Pollution de voitures electrique
Les batteries et leurs métaux
Mais ce serait la fabrication et la gestion de fin de vie des batteries des voitures électriques qui les rendraient extrêmement polluantes d'après leurs détracteurs. En effet, les batteries Li-ion sont, actuellement, la technologie clé permettant la généralisation des véhicules électriques mais aussi la source principale de leur empreinte environnementale et sociale.
Des usines imposantes produisent ces batteries : elles sont souvent appelées gigafactories et fleurissent en Chine (qui produisait en 2021 près de 80 % des batteries mondiales), en Europe et aux États-Unis avec des capacités qui évoluent rapidement.
Le concept de gigafactory trouve son origine en 2014 avec le fabricant de voiture électrique Tesla. Afin de faire des économies sur de très grandes échelles, cette société construit des usines géantes de batteries électriques.
Or, la fabrication des batteries lithium-ion demande des matériaux comme le cobalt, le lithium, le cuivre, le nickel ou les terres rares mais l'extraction de lithium indispensable aux batteries n'est pas plus polluant ou problématique que d'autres métaux.
Terres rares : définition
Les terres rares désignent 17 métaux : le scandium, l'yttrium, et les quinze lanthanides (Lanthane, Cérium, Praséodyme, Néodyme, Prométhium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, et Lutécium). Contrairement à leur appellation, ces métaux sont relativement abondants dans la croûte terrestre (mais en faible concentration dans les minerais).
Ils sont très recherchés et considérés comme stratégiques car ils ont des caractéristiques exceptionnelles exploitées dans la fabrication de produits de haute technologie (téléphone, TV, ordinateur, éolienne, LED, billets de banque...).
Cependant, l'extraction et le traitement des terres rares polluent les écosystèmes, produisent des déchets toxiques et peuvent impliquer le travail forcé d'enfants.
Plus problématique, le cobalt, principalement extrait de seulement deux pays : la République Démocratique du Congo (RDC) et la Chine (Cobalt: demand-supply balances in the transition to electric mobility - UE).
La République Démocratique du Congo, qui représente plus des deux tiers de la production mondiale de cobalt, se borne à l'extraction du minerai : "le traitement et le raffinage ultérieurs sont principalement effectués dans des raffineries en Belgique, en Chine, en Finlande, en Norvège et en Zambie pour obtenir les produits finaux utilisés dans les batteries rechargeables" précise un rapport de la Conférence des Nations Unies sur le commerce et le développement (CNUCED) publié début juillet 2020. Autrement dit, la RDC ne profite pas suffisamment de cette ressource au niveau économique "en raison d'une infrastructure, d'une technologie, d'une capacité logistique et d'un financement limités et de l'absence de politiques appropriées pour encourager la valeur ajoutée locale." note la CNUCED, ce qui ne favorise pas le développement économique du pays alors que la majeure partie de la valeur ajoutée aux matières premières est générée en dehors des pays qui extraient ces minerais.
Autre écueil : les réserves de matières premières pour les batteries automobiles sont fortement concentrées dans quelques pays. Près de 50% des réserves mondiales de cobalt se trouvent en RDC. La majorité des réserves de lithium se trouvent en Amérique du Sud et 80 % des réserves de graphite naturel se trouvent en Chine, au Brésil et en Turquie. Selon la CNUCED, près de 75 % des réserves de manganèse se trouvent en Australie, au Brésil, en Afrique du Sud et en Ukraine.
Or, cette production très concentrée présente un risque sur l'approvisionnement en cas d'instabilité politique et des effets néfastes sur l'environnement.
Enfin, ces mines exploitent la misère humaine et les enfants (depuis des décennies, bien avant l'arrivée des véhicules électriques) : ils seraient 40 000 dans le monde à travailler dans des conditions extrêmement dangereuses dans les mines pour un maigre revenu, selon l'UNICEF. C'est notamment le cas en République Démocratique du Congo où environ 20 % du cobalt extrait provient de mines artisanales où le travail des enfants et les violations des droits de l'homme ont été signalés.
Cette dépendance dans un contexte où la demande va dépasser l'offre dès 2025 est un défi qui devrait être en partie relevé par les prochaines usines de recyclage des batteries, capables de récupérer le cobalt et par les nouvelles batteries qui en utilisent de moins en moins - celles du Model 3 de Tesla n'en contiennent que 4,5 kg - et bientôt elles n'en contiendront plus du tout.
