Le marché du recyclage des déchets solides urbains a connu une croissance significative ces dernières années, et l'on prévoit que les États-Unis capteront à eux seuls environ 13 % du marché mondial d'ici 2033. Parallèlement à cette croissance projetée, la capacité actuelle du pays à recycler les matériaux est estimée à 35 500 tonnes par an. La région Asie-Pacifique domine toutefois ce marché, la Chine, le Japon et la Corée du Sud étant à la pointe grâce à leur croissance industrielle rapide et à leurs progrès dans le stockage des énergies renouvelables et l'électronique grand public, notamment les véhicules électriques. Les politiques environnementales plus strictes de l'Europe l'ont incitée à investir massivement dans le recyclage des déchets solides urbains, ce qui contribue à dynamiser davantage le marché.

Le marché du recyclage des déchets solides présente de nombreux avantages environnementaux : il réduit l’empreinte carbone liée à l’extraction de matières premières vierges, diminue les émissions de gaz à effet de serre et préserve les ressources naturelles. Le recyclage des déchets solides issus des batteries lithium-ion permet de réaliser des économies de plus de 68 % sur le carbone incorporé par rapport aux ressources extraites. Cependant, des défis subsistent, notamment l’hétérogénéité des compositions chimiques des batteries, les coûts d’exploitation élevés et la diversité des réglementations. De plus, les risques d’emballement thermique des batteries lithium-ion constituent un enjeu majeur pour garantir leur efficacité énergétique et leur rentabilité futures. Néanmoins, l’augmentation globale des taux de récupération et l’amélioration de la durabilité environnementale font du recyclage des déchets solides un levier essentiel pour une économie plus respectueuse de l’environnement. 

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Dynamique du marché 

Facteur déterminant : La forte hausse des ventes de véhicules électriques entraîne une augmentation des volumes de batteries lithium-ion usagées destinées au recyclage

La forte hausse des ventes de véhicules électriques figure parmi les principaux facteurs d'expansion du marché mondial du recyclage des déchets de batteries. En 2023, les ventes mondiales de véhicules électriques ont dépassé les 14,2 millions d'unités, contre 10,54 millions l'année précédente. Cette croissance est alimentée par les politiques gouvernementales en faveur des transports écologiques et par la sensibilisation croissante des consommateurs aux enjeux environnementaux. Le parc mondial de véhicules électriques a ainsi franchi la barre des 30 millions d'unités. Cette progression fulgurante entraînera une augmentation significative du nombre de batteries lithium-ion usagées, généralement après 8 à 10 ans d'utilisation, d'où la nécessité de solutions de recyclage efficaces.

La quantité mondiale de batteries lithium-ion usagées augmente à un rythme alarmant. Le total intercontinental de batteries lithium-ion mises hors service s'élevait à environ 600 000 tonnes en 2023 et à 500 000 tonnes en 2022. Selon certaines estimations du marché du recyclage des résidus de batteries, ce chiffre pourrait dépasser les 2 millions de tonnes par an d'ici 2030. Les batteries lithium-ion contiennent des résidus de batteries, notamment du cobalt, du lithium, du nickel et du manganèse. L'industrie de la production de batteries ayant besoin de ces métaux dès 2030, le marché semble en avoir besoin dans son intégralité. En 2023, la valeur totale des matériaux récupérables issus des batteries de véhicules électriques en fin de vie était estimée à 6,5 milliards de dollars américains.

Les décideurs politiques et les gouvernements de plusieurs pays adoptent des lois plus strictes afin de réduire les déchets de batteries nocifs. La directive européenne sur les batteries, par exemple, fixe un objectif de taux de recyclage de 70 % pour les batteries au lithium d'ici 2030. Par ailleurs, en 2023, plus de 5 000 stations de recyclage de batteries étaient déjà opérationnelles en Chine, permettant au pays de devenir un acteur majeur du marché des véhicules électriques. Cette situation a rendu obligatoire la mise en place de filières de recyclage des batteries pour les fabricants. À l'échelle mondiale, le marché du recyclage des batteries usagées connaît une demande croissante, parallèlement à une prise de conscience accrue des enjeux environnementaux. Les législateurs encadrent le taux de recyclage des composants essentiels des batteries afin de protéger l'environnement et de garantir la disponibilité des ressources pour l'avenir.

