# Seconde vie des batteries - Etat des connaissances et éléments prospectifs

Association Record, M. Le Bihan, T. Gagneux, J.R. Dulbecco, B. de Caevel

► To cite this version:

Association Record, M. Le Bihan, T. Gagneux, J.R. Dulbecco, B. de Caevel. Seconde vie des batteries - Etat des connaissances et éléments prospectifs. n°21-0922/1A, RECORD. 2023, pp.146. hal-05070569

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Submitted on 26 May 2025

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# SECONDE VIE DES BATTERIES
## ETAT DES CONNAISSANCES ET ELEMENTS PROSPECTIFS

RAPPORT FINAL

mai 2023

M. LE BIHAN, T. GAGNEUX, J.R. DULBECCO,
B. DE CAEVEL - RDC Environment

RDC
environment
Créée à l'initiative du Ministère en charge de l'Environnement, l'association RECORD est depuis 1989, le catalyseur d'une coopération entre industriels, institutionnels et chercheurs.

Acteur reconnu de la recherche appliquée dans le domaine des déchets, des sols pollués et de l'utilisation efficace des ressources, RECORD a comme objectif principal le financement et la réalisation d'études et de recherches dans une perspective d'économie circulaire.

Les membres de ce réseau (groupes industriels et institutionnels) définissent collégialement des programmes d'études et de recherche adaptés à leurs besoins. Ces programmes sont ensuite confiés à des laboratoires publics ou privés.

### Avertissement :

Les rapports ont été établis au vu des données scientifiques et techniques et d'un cadre réglementaire et normatif en vigueur à la date de l'édition des documents.

Ces documents comprennent des propositions ou des recommandations qui n'engagent que leurs auteurs. Sauf mention contraire, ils n'ont pas vocation à représenter l'avis des membres de RECORD.

* ✓ Pour toute reprise d'informations contenues dans ce document, l'utilisateur aura l'obligation de citer le rapport sous la référence :

**RECORD**, Seconde vie des batteries - Etat des connaissances et éléments prospectifs, 2023, 146 p, n°21-0922/1A

* ✓ Ces travaux ont reçu le soutien de l'ADEME (Agence de la transition écologique) www.ademe.fr

### Comité de suivi de l'étude :

Gérard ANTONINI – UTC / RECORD, Bénédicte COUFFIGNAL – RECORD, Stéphane DERCOURT – SECHE Environnement, Cécile FOURNIER – RENAULT, Caroline GREATTI – Saft / TotalEnergies, Olga KERGARAVAT – ADEME, Emeric MALEFANT – VEOLIA, Matthieu RENAULT – SNCF, Hervé ROMANO – EDF, Michael VANBUTSEL – SNCF, Maxime VAUFLEURY – INRS, Bogdan VULTURESCU – SNCF, Alexandre WATTELIER – SUEZ

© RECORD, 2023
## RESUME

Le gisement de batteries de mobilité usagées est attendu en forte hausse dans les années à venir, du fait de la forte croissance de la mobilité électrique légère (trottinettes, VAE...) et lourde (VE particuliers et VUL). Les batteries de mobilité en fin de vie, après 10 à 15 ans d'utilisation, ne sont plus utilisables pour de la mobilité du fait d'une perte de capacité électrique qui diminue leur autonomie. Cependant, elles ont encore une capacité résiduelle significative (généralement >70%), leur permettant d'être préparées pour une seconde vie, pour un même usage ou un usage différent, notamment en stockage d'énergie stationnaire. La filière de seconde vie est encore en cours de structuration en Europe.

L'étude fait le point sur les dispositions réglementaires actuelles et prévues dans le cadre du Règlement européen Batteries en attente d'adoption à l'heure de l'écriture de ce rapport (mai 2023), concernant notamment la responsabilité élargie des producteurs de batteries et le cadre applicable à la seconde vie avec l'introduction de nouvelles définitions et responsabilités.

Ensuite, l'étude présente une estimation du gisement total de batteries de mobilité en fin de vie, et du gisement pouvant faire l'objet d'une seconde vie entre 2025 et 2040, en kWh et en tonnes.

L'étude établit un panorama d'initiatives de seconde vie identifiées en Europe. Cinq initiatives de seconde vie sont analysées plus en détail afin d'en comprendre les conditions techniques et organisationnelles. Une analyse transversale permet d'identifier les points communs et différences notamment en matière de stratégie industrielle ou de critères permettant de juger du caractère réutilisable de la batterie. L'étude conclut sur les points d'attention en matière de pertinence environnementale et économique de la seconde vie. L'étude dégage enfin les freins et leviers afin de favoriser la seconde vie.

## MOTS CLES

Batteries Li-ion, seconde vie, mobilité

---

## SUMMARY

The amount of used mobility batteries is expected to increase sharply in the coming years, due to the sturdy growth in light (e-scooters, e-bikes, etc.) and heavy (private EVs and LCVs) electric mobility. Mobility batteries at the end of their life, after 10 to 15 years of use, are no longer usable for mobility due to a loss in electrical capacity that reduces their autonomy. However, they still have a significant residual capacity (generally >70%), allowing them to be prepared for a second life, for the same or a different use, notably in stationary storage. The second life sector is still being structured in Europe.

The study takes stock of the current and planned regulatory provisions under the European Batteries Regulation, which is awaiting adoption at the time of writing (May 2023), notably concerning the extended producer responsibility of batteries and the framework applicable to their second life with the introduction of new definitions and responsibilities.

Secondly, the study presents an estimate of the total amount of mobility batteries at the end of their life cycle, and the amount that can be reused between 2025 and 2040, in kWh and in tonnes.

The study establishes an overview of second life initiatives identified in Europe. Five second life initiatives are analysed in more detail in order to understand their technical and organisational conditions. A cross-sectional analysis identifies commonalities and differences, particularly in terms of industrial strategy and criteria for assessing the reusability of batteries. The study concludes with points of attention regarding the environmental and economic relevance of the second life. Finally, the study identifies the obstacles and levers for promoting a second life for batteries.

