui est compliqué car « il y aura une grande variété de batteries », donc de « black mass » – ce qui reste des composants de la batterie après désassemblage et broyage – à traiter. Solvay cherche à monter un démonstrateur.
ReLieVe, projet européen lancé en 2019
D’ici là, Veolia va étendre de 10 000 à 15 000 tonnes d’ici à deux ans ses capacités de recyclage en boucle ouverte des batteries. Renault, pour sa part, a annoncé son intention de démanteler, en amont, une partie de ses batteries. Le minier Eramet, qui maîtrise aussi l’hydrométallurgie, a démarré en janvier 2019, avec Suez, expert de la collecte et du démantèlement, et BASF, qui fabrique des matériaux actifs de cathode, le projet ReLieVe (pour Recycling Li-ion batteries for electric vehicle), financé par l’Europe à hauteur de 3,1 millions d’euros.
« Nous avons développé un procédé plus court, plus compétitif, moins énergivore et avec une empreinte CO2 plus faible pour faire des sels de métaux de qualité batterie, que l’on pourra déployer de manière progressive pour traiter les premiers volumes en 2025 », avance Pierre-Alain Gautier, le directeur corporate affairs et partenariats d’Eramet.
Nous visons 15 à 20% du marché européen à l’horizon 2030, avec une première installation en France en 2025 ou 2026 d’une capacité de 10 000 à 15 000 tonnes par an.
— Jean-Marc Boursier, directeur général adjoint de Suez chargé des opérations
En mai, Eramet et Suez ont signé un accord pour définir les meilleures options pour l’industrialiser, BASF ayant finalement préféré faire cavalier seul. « Nous visons 15 à 20 % du marché européen à l’horizon 2030, avec une première installation en France en 2025 ou 2026 d’une capacité de 10 000 à 15 000 tonnes par an », précise Jean-Marc Boursier, le directeur général adjoint du groupe Suez chargé des opérations. Son objectif étant, d’ici là, de sécuriser la collecte.
Grands groupes et start-up dans la course
Un autre minier, Orano, spécialiste de l’uranium pour le nucléaire, s’est lancé dans la course avec le recycleur Paprec, le producteur de batteries Saft (filiale de TotalEnergies), le spécialiste lyonnais des câbles MTB et le CEA. Leur consortium Recyvabat a décroché 6 millions d’euros de subvention du plan de relance pour financer les pilotes industriels de démantèlement sécurisé de batteries, innovant pour produire une black mass de meilleure qualité, plus facile à exploiter, dans le centre d’innovation d’Orano à Bessines-sur-Gartempe (Haute-Vienne). Le projet, fondé sur deux ans de recherche avec le CEA Liten, coûtera 22 millions d’euros.
Enfin, le recycleur français de batteries Snam, qui veut reconstruire des batteries neuves à partir d’anciennes, tente sa chance en collaboration avec le CEA et le CNRS. Il a déjà purifié du lithium pour l’incorporer à du béton. Il produit également à petite échelle des sulfates de nickel au grade de pureté nécessaire à la fabrication de cathodes.
« Mais il ne faut pas s’enfermer dans l’idée de refabriquer une batterie à partir d’une batterie », plaide Éric Nottez, son président, qui veut croire que sur ce marché émergent, il y aura « de la place pour des fournisseurs de black mass de qualité », à côté des grands acteurs qui cherchent à intégrer toute la chaîne de valeur du recyclage des batteries en boucle fermée. Les jeux ne sont en tout cas pas faits. D’autant qu’une start-up française, Mecaware, a dégainé un procédé de recyclage très innovant à base de CO2, qu’elle compte installer au pied des gigafactories…
Ce que prévoit la future réglementation européenne
Pour ses véhicules électriques, l’Europe veut des batteries made in Europe, mais aussi « compatibles avec une économie circulaire. Performantes et sûres tout au long de leur cycle de vie, collectées, réaffectées et recyclées, devenant une véritable source de matières premières valorisables », explique la Commission européenne. Pour y parvenir, elle a présenté en décembre un projet de réglementation très ambitieux, qui fixera « des exigences spécifiques à chaque étape de la chaîne de valeur des batteries ».
La Commission veut d’abord interdire la mise en décharge des déchets de batteries. Elle va augmenter l’obligation de recyclage au 1er janvier 2022, de 50 % du poids de la batterie aujourd’hui à 70 % en 2030. Les composants considérés comme cruciaux, car toxiques ou stratégiques, devront être récupérés dans une proportion supérieure à 90 %. Pour y inciter les industriels, une déclaration de l’empreinte carbone des batteries industrielles rechargeables et de véhicules électriques à stockage interne mises sur le marché de l’Union, quelle que soit leur origine, serait rendue obligatoire à partir du 1er janvier 2024.
Au 1er juillet 2027, ces batteries devront respecter des seuils maximums d’empreinte carbone. À cette date, leur teneur en contenus recyclés devra également être déclarée. À partir de janvier 2030, des proportions minimales de contenu recyclé – de 12 % pour le cobalt, 85 % pour le plomb, 4 % pour le lithium et 4 % pour le nickel – sont prévues dans le projet de la Commission, toujours en discussion. Ces taux grimperaient en 2035 à 20 % de cobalt recyclé, 10 % de lithium et 12 % de nickel. Ces règles s’appliqueront aussi aux batteries fabriquées en dehors de l’Union.