Tendance : Investissements et partenariats croissants dans les infrastructures de recyclage des batteries à l'échelle mondiale 

Ces alliances stratégiques ont dynamisé les technologies et les capacités de recyclage. Par exemple, Volkswagen s'est associé à Umicore pour implanter en Allemagne une usine de recyclage des batteries et des matériaux de cathode d'un milliard d'euros. De même, General Motors s'est associé à la start-up canadienne Li-Cycle afin de recycler les déchets de batteries générés lors de leur fabrication et ainsi optimiser la récupération des matériaux. Le financement public joue également un rôle important ; la Commission européenne a alloué jusqu'à 1,7 milliard d'euros en 2023, dans le cadre de l'Alliance européenne des batteries, à l'amélioration des infrastructures de recyclage et à l'innovation sur les marchés des États membres.

L'infrastructure mondiale de recyclage des batteries connaît un développement considérable, soutenu par des investissements et des partenariats accrus. En 2023, l'investissement total dans les usines et les technologies de recyclage des batteries usagées a dépassé 3,5 milliards de dollars, soit une hausse de 75 % par rapport à l'année précédente. Le recyclage est considéré comme essentiel par les grands acteurs des secteurs automobile et technologique, car il leur permet d'obtenir des matières premières et de se conformer à la réglementation environnementale. Tesla, par exemple, prévoit de construire une usine de recyclage de batteries au Nevada, capable de recycler 50 000 tonnes de batteries par an, pour un coût estimé à 375 millions de dollars.

Les économies émergentes du marché du recyclage des déchets solides suivent cette tendance. Le Programme national indien de recyclage des batteries, entré en vigueur en 2023, a alloué un budget de 600 millions de dollars à l'expansion des installations de recyclage et au développement de systèmes de collecte normalisés. Parallèlement, les collaborations transfrontalières favorisent l'acquisition de technologies et le transfert de connaissances. Par exemple, le Japon et l'Australie ont signé un protocole d'accord en 2023 afin de collaborer à la recherche sur le recyclage des batteries, en mettant l'accent sur l'amélioration des taux de récupération et la réduction des dommages environnementaux. Ces investissements et partenariats sont essentiels pour accroître les capacités de recyclage et répondre aux besoins croissants en matériaux pour batteries.

Défi : Complexités techniques liées à la séparation et à l'extraction efficaces des métaux contenus dans la masse noire

La séparation et la récupération des métaux utiles contenus dans la masse noire sont complexes sur le marché du recyclage de cette dernière. Composée de lithium, de cobalt, de nickel, de manganèse et d'autres impuretés/contaminants, la masse noire est le résidu de la première étape de démantèlement des batteries. Du fait de la valeur de ces métaux, leur taux de récupération n'atteignait malheureusement que 75 % en 2023, ce qui témoigne des lacunes technologiques. L'extraction est également entravée par la présence d'autres composants et par la qualité inférieure des matériaux importés/récupérés, due à l'utilisation d'électrolytes fluorés. Le recyclage de la masse noire par hydrométallurgie et pyrométallurgie, techniques contemporaines, présente de nombreux inconvénients. En octobre 2023, on estimait que jusqu'à 25 % du lithium et d'autres éléments volatils n'étaient pas récupérés, car ces techniques utilisent un procédé de grillage nécessitant des températures supérieures à 1 500 °C. Bien que remarquablement efficaces sur certains métaux, les approches hydrométallurgiques utilisent des acides forts et des solvants qui produisent de grandes quantités de déchets toxiques qui doivent être traités de manière appropriée, et la chimie des métaux évolue à un rythme rapide, comme l'a révélé l'année 2023 avec l'apparition de plus de 60 formulations différentes de batteries lithium-ion, chacune nécessitant des conditions différentes.

