La seconde vie des batteries, un enjeu écologique

Avec une électrification galopante des véhicules en circulation, la question de la durée de vie des batteries se pose. Réutiliser au maximum leur capacité de stockage pour d’autres applications est l’un des axes suivis par Mercedes-Benz avec, parmi toutes les solutions, CHARLES un robot de recharge autonome, développé par Mob-Energy.

En 2022, les ventes mondiales de véhicules électriques ont atteint les 10 millions d’exemplaires, soit une augmentation de 55 %. En Europe, ce sont plus de 10 % des véhicules en circulation qui sont propulsés par un moteur électrique soit autant de batteries en circulation. Et ce phénomène n’est pas près de ralentir avec l’interdiction de vente de voitures neuves à moteur thermique dans toute l’Union Européenne à partir de 2035. Une échéance que Mercedes-Benz a choisi d’anticiper en se donnant comme objectif 2030 pour que tous ses véhicules mis en vente soient électriques.

Si l’électricité est indéniablement considérée comme une alternative d’avenir aux énergies fossiles, elle n’est pour autant pas totalement vertueuse. En cause, les technologies de stockage gourmandes en matériaux rares et en ressources naturelles. Pas question donc de pousser le développement des véhicules électriques sans utiliser au maximum les différents cycles de vie des batteries. Aujourd’hui, on estime que la durée de vie des batteries d’une voiture électrique neuve est d’environ 10 ans. Au fil du temps, les batteries perdent progressivement de leur efficacité. Quand elles passent en dessous de 70 % de leur capacité, les spécialistes estiment que la batterie n’est plus apte à délivrer suffisamment d’autonomie pour être utilisée dans une voiture électrique. Elles ont alors achevé leur premier cycle de vie mais elles restent utiles pour d’autres applications (accumulateurs pour la production d’énergie solaire, bornes de recharge mobiles, etc.) qui vont exploiter ce pour quoi elles existent : stocker et délivrer de l’électricité. Le véritable problème est de pouvoir disposer de cette énergie là où il faut et au moment où il la faut. Il faut donc pouvoir la stocker quand elle est disponible pour être capable de la redistribuer ensuite au plus près des besoins de l’utilisateur final. Une question cruciale pour tous les acteurs du monde de l’automobile.

CHARLES, le robot chargeur autonome

Mercedes-Benz a poussé ses recherches pour utiliser la seconde vie des batteries vers des solutions de stockage électrique, stationnaire et mobile. Le constructeur allemand s’est associé pour cela avec une start-up lyonnaise, Mob-Energy qui a inventé un robot chargeur autonome prénommé CHARLES. « Le principe est simple, une fois le véhicule électrique garé dans un parking, le robot de manière totalement autonome vient recharger la voiture avant de repartir à sa base ou passer au véhicule suivant » explique Hervé Poquet, Head of Development EV’s & PHV Charging Infrastructure chez Mercedes-Benz France. Si le principe parait simple, sa mise en œuvre fait appel à un condensé technologique inédit en Europe. La société Mob-Energy a été créée en 2018 par trois ingénieurs de l’INSA de Lyon. À l’époque, les premières bornes de recharges fleurissaient dans les rues, engageant des travaux d’infrastructures longs, lourds et coûteux. « Nous nous sommes vite rendu compte qu’il fallait imaginer une solution flexible » explique Salim El Houat, Président et co-fondateur de Mob-Energy. « Notre idée repose sur un robot avec un seul câble raccordé au réseau et de partager ce point d’accès auprès d’une flotte de véhicules pour des coûts d’infrastructures limités et sans monopoliser des places de parking. » Avec l’installation d’un seul câble sur un étage de parking, le robot CHARLES est capable d’alimenter une vingtaine de véhicules par jour. Chacune aura récupéré environ 40 kilomètres d’autonomie, soit 7,5 kWh d’énergie, suffisant pour une utilisation quotidienne, le trajet moyen entre le domicile et le lieu de travail étant de 13,3 kilomètres à l’aller selon l’enquête « Mobilité des personnes » publiée par le SDES fin 2021. Équipé d’une multitude de capteurs, CHARLES se déplace en toute autonomie dans le parking, et stoppe son déplacement quand il détecte un obstacle. Utiliser des batteries neuves pour construire CHARLES aurait été une hérésie environnementale. Pour aller au bout de la démarche, il fallait utiliser les technologies développées par Mob-Energy qui valorisent les batteries en leur offrant une seconde vie à travers un second cycle d’utilisation. C’est tout l’objet du partenariat conclu entre la start-up lyonnaise et Mercedes-Benz France en décembre 2021 à l’issue d’une longue phase de préparation avec la division Mercedes Energy. « Il fallait que nos batteries de seconde vie soient compatibles avec CHARLES » explique Hervé Poquet.