## KEY WORDS

Li-ion batteries, second life, mobility
# Sommaire

<table><tr><td>I.</td><td>Structure du document et guide de lecture</td><td>10</td></tr><tr><td>II.</td><td>Contexte, objectifs et méthodologie de l'étude</td><td>11</td></tr><tr><td>II.1.</td><td>Contexte</td><td>11</td></tr><tr><td>II.2.</td><td>Objectifs</td><td>11</td></tr><tr><td>II.3.</td><td>Définitions</td><td>11</td></tr><tr><td>II.4.</td><td>Périmètre de l'étude</td><td>14</td></tr><tr><td>II.5.</td><td>Méthodologie</td><td>15</td></tr><tr><td>II.5.1.</td><td>Plan de travail</td><td>15</td></tr><tr><td>II.5.2.</td><td>Estimations du gisement</td><td>16</td></tr><tr><td>II.5.3.</td><td>Screening des initiatives</td><td>22</td></tr><tr><td>II.5.4.</td><td>Sélection et analyse approfondie d'initiatives</td><td>22</td></tr><tr><td>III.</td><td>Contexte réglementaire</td><td>23</td></tr><tr><td>III.1.</td><td>Situation actuelle</td><td>23</td></tr><tr><td>III.1.1.</td><td>Gestion des batteries en fin de vie</td><td>23</td></tr><tr><td>III.1.2.</td><td>Sécurité et mise en marché</td><td>24</td></tr><tr><td>III.2.</td><td>Perspectives</td><td>25</td></tr><tr><td>III.2.1.</td><td>Gestion des batteries en fin de vie</td><td>25</td></tr><tr><td>III.2.2.</td><td>Sécurité de la seconde vie</td><td>29</td></tr><tr><td>III.2.3.</td><td>Seconde vie et partage d'informations</td><td>30</td></tr><tr><td>III.2.4.</td><td>Objectifs d'incorporation de recyclé</td><td>31</td></tr><tr><td>IV.</td><td>Gisement de batteries et potentiel de seconde vie</td><td>32</td></tr><tr><td>IV.1.</td><td>Gisement actuel et prospectif de batteries en fin de vie</td><td>32</td></tr><tr><td>IV.1.1.</td><td>Vision globale</td><td>32</td></tr><tr><td>IV.1.2.</td><td>Batteries de VP et VUL</td><td>35</td></tr><tr><td>IV.1.3.</td><td>Batteries de VAE et EPDM</td><td>36</td></tr><tr><td>IV.1.4.</td><td>Batteries de 2,3,4 roues électriques</td><td>37</td></tr><tr><td>IV.2.</td><td>Description de la fin de vie actuelle</td><td>38</td></tr><tr><td>IV.2.1.</td><td>Gestion des batteries de mobilité en France</td><td>38</td></tr><tr><td>IV.2.2.</td><td>Gestion des batteries de mobilité en Europe</td><td>45</td></tr><tr><td>IV.3.</td><td>Potentiel de seconde vie</td><td>49</td></tr><tr><td>V.</td><td>Panorama des initiatives de seconde vie</td><td>51</td></tr><tr><td>V.1.</td><td>Description d'initiatives identifiées</td><td>51</td></tr><tr><td>V.1.1.</td><td>Mobilité légère</td><td>51</td></tr></table>
<table><tr><td>V.1.2.</td><td>Mobilité lourde</td><td>51</td></tr><tr><td>V.2.</td><td>Caractéristiques des initiatives identifiées</td><td>53</td></tr><tr><td>V.2.1.</td><td>Distinction entre initiatives pour batteries de mobilité légère et batteries de mobilité lourde</td><td>53</td></tr><tr><td>V.2.2.</td><td>Types d'initiatives recensées</td><td>53</td></tr><tr><td>V.2.3.</td><td>Applications de seconde vie</td><td>53</td></tr><tr><td>V.2.4.</td><td>Acteurs impliqués</td><td>54</td></tr><tr><td>V.2.5.</td><td>Localisation des initiatives recensées</td><td>54</td></tr><tr><td>V.3.</td><td>Analyse transversale</td><td>56</td></tr><tr><td>V.3.1.</td><td>Evolution des types d'initiatives en fonction du temps</td><td>56</td></tr><tr><td>V.3.2.</td><td>Maturité des initiatives</td><td>56</td></tr><tr><td>V.3.3.</td><td>Echelles concernées</td><td>57</td></tr><tr><td>V.3.4.</td><td>Technologies</td><td>57</td></tr><tr><td>V.3.5.</td><td>Interventions réalisées</td><td>58</td></tr><tr><td>V.4.</td><td>Sélection des initiatives à approfondir</td><td>58</td></tr><tr><td>V.4.1.</td><td>Tableau récapitulatif</td><td>59</td></tr><tr><td>VI.</td><td>Analyse transversale</td><td>62</td></tr><tr><td>VI.1.</td><td>Maturité technique de la seconde vie</td><td>62</td></tr><tr><td>VI.2.</td><td>Potentiel de réutilisation des batteries en fin de vie</td><td>62</td></tr><tr><td>VI.2.1.</td><td>Critères permettant de juger du caractère réutilisable</td><td>62</td></tr><tr><td>VI.2.2.</td><td>Lien entre le type de batterie et le type d'application visée</td><td>65</td></tr><tr><td>VI.2.3.</td><td>Tests permettant d'évaluer le caractère réutilisable des batteries</td><td>65</td></tr><tr><td>VI.2.4.</td><td>Proportion des batteries pouvant être réutilisées</td><td>67</td></tr><tr><td>VI.2.5.</td><td>Echelle d'intervention</td><td>68</td></tr><tr><td>VI.2.6.</td><td>Autres informations</td><td>70</td></tr><tr><td>VI.3.</td><td>Pertinence environnementale de la seconde vie</td><td>71</td></tr><tr><td>VI.4.</td><td>Modèle économique de la seconde vie</td><td>76</td></tr><tr><td>VI.4.1.</td><td>Synthèse</td><td>76</td></tr><tr><td>VI.4.2.</td><td>Discussion sur les composants principaux du modèle</td><td>79</td></tr><tr><td>VI.4.3.</td><td>Comparaison de la seconde vie avec un système de première vie</td><td>83</td></tr><tr><td>VI.4.4.</td><td>Maturité économique des initiatives</td><td>86</td></tr><tr><td>VI.5.</td><td>Freins et leviers à la seconde vie</td><td>87</td></tr><tr><td>VII.</td><td>Annexes</td><td>92</td></tr><tr><td>VII.1.</td><td>Liste des initiatives recensées</td><td>92</td></tr><tr><td>VII.2.</td><td>Liste des experts consultés</td><td>101</td></tr><tr><td>VII.3.</td><td>Prévisions sur le coût des batteries Li-ion pour les véhicules électriques</td><td>102</td></tr><tr><td>VII.4.</td><td>Evaluation des impacts de la consommation électrique</td><td>103</td></tr></table>
<table><tr><td>VII.5.</td><td>Analyse approfondie de 5 initiatives de seconde vie</td><td>104</td></tr><tr><td>VII.5.1.</td><td>Concept « MultiLife » de Kyburz</td><td>104</td></tr><tr><td>VII.5.2.</td><td>Entreprise Entech (projets de recherche CSV et ABR)</td><td>110</td></tr><tr><td>VII.5.3.</td><td>Gamme xStorage de Eaton et Nissan</td><td>119</td></tr><tr><td>VII.5.4.</td><td>Entreprise Connected Energy</td><td>127</td></tr><tr><td>VII.5.5.</td><td>Entreprise Watt4Ever</td><td>135</td></tr></table>
Table des tableaux

<table><tr><td>Tableau 1: Glossaire (RECORD, 2023)</td><td>11</td></tr><tr><td>Tableau 2 : Segmentation du modèle WAPO (gammes de véhicules), (RECORD, 2023)</td><td>19</td></tr><tr><td>Tableau 3 : Dénomination des motorisations électrifiées incluses dans le modèle WAPO, (RECORD, 2023)</td><td>19</td></tr><tr><td>Tableau 4: Propriétés des batteries (Durmus et al., 2020)</td><td>20</td></tr><tr><td>Tableau 5: Gisement de batteries usagées en France sur base de la capacité neuve en millions kWh (RECORD, 2023)</td><td>32</td></tr><tr><td>Tableau 6 : Gisement de batteries usagées en Europe sur base de la capacité neuve en millions kWh (RECORD, 2023)</td><td>33</td></tr><tr><td>Tableau 7 : Gisement de batteries usagées en France en kilotonnes (RECORD, 2023)</td><td>34</td></tr><tr><td>Tableau 8 : Gisement de batteries usagées en Europe en kilotonnes (RECORD, 2023)</td><td>34</td></tr><tr><td>Tableau 9: Gisement de batteries de véhicules particuliers et VUL par segment (kWh) – Scénario Green Constraint (RECORD, 2023)</td><td>35</td></tr><tr><td>Tableau 10 : Gisement de batteries de véhicules particuliers et VUL par motorisation (kWh) – Scénario Green Constraint (RECORD, 2023)</td><td>36</td></tr><tr><td>Tableau 11 : Gestion des batteries de mobilité électrique en Europe (ADEME, 2022)</td><td>47</td></tr><tr><td>Tableau 12 : Gisement de batteries de seconde vie en France sur base de la capacité restante en milliers kWh (RECORD, 2023)</td><td>49</td></tr><tr><td>Tableau 13 : Gisement de batteries de seconde vie en Europe sur base de la capacité restante en millions kWh (RECORD, 2023)</td><td>49</td></tr><tr><td>Tableau 14 : Gisement de batteries usagées en seconde vie en France en kilotonnes (RECORD, 2023)</td><td>49</td></tr><tr><td>Tableau 15 Gisement de batteries usagées en seconde vie en Europe en kilotonnes (RECORD, 2023)</td><td>50</td></tr><tr><td>Tableau 16 : Tableau récapitulant les 12 structures et initiatives présélectionnées et certains critères de sélection (RECORD, 2023)</td><td>59</td></tr><tr><td>Tableau 17 : Maturité technique des initiatives de seconde vie (RECORD, 2023)</td><td>62</td></tr><tr><td>Tableau 18 : Critères permettant de juger du caractère réutilisable (RECORD, 2023)</td><td>63</td></tr><tr><td>Tableau 19 : Tests d'évaluation du caractère réutilisable des batteries / modules / cellules entrantes (RECORD, 2023)</td><td>66</td></tr><tr><td>Tableau 20: Acteurs responsables des tests sur les batteries entrantes (RECORD, 2023)</td><td>67</td></tr><tr><td>Tableau 21 : Proportion de batteries (packs, modules ou cellules) réutilisables (RECORD, 2023)</td><td>67</td></tr><tr><td>Tableau 22: Echelle d'intervention sur les batteries (RECORD, 2023)</td><td>68</td></tr><tr><td>Tableau 23: Bilan environnemental de la seconde vie (RECORD, 2023)</td><td>73</td></tr><tr><td>Tableau 24 : récapitulatif des coûts d'acquisition et de préparation à la seconde vie d'après différentes sources (coût en EUR / kWh) (RECORD, 2023)</td><td>78</td></tr></table>
Table des figures

