Valorisation des communs négatifs issus de la transition énergétique : cadre méthodologique pour la création de valeurs soutenables dans la chaîne de valeur par l’intégration de scénarios d’usages et de gestion en fin de vie. Cas d’application aux batteries automobiles

Contexte

Le secteur des transports représente 16 % des émissions globales de gaz à effet de serre (GES) (IEA 2022). Alimentés par de l'électricité à faibles émissions de GES, l'électrification des véhicules (VE) est considérée comme un facteur clé pour atteindre les objectifs de décarbonisation : émissions nettes de GES nulles d'ici 2050 (IEA 2022; IPCC 2023). Pour accélérer et cadrer la transition, l’Union Européenne (UE) a récemment pris la décision d’interdire la vente de véhicules thermiques d'ici 2035 (European Parliament 2022). Elle a également renforcé sa réglementation relative aux exigences de circularité et à la gestion en fin de vie des véhicules (European Commission 2023b). D’après des scénarios prospectifs de l'AIE, plus de 300 millions de VE pourraient être en circulation sur le marché de 2050, ce qui représenterait environ 60 % des ventes de voitures neuves dans le monde (IEA 2022). En considérant des poids moyens de 250 à 300 kg, cela représenterait 75 à 100 Mt de batteries. Et autant de déchets dangereux à forte valeur économique lorsqu’ils arrivent en fin de vie. Le fait que la société ait à supporter le poids (économique, environnemental, social) de ces produits, issus d’orientations politiques antérieures, est qualifié par Alexandre Monnin de ‘communs négatifs’ (Monnin 2021).

Par ailleurs, en ne considérant que le changement climatique et dans un contexte européen, l'Agence Européenne de l’Environnement, citant Hawkins et al. (2013), rapporte que le passage à l’électrique permettrait une réduction de 26 à 30 % des émissions de GES par rapport aux véhicules thermiques (European Environment Agency 2018). Cela signifie aussi que le seul changement de technologie ne permettra pas d’atteindre les objectifs de réduction d’impacts carbone de la filière. La gestion de la fin de vie et le recyclage des matériaux apparaît comme un des enjeux des années à venir, notamment pour assurer la sécurité d’approvisionnement sur le territoire européen (European Commission 2023a). Silvestri et al. ont modélisé un système de recyclage en boucle fermée pour l'industrie des batteries de véhicules électriques et se sont concentrés sur la circularité des terres rares (Silvestri et al. 2021). Ils ont montré que le système de recyclage étudié était capable de réduire la demande en terres rares en quelques années, sans pour autant la compenser totalement. Par ailleurs, le taux de récupération devait être très élevé pour garantir la viabilité économique du processus de recyclage. Raugei et al. ont réalisé une ACV prospective pour évaluer la mobilité future au Royaume-Uni (Raugei, Kamran, et Hutchinson 2021). Ils ont conclu qu'un tel marché aurait des effets bénéfiques d'un point de vue environnemental, mais ils ont également déclaré que cela conduirait à une forte augmentation de la consommation de certains métaux tels que le cuivre, le lithium, le cobalt, le nickel et le manganèse, ce qui pourrait contrebalancer les effets positifs "avec une aggravation significative des taux d'épuisement des ressources et de la toxicité humaine". Pour faciliter cette transition, Raugei et ses collègues préconisent de passer de la possession d'un véhicule personnel à des solutions de mobilité partagée et à la servicisation des transports.

Verrous

De nombreuses études ont été menés pour évaluer les impacts environnementaux des batteries de véhicules électriques, intégrant éventuellement des cycles de vie supplémentaires (pour des usages similaires ou distincts) (Peters et al. 2017; Oliveira 2016; Ahmadi et al. 2015). Cependant, ces évaluations ne prennent pas en compte les conséquences socio-environnementales de manière systémique, dans les limites des bio-capacités de la Terre. La quantité de batteries à traiter à l’horizon 2050 est estimé entre 75 à 100 Mt de batteries. Les batteries en fin de vie peuvent être perçues comme un déchet ayant des externalité négatives supportées par le collectif (coûts des filières de traitement de fin de vie). Pour Bonnet et al., les territoires devront composer avec leurs héritages : les communs (Bonnet, Landivar, et Monnin 2021). Et ce, qu’ils soient positifs ou négatifs. Il faut dès lors s’attacher à trouver des solutions répondant à leurs besoins ‘macro’. Dans le cas plus spécifique des batteries, il est indispensable de transformer ces communs négatifs en opportunités. Le questionnement des besoins de mobilité et de leur organisation apparaît dès lors comme un point central à ces réflexions.

Questions de recherche

Comment accompagner le système industriel à transformer les communs négatifs qu’il génère en des solutions créatrices de valeurs soutenable ?

Et plus spécifiquement, en partant du cas d’étude ‘batterie’ :

  • Quelles peuvent être les évolutions des fabricants des batteries dans les différentes scénarios des villes de demain ? Projections sur les quatre scénarios de l’ADEME.
  • Sur quels critères caractériser (ressources, performances, etc.) les batteries en fin d’usage pour les orienter vers une filière de fin de vie ou de nouveaux usages adaptés aux besoins d’un territoire ?

Principales étapes

Les travaux de thèses s’articuleront dans un premier temps à :

  • Identifier les différentes technologies de production des batteries, les typologies des batteries et leurs applications :
  • Définir les scénarios de mobilité d’un point de vue sociétal (création/destruction de valeur soutenable / identification des capabilités pour aller vers ces scénarios) ;
  • En déduire les situations d’usage et de fin de vie possible pour l’ensemble de la chaîne de valeur de la batterie, de manière holistique ;
  • Proposer des pistes d’intégration de ces nouveaux scénarios dès les phases de conception de ces batteries, que ce soit en première ou seconde vie.

Bibliographie

Mise à jour le 13/10/2023

Informations

Candidature à adresser à (voir contacts ci-dessous)

Contacts

Tom Bauer
I2M


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Tatiana REYES

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