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Voitures électriques : entre idées reçues et "fake news"

Voitures électriques : entre idées reçues et "fake news"

La filière automobile électrique vise un eco-système 100% recyclable...

Voitures électriques : entre idées reçues et 'fake news'
Crédit photo © Reuters

(Boursier.com) — Les idées reçues ont souvent la vie dure ! L'arrivée de nouvelles pratiques, comme la décarbonation du parc automobile, se prête à toutes les "fake news" qui circulent massivement sur les réseaux sociaux... Parmi celles-ci, "il y a des terres rares dans la batterie d'une voiture électrique qui rend cette technologie encore plus polluante que le diesel". Que retrouve-t-on alors exactement dans les batteries de voitures électriques ? On y voit surtout des métaux comme le cuivre, l'aluminium, le lithium et parfois du cobalt, mais désormais plus aucune "terre rare"...

Pourquoi, alors, cette idée fausse continue-t-elle de circuler dans le grand public : tout simplement parce que dans les batteries de première génération, les terres rares étaient bien présentes : la fameuse Toyota Prius était par exemple équipée à l'origine de batterie contenant du lanthane qui est bien une terre rare. Mais, depuis déjà plusieurs années, les véhicules électriques ont tourné le dos aux premières technologies décriées par les écologistes. Les batteries Lithium-Ion ont ainsi fait évoluer le marché de façon spectaculaire...

En pointe !

Pour un analyste du secteur, "tout va très vite et tout va encore s'accélérer face à la demande grandissante de voitures électriques" : Dernièrement, Renault Group, Valeo et Valeo Siemens eAutomotive ont ainsi annoncé avoir signé un "memorandum of understanding" en vue de nouer un partenariat stratégique pour la conception, le co-développement et la production en France d'un moteur électrique automobile de nouvelle génération, permettant d'éliminer définitivement les terres rares... Les trois partenaires associent leur savoir-faire et expertise pour concevoir un système de propulsion électrique unique et sans équivalent dans le monde : plus de puissance avec moins d'énergie nécessaire, le tout sans recours aux terres rares...

Dans le cadre de ce "deal", chacun des trois partenaires apporte sa contribution au développement et à la production des deux pièces maîtresses du moteur électrique : le rotor et le stator.

Question de rendement...

Renault développera et produira le rotor de technologie EESM (Electrically Excited Synchronous Motor ou moteur synchrone à excitation électrique). Conçu sans utilisation de terres rares, il permet de gagner en rendement énergétique... Outre une fourniture de composants basée sur le meilleur de l'expertise de chacune des entreprises, l'architecture générale du moteur "all-in-one" pour le groupe Renault sera également conçue par les ingénieurs du groupe automobile.

Valeo et Valeo Siemens eAutomotive développeront et produiront le "stator", issu de la maitrise technologique de Valeo dans l'assemblage des fils de cuivre. Grâce à son savoir-faire unique dans ce domaine, qui permet d'intégrer une plus grande densité de cuivre dans le stator, Valeo parvient à générer plus de puissance sans avoir besoin d'utiliser plus d'énergie électrique...

Un moteur électrique de 200kW conçu sans terres rares

Renault Group, Valeo et Valeo Siemens eAutomotive seront ainsi les premiers acteurs à produire à grande échelle un moteur électrique de 200kW conçu sans terres rares et ce, dès 2027. La production du moteur pour les propres besoins du constructeur automobile sera basée à l'usine Renault Group de Cléon en Normandie...

"Nous sommes ravis de nous associer avec Valeo, dont le savoir-faire est reconnu mondialement... Ensemble, nous allons concevoir et développer une nouvelle génération de moteurs électriques de haute technologie, produits dans notre usine de Cléon. Ce partenariat est une nouvelle démonstration de notre capacité à être à l'avant-garde de la révolution électrique et à ancrer en France la nouvelle chaîne de valeur automobile", a souligné Luca de Meo, le CEO Renault Group.

En termes de recyclages aussi, les progrès sont fulgurants !

La loi oblige les entreprises de recyclage à valoriser au moins 50% du poids d'une batterie. Une contrainte fixée par la directive européenne 2006/66/CE et par le code de l'environnement en France. Toutes dépassent largement ce palier et revendiquent entre 70 et 90% de recyclage selon la technologie de batterie (lithium-ion, NiMh, NiCd, LMP, etc.)

Différentes techniques propres à chaque entreprise permettent d'extraire les différents matériaux qui composent un accumulateur... Les batteries peuvent ainsi être broyées ou chauffées dans un four à pyrolyse afin d'en séparer les éléments. Un large éventail de procédés chimiques et mécaniques les affinent ensuite pour aboutir à des poudres et lingots de matière première : lithium, nickel, cuivre, aluminium, cobalt ou cadmium, réutilisables à l'infini.

Les déchets ultimes...

Les déchets résiduels, principalement des matières plastiques traitées pour résister au feu et particules filtrées par les cheminées au cours des processus de recyclage, sont mises en fût et enfouies dans des décharges spécifiques agréées. Les progrès technologiques en matière de recyclage et d'éco-conception devraient permettre de s'approcher davantage des 100% de valorisation à l'avenir...

Le recyclage des batteries des voitures électriques constitue un véritable enjeu pour les constructeurs. C'est pour cela que Tesla a amélioré ses performances à ce niveau en 2021.

