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Hydrométallurgie : La deeptech Mecaware veut recycler des batteries grâce au CO2

Aline Nippert
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Hydrométallurgie : La deeptech Mecaware veut recycler des batteries grâce au CO2

Veolia, Groupe Renault et Solvay ont annoncé, le 18 mars, leur partenariat pour développer une technologie hydrométallurgique pour recycler les batteries en circuit fermé.

© Olivier GUERRIN

À tout juste un an, la deeptech française Mecaware a annoncé, le 5 octobre, avoir levé 2,5 millions d’euros auprès d’investisseurs privés. Zoom sur son innovation de rupture dans le domaine du recyclage des batteries, qui arrive à point nommé.

Capter du CO2 industriel pour recycler les batteries ? Tel est le principe sur lequel repose le procédé de recyclage très prometteur développé par la jeune deeptech Mecaware, une spin-off de l’Institut de chimie et de biochimie moléculaires et supramoléculaires (Université de Lyon). Lancée il y a à peine un an, Mecaware vient d’annoncer, mardi 5 octobre, avoir levé 2,5 millions d’euros auprès de sociétés d’investissement (UI Investissement et KREAXI), de l’institut européen EIT InnoEnergy, de banques (BNP Paribas Développement et Crédit Agricole Création) ainsi que du réseau Business Angels des Arts et Métiers, avec le soutien de BPI France.

« Notre procédé représente une vraie rupture par rapport à l’hydrométallurgie classique », assure Arnaud Villers D'Arbouet, le PDG de Mecaware. Et pour cause : contrairement au procédé « classique » qui a actuellement les faveurs de l’industrie des batteries –, la technologie de la deeptech française ne requiert ni acide, ni extractant pétrosourcé et ne rejette aucun effluent liquide polluant, coûteux à retraiter, avance-t-elle.

Le tout en maintenant des niveaux de pureté suffisant pour boucler la boucle des batteries, promet la start-up. « Nous extrayons les matériaux critiques des batteries (lithium, cobalt, nickel, manganèse, lanthanides), dont les niveaux de pureté atteignent entre 98 % à plus de 99,9 %, permettant une réutilisation industrielle ! » assure Arnaud Villers D'Arbouet.

Technologie de rupture

Le secret ? L'extractant utilisé, à base de CO2 gazeux (issu de rejets industriels) et d’amines liquides. Les travaux du professeur Julien Leclaire – inventeur de la technologie et co-fondateur de Mecawar - ont montré que le CO2 couplé aux amines utilisées pour le capter dans les fumées forme un système de ligands particulièrement intéressant pour les métaux critiques des batteries.

La première étape du procédé Mecaware consiste à broyer la black mass – la poudre contenant les espèces métalliques à valoriser – dans le flux de leur extractant. « Nous solubilisons donc directement notre alliage dans le flux, sans utiliser d’acide », insiste le PDG. Mecaware sélectionne ensuite le métal sur lequel travailler en jouant, notamment, sur les phénomènes d’électrostatiques. Une sélection rendue possible, grâce aux formes moléculaires très diverses que prennent le CO2 et l'amine lorsqu'ils s'associent.

« Toutes les combinaisons de fixation possibles, entre le CO2 et l’amine, s’établissent et s’équilibrent », explique M. Villers D'Arbouet. En d'autres termes, les molécules de CO2 se fixent tantôt sur un site d'une amine, tantôt sur un autre, et parfois, plusieurs molécules de CO2 s’associent à une même molécule d’amine.

Sacrée aubaine ! « Toutes les molécules métalliques de l’alliage, qui n’ont pas les mêmes affinités, vont ainsi pouvoir trouver l’extractant [la combinaison CO2-amine, ndlr] qui leur convient. C’est d’ailleurs toute la particularité du système : nous n’avons pas un seul extractant pour chaque métal à extraire comme dans l’hydrométallurgie classique, mais nous générons une collection d’extractants ! » s’enthousiasme le PDG.

Il s’agit enfin de récupérer les métaux d’intérêt, par précipitation. « Pour cela, on bouge des paramètres physico-chimiques, dont la polarité du milieu, illustre Arnaud Villers D'Arbouet. Dans l’ordre, nous extrayons d’abord le lithium, puis le manganèse, ensuite le nickel et le cobalt. L’aluminium n’est pas encore définitivement positionné. »

Une dernière étape, toujours en cours d’élaboration, devrait permettre d’alléger le bilan carbone du procédé. « Nous sommes en train de travailler sur une revalorisation annexe du CO2 (pour l'instant rejeté) sous forme de matière, précise M. Villers D'Arbouet. Pour l’instant, nous rejetons environ 1 kg de CO2 par kilo de métal produit. »

Boucler la boucle des batteries

Avant ça, Mecaware doit encore confirmer ses résultats à l’échelle du pilote industriel. « Nous sommes en train de mettre en place notre premier outil de démonstration industrielle (qui devrait arriver dans les jours qui viennent), raconte Arnaud Villers D'Arbouet. Cette levée de fonds va nous permettre d’accélérer la construction du premier site pilote ! »

Les applications potentielles sont nombreuses pour cette innovation de rupture : extraction de minerais, de terres rares dans les aimants permanents, de métaux lourds sur des terres polluées, recyclage des batteries. « Nous sommes encore une jeune start-up, donc nous sommes concentrés sur un seul marché, celui de l’industrie des batteries. »

Il faut dire que le secteur du recyclage des batteries est particulièrement porteur : l’Union européenne est en train de plancher sur une modernisation de sa directive sur les batteries, contraignant la filière à innover pour fermer la boucle. Alors que de nombreux partenariats ont déjà été annoncés ces derniers mois pour relever le défi (à l’instar de Veolia, Solvay et Renault ou encore de Suez et Eramet), la technologie Mecaware arrive à point nommé. « Nous voulons démarrer une ligne industrielle fin 2024, qui produira au minimum 5 000 tonnes de métal critique par an », avance M. Villers D'Arbouet.

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