1 - Que sont les matériaux actifs de batteries et leurs précurseurs ?
La fabrication de matériaux actifs de batteries et de précurseurs, ou de Cam et de pCam si l’on préfère les acronymes en vogue dans l’industrie, se situe en amont de la chaîne de valeur, entre les mines et les raffineries de métaux d’un côté, et les gigafactories qui produisent les cellules et les modules de batteries de l’autre. Comme leur nom l’indique, ils servent à fabriquer les cathodes : le pôle des batteries qui concentre les métaux rares et chers, au point de représenter à lui seul 40% du coût des cellules de batteries.
D’où la volonté d’Orano, qui travaille déjà sur le recyclage des batteries et donc la production de métaux primaires, de suivre la chaîne de valeur et d’aller jusqu’à la production de matériaux actifs. Les accords signés par Orano et XTC New Energy prévoient ainsi deux usines de production, ainsi qu’un centre de R&D, qui seront implantés sur un même site à Dunkerque, au cœur de l’écosystème des voitures électriques qui se construit dans les Hauts-de-France. XTC détiendra 51% de l’usine de matériaux actifs de cathodes, tandis qu’Orano sera majoritaire, en miroir, de l’usine de précurseurs. Les usines produiront, à terme, 80 000 tonnes de matériaux actifs de cathode.
2 - A quoi ressembleront les deux usines ?
La construction des deux sites, qui ouvriront en 2026, coûtera 1,3 milliard d’euros aux deux partenaires. «Pour en avoir visitées, ce sont des usines qui comportent beaucoup de technologie, et où la poudre descend par gravité sur plusieurs étages», décrit Didier David, directeur du projet chez Orano.
La première usine, de précurseurs, sert concrètement à mélanger les différents métaux (qui arrivent sous forme de sulfates de nickel, de manganèse et de cobalt) entre eux pour créer un hydroxyde. C’est «une poudre avec des caractéristiques chimiques et granulométriques très précises», explique Didier David en pointant l’expérience d’Orano dans la chimie des poudres, centrale pour la fabrication de combustible à base de plutonium recyclé (Mox) dans l’usine de Melox, dans le Gard.
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La seconde usine, elle, vient principalement incorporer le lithium (ainsi qu’un certain nombre de dopants et d’agents d’enrobage) à la poudre. Un procédé qui passe notamment par une étape de calcination au sein de longs tunnels où le mélange est chauffé à haute température. «Là encore, l’objectif est d’avoir une poudre parfaite afin d’optimiser les propriétés des futures cathodes, insiste Didier David. Dans les gigafactories, la poudre sera mélangée à un liant pour faire une encre, qui doit pouvoir être déposée à très grande vitesse et de manière homogène sur de fines feuilles métalliques.»
3 - Pourquoi Orano s’allie-t-il avec XTC ?
Orano, qui reste avant tout un spécialiste du cycle de l’uranium, travaille depuis 2019 sur sa diversification vers les matériaux de batteries, notamment via le recyclage par hydrométallurgie. C’est de cette activité, pour laquelle l’industriel français construit des pilotes à Bessines-sur-Gartempes, près de Limoges (Haute-Vienne) qu’est née l’idée de descendre la chaîne de valeur vers la formulation des précurseurs. Alors qu’Orano allait produire en France des sulfates métalliques à partir de batteries recyclées, il paraissait illogique (tant d’un point de vue écologique que pour la sécurité des approvisionnements) de renvoyer ces dernières vers des usines de matériaux de cathodes asiatiques, avant de faire revenir les produits transformés vers la France.
D’autant que par rapport aux nombreux projets de gigafactories de batteries, la production européenne de matériaux de cathode est sous capacitaire. Deux industriels, le belge Umicore et l’allemand BASF, sont certes déjà positionnés sur le créneau des matériaux de cathodes. Le premier a ouvert sa première usine sur le Vieux continent, en Pologne, en septembre 2022, tandis que le second finalise la sienne à Schwarzheide, en Allemagne. Mais les projets d’usines européennes restent bien en deçà des besoins, et «ceux qui maîtrisent les mieux les matériaux actifs de cathode sont les industriels chinois et coréens», juge Didier David en référence à des groupes comme Posco, Ecopro, LG Chem, Shanshan Technology, Hunan Changyua ou… XTC. Un diminutif pour Xiamen Tungsten Corporation, qui désigne la maison-mère, spécialiste du tungstène (qui sert à doper certains matériaux de cathode), de XTC New Energy.
De cette situation est née l’idée d’un partenariat. «Ils voulaient s’implanter en Europe, nous sommes un groupe avec des compétences pour la fabrication de précurseurs, et le gouvernement souhaite attirer les investissements», résume Didier David pour expliquer les motivations de cette alliance. Orano n’est pas le seul à suivre cette stratégie en France : le groupe pétrolier Axens (une filiale de l’Ifpen) construit aussi une stratégie offensive sur créneau des matériaux de cathode. Fin mars 2023, le groupe chinois Changyuan Lico a dévoilé avoir signé un protocole d’accord avec Axens pour l’établissement d’une future usine en France, dont la localisation n’est pas encore connue.
4 - Quid du recyclage des batteries ?
Les deux usines ne sont pas dépendantes du projet d’Orano concernant le recyclage hydrométallurgique des batteries. «Au début, nous achèterons des matériaux nous-mêmes, soit en tant que fabricants de précurseurs, ou sur la base des contrats de XTC, ou encore via les constructeurs automobiles, qui ont sécurisé un certain nombre d’investissements dans des projets miniers», détaille Didier David. Le communiqué de presse précise tout de même qu’une usine de recyclage de batteries utilisant la technologie développée par Orano devrait voir le jour à Dunkerque, à proximité des usines de matériaux de cathode. Orano ne communique pas sur le sujet pour l’instant, mais se dit “en discussion” avec de potentiels partenaires. Le site, qui pourrait coûter 200 millions d’euros (inclus dans les 1,5 milliard annoncés lors de Choose France), sera probablement construit de manière modulaire afin de permettre à l’industriel de suivre la croissance de son gisement de matières premières. Progressivement, les rebuts et les chutes de production, puis les batteries usagées, pourraient alors alimenter les usines d'Orano et de XTC... qui permettraient alors de produire des batteries 100% made in France.
