14 millions de batteries usagées provenant de véhicules électriques d'ici 2040 : qui maîtrisera l'économie circulaire ?

Le dernier rapport d'analyse sur les technologies de l'Office européen des brevets (OEB) et de l'Agence internationale de l'énergie (AIE) présente une analyse complète de l'innovation en matière de circularité des batteries, laquelle couvre la collecte et le tri des batteries usagées ainsi que leur recyclage, la valorisation et les technologies de réutilisation. Tandis que la circularité des batteries a pour but de réduire la dépendance aux matières critiques qui doivent d'abord être extraites et raffinées, un chapitre du rapport s'intéresse également au paysage de l'innovation autour du raffinage du métal des batteries.

“L'innovation dans les technologies de circularité des batteries est essentielle pour garantir les ressources, renforcer la compétitivité et réduire l'impact environnemental”, a déclaré António Campinos, président de l'OEB. “Alors que ce domaine gagne en importance dans les systèmes de ressources mondiaux, les régions qui combinent des écosystèmes industriels solides, des cadres politiques favorables et l'accès à des matières premières de recyclage seront bien placées pour mener l'économie circulaire des batteries. L'Europe réunit un grand nombre de ces éléments, avec un écosystème d'innovation diversifié et des initiatives politiques qui constituent une base solide pour le développement des chaînes de valeur des batteries circulaires.”

“À l’ère de l’électricité, les batteries sont devenues un pilier de la sécurité énergétique et de la compétitivité industrielle, mais leur plein potentiel ne pourra être exploité que si les pays mettent en place des systèmes circulaires solides autour d’elles”, a déclaré Fatih Birol, directeur exécutif de l’AIE. “Accélérer l’innovation en matière de recyclage et de réutilisation peut alléger la pression sur les chaînes d’approvisionnement en minéraux critiques, réduire les impacts environnementaux et créer de nouvelles opportunités économiques. L'Europe dispose d'atouts importants sur lesquels s'appuyer, et ce rapport met en évidence comment une innovation ciblée et un soutien politique peuvent l'aider à se positionner à l'avant-garde d'une économie durable des batteries.”

S'appuyant sur deux décennies de données mondiales sur les brevets, le rapport met en lumière les tendances émergentes, les principaux innovateurs et le potentiel de circularité des batteries pour réduire la dépendance de l'Europe vis-à-vis des importations de matières premières. Il examine l'activité en matière de brevets dans 24 technologies, basées sur près de 16 000 inventions et 4 000 familles de brevets internationales (FBI). Outre le rapport, la plateforme "Énergie propre" de l'OEB a été mise à jour et présente désormais une section consacrée à la circularité des batteries. Par ailleurs, le Deep Tech Finder de l'OEB, qui associe informations brevets et informatique décisionnelle pour faire ressortir les acteurs européens dans plusieurs domaines technologiques, a été enrichi avec davantage de profils de start-up et d'universités sur toute la chaîne de valeur du recyclage des batteries.

Circularité des batteries : l'un des segments les plus dynamiques de l'innovation dans le domaine des technologies de batterie

Le nombre de brevets liés à circularité des batteries a commencé à augmenter en 2017, année où les ventes mondiales de véhicules électriques ont franchi pour la première fois la barre d'un million. Depuis, les FBI ont augmenté à un taux annuel composé de 42 % pour la circularité des batteries, contre 16 % pour la fabrication des batteries rechargeables et seulement 2 % pour tous les domaines technologiques.

L'accélération en flèche de l'innovation coïncide avec la forte hausse de la demande mondiale de batteries. La taille du marché a plus que quintuplé, passant d'environ 180 GWh en 2020 à 1 100 GWh en 2024, avec des prévisions de 3 500 GWh à l'horizon 2030.

Les entreprises asiatiques sont en tête sur l'ensemble de la chaîne de valeur de recyclage des batteries, mais l'Europe enregistre une croissance significative

En 2023, les entreprises asiatiques représentaient 63 % des FBI en circularité des batteries, avec Brunp, la filiale de recyclage du plus grand fabricant mondial de batteries CATL, dépassant les pionniers comme Toyota, LG et Sumitomo. Les innovateurs européens continueront également de connaître une croissance significative sur toute la chaîne de valeur, y compris dans les domaines les plus actifs en matière de brevets : la collecte des batteries usagées et la valorisation des métaux par transformation chimique. Alors qu'au niveau mondial les constructeurs automobiles tendent à se spécialiser dans la collecte et les sociétés minières dans la transformation chimique, le chinois Brunp et le coréen LG se distinguent en étant actifs dans tous les domaines.