Dans son "Impact Report 2021", Tesla a placé la barre très haut sur le chemin du 100% recyclable : l'objectif est ici de mettre en place une économie circulaire complète, sans déchet ultime. En 2021, le groupe revendiquait dans le cadre du traitement de ses batteries, le recyclage de 92% des matériaux utilisés. Tesla a ainsi traité 1.500 tonnes de nickel l'année dernière, tandis que le recyclage du cobalt est passé de 80 tonnes en 2020 à 200 tonnes en 2021, et celui du cuivre a représenté 300 tonnes...

Eramet et Suez en action pour la production de BLACK MASS

Le groupe Eramet a annoncé au mois de mars dernier que son projet de recyclage des batteries lithium-ion avait franchi une nouvelle étape clé vers son industrialisation en France. Le projet a ainsi démontré avec succès sa capacité à recycler en boucle fermée l'ensemble des métaux de valeur contenus dans les batteries lithium-ion avec de très hauts rendements, adaptés aux exigences de la future réglementation européenne...

Eramet a décidé de lancer début 2022 les études d'industrialisation d'une solution intégrée de recyclage, depuis le démantèlement des batteries jusqu'à la production de sels de nickel, de cobalt et de lithium adaptés à la fabrication de nouvelles batteries.

Sur les premières étapes du recyclage, Eramet et Suez ont décidé de renforcer leur coopération en signant en février dernier un nouvel accord de partenariat permettant de lancer la phase préindustrielle de valorisation des batteries lithium-ion des véhicules électriques. Selon les conclusions de cette phase préindustrielle, Eramet et Suez envisagent de construire en France, à l'horizon 2024, une usine de recyclage de batteries lithium-ion pour la production de "black mass", un concentré de métaux (nickel, cobalt, manganèse, lithium, graphite) adapté aux étapes de raffinage par voie hydrométallurgique.

Pour l'étape de raffinage, Eramet engage la construction d'un démonstrateur préindustriel au sein de son centre de recherche et innovation, étape essentielle pour préparer la phase commerciale. Ce démonstrateur va permettre d'optimiser l'efficacité du procédé de recyclage et de prendre en compte les exigences des futurs clients et partenaires, grâce aux savoir-faire du groupe en ingénierie des procédés d'extraction et à son expertise opérationnelle en hydrométallurgie.

Eramet et Suez continuent en attendant à évaluer les meilleures options pour les sites d'implantation de cette nouvelle activité de recyclage en France... Sur la base de ces nouvelles avancées et si les conditions économiques sont réunies, une entrée en phase industrielle pourrait intervenir dès 2024 sur l'étape amont de production de "blackmass" et à horizon 2025-2026 pour l'étape de raffinage de la "blackmass" en produits pour batteries.

En attendant le déploiement de ces nouvelles technologies de rupture, les initiatives isolées se multiplient à l'initiative le plus souvent de startups ou de filiale de grands groupes qui testent de nouvelles idées d'avenir : Mobilize -une marque du groupe Renault- et Morbihan énergies ont ainsi récemment installé à Belle-Ile-en-Mer un réseau électrique local (micro-grid) s'appuyant sur 4 piliers : production d'énergie solaire ; système de stockage basé sur les batteries de véhicules électriques ; système de gestion intelligente pour maximiser l'utilisation de l'énergie solaire ; véhicule bidirectionnel (V2G) capable de réinjecter de l'énergie sur le réseau. Le dispositif sert à l'autoconsommation du site de 'VVF Club Intense' de Belle-Ile.

Le microgrid est installé à l'entrée de ce village-vacances, à Belle-Ile-en-Mer. Il est composé d'un système de stockage stationnaire de 200 kWh relié à des panneaux solaires d'une puissance de 76 kWc et géré automatiquement par un système de pilotage de l'énergie. L'installation vise à augmenter l'autoconsommation de l'énergie solaire et réduire les coûts énergétiques du VVF. Les panneaux solaires captent l'énergie des rayons du soleil à travers des modules et la convertissent en électricité. L'énergie ainsi produite doit être utilisée en temps réel ou stockée pour être utilisée lorsque les besoins en énergie sont élevés...

Installé en mai 2022, le système de stockage stationnaire est basé sur 10 batteries de Renault ZOE de seconde vie, et cumule une capacité de stockage de 200 kWh. Le container est chargé lorsque la production de l'énergie solaire dépasse la demande ou pendant les heures creuses. Le dispositif permet de recharger les véhicules électriques des clients du VVF avec de l'énergie bas-carbone, et le surplus de la production contribue à optimiser la consommation énergétique du village-vacances...

Un prototype de Renault ZOE bidirectionnelle (V2G) complétera le dispositif pour une durée de 6 mois. Ce véhicule sera piloté par le système de gestion intelligente du microgrid et pourra stocker l'énergie et la réinjecter dans le réseau local en cas de besoin. L'objectif de ce test est d'étudier l'apport de la recharge réversible sur un réseau électrique local en complément du système de stockage d'énergie, pour maximiser l'utilisation de l'énergie solaire du site et limiter le recours à l'électricité du réseau d'électricité principal...

Plus que jamais dans l'éco-système électrique, "rien ne se perdra, tout se recyclera", parole d'ingénieur !

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Dossier spécial " Batteries "

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L’année 2020, marquée par une pandémie de coronavirus qui a secoué la planète, a aussi été le témoin des prémices d’un évènement majeur sur le plan industriel : la flambée des ventes de voitures électriques. Les automobilistes veulent du changement et les chiffres parlent d’eux-mêmes ! Au total 5,6 millions d’unités (hybrides rechargeables compris) se sont écoulées à travers le monde en 2021, d’après une analyse de Bloomberg New Energy Finance (NEF), contre 3,1 millions en 2020, année ...

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