<table><tr><td>Figure 1: Plan de travail de l'étude (RECORD, 2023)</td><td>15</td></tr><tr><td>Figure 2 : Ventes annuelles de scooters et motos électriques en France (à gauche : motos, à droite scooters, en bleu les données passées, en orange les hypothèses) (RECORD, 2023)</td><td>17</td></tr><tr><td>Figure 3 : Croissance de la part de marché des scooters et motos électriques (à gauche : motos, à droite scooters, en bleu les données passées, en orange les hypothèses) (RECORD, 2023)</td><td>17</td></tr><tr><td>Figure 4: Gisement français de batteries usagées issues de la mobilité électrique sur base de la capacité neuve en millions kWh (RECORD, 2023)</td><td>32</td></tr><tr><td>Figure 5 : Gisement européen de batteries usagées issues de la mobilité électrique sur base de la capacité neuve en millions kWh (RECORD, 2023)</td><td>33</td></tr><tr><td>Figure 6 : Gisement des batteries de mobilité légère en fin de vie sur base de la capacité neuve en France en millions kWh (RECORD, 2023)</td><td>37</td></tr><tr><td>Figure 7 : Gisement de batteries de 2,3,4 roues électriques en fin de vie sur base de la capacité neuve en France en millions kWh (RECORD, 2023)</td><td>37</td></tr><tr><td>Figure 8 : Logigramme de la gestion des batteries de mobilité électrique en fin de vie en France (ADEME, 2022)</td><td>39</td></tr><tr><td>Figure 9: Nombre d'initiatives de seconde vie des batteries de mobilité recensées par pays (RECORD, 2023)</td><td>55</td></tr><tr><td>Figure 10 : Nombre d'initiatives recensées de seconde vie démarrées par an, par origine (RECORD, 2023)</td><td>56</td></tr><tr><td>Figure 11 : Périmètre de comparaison des systèmes de première et de seconde vie (RECORD, 2023)</td><td>72</td></tr><tr><td>Figure 12 : coûts d'acquisition et de préparation à la seconde vie d'après différentes sources (coût en € / kWh) (RECORD, 2023)</td><td>77</td></tr><tr><td>Figure 13 : Périmètre de comparaison des systèmes de première et de seconde vie (RECORD, 2023)</td><td>83</td></tr><tr><td>Figure 14 : Prévision de coûts du JRC (JRC, 2018)</td><td>102</td></tr><tr><td>Figure 15 : Modèle explicatif du concept MultiLife de Kyburz (RECORD, 2023)</td><td>105</td></tr><tr><td>Figure 16 : Modèle explicatif du projet ABR (RECORD, 2023)</td><td>112</td></tr><tr><td>Figure 17 : Modèle explicatif de la solution xStorage de Eaton et Nissan (RECORD, 2023)</td><td>120</td></tr><tr><td>Figure 18 : Modèle explicatif des solutions conçues par Connected Energy (RECORD, 2023)</td><td>129</td></tr><tr><td>Figure 19 : Modèle explicatif du fonctionnement de Watt4Ever (RECORD, 2023)</td><td>137</td></tr></table>
# I. Structure du document et guide de lecture

Le chapitre II décrit le contexte, les objectifs et la méthodologie de l'étude, y compris les hypothèses retenues pour estimer les gisements de batteries réutilisables en chapitre IV.

Le chapitre III décrit le contexte réglementaire applicable aux batteries usagées et à la seconde vie. A la date de clôture du rapport, le projet de Règlement européen Batteries n'a pas été adopté. L'analyse se fonde sur la proposition de la Commission européenne de 2020 et les amendements adoptés par le Parlement européen en mars 2022.

Le chapitre IV fournit les estimations de gisement des batteries de mobilité pour les véhicules électriques, les 2,3,4 roues motorisés et pour les vélos à assistance électrique (VAE) et engins personnels de déplacements motorisés (EPDM), ainsi qu'une description de la fin de vie actuelle de ces batteries.

Le chapitre V présente le panorama des initiatives de seconde vie recensées en Europe et une proposition de sélection d'initiatives à retenir pour la phase suivante de l'étude.

Le chapitre VI fournit une analyse transversale des initiatives approfondies, complétée d'une analyse de la littérature pour la partie économique.

Le chapitre VII fournit en annexe des données supplémentaires pour appuyer les analyses, ainsi qu'une analyse approfondie des 5 initiatives retenues : Kyburz, Entech, xStorage, Connected Energy et Watt4ever.
# II. Contexte, objectifs et méthodologie de l'étude

## II.1. Contexte

Le gisement de batteries de mobilité usagées est attendu en forte hausse dans les années à venir, du fait de la forte croissance de la mobilité électrique dans les secteurs de la mobilité légère comme de la mobilité lourde.

Les batteries de mobilité en fin de vie, après 10 à 15 ans d'utilisation, ne sont plus utilisables pour de la mobilité du fait d'une perte de capacité électrique qui diminue leur autonomie. Cependant, elles ont encore une capacité résiduelle significative (généralement >70%), leur permettant d'être préparées pour une seconde vie, pour un même usage ou un usage différent.

La filière de seconde vie est encore en cours de structuration en Europe. En effet, elle ne bénéfice pas encore de cadre réglementaire adapté, celui-ci devant toutefois apparaître avec le Règlement européen en attente d'adoption à l'heure de l'écriture de ce rapport (mars 2023). Cependant, une multitude d'initiatives de seconde vie ont été identifiées en Europe, avec des maturités techniques et commerciales variables, du stade R&D au démonstrateur, et quelques initiatives proposent même une offre commerciale depuis quelques années.

## II.2. Objectifs

L'étude a pour objectif de réaliser un état des lieux des initiatives de seconde vie des batteries Lithium-ion de mobilité électrique (mobilité légère et véhicules hybrides et électriques) en Europe et de donner une vision des perspectives de la seconde vie en Europe.

Pour cela il s'agit :

* D'évaluer le gisement potentiel des batteries usagées qui seraient utilisables en seconde vie, en France et en Europe

* De réaliser un état de l'art technico-économique des diverses solutions possibles de seconde vie avec établissement des retours d'expérience d'opérations réalisées en France et en Europe

* D'identifier les barrières à lever concernant la réutilisation de batteries en seconde vie et proposer des solutions

