Qu'advient-il de la batterie d'une voiture électrique lorsqu'elle tombe en panne?

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 les VE aujourd'hui. 

La Nissan Leaf, par exemple, a été lancée avec une batterie de 24 kWh en 2010. Aujourd'hui, les voitures électriques sont beaucoup plus perfectionnées et sont souvent équipées de batteries plus grandes et de grande capacité - la Volkswagen ID 3 dispose par exemple d'une batterie de 77 kWh.

La batterie d'un véhicule électrique 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 températures plus élevées.

Tout comme un smartphone, la batterie d'un véhicule électrique perd de sa capacité et finit par atteindre sa fin de vie. En effet, la durée de vie d'une batterie de véhicule électrique est bien plus longue que celle d'un smartphone : elle dure normalement entre 10 et 20 ans. 

Mais qu'advient-il de la batterie d'une voiture électrique lorsqu'elle arrive en fin de vie ? Nous verrons ici comment sont fabriquées les batteries de voitures électriques, quels sont les matériaux utilisés et comment la batterie peut être recyclée et réutilisée pour un autre usage

De quoi est faite une batterie de véhicule électrique?

La grande majorité des voitures électriques utilisent des batteries lithium-ion composées de 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 100 000 miles. 

La plupart des VE peuvent toutefois parcourir plus de 100 000 miles avant que la batterie n'ait besoin d'être remplacée. Il suffit de consulter les petites annonces pour trouver un véhicule électrique ayant parcouru plus de 100 000 miles. Tesla elle-même affirme que ses batteries peuvent durer jusqu'à 150 000 miles 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 véhicule électrique perd environ 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. 

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 que pratiques pour faire le plein rapidement en déplacement, provoquent également une usure plus importante en raison de leur vitesse de sortie plus élevée.Un chargement plus lent, par exemple à l'aide d'un chargeur mural 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'une batterie pleine est élevé. En effet, le prix d'une batterie de remplacement varie en fonction de sa capacité.

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 de la terre par des procédés complexes et souvent coûteux, et l'extraction de ces matériaux 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 dominicaine 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 comme 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 compliqué : les piles doivent être complètement déchargées pour éviter tout choc électrique lors du démontage du pack.

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 les piles ne sont pas envoyées dans des sites d'enfouissement. 

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