Batteries des voitures électriques: en circuit et non en sens unique

Chez Mercedes-EQ, les batteries ont plus d’une vie. Elles sont utilisées pendant au moins 30 ans: d’abord dans un ou plusieurs véhicules, puis comme accumulateur de courant écologique et, pour finir, comme matière première recyclée.

28. Avril 2021

Depuis Zurich, les experts de «The Mobility House» planifient la seconde vie des batteries automobiles. L’entreprise, dans laquelle Mercedes-Benz Group AG détient également une participation, produit des solutions de stockage pour les clients industriels et commerciaux à partir de batteries haute tension mises au rebut, par exemple pour l’électricité produite à partir d’énergies renouvelables. Mais avant d’avoir une seconde vie, chaque batterie utilisée dans un Mercedes-EQ en a une première, bien sûr. Alors voyons les choses dans l’ordre.

C’est le tableau complet qui compte 

C’est un secret de Polichinelle: en raison des batteries lithium-ion utilisées, la production d’un véhicule tout électrique génère encore plus d’émissions de CO₂ que la production d’un moteur à combustion classique. Mais lorsqu’il s’agit de CO₂, c’est le bilan général qui compte. Seule la prise en compte de l’ensemble du cycle de vie des batteries – c’est-à-dire la production, la durée d’utilisation, la seconde vie et le recyclage – permet d’obtenir une image réaliste. Mercedes-Benz suit cette approche globale dans le cadre d’«Ambition 2039», avec laquelle l’entreprise poursuit fermement la transformation vers une mobilité climatiquement neutre depuis 2019: «Reduce – Reuse – Recycle». D’ici 2030, l’utilisation de ressources primaires dans la chaîne cinématique et la batterie doit être réduite de 40% par rapport aux véhicules électriques et hybrides actuels.

Normes pour l’approvisionnement durable en matières premières

L’approvisionnement en matières premières pour la production de batteries fait toujours l’objet de discussions controversées. Avec le «Human Rights Respect System», Mercedes-Benz a développé une approche visant à identifier et à réduire les risques et les violations des droits de l’homme dans la chaîne d’approvisionnement. Une société d’audit externe contrôle les chaînes d’approvisionnement en cobalt des fournisseurs de cellules de batterie conformément aux normes de l’OCDE.

Mercedes-Benz s’approvisionne en cobalt et en lithium exclusivement auprès de sources vérifiées et est l’un des pionniers de la première norme minière intersectorielle, le «Standard for Responsible Mining» de l’«Initiative for Responsible Mining Assurance» (IRMA). Dans la dernière génération de cellules de batterie, Mercedes-Benz a déjà réduit la part de cobalt à moins de dix pour cent. A l’avenir, l’entreprise a l’intention d’utiliser des technologies innovantes, faites de nouvelles compositions de matériaux, de manière à renoncer complètement aux matières telles que le cobalt.

Batterie haute tension fabriquée en Allemagne

Pour Mercedes-Benz, le savoir-faire en matière de batteries fait clairement partie de ses compétences clés. «Dans le futur, nous proposerons à nos clients plus de dix voitures particulières entièrement électriques. Nous produisons nous-mêmes les batteries et considérons que c’est un facteur de réussite important à l’ère de l’électromobilité», explique Markus Schäfer, membre du conseil de direction de Mercedes-Benz Group AG (activités de recherche) et développement du groupe et Mercedes-Benz Cars Chief Operating Officer.

Mercedes-Benz Cars exploite désormais neuf usines de batteries réparties sur sept sites et trois continents. Depuis septembre 2019, Daimler achète des cellules de batterie produites de manière neutre en termes de CO₂. Ceci est rendu possible par un partenariat de développement durable avec son fournisseur chinois Farasis Energy. Le réseau de fournisseurs contribue pour une part importante à la création de valeur et revêt donc une importance vitale pour le succès d’Ambition 2039. «Nous allons économiser plus de 30% de l’empreinte carbone de l’ensemble des batteries des futurs modèles de véhicules grâce à l’approvisionnement des cellules de batterie issues d’une production neutre en termes de CO₂», poursuit Schäfer.