Un second cycle de vie pour les batteries

Pendant ce partenariat de trois années, Mercedes-Benz fournit des packs de batteries et accompagne Mob-Energy dans différents domaines comme la connectivité et les systèmes de gestion des batteries. Avec les batteries de seconde vie de Mercedes-Benz, CHARLES alimente l’usager avec une puissance de charge comprise entre 7,4 kW en courant alternatif et jusqu’à 30 kW en courant continu. La prochaine génération en développement sera dotée de batteries Mercedes-Benz de 22 kWh et pourra délivrer jusqu’à 40 kWh avec une puissance de recharge de 45 kW en courant continu. Concrètement, le Star Center, siège de Mercedes-Benz France à Montigny-le-Bretonneux (78), s’est équipé d’un robot CHARLES qui vient compléter les 42 bornes de recharge AC et DC déjà présentes, soit une capacité de recharge pour le site qui augmente de 50 % avec un seul raccordement supplémentaire. D’ici à fin 2025, l’objectif est de déployer une centaine de robots CHARLES en France. Mercedes-Benz s’associe également à la dernière innovation en date de Mob-Energy, en fournissant des batteries de seconde vie pour le cube de puissance Eiko. Celui-ci a déjà été déployé sur deux sites en 2023 et peut recharger jusqu’à 20 véhicules en simultané, toujours à partir d’une seule alimentation à faible puissance.

Un stockage stationnaire d’énergie

Toujours à la recherche de solutions efficaces de seconde vie pour ses batteries, Mercedes-Benz a conclu un autre partenariat fin 2020, avec la société Andritz. C’est l’un des principaux fournisseurs d’équipements et de services électromécaniques pour les centrales hydroélectriques. L’idée de cette coopération est de proposer une solution de stockage stationnaire d’énergie basé sur des systèmes de batteries lithium-ion pour automobiles de Mercedes-Benz. « La batterie est l'un des composants les plus précieux du véhicule. Il est essentiel de maintenir la batterie en circulation le plus longtemps possible. Mercedes-Benz et sa filiale à 100 % Mercedes-Benz Energy se sont notamment concentrées sur la réutilisation sous forme de systèmes stationnaires de stockage d'énergie : puisque le cycle de vie d'une batterie rechargeable ou électrique n'a pas besoin de s'interrompre après celui du véhicule, ceux-ci peuvent être utilisés pour des dispositifs de stockage stationnaire de batteries » explique Martin Zimmermann, Responsable des Services & Pièces de Mercedes-Benz Cars à l'échelle internationale.

Une fois que les batteries ont achevé le second voir leur troisième cycle de leur vie, elles passent alors à l’étape du recyclage. L’objectif cette fois est de récupérer tous les métaux rares qui rentrent dans leur fabrication, le cobalt, le cuivre, le lithium pour pouvoir lancer la fabrication de nouvelles batteries qui viendront alimenter des véhicules neufs.

Ce contenu a été réalisé en partenariat avec Mercedes-Benz. La rédaction de BFMTV n'a pas participé à la réalisation de ce contenu

En partenariat avec Mercedes-Benz