Qu'advient-il des batteries ? Le plan de Volvo pour une électromobilité durable

Offre-t-elle les mêmes performances qu'un modèle diesel? Combien coûte-t-elle? Combien de temps dure une charge? Voici quelques-unes des questions les plus courantes que nous entendons aujourd'hui au sujet des véhicules électriques à batterie, y compris les engins de chantier électriques.

Elles portent sur le présent, par exemple une pelle hydraulique électrique à l'œuvre sur un chantier d'aménagement. Et c'est bien normal, car les machines électriques sont récentes.

Mais les batteries soulèvent aussi toute une série de questions, dont certaines sont davantage tournées vers l'avenir. Existe-t-il suffisamment d'infrastructures de recharge pour maintenir mes machines en fonction? Qu'advient-il des batteries lorsqu'elles commencent à s'user avec le temps? La production et la consommation de batteries sont-elles réellement durables?

Ce sont ces questions (et bien d'autres) que nous nous sommes posées chez Volvo il y a de nombreuses années, et c'est pourquoi Volvo Group a récemment créé un nouveau secteur d'activité afin d'y répondre concrètement à mesure que notre démarche d'électrification et de durabilité progresse.

Cette entité s'appelle Volvo Energy, et toutes ses activités s'articulent autour des batteries de véhicules. Il est de notre responsabilité d'en prendre soin à chaque étape de leur cycle de vie.

Par exemple, nous comptons actuellement une équipe qui participe au développement de solutions de recharge et d'infrastructures ici en Amérique du Nord et partout dans le monde afin de contribuer à l'expansion des points de recharge.

Nous disposons également d'une équipe dédiée à la surveillance et aux rapports sur l'état de charge (SOC) et l'état de santé (SOH) de nos batteries afin de déterminer leur rendement et le moment où elles pourraient devoir être remplacées, ainsi que leur destination si un remplacement est nécessaire.

Ces deux groupes se concentrent sur la première vie d'une batterie. Au cours de cette première vie, notre système intelligent de gestion de batterie protège celle-ci contre une dégradation excessive. Nos systèmes garantissent un état de charge optimal, évitent les températures extrêmes et optimisent les cycles de charge. Nous recueillons et analysons continuellement des données pour améliorer encore le rendement de la batterie tout au long de sa durée d'utilisation. Ce travail aide les propriétaires et les opérateurs de véhicules électriques à obtenir un rendement optimal, mais nous ne nous arrêtons pas là.

Après de nombreuses années d'utilisation, une batterie atteint un point où sa capacité ne répond plus à vos exigences de travail. En cas d'utilisation fréquente, cela se produit généralement après environ sept ou huit ans. Toutefois, la batterie conserve encore environ 80 % de sa capacité totale, ce qui est amplement suffisant pour d'autres usages. Et c'est là que notre équipe de deuxième vie interviendra bientôt.

Les batteries usagées demeurent des actifs précieux, tout comme une pelle d'occasion conserve de la valeur même après une utilisation intensive. Grâce à l'analyse des données des batteries, cette équipe s'efforcera de trouver l'application de deuxième vie la plus viable pour chaque batterie individuelle, prolongeant ainsi sa durée de vie globale avant le recyclage. Ce processus sera optimisé par la numérisation. Volvo Group développe actuellement un « Decision Engine » (moteur décisionnel), un système combinant les données des batteries et l'IA pour déterminer le moment où une batterie doit être remplacée, surveiller l'offre et la demande de batteries de deuxième vie et choisir la meilleure option pour chaque unité de batterie individuelle. Le Decision Engine surveillera même les flux logistiques afin de réduire l'impact environnemental lié au transport des batteries.

Lorsque les batteries atteignent cette étape de deuxième vie, notre équipe s'efforce de les remettre en état/réusiner, de les réaffecter ou de les recycler. Quelle est la différence?