Les progrès en matière de technologies de recyclage sont de plus en plus cruciaux sur le marché du recyclage des déchets solides, mais ils représentent un défi de taille. L'utilisation de cathodes à structure préservée a permis d'améliorer considérablement le taux de récupération, atteignant 90 % par rapport aux méthodes précédentes. Cependant, parvenir à un tel taux de récupération lors du recyclage des déchets solides s'est avéré difficile, compte tenu des difficultés techniques engendrant des coûts élevés. En 2023, le coût estimé du démantèlement d'une tonne de batteries lithium-ion s'élevait à 1 800 dollars et plus, ce qui signifie qu'il n'existe pas de meilleure rentabilité à récupérer les matériaux sans améliorer l'efficacité. L'efficacité économique, conjuguée aux méthodes d'extraction, nécessite de nouveaux développements technologiques ; afin de relever ces défis techniques liés aux opérations de recyclage, une approche multidimensionnelle serait utile.

Analyse segmentaire 

Source de batterie 

En raison de l'essor rapide des véhicules électriques à l'échelle mondiale, les batteries automobiles sont devenues les principaux acteurs du marché du recyclage des déchets et détiennent actuellement plus de 51,57 % de parts de marché. Le parc mondial de véhicules électriques a atteint 40 millions d'unités en 2023, marquant une augmentation substantielle par rapport aux années précédentes. Cette forte hausse de l'utilisation des véhicules électriques a entraîné une explosion de la production de batteries automobiles, rendant leur mise au rebut inévitable. D'ici 2030, on estime qu'environ 11 millions de tonnes de batteries lithium-ion auront atteint la fin de leur vie. Toutes ces batteries nécessiteront des solutions de recyclage efficaces. Rien qu'en 2022, plus de 6,6 millions de voitures électriques ont été vendues, et tout indique une croissance significative du nombre de voitures électriques dans les années à venir. De plus, la durée de vie moyenne des batteries de véhicules électriques est de 8 à 10 ans, ce qui signifie que les batteries produites en masse lors de la première vague de production arrivent en fin de vie.

L'essor des ventes de véhicules électriques a un impact sur la quantité de déchets de batteries. On constate qu'à chaque véhicule électrique vendu, une batterie supplémentaire est ajoutée à la chaîne de recyclage. Les batteries de véhicules électriques représentent une part importante du marché du recyclage des déchets métalliques en raison de leur taille et de leur composition (lithium, cobalt, nickel et autres minéraux). Par exemple, une batterie de véhicule électrique pèse en moyenne 250 kilogrammes, ce qui représente une masse considérable de métaux. L'industrie automobile est l'un des principaux moteurs de la demande en matières premières, et la production de lithium devrait atteindre 1,79 million de tonnes d'ici 2030. De plus, la demande en cobalt est également un facteur clé, avec une augmentation prévue de plus de 320 000 tonnes d'ici 2030. Cela démontre l'importance cruciale du recyclage des batteries automobiles pour la récupération de ces matériaux précieux. Par ailleurs, afin de réduire les dommages environnementaux, les décideurs politiques du monde entier ont proposé des approches plus radicales et de nouvelles politiques visant à accroître le recyclage des batteries de véhicules électriques, ce qui augmente le potentiel des batteries automobiles à occuper une position dominante sur le marché du recyclage des déchets.

Par type de batterie 

Les véhicules électriques et les appareils électroniques portables ont considérablement popularisé l'utilisation des batteries lithium-ion. De ce fait, ces batteries représentent 58,28 % du marché du recyclage des déchets de batteries. Grâce à leur production de masse, l'industrie des véhicules électriques a connu une forte croissance et a atteint un record de plus de 700 wattheures l'année dernière. Après 2030, la capacité de production de batteries lithium-ion devrait atteindre environ 2 TWh. Ces estimations suggèrent également que l'adoption des véhicules électriques atteindra son apogée, avec environ 65 % des véhicules vendus. L'importance technologique des batteries lithium-ion est donc indéniable. Parallèlement, les supports de stockage d'énergie tels que les batteries devraient être utilisés à grande échelle au cours des sept prochaines années, ce qui permettra d'améliorer encore le recyclage pétrochimique. 