Le cobalt est également utilisé dans l'industrie pétrolière comme catalyseur dans les opérations de raffinage. Il aide à éliminer le soufre, particulièrement polluant, notamment dans le transport maritime.
Au final, 40% de l'empreinte environnementale (climat et écosystème) des voitures électrique est liée à la fabrication des batteries, ce qui laisse une marge de progression importante en développant les atouts d'une économie circulaire, "de la conception des batteries (écoconception et développement de nouvelles chimies) au recyclage, en passant par l'optimisation des usages des véhicules et la réutilisation des batteries en seconde vie." précise l'ADEME.
Là encore, la voiture électrique est la meilleure : "en ce qui concerne les matières premières, c'est tout simplement incomparable : au cours de son cycle de vie, un véhicule fossile moyen brûle l'équivalent d'une pile de barils de pétrole de 25 étages, tandis que pour une batterie, en tenant compte du recyclage des matériaux, seuls 30 kg de métaux seraient perdus – soit environ la taille d'un ballon de football" chiffre Lucien Mathieu, analyste transport et e-mobilité dans une étude publiée par l'ONG Transport & Environnement (T&E) en mars 2021.
Quid du recyclage des batteries ?
La voiture électrique est principalement montrée du doigt pour ses batteries monstrueuses qui ne seraient pas recyclables (en oubliant que chaque voiture thermique a aussi une batterie que l'on retrouve trop souvent dans la nature...) et qui finiront par alimenter des montagnes de déchets. Cependant, avec la multiplication des batteries dans les objets électroniques (gadgets, smartphones, jouets...) et les nouveaux engins de déplacement personnel motorisés, les industriels proposent déjà des solutions de recyclabilité.
Aujourd'hui, la batterie d'une voiture électrique de taille moyenne est composée d'environ 160 kg de métaux (graphite, aluminium, nickel, lithium etc). Avec une filière recyclage structurée et efficace, une grande partie de ces matériaux pourrait être récupérée et réutilisée. De quoi favoriser l'économie circulaire mais aussi et surtout réduire la pression sur certains matériaux comme le lithium et le cobalt et permettre à l'Europe d'être de moins en moins dépendante des importations extérieures (Transport & Environnement, 03/2021). Selon l'étude de T&E, plus d'un cinquième du lithium et du nickel et 65 % du cobalt nécessaires à la fabrication d'une batterie de voiture électrique pourraient provenir du recyclage à horizon 2035.
La maturité industrielle est maintenant suffisante pour recycler les anciennes batteries. C'est pourquoi, la construction d'usines de recyclage de batteries au lithium a augmenté à un rythme rapide. En novembre 2022, environ 44 entreprises au Canada et aux États-Unis et 47 entreprises en Europe ont recyclé des batteries au lithium ou prévoient de le faire. Et les constructeurs automobiles et les recycleurs de batteries se sont associés pour fournir à l'industrie automobile une source quasi inépuisable.
Citons par exemple la performance du groupe finlandais Fortum qui annoncait en avril 2019 pouvoir recycler plus de 80 % des batteries des véhicules électriques, et notamment des métaux rares. "Grâce à un procédé de recyclage hydrométallurgique, [cette technologie] permet de récupérer les minéraux précieux – nickel et surtout cobalt - et de les livrer aux fabricants de batteries pour les réutiliser dans la production de nouvelles batteries, le tout à échelle industrielle. En utilisant des matériaux recyclés grâce au procédé développé par Fortum et Crisolteq, les émissions de CO2 de la production de batterie seront réduites jusqu'à 90 %", ajoute le communiqué.
Un autre exemple : Li-Cycle Corporation, leader du recyclage de batteries en Amérique du Nord traite 35 000 tonnes de masse noire par an.
Les composants chimiques et minéraux de la batterie forment une "masse noire" ("black mass") qui se compose généralement d'un mélange de lithium, de manganèse, de cobalt et de nickel dans des proportions différentes. De ce mélange de métaux, le nickel - et surtout le cobalt - sont les plus précieux et les plus difficiles à récupérer.