• La remise en état ressemble beaucoup à une réparation. Grâce à la remise en état, nous remplaçons les modules défectueux et/ou d'autres sous-composants brisés ou usés dans le bloc-batterie pour le ramener à un état aussi proche du neuf que possible. Cela vous permettra de prolonger de plusieurs années l'utilisation de vos machines électriques de 600 volts.
• Le réusinage (ou remanufacturation) est un processus beaucoup plus approfondi. Lorsqu'une batterie est réusinée, nous la démontons entièrement et chaque module et composant est remplacé, ramenant ainsi l'état de santé (SOH) à 100 %. Grâce au réusinage, les batteries redeviennent pour ainsi dire neuves et peuvent être vendues à un autre client en tant que pièces réusinées. La bonne nouvelle, c'est que nous travaillons également à offrir une garantie pour les batteries réusinées, semblable à celle offerte pour les pièces neuves.
• Lorsque la remise en état ou le réusinage ne sont pas envisageables, la réaffectation constitue une autre solution pour prolonger le cycle de vie global de nos batteries de 600 volts. La transition vers des sources d'énergie principalement renouvelables, comme le solaire et l'éolien, nécessite des solutions de stockage d'énergie, et ces grandes batteries de véhicules électriques en deuxième vie s'y prêtent parfaitement. Les batteries usagées peuvent servir d'éléments de base dans un système de stockage d'énergie par batterie (BESS). Un système BESS est un assemblage de plusieurs blocs-batteries créant un système de stockage d'énergie de grande capacité. Les systèmes de stockage d'énergie par batterie peuvent alimenter des bâtiments, servir à des applications hors réseau ou stocker l'énergie issue de sources renouvelables. Volvo Energy a investi dans Connected Energy, une entreprise spécialisée dans le stockage d'énergie par batterie, afin de soutenir l'accélération de nos activités liées aux batteries.
• Lorsqu'une batterie a été pleinement exploitée (et qu'aucune des options précédentes n'est viable), elle est déchargée et démontée avant que les matériaux ne soient récupérés par le recyclage. Les matériaux recyclés (cobalt, nickel, magnésium, cuivre, etc.) sont ensuite réinjectés dans la production de cellules neuves pour fabriquer de nouvelles batteries. Cela réduira la quantité de matières premières extraites nécessaires, un enjeu de plus en plus crucial alors que les pays du monde entier se disputent les approvisionnements limités de ces ressources naturelles actuellement extraites de continents comme l'Afrique pour fabriquer des batteries au lithium-ion.

Dans un modèle d'affaires linéaire, les minéraux utilisés dans les batteries seraient extraits au départ, produits et consommés au milieu, puis jetés à la fin. Ce n'est pas durable.

En revanche, dans un modèle d'affaires circulaire (illustré ci-dessus), nous visons à relier le début et la fin. Pour notre région d'Amérique du Nord, cela implique d'identifier des partenaires d'approvisionnement locaux, des recycleurs et d'autres intervenants, que nous appelons des catalyseurs (Enablers). Ces partenaires peuvent s'approvisionner en minéraux utilisés dans les batteries et/ou les recycler, puis aider à en fabriquer de nouvelles pour l'utilisation. À partir de là, nos équipes collaboreront avec d'autres partenaires (p. ex. des installations de recyclage) selon les besoins afin de remettre en état, réusiner, réaffecter ou recycler ces batteries pour éviter qu'elles ne se retrouvent dans les sites d'enfouissement.

En tant que membre de Volvo Group, nous sommes déterminés à faire en sorte que toutes les batteries alimentant les équipements lourds, les camions et d'autres véhicules soient utilisées à leur plein potentiel, aussi longtemps que possible. Les batteries favorisent la transition vers des sources d'énergie renouvelables. Grâce à des processus de fin de vie durables, les batteries de deuxième vie peuvent accélérer la transition vers la carboneutralité.

Nos objectifs ultimes consistent à créer un modèle d'affaires circulaire pour les batteries de deuxième vie, à réduire l'impact environnemental et à accélérer la transition vers un avenir sans émissions, et je suis convaincue que Volvo Energy est sur la bonne voie pour concrétiser ces ambitions.

Par Anna Axelsson, Volvo Energy