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[2021 en techno] L’électrification de l’automobile face aux risques de pénuries de matières premières

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[2021 en techno] L’électrification de l’automobile face aux risques de pénuries de matières premières

Installé sur le site de géothermie et raccordé directement sur le circuit de réinjection, le pilote GEOLITH fonctionne dans les conditions réelles d'exploitation (à température de 70°C et sous 36 bars de pression).

© GEOLITH

L’électrification du secteur automobile s’accélère dans le monde. Cependant, les ambitions des constructeurs à l’horizon 2030 pourraient pâtir des fortes pressions sur les approvisionnements en matières premières nécessaires à la fabrication des batteries Lithium-ion. Dans ce best of des articles qui ont ponctué l'année 2021, Industrie & Technologies revient sur les pressions qui pèsent sur les matériaux des batteries, ainsi que sur les innovations développées pour répondre à ces défis.

La disponibilité des matières premières risque-t-elle de freiner sec l’électrification du secteur automobile ? Voilà une crainte formulée par plusieurs experts du secteur des batteries au cours de l’année 2021, sur laquelle Industrie & Technologies est revenu à plusieurs reprises.

Fortes pressions matériaux

Nombreuses sont les feuilles de route de constructeurs automobiles qui annoncent un virage à 360° vers l’électrique d’ici à 2030, ce qui tire très fortement sur les demandes en matériaux. Ainsi, d’après le cabinet BCG, à l’horizon 2030, les véhicules 100 % électriques devraient représenter 26 % du marché automobile en Chine et 25 % en Europe. Parallèlement, les véhicules thermiques, qui frôlent aujourd’hui 95 % des ventes, devraient chuter à 34 % en Chine et à 42 % dans le Vieux Continent.

L’ombre au tableau de bord ? La non-disponibilité des matières premières en Europe. « Cobalt, nickel, lithium, graphite, cuivre… Tous ces métaux et minéraux indispensables pour fabriquer des batteries vont nous manquer », a alerté Ilka von Dalwigk, représentante de l’Alliance européenne pour les batteries (EBA) et d’EIT InnoEnergy. Or, cette pénurie risque de frapper le marché des batteries à court terme, si l’on en croit les chiffres avancés par le cabinet de conseil Benchmark Minerals. Ce dernier estime que le marché du graphite naturel sera en sous-production dès 2023, celui du graphite synthétique à partir de 2026.

L’espoir limité du recyclage

Face à ce risque de disette, le recyclage des batteries s’est rapidement imposé, aux yeux des industriels et des pouvoirs publics, comme l’une des solutions phares. Ainsi, de nombreuses alliances se sont nouées au cours de l'année 2021 entre entreprises minières, acteurs du secteur des batteries et constructeurs automobiles pour développer et déployer des technologies de recyclage par hydrométallurgie.

Veolia s'est ainsi allié avec le chimiste Solvay et le groupe Renault, en mars dernier. En mai 2021, l’entreprise minière Eramet s’est associée à Suez afin d’industrialiser leur procédé de recyclage développé dans le cadre d’un projet européen. Deux mois plus tôt, le spécialiste du recyclage American Manganese avait conclu un partenariat avec Itavolt, une start-up italienne qui projette de construire une méga-usine de batteries d’ici à 2024. Précurseurs, le constructeur allemand BMW, le recycleur belge Umicore et le fabricant de batteries suédois Northvolt ont annoncé s’associer dès octobre 2018.

L’hydrométallurgie est toutefois loin d’être la panacée. En plus d’un défi technologique est de taille, les partenaires devront également être à la hauteur d’un autre immense challenge : réduire les émissions de gaz à effet de serre liées à leur procédé de recyclage qui génère des effluents difficiles à traiter.

Relocaliser les approvisionnements

Bien conscient des risques que ferait peser une pénurie de matières premières sur ses recettes, le groupe Renault a signé un accord avec l’entreprise minière Terrafame pour sécuriser une partie de son approvisionnement en sulfate de nickel. En outre, la société finlandaise, qui a développé un procédé d’extraction via lixiviation à partir de bactéries, bénéficie d'une empreinte carbone moindre par rapport à la moyenne des industries minières.

Au-delà de l’extraction minière traditionnelle, d’autres pistes émergent pour tenter relocaliser une partie de la production de matériaux en amont de la chaîne des batteries.  La startup française Geolith, par exemple, est en passe d’industrialiser son procédé d'extraction de lithium à partir de sources fluides (géothermie profonde, puit pétrolier, salars). Leur démonstrateur pilote (mobile) se situe ainsi en Alsace, en plein cœur des installations de géothermie profonde.

Incitation politique au report modal

Toutefois, comme le souligne Jacques Portalier, co-auteur d’un rapport portant sur la décarbonation du secteur automobile pour le think tank The Shift Project, l’électrification du secteur du transport routier n’est pas l’unique levier à actionner pour atteindre les objectifs de réduction de CO2 : les reports modaux de la voiture individuelle vers le vélo, les deux-roues électrifiés ou le co-voiturage tiennent un rôle important. « Du fait des évolutions des pratiques de mobilités, nous considérons un usage du parc et donc un marché des voitures particulières neuves qui baisserait de 40 % en 2050 par rapport au niveau de 2019 en France », conclut-il.

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