## II.3. Définitions

<table><caption>Tableau 1: Glossaire (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td>Terme</td><td>Définition</td><td>Source</td></tr></thead><tbody><tr><td>Batterie<br/>(EN : batteries)</td><td>tout dispositif délivrant de l'énergie électrique générée par conversion directe d'énergie chimique, doté d'un stockage interne ou externe et constitué d'un ou plusieurs éléments ou modules de batterie, non rechargeables ou rechargeables, ou d'un ensemble de ceux-ci, y compris une batterie qui a fait l'objet d'une préparation en vue de sa réutilisation, d'une préparation en vue de sa réutilisation ou de sa reconversion, ou d'une refabrication.</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><td>Terme</td><td>Définition</td><td>Source</td></tr></thead><tbody><tr><td>Pack de batterie (EN : battery pack)</td><td>tout ensemble d'éléments ou de modules de batteries qui sont reliés entre eux ou encapsulés dans un boîtier extérieur de manière à former une unité complète que l'utilisateur final n'est pas censé diviser ou ouvrir.</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr><tr><td>Module de batterie (EN : battery module)</td><td>un ensemble d'éléments de batterie qui sont reliés entre eux ou encapsulés dans un boîtier extérieur pour protéger les éléments contre les chocs extérieurs, et qui est destiné à être utilisé soit de manière autonome, soit en combinaison avec d'autres modules.</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr><tr><td>Cellule de batterie (EN : battery cell)</td><td>l'unité fonctionnelle de base d'une batterie constituée d'électrodes, l'électrolyte, le bac, les bornes et, le cas échéant, les séparateurs, et contenant les matières actives dont la réaction génère de l'énergie électrique;</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr><tr><td>Système stationnaire de stockage de l'énergie par batterie (SES) (EN : Stationary Energy Storage System / ESS)</td><td>Une batterie industrielle avec stockage interne spécifiquement conçue pour stocker et fournir de l'énergie électrique depuis et vers le réseau ou stocker et fournir de l'énergie électrique à l'utilisateur final, indépendamment du lieu et de la personne par qui cette batterie est utilisée;</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr><tr><td>Concepteur de système de seconde vie (CSSV)</td><td>Un acteur concevant des systèmes énergétiques à partir de batteries usagées de la mobilité électrique.</td><td>Ce rapport</td></tr><tr><td>Système de gestion de la batterie (EN : Battery Management System / BMS)</td><td>un dispositif électronique qui contrôle ou gère les fonctions électriques et thermiques de la batterie dans le véhicule afin d'assurer la sécurité, les performances et la durée de vie de la batterie, qui gère et stocke les données sur les paramètres permettant de déterminer l'état de santé et la durée de vie prévue des batteries, conformément à l'annexe VII, et qui communique avec le véhicule, le moyen de transport léger ou l'appareil dans lequel la batterie est intégrée, ou avec une infrastructure de charge publique ou privée;</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><td>Terme</td><td>Définition</td><td>Source</td></tr></thead><tbody><tr><td>Etat de santé (EN : State of Health / SoH)</td><td>Une mesure de l'état général d'une batterie rechargeable et de sa capacité à fournir les performances spécifiées par rapport à son état initial.<br>En pratique le SoH correspond aujourd'hui à l'état de charge et est utilisé pour désigner l'état de charge dans l'analyse des initiatives.</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr><tr><td>Etat de charge (EN : State of Charge / SoC)</td><td>énergie disponible dans une batterie, exprimée en pourcentage de la capacité nominale, telle qu'elle est déclarée par le fabricant</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr><tr><td>Réemploi</td><td>toute opération par laquelle des substances, matières ou produits qui ne sont pas des déchets sont utilisés de nouveau pour un usage identique à celui pour lequel ils avaient été conçus ;</td><td>Article L541-1-1 du Code de l'environnement (France)</td></tr><tr><td>Réutilisation</td><td>toute opération par laquelle des substances, matières ou produits qui sont devenus des déchets sont utilisés de nouveau ;<br>Remarque : la définition de la réutilisation n'existe pas dans la Directive Cadre 2008/98/CE, seule le réemploi et la préparation au réemploi sont définis (usage identique).</td><td>Article L541-1-1 du Code de l'environnement (France)</td></tr><tr><td>Préparation à la réutilisation</td><td>toute opération de contrôle, de nettoyage ou de réparation en vue de la valorisation par laquelle des substances, matières ou produits qui sont devenus des déchets sont préparés de manière à être réutilisés sans autre opération de prétraitement ;</td><td>Article L541-1-1 du Code de l'environnement (France)</td></tr><tr><td>Préparation à la réaffectation (EN : Preparing for repurpose)</td><td>toute opération par laquelle des parties d'une pile usagée ou une pile complète sont préparées de manière à pouvoir être utilisées à des fins ou pour des applications différentes de celles pour lesquelles elles ont été initialement conçues</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr><tr><td>Réaffectation (EN : Repurposing)</td><td>toute opération par laquelle des parties d'une pile ou une pile complète, qui n'est pas une pile usagée, sont utilisées à des fins autres que celle pour laquelle la batterie a été initialement conçue</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><td>Terme</td><td>Définition</td><td>Source</td></tr></thead><tbody><tr><td>Remanufacturage (EN : Remanufacturing)</td><td>toute opération technique sur une batterie usagée qui comprend le démontage et l'évaluation de tous ses modules et éléments de batterie et l'utilisation d'une certaine quantité d'éléments et de modules de batterie, neufs, usagés ou récupérés dans les déchets, ou d'autres composants de batterie, afin de rétablir la capacité de la batterie à au moins 90 % de sa capacité nominale d'origine, et lorsque l'état de santé de tous les éléments de batterie individuels est homogène, ne différant pas de plus de 3 % les uns des autres, et que la batterie est utilisée dans le même but ou pour la même application que celle pour laquelle elle a été conçue à l'origine;</td><td>Règlement Batteries et déchets de batteries – Accord provisoire résultant des négociations entre institutions (2023)</td></tr><tr><td>Seconde vie (EN : second life)</td><td>Remanufacturage, préparation à la réutilisation, réaffectation ou préparation à la réaffectation des batteries usagées</td><td>Ce rapport</td></tr><tr><td>LFP</td><td>Lithium Fer Phosphate</td><td>-</td></tr><tr><td>NMC</td><td>Nickel Manganèse Cobalt (technologie de Li-ion)</td><td>-</td></tr><tr><td>NMA</td><td>Nickel Manganèse Aluminium Oxide (technologie de Li-ion)</td><td>-</td></tr></tbody></table>

## II.4. Périmètre de l'étude

L'étude concerne uniquement les batteries Li-ion usagées issues de la mobilité électrique, en trois catégories :

* Les véhicules électriques et hybrides rechargeables (VHE), incluant voitures particulières et véhicules utilitaires légers (camionnettes). Cette catégorie est nommée dans la suite de l'étude « mobilité lourde ». Les batteries Li-ion d'appoint aux technologies hybrides et piles à combustible ont été incluses dans l'estimation des gisements mais elles ne font pas l'objet d'investigations détaillées en matière de potentiel de seconde vie (gisement limité).

* Les véhicules électriques à 2,3 ou 4 roues, incluant motos, scooters (2 et 3 roues) et quadricycles. Cette catégorie a été analysée pour la partie évaluation du gisement mais elle ne fait pas l'objet d'investigations détaillées en matière de potentiel de seconde vie (gisement limité).

* Les vélos à assistance électrique VAE et les engins personnels de mobilité électrique (EPDM), incluant trottinettes, hoverboards et gyropodes. Cette catégorie est désignée dans la suite de l'étude comme la « mobilité légère ».

Les technologies de ces batteries sont aujourd'hui majoritairement des technologies de type Lithium-ion (Li-ion), mais des technologies lithium métal ainsi que nickel-hydrure métalliques sont aussi présentes sur le marché. Ces deux dernières technologies représentant des parts plus faibles du marché, l'étude inclus dans son périmètre seulement les batteries de technologie Li-ion.

Géographiquement le champ de l'étude se limite à l'échelle européenne.
En ce qui concerne les initiatives étudiées (chapitre V), sont inclus dans le screening les projets de seconde vie de ces batteries pour un même usage ou pour un usage différent. Dans les cas des batteries de mobilité lourde, ne sont pas inclus les procédés de préparation à la seconde vie avec intervention au niveau des cellules, en effet ce type d'intervention est marginal.

## II.5. Méthodologie

### II.5.1. Plan de travail

L'étude s'est déroulée de mars 2022 à avril 2023.

La méthodologie est résumée dans le schéma de plan de travail ci-dessous.

<table><caption>Figure 1: Plan de travail de l'étude (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th>Objectifs</th><th>Moyens</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Phase 1: Démarrage et état des lieux</strong><ul><li>Champ de l'étude</li><li>Gisement actuel et prospectif en France et en Europe</li><li>Fin de vie actuelle et potentiel de seconde vie</li><li>Contexte réglementaire actuel et à venir</li></ul></td><td><ul><li>Discussion avec les membres</li><li>Modèle WAPO et compléments</li><li>Consultations étude ADEME en cours</li><li>Littérature, consultations étude ADEME en cours</li></ul></td></tr><tr><td><strong>Phase 2: Etat de l'art technico-économique</strong><ul><li>Identification des initiatives</li><li>Sélection de 5 initiatives</li><li>Approfondissement</li></ul></td><td><ul><li>Screening littérature et consultation des membres + synthèse</li><li>Critères, proposition de présélection et sélection en COPIL n°2</li><li>Critères d'analyse, 1-2 entretiens par initiative</li></ul></td></tr><tr><td><strong>Phase 3: Conclusions et recommandations</strong><ul><li>Freins et leviers techniques, économiques et réglementaires</li><li>Critères permettant de juger du caractère réutilisable</li><li>Option: atelier de clôture participatif</li></ul></td><td><ul><li>Analyse des données</li></ul></td></tr></tbody></table>
## II.5.2. Estimations du gisement

### II.5.2.1. Batteries de vélos à assistance électriques (VAE) et d'engins de déplacement personnels motorisés (EPDM)

Afin d'estimer le gisement des batteries de mobilité légère en fin de vie disponibles pour les 20 prochaines années, une estimation des futures ventes de VAE et EPDM est réalisée.

