Second Life pour les batteries Powertool : potentiel présent, mais le recyclage reste la voie principale

Environ la moitié des batteries lithium-ion usagées issues d’outils électriques ne sont pas complètement déchargées au moment de leur retour. Cependant, seule une petite partie d’entre elles peut être retraitée de manière économiquement viable pour l’instant. Le projet de recherche EASLi a étudié quelles méthodes de recyclage conviennent à chaque type de batterie, en mettant l’accent sur un tri plus précoce et plus efficace.

Sous la direction de la fondation GRS, un consortium a examiné, tout au long de la chaîne de valorisation et d’élimination des batteries, quels sont les moyens techniquement et pratiquement pertinents pour les batteries lithium-ion NMC usagées provenant d’outils électriques. Les entreprises participantes étaient Robert Bosch Power Tools, la Gemeinsame Rücknahmesystem Servicegesellschaft mbH, Battery Damage Service (BDS), Erlos Produktion und Montagen GmbH ainsi que ECOLOGICON GmbH. La Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) a financé ce projet de janvier 2025 à février 2026.

Trois cycles ont été au centre de l’attention : la restauration pour une deuxième phase d’utilisation (cycle 1), le traitement hydrométallurgique de haute qualité, dont les matières premières peuvent être réutilisées dans la production de cathodes (cycle 2), et le traitement pyrométallurgique visant à obtenir des matières premières secondaires de moindre qualité (cycle 3).

Ce qui finit réellement dans le circuit de recyclage

Dans trois campagnes de tri, plus de quatre tonnes de matériel provenant de points de collecte (par exemple des déchetteries ou des magasins de bricolage) ont été examinées. Parmi les outils électriques analysés, les batteries au lithium-ion représentaient environ 55 % du total. Les batteries au nickel-cadmium, en raison des exemplaires encore en circulation, constituaient 37 % – bien qu’elles soient interdites dans les outils électriques depuis 2017.

Ce pourcentage élevé de batteries au nickel-cadmium montre combien de temps ces dernières restent en circulation. Pour les batteries dont l’année de fabrication était identifiable – environ un quart du total – le délai moyen entre la fabrication et la restitution était d’environ dix ans, l’exemplaire le plus ancien datant de 1989. Les batteries utilisées à des fins privées étaient retournées après environ huit ans, tandis que celles utilisées à des fins professionnelles l’étaient déjà après environ quatre ans.

Un potentiel technique existe

Au total, environ 70 pour cent des batteries de PowerTool triées étaient fortement déchargées. Ce phénomène concerne principalement les anciennes batteries NiCd. En revanche, près de la moitié des batteries au lithium-ion n’étaient pas fortement déchargées ; les batteries plus récentes présentaient en moyenne un niveau de charge plus élevé. Le flux de recyclage actuel contient donc bien des batteries dont la durée de vie technique n’est pas encore écoulée, et pour lesquelles un contrôle supplémentaire de leur état peut être utile en vue d’éventuelles applications de seconde vie ou de réutilisation.

BDS a examiné le nombre de batteries 18 volts d’occasion réellement reutilisables sur 265 unités. La série de tests allait de l’inspection visuelle, en passant par des mesures de tension et de chaque cellule, jusqu’à la détermination de l’état de santé (SoH) au cours des cycles de charge et de décharge. Le résultat est décevant : 62 % des batteries étaient profondément déchargées, et près d’un tiers avait même une tension inférieure à 4 volts – ce qui indique des dommages irréversibles aux cellules. Lors de l’évaluation ultérieure de l’état de santé, deux flux de matériaux ont été analysés : un proche de celui indiqué par le fabricant et un enregistré via un système de reprise. Parmi les sous-échantillons examinés, 30 % respectivement 11 % des batteries étaient adaptées à une réutilisation. En raison de la taille limitée des échantillons, soit 64 puis 19 batteries, il n’est pas possible de tirer des conclusions représentatives concernant l’ensemble de ces flux de matériaux.

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Pourquoi cela ne devient pas encore un modèle économique

Les faibles taux de réutilisation constituent un problème majeur pour la viabilité économique. Dans le scénario étudié, avec des coûts de main-d’œuvre allemands, les dépenses liées aux tests et à la technologie de mesure dépasseront probablement les revenus générés par les batteries réutilisables. Selon le rapport final, une expansion économique exigerait donc un tri plus ciblé, l’automatisation de certaines étapes de test ou des conditions d’achat adaptées.

