Les batteries des VE sont-elles mauvaises pour l'environnement?

La production des batteries de VE présente toutefois plusieurs défis environnementaux. Des études ont montré que la fabrication d’une batterie type de VE pouvait dégager des émissions de carbone supérieures à celles des voitures essence.  

Cela s’explique car la production d’une batterie de VE nécessite l’extraction de matériaux rares et difficiles à obtenir, comme le lithium, le cobalt et le manganèse, qui est énergivore. 

Durabilité des batteries de véhicules électriques

Même si les processus de production actuels des batteries de VE ne sont pas encore aussi durables qu’on le souhaiterait, leur fonctionnement propre sur toute la durée de vie du véhicule compense largement leur impact environnemental initial. Il reste toutefois essentiel que l’industrie continue à œuvrer pour une production de batteries plus durables et effectue sa transition vers des sources d’énergie propres. 

Dans cet article, nous allons approfondir l’impact environnemental de l’acquisition des matières premières pour les batteries de VE, étudier les alternatives émergentes et expliquer pourquoi la voiture électrique reste une solution plus durable que la voiture essence, même avec ses défauts actuels. 

Véhicules électriques : une alternative durable de plus en plus prisée 

Les conducteurs à travers le monde sont de plus en plus sensibles à leur impact environnemental. 61 % des conducteurs français déclarent qu’ils aimeraient une voiture hybride ou électrique pour leur prochain achat automobile et, d’après notre enquête réalisée en collaboration avec l’institut Ipsos, 7 conducteurs de VE sur 10 citent les questions environnementales comme un élément déterminant pour l’achat d’une voiture. 

Il n’est donc pas surprenant que les véhicules électriques deviennent de plus en plus populaires. 

Alors que les VE produisent peu, voire aucune, émission pendant la conduite, leur fabrication, en particulier celle de leur batterie, peut avoir un impact environnemental important. 

Explorons plus en détail la manière dont les batteries de VE, et les matières premières qu’elles contiennent, peuvent être moins écologiques qu’il n’y paraît.  

Impact environnemental de la production de batteries et de leur élimination 

Les batteries de voitures électriques sont des composants complexes qui contiennent de nombreux éléments de terres rares, comme le lithium, le nickel, le cobalt et le graphite. Comme leur nom l’indique, ces matières sont difficiles à trouver et à extraire, et nécessitent une exploitation minière intensive, voire des procédés polluants, pour les séparer du sol. Voilà pourquoi la production de batteries de VE constitue un défi écologique.  

Production de batteries de VE

Une batterie de VE se compose de milliers de cellules lithium-ion rechargeables connectées entre elles pour former un bloc batterie. Au-delà des matières premières qui constituent ses cellules, une batterie de VE a besoin de beaucoup de composants logiciels et matériels pour fonctionner. Regardons de plus près l’impact écologique de la production d’une batterie de véhicule électrique.  

Matières premières des batteries de VE

Les matières premières constituant la batterie d’un VE sont le lithium, le manganèse et le cobalt. Une batterie type de VE utilise entre 3 et 5 kg de lithium, 80 % de nickel, 10 % de cobalt et 10 % de manganèse. 

Explorons ci-dessous le procédé minier de chaque matière première et son impact sur l’environnement.  

Lithium-ion

Bien qu’il existe d’autres compositions chimiques pour les batteries de véhicules électriques, les cellules lithium-ion sont, de loin, les plus populaires, car elles sont économiques et possèdent une densité énergétique relativement élevée. Elles offrent un compromis optimal entre le prix et la capacité de stockage de l’électricité.  

Lithium-ion mining

Le lithium est principalement produit à partir de salars ou de réservoirs souterrains de saumure. La plupart de sa production est concentrée en Amérique du Sud (plus précisément en Bolivie, en Argentine et au Chili) et en Chine. 

Le lithium est extrait de la saumure de manière assez simple, par évaporation de l’eau qui laisse derrière elle une solution riche en lithium.  

Impact environnemental de l’exploitation minière du lithium 

En raison de ce processus d’évaporation, l’extraction minière de lithium nécessite un gros volume d’eau souterraine qui est perdu lors du procédé. Cela peut priver les communautés locales d’eau potable et nuire à l’agriculture en réduisant la quantité d’eau disponible pour l’irrigation, en particulier alors que la plupart du lithium mondial est extrait dans des régions arides, déjà pauvres en eau. 

En outre, le liquide restant une fois le lithium extrait peut contenir des éléments toxiques ou radioactifs et a besoin d’être nettoyé et stocké avant d’être remis dans la nature.  

Cobalt

Outre le lithium, le cobalt est souvent montré du doigt en matière d’impact environnemental et social des batteries de VE. Le cobalt est actuellement l’un des principaux composants des cellules des batteries de VE.  

Extraction minière du cobalt 

Le cobalt est un co-produit de l’extraction minière du cuivre et du nickel. Il peut toutefois être extrait directement, et l’Australie et la République démocratique du Congo (RDC) en sont les principaux producteurs.  

Impact environnemental de l’exploitation minière du cobalt 

Le cobalt est certainement l’une des matières les plus problématiques utilisées dans les véhicules électriques, à la fois d’un point de vue environnemental et social. Les mines de cobalt produisent des résidus toxiques qui peuvent se déverser dans l’environnement, polluer les nappes phréatiques et nuire aux communautés voisines. En outre, le minerai de cobalt en fusion produit des fumées avec une forte concentration en oxyde de soufre et autres éléments polluants. 

