Les énergies renouvelables sont essentielles aux efforts mondiaux de décarbonation. Comme l’actualité le montre, en période d’insécurité énergétique accrue et d’incertitudes géopolitiques, elles peuvent également réduire les risques liés aux chaînes d’approvisionnement et renforcer l’indépendance énergétique.

Parmi les sources de production d’électricité les plus compétitives au monde, les renouvelables peuvent aussi jouer un rôle crucial pour répondre à la forte hausse attendue de la demande mondiale d’électricité au cours de la prochaine décennie — tirée notamment par les voitures électriques, les centres de données et la climatisation.

Le défi du traitement des déchets

Mais les énergies renouvelables soulèvent aussi de nouveaux défis. La forte baisse des coûts du stockage par batteries a accéléré le déploiement de systèmes de stockage dans le monde entier. Associés à des parcs solaires ou éoliens, ces systèmes contribuent à lisser l’intermittence de la production renouvelable tout en stabilisant les réseaux électriques.

La question du traitement des déchets reste toutefois majeure. Sans efforts coordonnés pour récupérer et recycler les matériaux utilisés dans leur fabrication, l’élimination des batteries, panneaux solaires et éoliennes en fin de vie fera peser une charge importante sur les écosystèmes mondiaux.

Des volumes de déchets en hausse

Les batteries destinées aux véhicules comme aux systèmes de stockage stationnaire affichent désormais une durée de vie plus longue. Les batteries de véhicules sont aussi souvent réutilisées dans des systèmes de stockage moins coûteux, ce qui prolonge encore leur cycle d’utilisation. Malgré cela, le volume de batteries à traiter devrait augmenter nettement à l’horizon 2030 et au-delà.

A la fin de 2025, le parc mondial de véhicules électriques s’élevait à environ 70 millions d’unités, en hausse de 26% par rapport à l’année précédente. Il devrait encore progresser de 12% en 2026. De même, les systèmes de stockage par batteries devraient enregistrer une croissance annuelle moyenne d’environ 12% jusqu’en 2035.

Les procédés de recyclage de métaux tels que l’acier et l’aluminium sont bien établis. En revanche, selon l’Agence Internationale de l’Energie, ce n’est pas encore le cas pour de nombreux matériaux utilisés dans les batteries liées aux renouvelables, notamment le lithium, le cobalt, le nickel, le manganèse et le graphite.

Accélérer le recyclage

L’Agence Internationale de l’Energie estime qu’environ 600 milliards de dollars d’investissements miniers seront nécessaires d’ici 2040 pour extraire les matériaux requis par la décarbonation — et ce dans un scénario prudent.

Sans un développement significatif du recyclage, ce montant serait toutefois supérieur de 30%. Le renforcement des capacités de recyclage des matières premières critiques pourrait en effet réduire jusqu’à 40% la demande de minéraux nouvellement extraits d’ici le milieu du siècle. Il sera également essentiel de conserver un meilleur contrôle sur ces matières premières stratégiques. En limitant l’extraction et le raffinage de matières premières vierges, le recyclage peut aussi générer des bénéfices plus larges: moindre dérangement des sols, consommation d’eau plus faible, réduction des risques de contamination et de résidus miniers, ainsi qu’une diminution des impacts sociaux négatifs.

Les capacités de recyclage progressent heureusement rapidement. Cette dynamique s’explique aussi par des conditions économiques favorables, alors que les prix du lithium, du cobalt et du nickel sont orientés à la hausse. Les rebuts de production devraient rester la principale source de matériaux à recycler avant 2035. Mais lorsque les premières générations de batteries issues des systèmes de stockage stationnaire et des véhicules électriques arriveront en fin de vie autour de 2030, le retour de matériaux usagés devrait s’accélérer. Le cabinet de recherche énergétique BloombergNEF anticipe ainsi une multiplication par près de cinq des volumes de matériaux recyclés d’ici 2035, en particulier grâce aux véhicules électriques.

Une géographie du recyclage en mutation

La Chine, qui impose déjà aux constructeurs automobiles et aux fabricants de batteries de participer à la gestion des déchets issus des batteries usagées, traite aujourd’hui environ 80% des quelque 600’000 tonnes de matériaux recyclés disponibles à l’échelle mondiale.

Mais la répartition mondiale du recyclage évolue à mesure que d’autres pays et régions renforcent leurs exigences et leur cadre réglementaire. D’ici 2035, BloombergNEF prévoit que la part de la Chine reculera à environ 65%, tandis que celle de l’Europe pourrait passer de 9% à près de 15%, et celle des Etats-Unis de 5% à environ 11%.

Parallèlement, quelque 8% de la demande mondiale de lithium devrait être couverte par des matériaux recyclés d’ici 2035. Pour le cobalt et le nickel, les parts attendues s’élèvent respectivement à 31% et 21%.

La part encore limitée du lithium recyclé peut sembler modeste. Elle s’explique toutefois par la forte hausse de la demande et par l’évolution des chimies de cellules vers les batteries lithium-fer-phosphate, ou LFP, qui nécessitent moins de cobalt et de nickel. La demande de cobalt et de nickel devrait donc croître plus lentement, ce qui permettra aux matériaux recyclés de couvrir à l’avenir une part nettement plus importante de la demande totale.

Plus fondamentalement, la hausse des taux de recyclage souligne l’importance de l’articulation entre extraction primaire et économie circulaire pour assurer l’approvisionnement futur en matières premières destinées aux énergies renouvelables.

Comment fonctionne le recyclage des batteries?

Les acteurs du recyclage des batteries utilisent actuellement deux grands procédés: la pyrométallurgie et l’hydrométallurgie. En Chine, des approches hybrides combinant ces méthodes sont parfois employées afin de récupérer le plus grand volume possible de matériaux dans une batterie.

•    Pyrométallurgie: les matériaux sont fondus dans un four à très haute température. Ce procédé permet de récupérer une partie des métaux, tandis que le reste demeure sous forme d’oxydes ou de scories. Les températures élevées permettent aussi d’éliminer certaines impuretés. Un traitement hydrométallurgique complémentaire est toutefois souvent nécessaire pour extraire d’autres métaux, ou des sels tels que le lithium, à partir des scories.

•    Hydrométallurgie: des procédés chimiques de purification sont utilisés pour extraire des métaux spécifiques à partir des scories ou d’une black mass préalablement produite. Cette méthode permet par exemple de récupérer du carbonate de lithium destiné à être réutilisé dans les batteries. Elle est souvent privilégiée par rapport aux procédés pyrométallurgiques, même si des approches hybrides peuvent aussi être retenues selon les besoins et les matériaux concernés.