La popularité des batteries lithium-ion s'explique par leur haute densité énergétique, leur remarquable efficacité et leur durabilité. De plus, leur utilisation, conjuguée à la décarbonation mondiale, intègre des sources d'énergie renouvelables, stimulant ainsi la demande. La demande de lithium pourrait atteindre 1,79 million de tonnes d'ici 2030 sur le marché du recyclage des déchets de batteries. Cette demande devrait continuer de croître en raison de la forte demande de batteries lithium-ion. Par ailleurs, d'ici 2040, la production de nickel devrait augmenter de 2,6 millions de tonnes. Sur le plan économique, les progrès technologiques ont permis de réduire les coûts. Par exemple, en 2023, le coût moyen des batteries lithium-ion traitées était d'environ 100 dollars américains par kilowattheure, ce qui a élargi leurs applications. En 2030, on estime à 11 millions de tonnes la quantité de batteries lithium-ion en fin de vie, créant ainsi un stock croissant qui nécessite des solutions de recyclage efficaces et consolidant la position des batteries lithium-ion comme leaders sur le marché du recyclage des déchets de batteries.

Par du métal récupéré 

En raison de son importance cruciale pour les batteries et de sa valeur économique, le cobalt a dominé le marché du recyclage des déchets métalliques avec une part de marché de plus de 35,82 %. En 2022, la consommation mondiale de cobalt s'élevait à environ 150 000 tonnes, pour un prix moyen de 50 000 dollars la tonne. Ce chiffre est nettement supérieur en raison d'une forte demande mondiale et de ressources limitées. Avec les progrès technologiques, la demande de cobalt devrait exploser et dépasser les 300 000 tonnes pour les seules applications dans les batteries d'ici 2030. On estime qu'une batterie de véhicule électrique contient en moyenne 20 kilogrammes de cobalt, ce qui a entraîné une augmentation des efforts de récupération de cette matière première. Par ailleurs, la disponibilité limitée du métal et l'instabilité de ses gisements, qui proviennent majoritairement de régions instables, engendrent d'importants risques pour la sécurité de la chaîne d'approvisionnement. Le recyclage du cobalt est donc essentiel.

Selon le marché du recyclage des déchets miniers, le cobalt affiche les taux de récupération les plus élevés en raison de sa valeur commerciale et de la nécessité d'assurer un approvisionnement constant pour répondre aux besoins croissants de l'industrie des batteries. L'électrification des économies mondiales met indéniablement en lumière l'importance stratégique du cobalt pour la performance des batteries. Des procédés de récupération plus récents et plus sophistiqués permettent de récupérer le cobalt avec la pureté requise pour sa réintégration dans la chaîne d'approvisionnement des batteries. En 2022, plus de 5 000 tonnes de cobalt issues du recyclage ont été mises sur le marché mondial, et ce chiffre devrait encore augmenter grâce aux progrès des technologies de recyclage. Par ailleurs, le recyclage du cobalt contribue à réduire l'impact environnemental et social des activités minières, participant ainsi à la construction d'un monde plus durable. 

Par la technologie

S'appuyant sur la technologie, le marché du recyclage des déchets de batteries a vu l'hydrométallurgie se généraliser. De ce fait, cette technologie détient plus de 74,09 % de parts de marché grâce à ses avantages environnementaux. Les batteries en fin de vie peuvent être recyclées par hydrométallurgie, qui permet l'extraction et la purification du lithium, du cobalt ou du nickel à l'aide de solutions aqueuses. D'ici 2030, on estime qu'environ 11 millions de tonnes de batteries lithium-ion usagées devront être éliminées. Par conséquent, le développement de technologies de recyclage nouvelles et plus performantes est indispensable pour faire face à cet afflux de batteries. Les techniques hydrométallurgiques nécessitent un chauffage modéré, contrairement aux procédés polymétallurgiques classiques qui recourent à des températures élevées. Par exemple, les unités de recyclage utilisant l'hydrométallurgie ont permis de réaliser des économies d'énergie de l'ordre de 1 000 MWh par an. 

Grâce à sa capacité supérieure de récupération des métaux et à ses méthodes moins invasives, l'hydrométallurgie est de plus en plus plébiscitée par les utilisateurs finaux sur le marché du recyclage des déchets solides miniers. Ce qui était auparavant considéré comme une méthode d'extraction de métaux de niche deviendra la norme dans un avenir proche, en raison de la demande croissante en métaux critiques. La demande mondiale de batteries lithium-ion devrait atteindre 1,79 million de tonnes d'ici 2030. Comparées aux procédés plus anciens, qui pouvaient nécessiter plusieurs jours pour extraire les métaux, plusieurs techniques plus récentes permettent de réaliser l'extraction en moins de six heures. L'adoption de l'hydrométallurgie comme principal moyen de recyclage des déchets solides miniers s'explique par les incitations économiques et réglementaires mises en place, ce qui en fait la solution la plus efficace. 

