Les batteries de VE sont-elles nocives pour l'environnement ?

Cependant, la production de batteries pour véhicules électriques présente certains défis environnementaux. Certaines études ont montré que la fabrication d'une batterie de VE typique peut entraîner des émissions de carbone plus élevées que les voitures à essence. Cela est dû à la quantité importante d'énergie nécessaire à l'approvisionnement en matières premières et au processus de fabrication lui-même.

La majorité de cette consommation d'énergie est liée à la production de la batterie, qui nécessite l'extraction de matériaux rares et difficiles à trouver tels que le lithium, le cobalt et le manganèse.

La durabilité des batteries de véhicules électriques

Bien que les processus de production actuels des batteries pour véhicules électriques ne soient pas encore aussi durables que nous le souhaiterions, leur fonctionnement propre tout au long de la durée de vie du véhicule compense largement l'impact environnemental initial. Il est essentiel que l'industrie continue de travailler pour rendre la production de batteries plus durable et la transition vers des sources d'énergie propres.

Dans cet article, nous approfondirons l'impact environnemental de la collecte des matières premières pour les batteries de véhicules électriques, examinerons les alternatives et expliquerons pourquoi la conduite électrique reste une option plus durable que la conduite d'une voiture à essence.

La montée en puissance des VE comme alternative durable

Les conducteurs du monde entier sont de plus en plus conscients de leur impact sur l'environnement. Selon nos recherches en collaboration avec Ipsos, 62 % du grand public déclarent qu'il est important de réduire les émissions de CO2 dans les transports, et 7 conducteurs de VE sur 10 affirment que les considérations environnementales sont déterminantes lors de l'achat d'une voiture.

Bien que les véhicules électriques produisent peu ou pas d'émissions pendant la conduite, leur production, et en particulier leur batterie, peut avoir un impact environnemental important.

Explorons plus en détail comment les batteries de VE et les matières premières qu'elles contiennent peuvent être moins respectueuses de l'environnement qu'il n'y paraît.

Impact environnemental de la production et de l'élimination des batteries

Les batteries de voitures électriques sont des composants complexes contenant de nombreux éléments rares de la terre (REE), comme le lithium, le nickel, le cobalt et le graphite. Comme leur nom l'indique, ces matériaux sont difficiles à trouver et à extraire, nécessitant une exploitation minière intensive et même certains procédés polluants pour les séparer du sol. C'est pourquoi la production de batteries pour véhicules électriques peut être un défi pour l'environnement.

Production de batteries de VE

Une batterie de VE est composée de milliers de cellules lithium-ion rechargeables connectées pour former la batterie. Au-delà des matières premières qui composent ses cellules, une batterie de VE a besoin de beaucoup plus de composants matériels et logiciels pour la rendre fonctionnelle. Examinons l'impact environnemental de la production d'une batterie de véhicule électrique.

Matières premières de la batterie d'un VE

Les principaux matériaux qui composent une batterie de VE sont le lithium, le manganèse et le cobalt. Un rapport de Nature estime qu'une batterie de VE typique utilise environ 8 kilogrammes de lithium, 14 kilogrammes de cobalt et 20 kilogrammes de manganèse.

Explorons ci-dessous le processus d'extraction de chaque matériau et son impact environnemental.

Lithium-ion

Bien qu'il existe d'autres chimies de batteries pour véhicules électriques, les cellules lithium-ion sont de loin les plus populaires, grâce à leur rentabilité et leur densité d'énergie relativement élevée, offrant un compromis optimal entre la capacité de stockage de l'électricité et le prix.

Exploitation minière de lithium-ion

Le lithium est principalement produit à partir de salines ou de réservoirs de saumure souterrains, la majeure partie de la production étant concentrée en Amérique du Sud et en Chine.

L'extraction du lithium est assez simple et se fait en évaporant l'eau pour récupérer une solution riche en lithium.

Impact environnemental de l'extraction du lithium

En raison de ce processus d'évaporation, l'extraction du lithium utilise une grande quantité d'eau souterraine qui se perd au cours du processus. Cela peut priver les communautés locales d'eau potable et nuire à l'agriculture en réduisant l'eau disponible pour l'irrigation - d'autant plus que la majeure partie du lithium mondial est extraite dans des régions arides où l'approvisionnement en eau est rare.

En plus de cela, le liquide restant après l'extraction du lithium peut contenir des éléments toxiques ou radioactifs et doit être nettoyé et stocké avant de pouvoir être libéré.

Cobalt

Outre le lithium, le cobalt est souvent cité comme responsable de l'impact environnemental et social des batteries de véhicules électriques. Le cobalt est actuellement l'un des principaux composants des cellules d'une batterie de VE.

Extraction de Cobalt

Le cobalt est produit comme sous-produit de l'extraction du cuivre et du nickel, mais peut également être extrait directement, l'Australie et la République démocratique du Congo (RDC) étant les principaux producteurs.

Impact environnemental de l'extraction du cobalt

Le cobalt est peut-être l'un des matériaux les plus problématiques utilisés dans les véhicules électriques. Les mines de cobalt produisent des résidus toxiques qui peuvent s'infiltrer dans l'environnement, empoisonner les eaux souterraines et nuire aux communautés voisines. De plus, la fusion du minerai de cobalt produit des fumées à forte concentration d'oxyde de soufre et d'autres polluants atmosphériques.

