Les voitures électriques sont-elles mauvaises pour l'environnement ?

Lorsque les voitures électriques ont fait leur apparition sur le marché, la batterie qui alimentait le moteur électrique était beaucoup plus petite et moins efficace que celles qui équipent aujourd'hui les véhicules électriques.

Par exemple, la Nissan Leaf 2010 a été lancée avec une batterie de 24 kWh. Aujourd'hui, les voitures électriques sont beaucoup plus perfectionnées et disposent souvent de batteries plus grandes et de grande capacité : la Volkswagen ID 3 a une batterie de 77 kWh, le SUV Mercedes EQS a une énorme unité de 118 kWh, et le GMC Hummer EV a une batterie de 247 kWh.

Une batterie de VE n'est pas très différente de celle qui se trouve à l'arrière de votre téléphone ou de votre ordinateur portable, sauf qu'elle est beaucoup plus grande, plus durable et qu'elle peut supporter des changements de température plus importants.

Tout comme un smartphone, la batterie d'un véhicule électrique perd de sa capacité et finit par arriver en fin de vie. Toutefois, cette durée de vie est bien plus longue que celle d'un smartphone ; une batterie de VE dure normalement entre 10 et 20 ans.

Mais qu'advient-il d'une batterie de voiture électrique à la fin de son cycle de vie ? Nous examinons ici comment les batteries de voitures électriques sont fabriquées, quels sont les matériaux utilisés, comment la batterie peut être recyclée et réutilisée, et si elles sont vraiment aussi nocives pour l'environnement que certains le prétendent.

De quoi est faite une batterie de véhicule électrique ?

La grande majorité des voitures électriques utilisent des batteries lithium-ion qui comportent quatre éléments principaux : une cathode, une anode, un électrolyte et un séparateur.

Ces composants permettent aux réactions électrochimiques de se produire à l'intérieur de la batterie, créant ainsi l'énergie qui est envoyée au moteur électrique qui entraîne les roues.

La batterie d'une voiture électrique n'est cependant pas une seule et unique unité. Elle se compose de centaines de cellules regroupées pour former un module, qui sont ensuite assemblées pour former un bloc-batterie.

En règle générale, plus la batterie d'un véhicule électrique comporte de cellules, plus sa capacité est élevée et plus elle peut parcourir de distance avec une charge.

Une BMW i4, par exemple, utilise une batterie de 83,9 kWh composée de quatre modules de 72 cellules et de trois modules de 12 cellules.

Outre le lithium, les batteries des voitures électriques utilisent des matériaux coûteux tels que le cobalt, le manganèse et le nickel. L'acier et l'aluminium sont souvent utilisés dans le boîtier de la batterie.  

Quelle est la durée de vie d'une batterie de véhicule électrique ?

La durée de vie d'une batterie de VE varie en fonction de sa taille et de son type, mais en général, une batterie lithium-ion devrait durer environ 10 à 20 ans ou au moins 200 000 km.

En fait, il n'est pas nécessaire de chercher pour trouver un véhicule électrique à haut kilométrage qui a parcouru plus de 200 000 km. Tesla elle-même affirme que ses batteries peuvent parcourir jusqu'à 250 000 km sans problème.

Au fil du temps, les cellules lithium-ion de la batterie se dégradent après des centaines de cycles de charge. En fait, une batterie de VE peut perdre jusqu'à 2 % de sa capacité chaque année.

Et si la dégradation de la batterie n'a pas d'incidence sur les performances d'un véhicule électrique, elle en réduit l'autonomie.

Borne de recharge pour VE

Les propriétaires de VE peuvent limiter l'usure de la batterie de plusieurs manières : ne charger qu'à 80 % est une pratique courante pour la plupart d'entre eux ; charger constamment à 100 % dégradera la batterie plus rapidement.

Les chargeurs rapides à courant continu - bien qu'ils soient pratiques pour faire le plein rapidement en déplacement - provoquent également une usure plus importante en raison de leur vitesse de sortie plus élevée. Une charge plus lente, par exemple à l'aide d'un chargeur domestique de 7 kW, est plus bénéfique pour la santé de la batterie.

Il est également important de préserver la santé de la batterie, car le coût de remplacement d'un pack complet est élevé. Et plus la batterie est grosse, plus le coût de remplacement est élevé.

Quels sont les impacts environnementaux de la production de batteries pour véhicules électriques ?

Les métaux précieux nécessaires à la fabrication d'une batterie de véhicule électrique sont souvent extraits au moyen de procédés complexes et coûteux, et l'extraction de matériaux tels que le lithium et le cobalt a un certain nombre d'incidences sur l'environnement.