Pour cela, des projections linéaires sont construites à partir des données suivantes :

* Les données de ventes et des projections provenant de l'observatoire du cycle 2021 produit par Sport et Cycle pour les VAE, incluant notamment une hypothèse de 3 millions de ventes de VAE en 2030.

* Les données de vente de trottinettes électriques 2021 mises à disposition par la FP2M. Les données concernant les autres engins de micromobilité électriques ayant été extrapolées à partir des répartitions de marchés (en nombre) en 2020 : soit environ 80% de part de marché pour les trottinettes électriques et 20% pour les autres engins que sont les hoverboard, skate électriques, engins avec selles, gyroroues et gyropodes.

Ces données ne concernant que des ventes françaises, les projections de ventes européennes sont- extrapolées par habitant en se basant sur les évolutions de population en France et en Europe prévues par la Banque Mondiale.

Dans un même temps, les durées de vie des batteries et des véhicules ont été récupérées auprès de la FP2M, de l'Union Sport et Cycle ainsi qu'à partir de l'évaluation de la filière des piles et accumulateurs industriels 2017 de l'ADEME (en moyenne 3-4 ans pour les vélos électriques et 2 ans pour les trottinettes, tenant compte du marché de la location). A partir de ces durées, des probabilités de fin de vie sont estimées sur une période de 6 ans sous la forme d'une gaussienne.

Ces probabilités de fin de vie sont alors associées aux projections de vente afin d'obtenir des prévisions sur le nombre de batteries en fin de vie des 20 prochaines années.

Il est alors possible de ramener ce nombre en tonnes en considérant des batteries de 2,5 kg pour les VHE et de 2 kg pour les EPDM (Source : ADEME (2017) EVALUATION DE LA FILIERE DES PILES ET ACCUMULATEURS INDUSTRIELS). De même, cette quantité peut être exprimée en Wh en considérant que la densité énergétique d'une batterie lithium-ion de 200 Wh/kg (cette valeur étant en cohérence avec les capacités des batteries de VHE identifiées pour les différentes initiatives partie V.1).

Cette estimation du gisement exprimée en kWh correspond alors à la capacité neuve des batteries arrivant en fin de vie. La méthodologie appliquée pour estimer le potentiel de seconde vie est explicitée en partie II.5.2.4.

### II.5.2.2. Batteries de 2-3-4 roues motorisés

Les projections s'appuient sur des données de marché passées fournies par l'ACEM (Association représentant l'industrie des motos et scooters en Europe) pour les années 2010 à 2021, pour les motos, scooters, motos électriques, scooters électriques et quadricycles, et des hypothèses de taux de croissance des motos et scooters, ainsi que d'évolution des parts de marché de la motorisation électrique. L'ACEM n'a pas réalisé de projections sur lesquelles se baser, des hypothèses ont donc été réalisées dans le cadre de cette étude, en s'appuyant sur des données qualitatives fournies par l'ACEM.

Hypothèses réalisées :

* Les ventes de quadricycles ne sont pas incluses sur l'ensemble de la plage temporelle passées, des hypothèses ont donc dû être réalisées à partir des ventes de scooters. Les quadricycles représentaient 11% du marché des scooters et quadricycles en 2017 en Europe. Cette part de marché a été retenue pour l'ensemble des projections afin d'inclure les quadricycles dans les données à partir des données disponibles pour les scooters. La part de marché de la
motorisation électrique des quadricycles a été calée sur la part de marché des scooters électriques.

* Croissance de 1% par an des ventes de motos et de 2% par an des ventes de scooters (toute motorisation) jusqu'en 2040- hypothèse des auteurs sur base de la documentation ACEM suggérant des perspectives de croissance des 2 roues comme mode de mobilité urbaine, et des évolutions passées.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 2 : Ventes annuelles de scooters et motos électriques en France (à gauche : motos, à droite scooters, en bleu les données passées, en orange les hypothèses) (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

* Croissance des parts de marché de la moto électrique jusque 60% en 2040 et des scooters électriques jusque 100% en 2040

Les motos et scooters électriques ne sont pas concernés par l'obligation de fin des ventes de véhicules thermiques à horizon 2035 récemment adoptée par le Parlement européen. Il est supposé que les incitants à l'électrification seront plus forts pour les scooters électriques utilisés plus largement en ville (enjeux de bruit, qualité de l'air), que pour les motos qui sont partiellement utilisés pour un usage de loisirs.

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 3 : Croissance de la part de marché des scooters et motos électriques (à gauche : motos, à droite scooters, en bleu les données passées, en orange les hypothèses) (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

* Durée de vie de 5-6 ans en moyenne pour la batterie (Source : Purerider.fr). Des hypothèses de probabilité de fin de vie sont réalisées sur 10 ans sous forme d'une gaussienne. Ces probabilités de fin de vie sont alors associées aux projections de vente afin d'obtenir des prévisions sur le nombre de batteries en fin de vie des 20 prochaines années.
* Poids de la batterie de 20 kg pour les scooters et 25 kg pour les motos. Capacité de la batterie de 4 kWh pour les scooters et 5 kWh pour les motos (cohérent avec la densité de 200 kWh/tonne identifiée pour les autres types d'engins électriques). A noter que les batteries de motos électriques sont de capacité très variable entre 3 et 7 kWh et de poids variable allant jusque 40 kg. Source : www.go2roues.fr

* Extrapolation du gisement au marché européen sur base des parts du marché français dans le marché EU+UK fournies par l'ACEM pour l'année 2021 (16% pour les motos électriques et 23% pour les scooters électriques)

Remarques :

1) Les véhicules trois roues sont inclus dans les estimations de marché pour les scooters.

2) Les hypothèses de part de marché de 2,3,4 roues électriques sont plutôt optimistes et pourtant les quantités de batteries issues de 2,3,4 roues électriques sont faibles par rapport aux véhicules particuliers et VUL. Les quantités de 2,3,4 roues électriques sont donc peu dimensionnantes pour estimer le gisement total de batteries réutilisables et n'ont pas été davantage affinées.

La méthodologie appliquée pour estimer le potentiel de seconde vie est explicitée en partie II.5.2.4.

### II.5.2.3. Batteries de Véhicules Légers (Particuliers et Utilitaires Légers)

Les projections s'appuient sur l'outil et les travaux réalisés par BIPE-BDO avec et pour la PFA (Plateforme Filière Automobile & Mobilités) dans le cadre du World Automotive Powertrain Outlook WAPO.

Ces travaux de modélisation et de prospective consistent en des scénarios d'évolution du mix de motorisations en Europe et dans le reste du monde, dont sont extraits les données et résultats pour la France. Ceux-ci sont directement utilisés comme référence par la PFA et ses six membres principaux et acteurs mondiaux du secteur – deux constructeurs (Renault, Stellantis) et quatre équipementiers de rang 1 (Forvia, Michelin, Plastic Omnium, Valeo) – en interne pour leur stratégie « produits » et auprès des pouvoirs publics français et européens.

La méthodologie est décrite dans la note Technique sur les travaux Europe de 2021¹ et dans le rapport ADEME *Impact de l'électrification du parc de voitures sur la filière VHU* (2023, publication à venir).

Les principales caractéristiques du modèle à retenir sont les suivantes :

* C'est un modèle fondé sur la demande, reposant sur le choix rationnel fait par les acheteurs de VL en fonction du coût total de possession (Total Cost of Ownership TCO) du véhicule. Le paquet « Fit For 55 » de la Commission Européenne inclut plusieurs propositions spécifiques aux véhicules légers, avec notamment la volonté d'interdire toute motorisation à base thermique à partir de 2035. Ces éléments ont été inclus dans la modélisation ;

* Le coût total de possession du véhicule est modélisé selon deux scénarios appelés Green Growth (GG) et Green Constraint (GC). Ils sont tous les deux liés à une intensité forte de la réglementation environnementale et se différencient principalement par le biais de la croissance économique, qui induit une plus grande différence de coût entre énergie fossile et énergie bas carbone dans le scénario GG, et est donc favorable au déploiement des véhicules électriques ;

* Le modèle inclut une granularité fine des motorisations disponibles (dont les électriques et toutes les hybrides) et de segments de véhicules (sept segments de véhicules particuliers VP,

<footnote n="1">¹ https://pfa-auto.fr/wp-content/uploads/2021/05/DT_WAPO2021_release07-2022.pdf</footnote>
quatre segments de véhicules utilitaires légers VUL) : cf. tableaux ci-après. Les volumes de batteries sont donc également distingués par catégorie de véhicule VP et VUL.