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Analyse régionale 

La région Asie-Pacifique domine le marché du recyclage des déchets de batteries, avec une part de marché supérieure à 52 %, grâce à sa forte production et à son importante consommation de batteries lithium-ion. Elle produira plus de 70 % de ces batteries en 2024, contribuant ainsi à une production considérable de déchets de batteries, sous-produits issus de la fabrication de batteries lithium-ion usagées et contenant des matériaux tels que le cobalt, le lithium et le nickel. Avec plus d'un milliard de smartphones et plus de 500 millions de deux-roues électriques actuellement en circulation dans cette région, des dizaines de milliards de batteries arriveront en fin de vie, accentuant ainsi le besoin de recyclage et de récupération des matériaux.

En matière de recyclage des déchets solides, la Chine est le premier marché mondial, avec une capacité de plus de 300 000 tonnes. Elle exploite plus de 200 centres de recyclage de batteries, grâce à des politiques gouvernementales garantissant les importantes économies d'énergie liées à la réutilisation des terres rares. Le Japon et la Corée du Sud suivent cette voie : la Corée du Sud mise sur le développement de procédés hydrométallurgiques pour alléger la charge pesant sur ses systèmes de recyclage, notamment grâce à ses 60 tonnes de déchets solides recyclés en 2024. Le Japon, malgré ses propres problématiques liées aux déchets solides, dispose de systèmes en boucle fermée et de technologies intégrées performantes, ce qui devrait réduire la charge pesant sur les Coréens. L'Inde, quant à elle, ambitionne de réduire ses émissions de carbone en encourageant et en rendant obligatoire l'utilisation de véhicules électriques, avec pour objectif d'atteindre un million d'unités par an.

La région Asie-Pacifique a pu se concentrer sur le recyclage des déchets solides grâce à ses politiques gouvernementales, à sa structure d'économie circulaire et à ses investissements dans l'innovation. Une approche politique ciblée, telle que celle mise en place par la Chine, qui exige qu'au moins 25 % des matériaux utilisés dans les nouvelles batteries proviennent de sources recyclées, contribuera grandement à la réalisation de cet objectif. Avec 90 % des usines de production mondiales de véhicules électriques implantées dans la région, et plus de 100 gigafactories déjà pleinement opérationnelles au sein de la chaîne d'approvisionnement, le leadership déjà établi ne peut que se renforcer et consolider l'importance de la région sur le marché du recyclage des déchets solides.

Acteurs clés du marché du recyclage des déchets noirs 

• Société Amperex Technology Co. Ltd. contemporaine.
• Solutions Cirba
• Glencore
• Matériaux de batterie RecycLiCo
• Umicore
• Matériaux en séquoia
• Tenova SpA.
• Li-Cycle Corp
• Metso
• Technologie du lithium
• BASF SE
• Akkuser Oy
• Duesenfeld GmbH
• Aqua Metals Inc
• Fortum
• Autres joueurs importants

Aperçu de la segmentation du marché :

Source de batterie

• Batteries automobiles
• Batteries industrielles
• Batteries portables

Par type de batterie

• Batterie lithium-ion
• Batterie nickel-hydrure métallique
• Batterie au nickel-cobalt-manganèse
• Autres

Par la technologie

• Hydrométallurgie
• Pyrométallurgie
• Autres

Par du métal récupéré

• Nickel
• Cobalt
• Lithium
• Cuivre
• Manganèse
• Graphite
• Autres

Sur demande

• Automobile
• Électronique grand public
• Énergie
• Aérospatiale et défense
• Construction
• Autres

Par région

• Amérique du Nord
  • Les États-Unis.
  • Canada
  • Mexique
• Europe
  • Europe occidentale
    • Le Royaume-Uni
    • Allemagne
    • France
    • Italie
    • Espagne
    • Le reste de l'Europe occidentale
  • Europe de l'Est
    • Pologne
    • Russie
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  • Émirats arabes unis
  • Reste du Moyen-Orient
• Amérique du Sud
  • Argentine
  • Brésil
  • Le reste de l'Amérique du Sud