L'extraction du lithium est un processus très gourmand en eau et on estime qu'il faut environ deux millions de tonnes d'eau pour extraire une tonne de lithium, selon une étude des Nations unies.

En fait, dans des endroits comme le Chili, où le lithium est couramment extrait, plus de la moitié de l'eau de la région est utilisée pour l'extraction du lithium.

L'extraction de métaux tels que le nickel et le cobalt a également un certain nombre d'incidences. En République démocratique du Congo, où d'énormes quantités de cobalt sont extraites chaque jour, les écosystèmes ont été détruits, les terres se sont dégradées et la pollution de l'air et de l'eau a considérablement augmenté.

Les mines de nickel des Philippines ont été fermées afin d'atténuer les dommages causés à l'environnement par le processus.

L'ensemble du processus de fabrication des VE génère également de grandes quantités de CO2 : Polestar a révélé que la construction d'une de ses 2 berlines génère 24 tonnes de CO2e (équivalents CO2), tandis qu'une Volvo XC40 à moteur à combustion interne génère 14 tonnes de CO2e au cours de sa production.

Bien entendu, lorsqu'un VE quitte l'usine, il ne produit aucune émission à l'échappement, alors qu'une voiture à essence ou diesel continue à produire du CO2. Il convient toutefois de noter qu'un VE doit parcourir une distance importante pour compenser les émissions produites lors de la production.

Une batterie de voiture électrique peut-elle être recyclée ?

La bonne nouvelle est que la plupart des matériaux utilisés pour créer une batterie lithium-ion peuvent être recyclés et que les cellules à l'intérieur de la batterie peuvent être réutilisées à d'autres fins.

Les constructeurs automobiles sont en mesure de recycler jusqu'à 90 % des matériaux contenus dans les batteries. Les métaux tels que le lithium, le nickel, le cobalt et le manganèse peuvent tous être recyclés et réutilisés dans la production de batteries une fois qu'ils ont été traités chimiquement.

Le processus de recyclage lui-même est complexe : les piles doivent être complètement déchargées pour éviter toute décharge électrique lors du démontage du pack. Les piles sont ensuite déchiquetées afin de séparer les matériaux qu'elles contiennent.

Au-delà des matériaux, les cellules individuelles peuvent être recyclées et utilisées à d'autres fins. Jaguar, par exemple, s'est associé au fabricant de générateurs Pramac pour développer une unité de stockage d'énergie portable alimentée par des batteries I-Pace de seconde vie. Les cellules ont été prélevées sur des véhicules prototypes I-Pace, puis intégrées au système de stockage d'énergie.

Nissan réutilise également les anciennes batteries de la Leaf et utilise les cellules pour créer des blocs d'alimentation portables qui peuvent être utilisés pour alimenter de petits gadgets et appareils électroménagers.

Pourquoi le recyclage des batteries de véhicules électriques est-il si important ?

Comme nous l'avons déjà mentionné, l'extraction de matières premières telles que le nickel, le cobalt et le lithium est très dommageable pour l'environnement, sans compter qu'elle est coûteuse et complexe.

En recyclant une batterie et en utilisant ses matériaux et ses cellules à d'autres fins, on réduit le besoin de nouvelles matières premières. Non seulement le recyclage des piles réintègre les matériaux dans le circuit d'approvisionnement, mais il réduit également l'impact sur l'environnement, car moins de piles sont envoyées dans des sites d'enfouissement.

Les gouvernements et les organisations internationales reconnaissent l'importance du recyclage des piles et ont introduit de nouvelles réglementations pour rendre les piles plus durables.

L'Union européenne, par exemple, a annoncé l'année dernière qu'à partir de 2027, les fabricants de batteries pour VE devront récupérer 90 % du nickel et du cobalt utilisés à l'intérieur, et jusqu'à 95 % à partir de 2031.

Les fabricants devront également récupérer 50 % du lithium utilisé à partir de 2027, puis 80 % en 2031.

La conclusion :

La production de voitures électriques est plus coûteuse pour l'environnement que la construction d'une voiture traditionnelle fonctionnant à l'essence ou au diesel.

Cependant, sur la durée de vie d'un véhicule, l'absence d'émissions à l'échappement d'une voiture électrique signifie qu'elle produira moins d'émissions cumulées, et celles-ci peuvent être réduites encore davantage en rechargeant nos voitures avec de l'énergie renouvelable et en les construisant à l'aide de processus de fabrication plus efficaces.

Et en recyclant les voitures électriques dans leur intégralité, y compris leurs batteries, nous pouvons éliminer l'impact potentiel qu'elles peuvent avoir sur l'environnement après leur vie utile dans une voiture.