La Chine est en tête dans le raffinage des métaux critiques des batteries et dans la circularité des batteries

Depuis 2020, la part de FBI de la Chine en raffinage des métaux des batteries est au même niveau que celle des États-Unis. Parallèlement, les dépôts de demandes de brevets nationaux de la Chine dans ce domaine sont passés d'environ 10 % de l'ensemble des dépôts nationaux et internationaux au début des années 2000 à près de 70 % dans les cinq années précédant 2023. On peut voir une concentration analogue dans la circularité des batteries, où la part de FBI de la Chine a augmenté de 5 % à 29 % entre 2013 et 2023. Pendant cette même période, les acteurs japonais et coréens ont conservé une part importante de FBI dans ce domaine, tandis que la part de l'Europe a légèrement baissé (de 22 % à 21 %) et que les contributions de l'Australie, du Canada et des États-Unis sont restées limitées.

Porter l'innovation à l'échelle industrielle reste essentiel pour que l'Europe exploite pleinement ses atouts

Les demandeurs européens sont particulièrement actifs dans la collecte et la transformation chimique, spécialisés dans des segments tels que les technologies de traitement à distance (34 % de FBI), ainsi que l'isolation et l'immobilisation (30 %) et l'extraction hydrométallurgique suivant le prétraitement pyrolytique (26 %). Cela montre le potentiel de l'Europe dans la gestion des volumes croissants de batteries usagées. De grands acteurs européens sont également actifs dans des technologies pour la transformation des matières recyclées en nouveaux composants de batterie. Parmi eux se trouvent Umicore, le plus grand recycleur de batteries d'Europe, BASF et des organismes de recherche publics comme le CEA, l'un des premiers demandeurs français du secteur énergétique.

Le développement à l'échelle industrielle et l'innovation restent essentiels pour permettre à l'Europe de réduire les coûts de recyclage, d'améliorer le rendement et de surmonter les défis actuels comme des flux de déchets fragmentés, des batteries de conceptions hétérogènes et une automatisation limitée. En attendant, un cadre politique cohérent est déjà en place. De récentes initiatives comme l'Industrial Accelerator Act, le Plan d'action RESourceEU et la Battery Booster facility, ainsi que le règlement relatif aux batteries de 2023, visent à renforcer la capacité industrielle et à soutenir la production locale et les chaînes de valeur circulaires intégrées. Dans ce contexte, le cadre politique en évolution de l'Europe, associé à la diversité de sa base de recherche et industrielle ainsi qu'à ses start-up émergentes, est le gage d'un avenir prometteur, à condition de bien s'inscrire en lien avec des investissements industriels ciblés. Le Data Desk de l'Observatoire de l'OEB permet de transformer les données relatives aux brevets de l'OEB en informations directement exploitables pour savoir plus facilement où un soutien est le plus nécessaire. La version bêta du Data Desk inclut une cartographie détaillée des technologies de stockage d'énergie, ce qui permet une analyse approfondie de l'ensemble du domaine. Les données de cette version bêta seront entièrement mises à jour en temps opportun et des cartographies supplémentaires couvrant d'autres technologies essentielles seront ajoutées lors de futures mises à jour.

Plateforme technologique de l'OEB enrichie et Deep Tech Finder mis à jour

L'OEB propose plusieurs plateformes technologiques permettant aux scientifiques et aux chercheurs d'exploiter plus facilement Espacenet, le plus grand fonds d'information brevets en accès libre au monde. Grâce à l'expertise des examinateurs de brevets de l'OEB et des offices nationaux, la plateforme "Énergie propre" inclut désormais les technologies pour la circularité des batteries, et elle s'est enrichie de 24 nouveaux domaines technologiques consultables. De plus, les profils de près de 60 start-up et universités européennes actives qui ont demandé une protection par brevet pour des inventions dans ces domaines depuis 2006 ont été ajoutés à notre outil gratuit Deep Tech Finder. La navigation a également été améliorée dans la nouvelle version de l'outil qui couvre en outre un plus grand nombre de start-up dans tous les domaines technologiques.