* Une durée de vie moyenne de 14-15 ans a été retenue pour estimer les sorties du parc roulant de véhicules thermiques. Pour les véhicules électriques, du fait d'une plus faible durée de vie de la batterie, l'hypothèse choisie de taux de retenue évolue jusqu'à établissement du parc électrifié :

* avant 2030, 75 % des véhicules électrifiés sortants âgés de 10 ans et plus, en prenant en compte la durée de vie des batteries des véhicules vendus avant 2020

* après 2030, 75 % des véhicules électrifiés sortants âgés de 12 ans et plus, à l'identique du flux de VHU thermiques

* Le flux de VHU a été estimé à partir des sorties du parc roulant, en tenant compte des quantités de véhicules dont la localisation est inconnue car ils sont stockés ou exportés illégalement, principalement au sein de l'UE. La modélisation ne prend pas en compte la mise en place d'une filière REP pour les VHU au niveau français voire européen, qui devrait diminuer les flux non tracés et donc augmenter le flux de VHU (et de batteries) disponible.

<table><caption>Tableau 2 : Segmentation du modèle WAPO (gammes de véhicules), (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th>Segment</th><th>Description</th><th>En anglais</th><th>Exemple</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="4">[Véhicules Particuliers]</td></tr><tr><td>A</td><td>Compact</td><td>Extra Small Car</td><td>Smart, Renault Twingo</td></tr><tr><td>B_Bas/Low</td><td>Petit Berline</td><td>Small Car</td><td>Peugeot 208, Renault Clio</td></tr><tr><td>B_Haut/High</td><td>Petit SUV</td><td>Compact SUV</td><td>Peugeot 2008, Renault Captur</td></tr><tr><td>C_Bas/Low</td><td>Berline Moyen</td><td>Medium Car</td><td>Peugeot 308, Renault Mégane</td></tr><tr><td>C_Haut/High</td><td>SUV Moyen</td><td>Medium SUV</td><td>Peugeot 3008, Renault Scénic</td></tr><tr><td>D_Bas/Low</td><td>Grande Berline</td><td>Large Car</td><td>Peugeot 508, Renault Talisman</td></tr><tr><td>D_Haut/High</td><td>Grand SUV</td><td>Large SUV</td><td>Peugeot 807, Renault Koleos</td></tr><tr><td colspan="4">[Véhicules Utilitaires Légers]</td></tr><tr><td>F1</td><td>Petite Camionnette</td><td>Micro Van</td><td>Peugeot Bipper, Renault Kangoo</td></tr><tr><td>K1</td><td>Camionnette Moyenne</td><td>Medium Van</td><td>Peugeot Expert, Renault Trafic</td></tr><tr><td>K2</td><td>Grand Camionnette</td><td>Heavy Van</td><td>Peugeot Boxer, Renault Master</td></tr><tr><td>PU</td><td>Pick-Up</td><td>Pick-Up Truck</td><td>VW Amarok...</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 3 : Dénomination des motorisations électrifiées incluses dans le modèle WAPO, (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th>Powertrain</th><th>Description</th><th>En anglais</th></tr></thead><tbody><tr><td>HEV / Full Hybrid</td><td>Véhicules électriques hybrides</td><td>Hybrid Electric Vehicle</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th></th><th></th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td>PHEV</td><td>Véhicule Hybride Rechargeable (VHR)</td><td>Plug-in Hybrid Electric Vehicle</td></tr><tr><td>BEV</td><td>Véhicule électrique à batteries</td><td>Battery Electric Vehicle</td></tr><tr><td>Mild Hybrid 12V/48V / MHEV</td><td>Véhicule à hybridation légère 12V/48V</td><td>Mild Hybrid Vehicle</td></tr><tr><td>EREV</td><td>Véh. élec. avec prolongateur d'autonomie</td><td>Extended Range EV</td></tr><tr><td>Fuel Cell</td><td>Véhicule à Pile A Combustible (PAC)</td><td>Fuel Cell Vehicle</td></tr><tr><td>PFCV</td><td>Véhicule PAC hybride rechargeable</td><td>Fuel Cell Plug-In Hybrid</td></tr></tbody></table>

Toutes les motorisations sont incluses dans cette étude. Pour les motorisations Fuel Cell et PFCV, même si la technologie principale n'est pas au Li-ion, il y a une batterie au Li-ion qui équipe les véhicules afin de préserver la pile à combustible. Les chiffrages présentés ci-dessous correspondent à la partie Li-ion uniquement.

## Propriété des batteries en fonction des technologies

Les propriétés des batteries neuves dépendent des technologies utilisées.

<table><caption>Tableau 4: Propriétés des batteries (Durmus et al., 2020)<fnref n="2" /></caption><thead><tr><th></th><th>Densité énergétique (batterie neuve) – Wh/kg</th></tr></thead><tbody><tr><td>NCA</td><td>200-260</td></tr><tr><td>NMC</td><td>150-250</td></tr><tr><td>LCP</td><td>120-210</td></tr><tr><td>LMO</td><td>100-130</td></tr><tr><td>LFP</td><td>80-150</td></tr></tbody></table>

Les packs batteries pèsent ont une densité située entre 130 et 170 kWh/tonne d'après les spécifications techniques constructeurs pour quelques modèles courants<fnref n="3" />. Une densité de 150 kWh/tonne a été retenue.

<footnote n="2">² Z.Y.E., Durmus; H., Zhang; F., Baakes; G., Desmaizie, (2020), Side by side battery technologies with lithium-ion based batteries, Adv. Energy Mater., vol. 10, no. 24</footnote>

<footnote n="3">³ BmW i3, Renault Zoé, Nissan Leaf, Hyundai Kona, Chevrolet Bolt, Tesla modèle S, Kia EV6, Volkswagen ID4</footnote>
II.5.2.4. Potentiel de seconde vie

L'analyse transversale (VI.2.4) permet d'estimer le potentiel de stockage énergétique de la seconde vie
à partir du gisement prospectif de batteries en fin de vie.

Pour cela deux paramètres sont à prendre à compte :

* La proportion de batteries pouvant être réutilisée. Cette proportion doit être identifiée par différents tests et notamment une mesure du SoH. Pour les batteries issues de la mobilité lourde, ce gisement peut être estimé entre 15% et 30% des batteries arrivant en fin de vie actuellement.

* La capacité résiduelle des batteries usagées réutilisées. Cette capacité est identifiée à l'aide du SoH (capacité restante par rapport à la capacité initiale), ce SoH variant entre 70% et 90% d'après l'analyse transversale.

Ces deux chiffres sont incertains et amenés à évoluer dans les futures années. En effet, les batteries usagées disponibles actuellement sont principalement (à l'exception de quelques gisements spécifiques) issues de véhicules tests et sont donc susceptibles d'avoir un meilleur SoH et ainsi d'être davantage réutilisables que le gisement futur moyen de batteries usagées. A l'inverse, les économies d'échelle pourraient conduire davantage de modèles de batteries en fin de vie à être considérées réutilisables car les coûts de prototypages deviendront abordables quand le gisement de batteries en fin de vie associé sera suffisant.

Pour l'estimation du gisement, il est donc proposé de retenir :

* 30% du gisement des batteries en fin de vie ;

* 70% de SoH pour les batteries faisant l'objet d'une seconde vie.

Ces chiffres ont été appliqués aux batteries de mobilité lourde et aux batteries de mobilité légère.
### II.5.3. Screening des initiatives

Afin de réaliser un état de l'art technico-économique, une première étape de screening des initiatives de seconde vie en Europe a été réalisée. Cette étape a permis de recenser une soixante-dizaine de projets divers pour avoir une vue globale que ce soit en termes de type de projet, de maturité ainsi de localisation.

Cette première étape permet de proposer un premier panorama et une analyse transversale des projets existants pour dans un second temps, sélectionner des initiatives diverses et représentatives afin de les approfondir.

Ce screening a été réalisé sur la base de consultations d'experts européens et dans différents pays ainsi qu'à l'aide d'une recherche des informations disponibles via des recherches internet multilingues.

Ces initiatives recensées concernent aussi bien des projets de prototypes que des installations ponctuelles ou des entreprises spécialisées ou encore des partenariats entre différents acteurs. Sont considérés les projets liés à la seconde vie de batteries de mobilité légère et de mobilité lourde dont les capacités et les modes de gestion sont totalement différents.