Li-Cycle Corp. précise que son procédé est beaucoup plus efficace et propre que les méthodes classiques de recyclage : 95 % des matériaux présents dans une batterie lithium-ion trouvent une seconde vie, contre 50 % en temps normal.
Notons enfin que les technologies de stockage ne cessent d'évoluer et que les batteries ne cessent d'être plus légères, plus puissantes et moins polluantes.
La recyclabilité des batteries est incontournable. En effet, selon le dernier rapport "Global EV Outlook 2020" de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), le nombre de véhicules électriques en service dans le monde passera de 7 (en 2019) à entre 140 et 245 millions en 2030 selon ses deux scénarios. Cela se traduira par une demande considérable en nickel, manganèse et cobalt pour la production de nouvelles batteries, avec toutes les conséquences environnementales qui en découlent. D'où l'intérêt du recyclage qui augmentera nettement la durabilité de la filière tout en maîtrisant l'impact environnemental.
Véhicules électriques et émissions en gaz à effet de serre (CO2)
Si les émissions en polluants sont effectivement plus importantes lors de la fabrication d'un véhicule électrique par rapport à un véhicule thermique, sur toute la durée de vie de celui-ci, le bilan est nettement en faveur de l'électrique.
Ainsi, au niveau des émissions de gaz à effet de serre - responsables du changement climatique - une voiture électrique a des émissions de CO2 inférieures de 17 à 30 % par rapport à une voiture thermique, selon le mix énergétique de l'UE. Et l'écart sera considérablement plus élevé en 2050 : -73 % grâce à l'essor des énergies renouvelables.
En France, l'ADEME indique dans un rapport paru fin 2017 que "les émissions de gaz à effet de serre induites par la fabrication, l'usage et à la fin de vie d'un véhicule électrique, sont actuellement 2 à 3 fois inférieures à celles des véhicules essence et diesel. Une berline électrique émet en moyenne 2 fois moins (44 % de moins) qu'un véhicule diesel de la même gamme (26 t CO2–eq. et 46 t CO2–eq.), une citadine électrique émet en moyenne 3 fois moins (-63 %) de gaz à effet de serre qu'une citadine essence (12 t CO2–eq. contre 33 t CO2–eq.)."
Des résultats confirmés par une comparaison entre une voiture conventionnelle et une Nissan Leaf électrique (achetée en 2019) qui parcourent toutes les deux 150 000 km : la version thermique émet 3 fois plus de carbone que la version électrique qui devient moins polluante au bout de deux ans.
Même dans le cas d'une Tesla Model 3, une berline électrique de luxe à plus de 50 000 euro, qui peut parcourir plus de 500 km sans recharge, les émissions de CO2e sont nettement inférieures à tous les véhicules thermiques et se rapprochent d'une Nissan Leaf avec des émissions 2,4 fois plus basses. Pourquoi ? Parce que la batterie - qui représente 50 % des émissions de CO2e d'un véhicule électrique - est produite dans la GigaFactory de Tesla aux Etats-Unis, alimentée à 100 % par des énergies renouvelables.
Une étude comparative publiée fin mai 2020 par l'ONG Transport & Environment (T&E) confirme également cet ordre de grandeur. Quelque soit le pays européen où elle est produite et utilisée, la voiture électrique émet nettement moins de CO2 qu'un véhicule thermique de taille équivalente. Même dans le pire scénario, où la batterie est fabriquée en Chine et la voiture rechargée à partir du mix-énergétique polonais, l'un des plus polluants d'Europe, la voiture électrique demeure plus propre !
oui , ils ont volontairement oublié la pollution nucléaire , et la pollution pour trouver les grammes de plutonium dans la nature..
En fait , la seule solution et la meilleure reste l' énergie par géothermie ,
suffit de perforer un trou de 3 à 400 mètres de profondeur et d' y injecter de l' eau , puis par un second trou récupérer la vapeur d' eau pour faire tourner des turbines...
Bien sur , c' est évident , il n' y aura plus de production de plutonium appauvrie pour la fabrication des ogives des missiles et obus..
🚗 Sur le même thème, l'ingénieur Laurent Castaignède dénonce le « scandale de l'électrique » dans un entretien exclusif accordé à Reporterre.
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