S’y ajoutent des obstacles juridiques. Les batteries retournées pour être éliminées sont considérées comme des déchets en raison de la volonté des utilisateurs finaux de s’en débarrasser, et ne peuvent être remises qu’à des entreprises spécialisées certifiées dans l’élimination des déchets – certifications que les fabricants d’outils ne possèdent généralement pas. De plus, des questions relatives à la responsabilité et aux garanties restent en suspens, il n’est pas clair sous quelle marque les batteries reconditionnées seront vendues, et des normes unifiées pour leur contrôle et leur réutilisation font également défaut.

Le design du produit constitue également un frein : les batteries pour outils électriques sont conçues pour être robustes et sûres à utiliser, et non pour être démontables. Les colles utilisées ainsi que la grande variété de matériaux compliquent leur réparation. La conclusion du rapport final est donc plutôt réservée : les applications de seconde vie sont techniquement possibles, mais une mise en œuvre à grande échelle se heurte actuellement à d’importantes barrières juridiques, pratiques et économiques.

Le recyclage de haute qualité devrait représenter la part la plus importante

L’équipe du projet s’attend donc à ce que, à l’avenir, la majeure partie des batteries NMC usagées pour outils électriques soit destinée au processus Loop 2 – à condition que ces batteries puissent être suffisamment identifiées et triées. La réparation devrait occuper la deuxième place, tandis que la valorisation pyrométallurgique en prendrait la troisième.

Pour le cycle 2, les essais menés chez ERLOS fournissent des informations pratiques. Comme le système de gestion des batteries empêche généralement une décharge complète, l’entreprise a testé une méthode de décharge par immersion : elle a abaissé la tension des batteries Powertool à moins de 1 volt en 24 heures, et l’ajout de sel de zinc a réduit la corrosion. De plus, il s’est avéré que des charges mixtes de batteries NMC et NCA peuvent être soumises ensemble au recyclage hydrométallurgique dans le cycle 2. Pour la qualité du processus, ce n’est pas tant la chimie précise de la cathode qui compte que la proportion de contaminants tels que des résidus de plastique et d’électrolyte. Il est donc essentiel de séparer tôt les batteries au lithium-ion des autres types de batteries.

Trois décisions plutôt qu’une matrice

Au départ, EASLi devait développer un système d’évaluation multicritères permettant de déterminer le meilleur mode de recyclage pour chaque batterie. Cependant, au cours du projet, il s’est avéré qu’une telle matrice serait seulement partiellement utilisable dans la pratique : les points de collecte, les usines de tri et les centres de traitement disposent d’informations et de marges de manœuvre très différentes.

Au lieu de cela, le projet a développé des arbres de décision pour les trois lieux où des décisions sont réellement prises. Au point de collecte, quelques questions simples suffisent : la chimie des cellules est-elle identifiable ? Le boîtier est-il endommagé ou sale ? Les contacts sont-ils intacts, et le fabricant est-il identifiable ?

Dans les centres de tri, le séparage s’effectue en fonction de la chimie des cellules ; dans les installations de réparation, l’état de charge et le SoH sont également pris en compte. Il s’agit surtout de permettre aux petites entreprises d’affecter les batteries au parcours approprié sans avoir recours à des collectes de données complexes.

C’est ainsi que EASLi aborde un aspect souvent négligé dans les discussions sur le recyclage des batteries : ce n’est pas seulement la méthode de recyclage elle-même qui détermine la qualité des matières premières récupérées, mais aussi la manière dont les batteries sont traitées avant le recyclage proprement dit. En effet, une gestion efficace du cycle commence dès la question de savoir quelles informations sont disponibles sur une batterie et à quel stade précis les flux de matières doivent être séparés.

De meilleures données en tant que clé

Le projet voit donc son potentiel principalement dans de meilleures données et une détection automatisée. Un passeport numérique du produit ou un code QR pourrait permettre de communiquer le fabricant, la chimie de la batterie, sa capacité et la date de production. Cependant, cela n’est pas obligatoire pour les batteries de Powertool : le passeport numérique des batteries prévu par le règlement européen sur les batteries ne s’appliquera à partir de février 2027 qu’aux batteries de véhicules électriques et de véhicules légers, ainsi qu’aux batteries industrielles de plus de 2 kWh, et non aux batteries d’appareils. En complément, des systèmes basés sur des caméras et de l’IA pourraient identifier le type de batterie et son état extérieur. Le projet propose à cette fin une application qui aide à décider entre réutilisation et recyclage en se basant sur une photo.

EASLi ne prévoit pas de scénario dans lequel Second Life remplacerait à court terme le recyclage des batteries Powertool. Les résultats indiquent plutôt la nécessité d’une économie circulaire plus différenciée : identifier les bonnes batteries pour en prolonger l’utilisation, éliminer tôt celles qui ne conviennent pas, et traiter le reste de manière à ce que des matériaux de haute qualité soient réutilisés dans la production de batteries.