### II.5.4. Sélection et analyse approfondie d'initiatives

Parmi les initiatives recensées, une sélection de 5 entreprises a été faite par le COPIL à partir de critères permettant d'avoir une vision d'ensemble du secteur de la seconde vie. Ces critères incluent :

* Le pays de l'initiative,

* L'année identifiée de début de l'initiative,

* Les applications de seconde vie visées,

* La quantité de projets menés par l'entreprise,

* Les partenariats impliqués,

* Le niveau d'informations disponibles,

* Différentes particularités qui distinguent l'initiative des autres initiatives recensées.

Pour chacune des entreprises sélectionnées, un entretien téléphonique a été réalisé afin de collecter des informations sur l'initiative et sur le secteur. Ces entretiens ont ensuite été complétés par des échanges complémentaires écrits et oraux. La liste des personnes ayant participé est fournie en annexe (VII.1).

Les informations récupérées ont ensuite été décrites dans des fiches synthèses par initiative. A cela s'ajoute une analyse transversale mettant en perspective les éléments récupérées auprès des différents acteurs.
### III. Contexte réglementaire

#### III.1. Situation actuelle

##### III.1.1. Gestion des batteries en fin de vie

La Directive 2006/66/CE relative aux piles et accumulateurs ainsi qu'aux déchets de piles et d'accumulateurs fixe le cadre réglementaire applicable en Europe à la gestion des batteries de mobilité électrique en fin de vie. Ce texte définit trois catégories de piles et accumulateurs :

* les piles et accumulateurs portables définis comme des « piles scellées, pouvant être portées à la main et qui ne font pas partie des autres catégories » ;

* les piles et accumulateurs automobiles définis comme « toute pile ou accumulateur destiné à alimenter les systèmes de démarrage, d'éclairage ou d'allumage » ;

* les piles et accumulateurs industriels définis comme « toute pile ou accumulateur conçu à des fins exclusivement industrielles ou professionnelles ou utilisé dans tout type de véhicule électrique ».

Ces définitions ont été transposées en droit français dans le Code de l'environnement R423-125.

Les batteries de mobilité électriques utilisées pour la traction des véhicules ne sont donc pas des piles et accumulateurs automobiles ou portables, mais bien des piles et accumulateurs de catégorie industrielle, quel que soit l'engin qu'elles propulsent (voitures, VAE, EPDM).

En termes de gestion des batteries en fin de vie, il en résulte que les batteries de mobilité électrique ne sont pas concernées par les obligations de mise en place de systèmes de collecte et de reprise gratuite chez le distributeur prévues à l'article 8 de la Directive 2006/66/CE pour les piles et accumulateurs de catégorie portable, mises en place sous forme d'une responsabilité élargie du producteur au niveau français (article R543-18-3). Elles ne sont pas non plus concernées par l'objectif de collecte séparée de 45% pour les batteries portables.

Pour les batteries industrielles, les metteurs en marché sont uniquement tenus de ne pas refuser de reprendre aux utilisateurs finals les déchets de piles et accumulateurs industriels (article 8 de la Directive). Au niveau français, des obligations supplémentaires incombent aux metteurs en marché, comme la mise en place de systèmes de reprise tels que des points d'apport volontaire ou équivalent, l'obligation de reprise gratuite et l'obligation d'information des utilisateurs concernant les systèmes mis en place (article 543-20). Il n'y a cependant pas d'obligation de mise en place d'un système collectif de responsabilité élargie du producteur. Pour les batteries de mobilité, la réglementation repose donc sur la contractualisation directe entre le détenteur et le metteur en marché.

Il n'y a pas d'éco-organisme agréé en France pour les batteries de mobilité à ce jour. En pratique, il existe des filières volontaires collectives hors agrément pour les batteries de VAE et EPDM, mises en place par les deux éco-organismes en charge de la filière portable, COREPILE et SCRELEC. D'autre part, il existe des systèmes individuels pour la gestion des batteries de voitures électriques et hybrides, mais ceux-ci sont en cours de construction. Ces filières sont comparativement moins suivies par les pouvoirs publics à l'heure actuelle que la filière portable.

En outre, la Directive Batteries actuelle n'envisage pas la seconde vie des batteries en tant qu'opération de traitement et est clairement orientée vers le recyclage. Le traitement est par exemple défini comme « toute activité effectuée sur des déchets de piles et d'accumulateurs après que ceux-ci ont été remis à une installation de tri, de préparation au recyclage ou de préparation à l'élimination ». Les objectifs fixés aux Etats Membres visent à favoriser le recyclage.

Le statut de déchet et les responsabilités en cas de seconde vie des batteries ne sont pas clarifiés.
### III.1.2. Sécurité et mise en marché

En matière de sécurité des batteries préparées à la seconde vie, il n'existe pas de cadre réglementaire ou normatif spécifique en Europe.

De même pour les batteries neuves, la sécurité des batteries seules n'est pas garantie par un texte réglementaire au niveau de la mise en marché / de l'usage.

En revanche, la Directive Machines impose aux metteurs en marché de machines (comprenant la batterie) de satisfaire « aux exigences essentielles de santé et de sécurité pertinentes énoncées à l'annexe I ». Les exigences de santé et sécurité réglementaires sont générales mais elles sont déclinées sous forme de normes harmonisées, qui ne sont pas d'application obligatoire. La conformité à la norme permet de démontrer la conformité aux exigences réglementaires. Sans conformité à la norme les metteurs en marché doivent pouvoir démontrer que les exigences de sécurité réglementaires sont toute de même remplies. Ce sont les consommateurs qui peuvent mettre une pression aux préparateurs pour que la garantie de sécurité soit assurée.

En outre, les batteries incorporées dans des véhicules électriques (y compris les batteries remanufacturées), doivent respecter la réglementation européenne en matière d'homologation (Règlement 2018/858) et subir un processus d'homologation UNR 1000.

Il existe un large éventail de normes européennes et internationales contrôlant les performances et la sécurité des piles et accumulateurs neufs pour diverses applications. En pratique, les normes applicables diffèrent en fonction de l'utilisation visée (et non de l'utilisation initiale de la batterie)<fnref n="4" /> :

* Automobile : test de sécurité avec le véhicule entier et tests pour les batteries seules ;

* Stationnaire : exigences plus élevées pour la résistance de la batterie à la pluie, la propagation thermique (risque d'incendie) et le fonctionnement en haute tension (selon l'application) ;

* Mobilité légère : test pour la batterie seule.

Elles imposent des tests de performance et de sécurité et définissent la manière dont les performances peuvent être communiquées (plages de tolérance). Cependant, aucune d'entre elles ne prévoit jusqu'à présent de procédures spécifiques pour la seconde vie.

La seule norme qui couvre la seconde vie est nord-américaine : UL 1974 (2018) - Norme d'évaluation pour la réaffectation des batteries. Elle fournit des indications intéressantes qui pourraient être appliquées aux futures normes européennes et internationales :

* Elle fixe une date d'expiration pour les batteries : elles ne peuvent pas être réutilisées si leur durée de vie a déjà dépassé la date d'expiration. Cette disposition est contestée par les acteurs de la seconde vie puisque le vieillissement n'est pas directement lié à l'âge de la batterie ;

* Elle exige que les opérateurs de réutilisation organisent une inspection visuelle et recherchent l'accès aux informations sur l'historique de la batterie afin de décider si la batterie peut être préparée pour une seconde vie ;

* Des tests de routine sont demandés sur l'entrée.

* La sortie doit être testée sur la base des normes existantes pour les nouvelles batteries sur la base d'échantillons représentant les pires scénarios en termes d'état de santé ;

* Les tests de vieillissement doivent être menés en parallèle par les opérateurs de réutilisation. Il n'est pas nécessaire d'attendre les résultats de ces tests avant de mettre sur le marché des batteries de seconde vie, car ils durent plusieurs mois/années, mais l'opérateur de réutilisation

<footnote n="4">⁴ IEC 61960-3:2017 – portable batteries and light mobility, IEC 62133 – portable batteries and light mobility, GTR No. 20 (vehicles of category 1 and 2), UN Reg. No. 136 (vehicles of category L), IEC 62619 (industrial, applicable to both stationary and transport uses), IEC 63056 (stationary)</footnote>
doit être prêt à adapter les performances visées à l'avenir, si nécessaire, en fonction des résultats obtenus.

