Les véhicules électriques sont essentiels pour une mobilité plus respectueuse du climat. Pour améliorer encore leur bilan écologique sur l'ensemble de leur cycle de vie, c’est surtout leur pièce maitresse – la batterie lithium-ion – qui offre un grand potentiel. C’est là que CircuBAT entre en scène! Lancé officiellement aujourd’hui, ce projet ambitionne de mettre en place, au cours des quatre prochaines années, un modèle d’affaires circulaire et durable pour les batteries lithium-ion issues de la mobilité. Selon Andrea Vezzini, responsable du projet, «le but poursuivi est d’améliorer le bilan écologique des véhicules électriques, de fournir des capacités de stockage dans le cadre de la transition énergétique et d’économiser les ressources.»

L’Haute école spécialisée bernoise BFH assume la direction du projet CircuBAT. Côté science, six autres institutions de recherche suisses se sont jointes au projet: l’Empa, le Centre Suisse d’Électronique et de Microtechnique CSEM, l’Université de Saint-Gall (HSG), la Haute école spécialisée de Suisse orientale OST, le Switzerland Innovation Park Biel/Bienne SIPBB et l’EPFL. Quant au monde de l’économie et de l’industrie, il est représenté par 24 entreprises au total: spécialistes des matériaux, utilisateurs et fournisseurs de véhicules électriques et entreprises de fabrication notamment. Cette collaboration entre les secteurs de la science et de l’économie permet au projet de couvrir toutes les étapes de la vie d’une batterie. Par ailleurs, les enseignements de la recherche sont directement applicables en conditions réelles.

CircuBAT est l’un des 15 projets approuvés par Innosuisse, l’agence suisse pour la promotion de l’innovation, dans le cadre du premier appel d’offres de son Initiative Flagship. Cette initiative entend stimuler l’innovation dans des domaines qui concernent une grande partie de l’économie ou de la société. Elle s’efforce de trouver des solutions à des défis actuels ou futurs, qui ne peuvent être résolus que par un travail collaboratif.

Le projet CircuBAT cherche des solutions pour faire progresser la durabilité des batteries lithium-ion, à toutes les étapes de leur vie. L’un des aspects porte sur la prolongation de la durée de vie des batteries au cours de leur première utilisation. Les scientifiques comptent y parvenir par des stratégies de charge et de décharge optimales ainsi que par de nouveaux concepts de fabrication de batteries, pour une réparation plus aisée. Un deuxième aspect concerne l’affectation des batteries après leur utilisation dans la mobilité : il est prévu qu’elles servent de réservoir stationnaire d’énergie. C’est pourquoi le projet se penche sur la meilleure façon de les intégrer à un niveau local et de garantir un fonctionnement sûr et efficace. Enfin, les chercheurs et les chercheuses veulent mettre au point des techniques de «demanufacturing» et de récupération des matériaux, afin que de grandes quantités de matières premières secondaires de bonne qualité puissent être intégrées au processus de production de nouvelles batteries. Outre ces questions techniques, le projet étudie également les aspects socioéconomiques et analyse des modèles commerciaux globaux. CircuBAT jouera ainsi un rôle majeur dans la décarbonisation de la mobilité en Suisse et la promotion des énergies renouvelables.

Nora Bartolomé, chercheuse à l'Empa, cherche de nouvelles méthodes de recyclage pour les batteries lithium-ion . Image: Empa

Sur les sept sous-projets, trois sont dirigés par des chercheurs de l'Empa. Le sous-projet "Récupération des matériaux", dirigé par Rolf Widmer, a pour objectif d'optimiser et de développer un procédé de recyclage mis au point par Kyburz Switzerland. Les éléments combustibles de la batterie sont ainsi séparés dans un bain d'eau. Le cuivre, l'aluminium, le lithium, le manganèse, le nickel et le cobalt doivent ainsi être récupérés dans une qualité optimale afin de pouvoir les utiliser pour la production de nouvelles batteries.

Le sous-projet "Fabrication de cellules de batteries" vise à rendre le processus de fabrication plus économe en énergie. L'étape de loin la plus gourmande en énergie lors de la fabrication d'une cellule de batterie lithium-ion est le séchage de l'électrode de la batterie après le revêtement. Un revêtement sec de l'électrode supprimerait cette étape, ce qui permettrait de réaliser d'importantes économies d'énergie et de coûts. Corsin Battaglia dirige ce sous-projet.

Dans le sous-projet "Modèle commercial durable", des experts de l'Empa et de l'Université de Saint-Gall développent, en collaboration avec d'autres partenaires, un modèle commercial viable pour un système de recyclage durable des batteries. Pour ce faire, ils étudient entre autres les répercussions écologiques et sociales des autres sous-projets. En tenant compte de l'ensemble de la chaîne de création de valeur, il s'agit d'identifier, d'évaluer et de valoriser des modèles commerciaux appropriés et économiquement avantageux pour la mise en œuvre de ces innovations. Le chercheur de l'Empa Roland Hischier dirige ce sous-projet avec Merla Kubli de l'Université de Saint-Gall.