Le boom de la mobilité verte a pour conséquence une hausse de la demande en véhicule électrique et donc de batterie électrique : sa composante la plus précieuse.
Le recours à la voiture électrique, en remplacement de la thermique, est sensé avoir un double impact positif sur l'environnement. D’une part il vient répondre localement à la nécessité de diminuer la pollution causée par le transport, les véhicules thermiques fonctionnant par combustion d’énergies fossiles fortement émettrice de CO2, le transport est en effet responsable de 31% des émissions de CO2 en France en 2019 selon CITEPA dans le rapport Secten en 2020. D’autre part le recours à la voiture électrique vise à réduire la dépendance aux énergies fossiles dont l’extraction est déjà très énergivore et a un impact négatif sur la biodiversité.
Cet effet positif peut être amplifié par la nature du mix électrique du pays dans lequel elle est utilisée.
A titre d’exemple, en France, le mix énergétique étant composé à 90% d’énergie nucléaire et d’énergies renouvelables, le fonctionnement d’une batterie a une empreinte environnementale faible. En effet, en moyenne, en France, la voiture électrique émet jusqu’à 77% de moins de CO2 qu’une voiture thermique sur la totalité de sa durée de vie, selon l’étude « How clean are electric cars? » de l’ONG Transport & Environnement en avril 2020.
L’effet sur l’environnement de l’utilisation de la voiture électrique plutôt que thermique reste globalement positif. En effet, même en Pologne où la production d’électricité repose à 80% sur du charbon, la voiture électrique émet presque 30% de moins de CO2 que la voiture thermique.
La construction d’un véhicule électrique, soit l’amont de son cycle de vie, a, toutefois, un impact non négligeable sur l’environnement. Ainsi selon l’ADEME, sa construction est deux fois plus polluante que celle d’une voiture thermique classique, essentiellement du fait de la fabrication de sa batterie. Nous explorerons les causes de cette pollution causée par la fabrication des batteries et les potentielles solutions pour minimiser cette pollution.
Quels sont les impacts de l'Amont du cycle de vie (de la production des composants à l'assemblage des batteries) sur l'environnement ?
Les batteries rechargeables concentrent une quantité et une diversité très importantes de matériaux (lithium, cobalt, nickel et le manganèse entre autres), elles peuvent peser jusqu'à 500kg et concentrent environ la moitié du coût de construction du véhicule électrique (environ 7500€).
L’industrie minière est considérée comme l’une des plus polluantes du monde. En effet la fabrication des différents composants nécessite beaucoup d’énergie, dans des pays où l’électricité est souvent d’origine fossile et l’extraction des minerais génère souvent de sérieuses atteintes à la biodiversité locale.
Dans ces régions arides, les mines de lithium utilisent le peu de ressources en eau. A titre d’exemple, sur le site d'Atacama au Chili, l’exploitation minière utilise 200 millions de litres d’eau par jour. A la surexploitation de l’eau douce s’ajoute le traitement du lithium au chlore. Les eaux polluées au solvant ne sont pas toujours traitées avant d’être rejetées dans la nature, détruisant ainsi une partie de la biodiversité environnante.
Or, du fait de la hausse de la demande en véhicules électriques, UBS, dans un rapport de 2017, estime que d'ici 2040, le lithium sera la matière première dont les besoins augmenteront le plus, soit une hausse de 2898% en comparaison avec la production mondiale. Cela aura pour effet une baisse des ressources en eau potable dans les régions exploitantes avec un impact significatif sur la biodiversité et évidemment pour les populations locales.
En plus de l’impact négatif qu’a l’extraction des métaux sur l’environnement, les matériaux sont ensuite traités et raffinés quasi systématiquement en Chine. A l’extraction polluante des métaux, s’ajoute donc l’empreinte carbone de leur transport ainsi que la pollution des déchets chimiques issus du raffinage de ces métaux.
La fabrication des batteries a également des effets pervers non anticipés sur l’environnement, par exemple, par l’utilisation de nouveaux matériaux. Pour compenser le poids important des batteries dans les voitures électriques, les équipementiers font, en effet, le choix de remplacer l’acier par de l’aluminium dans les carrosseries. C’est ainsi qu’un des modèles de voitures électriques du constructeur allemand Audi contient, par exemple, 804kg d’aluminium, soit 4,5 fois plus que la moyenne des voitures européennes. Or la production d’aluminium est 3 fois plus consommatrice d’énergie que celle de l’acier et entraine donc des émissions de CO2 supplémentaires.
L’amont du cycle de vie des batteries a donc une empreinte environnementale significative et ses conséquences risquent de s’aggraver avec la hausse de la demande en véhicules électriques. Plusieurs solutions, que nous détaillerons dans un prochain article, existent pour diminuer cet impact sur l’environnement : l’écoconception et le recyclage des batteries.
Sources :
Articles presse
Site internet des parties prenantes
Statista
Etudes de marché
UBS : “Evidence Lab Electric Car Teardown—Disruption Ahead?” Report, UBS, 2017
Auteurs :
Marie Nouveau, consultante
Lionel Braun, manager