Recyclage de batteries des « mines urbaines » : L’Europe puise ses matières premières critiques chez elle

Du stockage d’énergie avec les batteries Li-ion aux véhicules électriques, en passant par les drones et les panneaux solaires, presque toutes les technologies propres reposent sur des matériaux bruts critiques tels que le lithium, le nickel et le cobalt. Avec l’augmentation de la demande pour ces technologies, la demande pour leurs composants augmente également, ce qui exerce une pression énorme sur les chaînes d’approvisionnement.

Ceci représente un problème particulièrement grave en Europe, qui dépend largement de pays tiers pour son approvisionnement en ces matériaux. L’Afrique du Sud fournit 41% des besoins de l’UE en manganèse primaire, tandis que le Chili couvre 79% de ses besoins en lithium traité. Dans le domaine des batteries, la Chine contrôle environ 70% de l’ensemble de la chaîne de valeur des batteries, de la transformation des matières premières à l’assemblage. En conséquence, l’UE est extrêmement vulnérable aux pénuries.

Pour faire face à ces défis, les chercheurs du Centre Commun de Recherche (CCR) de la Commission Européenne étudient les possibilités d’utiliser des solutions durables alternatives, en établissant des approches scientifiquement solides et harmonisées pour la collecte et le recyclage des batteries usagées dans le cadre de la réglementation sur les batteries de 2023.

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Le défi de l’extraction des matériaux bruts critiques

L’extraction de matériaux bruts critiques est coûteuse et risquée, tant sur le plan économique qu’environnemental. Tout d’abord, les activités d’exploration pour trouver des gisements de ces minéraux peuvent prendre des années, sans aucune garantie de succès. L’extraction même des matériaux est également très gourmande en ressources – extraire 1 kg de cobalt, un composant essentiel de plusieurs chimies de batteries, consomme environ 250 kg d’eau et produit au moins 100 kg de déchets.

Le recyclage dans l’UE pourrait offrir une solution pour stabiliser l’approvisionnement et minimiser les dommages écologiques.

De nombreuses économies avancées se penchent sur le recyclage des métaux et l’amélioration de l’économie circulaire comme valeur ajoutée à leurs plans stratégiques. Des pays comme le Japon et la Chine, ainsi que de nombreux états américains, ont déjà adopté des législations relatives au recyclage des appareils électroniques et des batteries, avec des objectifs de récupération ambitieux, notamment pour les batteries de véhicules électriques, suivant l’exemple que l’Europe donne depuis plusieurs années.

En effet, c’est l’Europe qui a mené les efforts législatifs, avec des mesures politiques couvrant toute la durée de vie d’une batterie, de l’extraction à son recyclage.

Cependant, en ce qui concerne la capacité industrielle de recyclage des batteries, la Chine reste en tête. Selon le rapport de l’Agence Internationale de l’Énergie sur le recyclage des minéraux critiques, les 20 principales entreprises par capacité de prétraitement et de récupération de matériaux – deux étapes essentielles du recyclage des batteries – sont toutes chinoises. Parmi ces entreprises, les trois premières représentent environ 15% du marché mondial du prétraitement et près de 20% du marché de la récupération des matériaux. Ce n’est pas surprenant quand on considère que la Chine domine largement la course aux gigafactories de batteries, et possède la plus grande offre de batteries pour véhicules électriques.

À l’avenir, on prévoit que la Chine conservera plus de 75% de la capacité mondiale de récupération des matériaux en 2030, les États-Unis ayant 10% et l’UE 5% du marché.

Le potentiel inexploité des mines urbaines

C’est ici que les mines urbaines entrent en jeu, et cela concerne non seulement les batteries usagées. Chaque année, le monde produit une quantité considérable de déchets électroniques – équipements électriques et électroniques, ainsi que des batteries usagées.

En 2022, le monde a produit 62 millions de tonnes de déchets électroniques, de quoi remplir 1,55 million de camions de 40 tonnes qui, placés bout à bout, pourraient former une ligne encerclant l’équateur. Au lieu d’être envoyés dans des décharges, ces déchets électroniques peuvent être exploités comme mines urbaines de matériaux secondaires.

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L’extraction de matériaux à partir de mines urbaines a un impact environnemental inférieur à celui de l’extraction primaire, principalement parce que les matériaux bruts critiques sont généralement plus concentrés dans les batteries usagées que dans les minerais primaires. Pour revenir à l’exemple du cobalt, extraire ce métal des batteries Li-ion nécessite environ 100 kg d’eau – 2,5 fois moins que l’extraction de la même quantité du sol.

Récupérer ce que nous avons déjà permettra également de conserver des matières premières précieuses en Europe. Par exemple, le CCR a estimé que l’offre potentielle de cobalt secondaire – un composant essentiel non seulement des batteries et des appareils électroniques, mais aussi des lanceurs spatiaux et des satellites – pourrait représenter 42% de la demande de l’UE d’ici 2050.

Cependant, une part remarquable des déchets de batteries de l’UE est recyclée hors de l’UE. Cela se produit pour plusieurs raisons. En plus des coûts de main-d’œuvre réduits, il est beaucoup plus rentable de recycler les batteries usagées dans les mêmes installations où les matières premières sont produites.

Internaliser le recyclage

En tirant parti des « mines urbaines » internes pour l’approvisionnement en matériaux bruts critiques, l’UE peut réduire considérablement sa dépendance vis-à-vis des pays extérieurs et rester compétitive à l’échelle mondiale. De plus, collecter davantage de batteries usagées et les conserver dans l’UE stimulera l’industrie du recyclage et l’innovation, et aidera à atteindre les objectifs de recyclage ambitieux établis dans la réglementation européenne sur les batteries.

Ces objectifs sont exigeants. Plus précisément, 80% du lithium et 98% du cobalt devraient être récupérés des batteries usagées d’ici la fin de 2031. Face à ces défis, le CCR a proposé une approche scientifique pour harmoniser les règles de calcul pour le suivi du recyclage des batteries usagées à travers l’UE de manière à soutenir l’innovation et garantir la rentabilité.

Ce cadre méthodologique est essentiel pour que l’UE tire pleinement parti de ses mines urbaines. Il aidera l’UE à construire une industrie durable, résiliente et compétitive, et conduira à une collecte et un traitement plus efficaces des déchets de l’UE à l’intérieur de ses propres frontières.

L’auteur souhaite remercier Andrea Bonvicin, responsable de la communication au CCR-CE, pour son soutien dans la rédaction et la révision de cet article.