Les poids lourds branchés badgés Mercedes-Benz vont-ils bientôt pouvoir profiter d’une boucle de recyclage des batteries ? C’est ce que laisse entendre le déroulement du projet LiBinfinity qui embarque aussi l’institut de technologie de Karlsruhe.
Ses détracteurs l’ont assez rabâché : la voiture électrique n’est pas propre et demande un kilométrage plus ou moins important pour devenir plus vertueuse qu’un modèle essence ou diesel. C’est pourquoi toute initiative permettant de réduire l’empreinte carbone et les émissions de polluants depuis l’extraction des matières premières jusqu’à la fin de vie des véhicules branchés est à étudier avec soin.
D’autant plus quand il s’agit des batteries dont la fabrication pèse lourdement sur les amortisseurs des VE. C’est pourquoi la seconde vie des packs lithium-ion et le recyclage des cellules font l’objet de multiples projets plus ou moins avancés.
Parmi eux, le programme LiBinfinity qui bénéficie d’une enveloppe de 17 millions d’euros de la part du ministère fédéral de l’Economie et de l’Action pour le climat.
Afin de récupérer en particulier des ressources stratégiques comme le cobalt, le nickel, le manganèse et le lithium contenus dans la plupart des batteries actuelles pour véhicules électriques, le programme LiBinfinity a choisi un procédé de recyclage mécano-hydrométallurgique sans étapes énergivores. Les éléments qui ne pourront pas être séparés par ce broyage seront plongés à des températures relativement basses dans un mélange d’eau et de produits chimiques.
Les porteurs de ce projet espèrent atteindre des taux plus élevés de recyclage, c’est-à-dire dépassant les 90 %. Ce qui est à souligner, c’est le côté écoénergétique de la méthode retenue qui va alléger encore l’empreinte carbone et le coût de fabrication des véhicules électriques.
Alors que la mobilité durable se base lourdement sur la solution VE à batterie, le gaspillage des ressources seraient une très mauvaise idée. Le recyclage va devenir progressivement une source de plus en plus importante de fourniture des matériaux incontournables. Au point d’imaginer, comme avec les porteurs du projet LiBinfinity, des boucles fermées d’approvisionnement.
Sur les 17 millions de l’enveloppe fédérale, l’institut de technologie de Karlsruhe va recevoir 1,2 million d’euros afin d’accompagner le transfert, depuis le laboratoire jusqu’à l’industrie, de la méthode de recyclage LiBinfinity. Et ce, selon « une échelle pertinente », est-il indiqué dans le communiqué de presse daté du premier septembre 2022. Une précision qui nous laisse cependant dans le vague quant aux volumes que les partenaires comptent réemployer.
« Quand les camions vont être électrifiés, les besoins en matériaux pour fabriquer leurs batteries seront si importants que le recyclage ne suffira plus pour les autres applications », a assuré Helmut Ehrenberg, directeur de l’institut des matériaux appliqués, division des systèmes de stockage d’énergie, de l’établissement universitaire allemand.
D’où l’idée d’une boucle fermée pour en réserver l’usage, à ces véhicules lourds par exemple. La présence de Daimler Truck dans le consortium qui soutient le programme LiBinfinity n’est pas étrangère à ce raisonnement.
Plus précisément, l’institut de technologie de Karlsruhe va devoir vérifier si les matériaux obtenus par recyclage conviennent à la fabrication de nouvelles batteries. Ceux utilisés en particulier pour réaliser les cathodes doivent répondre à des exigences élevées.
« Une telle validation est vitale pour garantir l’efficacité, la fiabilité, la durée de vie et le coût global des batteries », a mis en avant Joachim Binder, responsable du groupe de synthèse et de technologie des poudres céramiques pour la division des systèmes de stockage d’énergie de l’institut des matériaux appliqués.
Globalement, l’institut de technologie de Karlsruhe va enchaîner les étapes suivantes : contrôle des intrants recyclés, synthèse de nouveaux matériaux de cathode, production d’électrodes, fabrication de cellules de batterie lithium-ion grand format de qualité industrielle, tests et évaluation de ces éléments.
Au terme de cette démarche, les scientifiques de l’établissement universitaires embarqués dans ce programme définiront des exigences sur la qualité des matériaux recyclés acceptés pour le réemploi dans de nouvelles batteries.
Dans l’idéal, cette méthode de recyclage devrait être exploitée dans l’usine pilote en cours de construction sur le site Mercedes-Benz de Kuppenheim. Sa capacité annuelle de traitement des batteries en fin de vie serait annuellement de 2 500 tonnes.
Selon les porteurs du programme LiBinfinity, la boucle induite « améliorera non seulement la durabilité écologique, économique et sociale de la mobilité électrique, mais réduira également la dépendance de l’Europe vis-à-vis des importations de matières premières ».
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