L’électricité verte rend la conduite vraiment écologique

Une grande partie de l’empreinte carbone d’un véhicule électrique est générée pendant sa phase d’utilisation. Cela dépend donc beaucoup du courant avec lequel on charge la batterie. Raison pour laquelle Mercedes-Benz a introduit le «Green Charging» au début de l’année 2021. Celui-ci permet à nos clients EQ ou hybrides rechargeables de se recharger écologiquement dans les plus de 200 000 points de recharge publics Mercedes me Charge en Europe. Nous veillons à ce qu’une quantité d’électricité provenant d’énergies renouvelables équivalente à celle achetée précédemment soit injectée dans le réseau à chaque fois.

Heureusement, en Suisse, l’électricité verte est également largement disponible sans Green Charging. La Suisse produit environ les deux tiers de son électricité à partir d’énergies renouvelables. Vous pouvez également jouer la carte de la sécurité écologique en rechargeant le modèle EQ à la maison – avec de l’électricité verte certifiée par votre fournisseur d’électricité local.

Une cure de cellules fraîches pour une très longue durée de vie

Lors de l’achat d’un modèle EQ, les clients de Mercedes-Benz recevront un certificat de batterie. Pour l’EQC, celui-ci garantit, par exemple, le parfait fonctionnement de la batterie haute tension pendant 8 ans maximum ou un kilométrage de 160 000 km. Si un dommage ou un dysfonctionnement survient pendant cette période de garantie, le revendeur remplacera gratuitement la batterie défectueuse. 

Et qu’arrive-t-il à une batterie démontée? Elle reçoit une «cure de cellules fraîches». Le ReManufacturing est un processus de recyclage pendant lequel les cellules de batterie qui ne sont plus opérationnelles sont remplacées. De cette manière, la batterie aura une seconde vie, son accumulateur sera utilisé dans plusieurs véhicules et restera en service pendant près de 20 ans. 

A ce jour, l’équipe Mercedes-Benz ReManufacturing de Mannheim a préparé plus d’un millier de batteries mises au rebut provenant de modèles électriques et hybrides rechargeables pour les réutiliser dans des véhicules électriques. La demande de recyclage de batteries étant appelée à augmenter fortement, Mercedes-Benz prévoit également de construire une usine de recyclage en Chine. 

La seconde vie des batteries de premier choix 

Qu’advient-il des batteries lithium-ion après leur vie automobile? Mercedes-Benz travaille depuis un certain temps avec des partenaires tels que l’entreprise suisse «The Mobility House» pour développer des concepts de seconde vie pour les batteries.

Avec une capacité résiduelle d’environ 70 à 80% de sa performance initiale, une batterie de véhicule mise au rebut se prête particulièrement bien à une utilisation ultérieure comme accumulateur d’énergie dans le réseau électrique. Les experts de «The Mobility House» donnent aux batteries au moins dix années de vie supplémentaires. 

Usage industriel et privé

L’utilisation de batteries «Second-Life» est intéressante, tant dans l’industrie pour un approvisionnement constant en énergie et pour équilibrer les fluctuations de la consommation, que dans le secteur privé pour l’accumulation d’énergie solaire ou éolienne autoproduite.

Il existe de gigantesques dispositifs de stockage d’énergie en France, en Allemagne et aux Pays-Bas. L’une des plus grandes installations d’accumulateurs Second-Life, avec 1024 batteries Daimler, est située à Lünen et met à disposition une quantité d’énergie équivalente aux besoins quotidiens en électricité de 2300 ménages. 

En Suisse aussi, les batteries lithium-ion mises au rebut ont une seconde vie. Le Staubernbahn, dans le canton de Saint-Gall par exemple, fonctionne à l’électricité solaire qui est stockée temporairement dans de telles batteries.

Processus de recyclage: calcination ou déchiquetage 

Deux vies ne suffisent pas à une batterie de Mercedes-EQ. Avec les processus de recyclage actuels, jusqu’à 96 pour cent de tous les composants d’une batterie peuvent déjà être réintégrés dans le cycle du produit, ce qui rend une «troisième vie» possible. Alors que dans le processus de calcination, les métaux sont séparés par la chaleur, la variante du déchiquetage offre une alternative à faible consommation d’énergie. Au cours de ce processus, les batteries sont réduites en poudre fine sous azote et séparées mécaniquement les unes des autres. Grâce à un processus chimique, les différents métaux tels que le cobalt, le lithium, le manganèse et le nickel sont soutirés et récupérés. Ces matières premières secondaires permettent de réduire de 40 pour cent les émissions de CO₂ lors de la production de nouvelles batteries lithium-ion.