Outre leur impact environnemental, les mines de cobalt inquiètent également en raison des conditions de travail qui y règnent. Avec une réglementation et une supervision officielles réduites au minimum, les ouvriers des mines de cobalt sont souvent sous-payés et ne disposent pas des outils, de la formation et des équipements de protection appropriés. Ces conditions dangereuses créent des pratiques professionnelles problématiques pouvant être à l’origine de blessures, voire de décès.  

Pour s’attaquer à ces conditions défavorables, de nombreux constructeurs automobiles de premier plan ont pris l’engagement de se fournir en cobalt, graphite et lithium auprès de sources fiables et traçables. Dans le même temps, les producteurs de batteries cherchent à abandonner l’utilisation du cobalt pour se concentrer sur des matières plus faciles d’accès et soulevant moins de problèmes, comme le nickel ou le fer. Des études innovantes suggèrent que des batteries dites « solides » pourraient permettre d’éliminer complètement l’utilisation du cobalt et d’améliorer de manière significative la capacité et l’efficacité des nouvelles batteries. 

Manganèse

Par rapport au lithium et au cobalt, le manganèse est souvent laissé de côté dans les discussions sur les matières premières nécessaires pour la production de batteries de VE. Il s’agit pourtant d’un composant indispensable aux batteries de voitures électriques et sa demande a considérablement augmenté au cours des dernières années.  

Extraction minière du manganèse 

Le manganèse est le cinquième métal le plus abondant sur Terre, et se trouve souvent à côté des dépôts de fer. Le manganèse est généralement extrait dans des mines à ciel ouvert et environ 80 % de sa production provient d’Afrique du Sud. L’Australie, la Chine, l’Inde, l’Ukraine et le Brésil produisent également ce métal en proportions significatives.  

Impact environnemental de l’exploitation minière du manganèse 

Comme son exploitation minière se fait à ciel ouvert, l’extraction du manganèse peut provoquer une pollution de l’air importante, en particulier dans les zones sèches où la poussière des mines peut facilement s’élever. En outre, le manganèse peut polluer le sol et l’approvisionnement en eau, notamment en y introduisant d’autres éléments chimiques.  

Avènement des batteries LFP 

En raison des difficultés à se procurer de nombreuses matières premières utilisées pour les batteries de VE, les fabricants recherchent activement de nouvelles solutions écologiques et éthiques pour produire leurs batteries. La technologie lithium-fer-phosphate (LFP) constitue l’une de ces alternatives, en utilisant du fer à la place du cobalt.  

Par rapport au lithium-ion (Li-ion), les batteries LFP comportent de nombreux avantages, mais présentent également leur lot de défis à relever. Leur plus faible densité énergétique constitue leur principal inconvénient et a historiquement limité leur utilisation pour les VE. En effet, ces batteries ont tendance à être moins efficaces et à posséder une autonomie plus faible que les batteries Li-ion.  

Les batteries LFP sont toutefois aussi beaucoup plus faciles à produire (et donc moins chères) et utilisent des matières premières beaucoup plus courantes. Elles résistent également mieux à la chaleur que les batteries Li-ion et tendent à avoir une meilleure durée de vie. 

Les constructeurs de VE utilisent déjà les batteries LFP. Les constructeurs chinois sont en tête, même si les entreprises occidentales commencent également à adopter la technologie LFP, notamment Tesla qui indique que la moitié de ses voitures utilise déjà des batteries LFP sans cobalt.    

Impact environnemental de la recharge et de la conduite des voitures électriques 

Comme elles ne brûlent pas d’essence ou de gazole pour alimenter leur moteur, le principal impact des voitures électriques sur l’environnement provient de leur fabrication, notamment celle de leur batterie. Évidemment, le caractère durable de l’utilisation au quotidien d’un VE dépend de la manière dont est produite l’électricité utilisée pour le recharger. 

Un véhicule électrique alimenté par de l’énergie renouvelable aura un impact bien plus faible qu’un autre alimenté par de l’électricité produite en utilisant du charbon ou du gaz naturel. Cela étant, en moyenne, un VE arrive au même niveau qu’une voiture thermique en termes d’émissions après avoir parcouru entre 25 000 et 150 000 kilomètres. 

À quel point les batteries de VE sont-elles réellement durables ? 

Alors que la production de batteries de VE fait actuellement face à des problèmes d’impact environnemental et social, de nouveaux procédés d’extraction, de nouvelles matières premières et compositions chimiques de batteries ouvrent la voie vers un avenir plus durable. 

Malgré l’utilisation très répandue de la technologie des batteries, son utilisation pour alimenter des véhicules électriques n’en est encore qu’à ses balbutiements. Alors que les coûts continuent de baisser et que la technologie progresse, les décideurs politiques et les leaders de l’industrie ont le devoir d’améliorer les conditions de travail dans l’extraction minière et la production de batteries. 

Évidemment, l’impact de la production d’une voiture électrique ne sera jamais nul, c’est pourquoi le réemploi et le recyclage des vieilles batteries de VE sont indispensables pour s’assurer que les matières qu’elles contiennent restent utiles le plus longtemps possible. 
 
Il convient tout de même de se rappeler que, tout au long de la vie des véhicules électriques, leur utilisation reste beaucoup plus durable que celle des véhicules thermiques. Actuellement, on estime que les batteries de VE ont une durée de vie comprise entre 15 et 20 ans et peuvent être réemployées et recyclées pour récupérer la plupart des matières premières qu’elles contiennent.