En plus de leur impact sur l'environnement, les mines de cobalt soulèvent également des problèmes de main-d'œuvre. Avec peu de réglementation et de surveillance formelles, les travailleurs des mines de cobalt sont souvent sous-payés et manquent d'équipements de protection, d'outils et de formation adéquats. Ces conditions dangereuses créent des pratiques de travail problématiques, qui peuvent entraîner des blessures ou même la mort.

Pour faire face à ces circonstances défavorables, de nombreux constructeurs automobiles se sont engagés à obtenir du cobalt, du graphite et du lithium auprès de sources fiables et traçables. Pendant ce temps, les producteurs de batteries s'éloignent de l'utilisation du cobalt et se concentrent davantage sur des matériaux facilement accessibles et présentant moins de problèmes, tels que le nickel ou le fer. Des études innovantes sur les batteries à semi-conducteurs ont le potentiel d'éliminer complètement l'utilisation du cobalt et d'améliorer considérablement la capacité et l'efficacité des nouvelles batteries.

Manganèse

Comparé au lithium et au cobalt, le manganèse est souvent négligé dans la discussion sur les matières premières nécessaires à la production de batteries pour véhicules électriques. Cela dit, il s'agit d'un composant essentiel des batteries de voitures électriques, et sa demande a considérablement augmenté ces dernières années.

Extraction de manganèse

Le manganèse est le cinquième métal le plus abondant sur Terre et se trouve souvent à côté des gisements de fer. Le manganèse est généralement extrait dans des mines à ciel ouvert, environ 80 % de la production de manganèse provenant d'Afrique du Sud. L'Australie, la Chine, l'Inde, l'Ukraine et le Brésil produisent également des parts importantes du métal.

Impact environnemental de l'extraction du manganèse

En raison de son exploitation à ciel ouvert, l'extraction du manganèse peut causer une pollution atmosphérique importante, en particulier dans les zones sèches où la poussière provenant de l'exploitation minière peut facilement s'élever. De plus, le manganèse peut polluer le sol et l'approvisionnement en eau, notamment en introduisant d'autres éléments chimiques.

L'essor des batteries LFP

Compte tenu de l'approvisionnement problématique de nombreux matériaux utilisés dans les batteries de véhicules électriques, les fabricants recherchent activement de nouvelles solutions respectueuses de l'environnement et de la société pour produire des batteries. L'une de ces alternatives est la technologie lithium fer phosphate (LFP ou Li-FP), qui utilise du fer au lieu du cobalt.

Par rapport au lithium-ion (Li-ion), les batteries LFP présentent un certain nombre d'avantages et de défis. Leur principal inconvénient, qui a historiquement limité leur utilisation dans les véhicules électriques, est leur faible densité d'énergie, ce qui signifie qu'ils ont tendance à être moins efficaces et à avoir une autonomie plus courte que les batteries Li-ion.

Cela dit, les batteries LFP sont également beaucoup plus faciles (et donc moins chères) à produire, en utilisant des matériaux beaucoup plus couramment disponibles. Ils sont également plus résistants à la chaleur que les batteries Li-ion et ont tendance à avoir une durée de vie plus longue. 

Les fabricants de véhicules électriques utilisent déjà des batteries LFP, les fabricants chinois ouvrant la voie aux batteries LFP. Pourtant, les entreprises occidentales adoptent également la technologie LFP, avec Tesla, par exemple, signalant que la moitié de ses voitures utilisent déjà des batteries LFP sans cobalt.

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

Parce qu'elles ne brûlent pas d'essence ou de diesel pour alimenter leurs moteurs, le principal impact environnemental des voitures électriques provient de leur fabrication, et en particulier de leur batterie. Bien sûr, la durabilité d'un VE pour un usage quotidien dépend de la façon dont l'électricité utilisée pour le recharger est générée.

Un VE alimenté par des sources renouvelables aura un impact beaucoup plus faible qu'un VE alimenté à l'électricité produite à partir de charbon ou de gaz naturel. Pourtant, en moyenne, un VE atteint la parité en termes d'émissions avec un moteur de voiture à combustion après environ 33 000 km sur la route.

Dans quelle mesure les batteries de VE sont-elles durables ?

Alors que la production de batteries pour véhicules électriques est actuellement confrontée à des impacts environnementaux et sociaux négatifs, de nouveaux processus d'extraction, des chimies de batterie et des matériaux ouvrent la voie à un avenir plus durable.

Malgré l'utilisation généralisée de la technologie des batteries, son application comme source d'alimentation pour les véhicules électriques en est encore à ses débuts. Alors que les coûts continuent de baisser et que des progrès sont réalisés, les décisionnaires et leaders de l'industrie ont le devoir d'améliorer les conditions de travail liées à l'extraction et à la production de batteries.

Bien sûr, l'impact de la production d'une voiture électrique ne sera jamais nul, c'est pourquoi la réutilisation et le recyclage des anciennes batteries de VE sont essentiels pour garantir que les matériaux qu'elles contiennent restent utiles aussi longtemps que possible.

Heureusement, il convient de rappeler que tout au long de leur vie, les véhicules électriques sont beaucoup plus durables que les véhicules à essence. Les batteries des véhicules électriques devraient actuellement durer environ 15 à 20 ans et peuvent être réutilisées et recyclées pour récupérer la plupart des matières premières qu'elles contiennent.