Cette « black mass » est une fraction intermédiaire du recyclage. Elle contient des métaux valorisables en proportions variables. Les plus convoités proviennent de la cathode de la batterie. Cette « black mass » est composée de particules fines, voire très fines qui se dispersent facilement si l’on y prend garde.
« Déchet dangereux » et trésor industriel
Cette « black mass » est riche en métaux critiques, ceux que l’on importerait à grands frais sur le continent européen pauvre en site d’extraction. L’industrie du recyclage de ces objets est appelée dans les années à venir à produire, stocker et exploiter de plus en plus de « black mass ». Ce produit bénéficie depuis le 5 mars 2026 d’un code « déchet dangereux » (hazardous waste) dans la liste établie par l’Union européenne. Un statut qui a pour effet d’interdire son exportation hors du cercle des pays de l’OCDE, comprenez, la Chine, l’actuel leader mondial du recyclage de ces batteries. Ce pays a développé un tissu dense d’industries capables de démonter, broyer et trier les métaux des batteries en fin de vie. Peu d’unités européennes et américaines possèdent ce savoir-faire et ces filières complètes pour le moment.
Lire aussiLes experts du recyclage se préparent au boom des batteries en fin de vie
Développer une filière de valorisation des vieilles batteries
La précieuse ressource en métaux critiques à présent sous contrôle, l’Europe peut inciter son industrie à pérenniser sa propre filière de valorisation. Les normes d’extraction des matières à recycler fixées dès 2022 sont ambitieuses : au moins 90% du cobalt et du nickel contenus dans ces batteries devraient être recyclés à partir de 2027 par exemple.
Plusieurs projets pilote de valorisation de vieilles batteries rechargeables se montent dans les Hauts-de-France. Ils viennent s’agréger à l’écosystème de la filière naissante de fabrication de batteries déjà implantée. Certains sites de recyclage ont déjà atteint une cadence de production suffisante pour réinjecter des métaux dans les chaînes de fabrication des usines voisines, explique à Sciences et Avenir Martin Collet, ingénieur en sécurité des procédés à l’Ineris.
Comment sont recyclées les batteries électriques ?
Le recyclage d’un objet aussi composite qu’une batterie s’avère complexe. Techniques et processus de recyclage diffèrent d’une entreprise à l’autre. Mais les étapes de démontage adoptent la même logique.
La batterie est préalablement mise en sécurité : elle est déchargée, une batterie partant pour la destruction ne contenant plus aucune énergie. Sont retirées la connectique qui relie les modules entre eux, l’enveloppe ou casing, constituée de plastiques, ainsi que les cartes électroniques. Puis on désassemble les modules dont certaines matières sont recyclables.
La phase suivante assure la préparation du cœur de la batterie, les cellules. Elle consiste à faire évaporer l’électrolyte qui est composé de solvants et de sels de lithium extrêmement polluant, une évaporation se faisant par un traitement thermique tel que la pyrolyse. Peuvent être récupérés à ce stade graphite, cuivre et aluminium mais, nous explique Céline Dupuis, ingénieure à l’Ineris, certaines étapes varient d’un procédé de recyclage à l’autre.
Puis sont broyées en fractions très fines les cellules. Ce sont les métaux encore présents à ce stade du démantèlement qui vont constituer la « black mass », une liste qui varie selon la technologie des batteries (lithium, cuivre, manganèse, cadmium, cobalt…) le protocole de préparation adopté.
Lors de l’étape finale d’extraction, deux techniques de séparation sont utilisées séparément ou en combinaison pour récupérer les métaux de la « black mass » : l’hydrométallurgie ou la pyrométallurgie.
Lire aussiIncendies de batteries électriques : ce qu’il faut savoir pour les éviter
« Black mass » : nouvelle poussière, nouveaux risques ?
On a affaire à « un nouveau déchet » qu’il va falloir entreposer, transporter et manipuler, explique Martin Collet. L’Ineris travaille sur l’inflammabilité et l’explosivité de cette poudre. Les résultats des travaux aideront à définir les mesures de prévention et de protection des opérateurs en lien avec ces produits industriels émergents.
Test d’inflammabilité. La « black mass » présente des risques d’auto-échauffement et d’incendie lors du stockage. Des tests menés sur de petits volumes (125 à 1000 cm³) montrent que plus les quantités entreposées augmentent, plus cette poudre peut s’échauffer à basse température.
Explosive, la « black mass » ? Explose-t-elle spontanément quand, par exemple, ses particules sont en suspension, à l’état d’un nuage pulvérulent ? « Pour les échantillons testés », pas de risque d’explosions, constate Martin Collet . Mais ces conclusions pourraient être contredites à l’avenir, en présence de nouvelles chimies et technologies de batteries. Le risque d’explosion pourrait advenir en présence « d’une masse considérable d’énergie », situation dans un contexte industriel, d’ »énergies impossibles à atteindre ».
Phénomènes d’électrostatique. L’électrisation de ces poussières noires est observée par l’Ineris lors de sa manipulation. Pour assurer la protection des opérateurs, il faudra prévoir une mise à la terre des postes de travail et des vêtements techniques de protection antistatique.
Lire aussiBatteries : la révolution à venir du « tout-solide »
Risque toxicologique. Céline Dupuis ajoute à ce tableau des risques celui de la toxicité de ces poussières pour l’environnement et les êtres humains, et il n’est pas des moindres. Tous les échantillons étudiés par les équipes de toxicologie de l’Ineris présentent un risque classé CMR : cancérogènes à cause du nickel, mutagènes pour les cellules germinales et toxiques pour la reproduction. La « black mass » rejoindrait donc la longue liste de ces substances potentiellement problématiques.
Source:
www.sciencesetavenir.fr