## III.2. Perspectives

Le 10 décembre 2020, une proposition de Règlement européen Batteries a été déposée par la Commission Européenne. La proposition de la Commission a fait l'objet de plusieurs rapports du Conseil de l'UE en 2021. Le Parlement européen a adopté sa position de négociation lors de la séance plénière du 10 mars 2022. Le 9 décembre 2022, le Conseil et le Parlement ont adopté un accord provisoire sur un projet de texte<fnref n="5" />. Celui-ci doit encore être adopté formellement par le Parlement. C'est cette dernière version, a priori proche du texte final qui a été analysée dans cette section.

Le projet de Règlement Batteries européen prévoit différents aménagements qui affectent la seconde vie.

### III.2.1. Gestion des batteries en fin de vie

#### Le statut de déchet n'est pas clarifié

Le Règlement Batteries ne définit pas le moment auquel une batterie usagée devient un déchet. C'est la définition du déchet de la Directive Cadre Déchets qui s'applique : « toute substance ou tout objet dont le détenteur se défait ou dont il a l'intention ou l'obligation de se défaire ». Cette définition est mise en œuvre par les Etats Membres, certaines décisions de la Cour de Justice de l'Union Européenne faisant jurisprudence en la matière.

#### Le réemploi n'est pas couvert par les obligations liées à la seconde vie

Les batteries faisant l'objet d'un réemploi sont des batteries qui répondent à la définition du réemploi de la Directive Cadre Déchets : « toute opération par laquelle des produits ou des composants qui ne sont pas des déchets sont utilisés de nouveau pour un usage identique à celui pour lequel ils avaient été conçus ». Ces batteries ne sont pas sujettes aux obligations relatives à la seconde vie dans le cadre du projet de Règlement.

La Commission Européenne a clarifié<fnref n="6" /> que l'usage de batteries de mobilité pour des usages de stockage stationnaire ne peut rentrer dans ce cadre puisque les usages ne sont pas identiques : l'usage d'une batterie de mobilité est d'assurer la traction d'un véhicule alors que l'usage d'une batterie de stockage stationnaire est de fournir des fonctions spécifiques au réseau électrique.

En revanche, les modèles répondant à la définition de réemploi, comme par exemple les modèles d'échange de batteries de mobilité<fnref n="7" />, ne sont pas couverts par des obligations spécifiques dans le cadre du projet de Règlement.

<footnote n="5">⁵ https://www.europarl.europa.eu/meetdocs/2014_2019/plmrep/COMMITTEES/ENVI/AG/2023/01-23/2023-01-18-Batteries-provisional_agreement_EN.pdf</footnote>

<footnote n="6">⁶ Echange avec Cesar Santos, DG ENV B3, mai 2023</footnote>

<footnote n="7">⁷ https://www.euronews.com/next/2023/04/09/tired-of-waiting-ev-charging-stations-first-nio-battery-swap-stations-open-in-europe</footnote>
## Un cadre juridique pour la seconde vie

La seconde vie se voit créer un cadre juridique avec la création de définitions (cf. section II.3). 4 statuts différents sont créés<fnref n="8" /> :

* Pour les batteries usagées qui n'ont pas le statut de déchet :

* Le remanufacturage (capacité similaire, usage ou application identique)

* La réaffectation (usage différent)

* Pour les batteries usagées qui ont le statut de déchet :

* La préparation à la réutilisation (usage ou application identique)

* La préparation à la réaffectation (usage différent)

Il existe une ligne claire entre le réemploi et ces 4 opérations. Quel que soit le statut de déchet ou non-déchet, si l'opération rentre dans l'une de ces catégories, les opérateurs sont soumis à des obligations de responsabilité élargie du producteur (article 44a, article 47) lors de mise en marché ou la mise en service<fnref n="9" /> :

* Tout opérateur économique qui met sur le marché une batterie qui résulte d'une opération de préparation à la réutilisation, de préparation à la réaffectation, de réaffectation ou de remanufacturage est considéré comme le producteur de la batterie et a une responsabilité élargie du producteur ;

* Les opérateurs doivent s'assurer que les vérifications, tests de performances, l'emballage et l'expédition des batteries et de leurs composants suivent les processus de contrôle qualité et les instructions de sécurité adéquates ;

* Les opérateurs doivent s'assurer que les batteries respectent les exigences du Règlement (passeport batteries, sécurité, enregistrement, étiquetage...), et notamment pour les batteries remanufacturées les exigences de capacité et d'état de santé conformes à la définition ;

Les opérations de préparation à la réaffectation (usage différent) et de préparation à la réutilisation (usage identique) doivent être considérées comme des opérations de traitement des déchets car la batterie usagée est considérée comme un déchet.

Les opérations de remanufacturage (usage identique) et de réaffectation (usage différent) ne sont pas des opérations de traitement de déchets car la batterie usagée n'est pas considérée comme un déchet.

C'est aux autorités publiques compétentes dans les Etats Membres de définir si la batterie usagée est un déchet ou non, d'après la définition générale de la Directive Cadre Déchets (article 3) et la jurisprudence applicable. La Commission Européenne n'a pas clarifié les types de modèles d'affaires qui relèvent d'une catégorie d'opération ou d'une autre. Cependant, comme précisé plus haut, les 4 catégories d'opérations de seconde vie doivent se conformer à une série d'obligations communes, quel que soit le statut de déchet ou non-déchet.

## Un cadre minimum pour obtenir la sortie de statut de déchet des batteries ayant fait l'objet d'une opération de préparation à la réutilisation, de préparation à la réaffectation.

Ce cadre prévoit (article 59) qu'il faut

<footnote n="8">⁸ Le considérant 12b du projet de Règlement précise que le remanufacturage, s'il a lieu sur des batteries qui ont le statut de déchet, peut être assimilé soit à de la préparation à la réutilisation, soit à de la préparation à la réaffectation, c'est pourquoi il n'y a pas de citation spécifique du remanufacturage dans le cadre applicable à la seconde vie.</footnote>

<footnote n="9">⁹ La mise en service est « l'utilisation première, pour l'usage visé, dans l'union européenne, d'une batterie qui n'a pas été mise en marché précédemment ». Cette définition vise à couvrir notamment le cas des batteries industrielles qui sont assemblées directement chez l'utilisateur.</footnote>
* que l'état de santé ait été évalué, ou la batterie testée, en relation avec l'usage et les performances visées;

* que l'usage futur de la batterie soit documenté, via un contrat de vente ou une facture ou un transfert de propriété de la batterie ;

* et qu'elle soit protégée contre les dommages lors du transport et du déchargement.

Les informations concernant la sortie de statut de déchet doivent être fournies aux utilisateurs finaux dans la documentation technique qui accompagne la batterie lors de sa mise sur le marché ou de sa mise en service. La Commission est habilitée à définir des actes d'exécution pour préciser les tests et les contrôles à réaliser. La Commission ne prévoit pas de le faire sauf si nécessaire, c'est-à-dire si les dispositions générales de l'article 59 ne sont pas jugées suffisantes en pratique.

## Des catégories de batteries spécifiques

Les batteries automobiles actuelles seront appelées batteries SLI pour batterie de démarrage, éclairage ou allumage (Starter, Lightning, Ignition) et qui peuvent également être utilisées à des fins auxiliaires ou de secours dans des véhicules, d'autres moyens de transport ou des machines.

Les batteries de véhicules électriques de transport routier (hors VAE et EPDM) de plus de 25kg formeront une nouvelle catégorie de batteries à part. Les batteries de véhicules de catégorie L (deux, trois et quatre roues motorisées) comme M (transport de personnes) et N (transport de marchandises) seront concernés.

Les batteries de moyens de transport légers (EPDM et VAE) seront considérées comme des batteries avec une catégorie dédiée (LMT), jusqu'à un seuil de 25kg, y compris les batteries de deux, trois et quatre roues motorisées concernées. Elles feront l'objet d'un objectif de collecte séparée spécifique.

Les batteries utilisées dans des jouets soumis à la Directive sur la sécurité des jouets 2009/48/CE seront des batteries portables et non des batteries de moyens de transport légers.

Les considérants du Règlement prévoient également d'amender la classification des déchets (2000/532/EC) pour assurer la création de codes déchets spécifiques pour désigner les batteries Li-lon.

## La responsabilité élargie du producteur pour toutes les batteries

Toutes les catégories de batteries (y compris les batteries de mobilité) seront soumises à la responsabilité élargie du producteur et non plus seulement à des obligations de mise en place d'un système de reprise gratuite.

Les coûts éventuels de démantèlement des plus grosses batteries chez l'utilisateur avant gestion en fin de vie seront à supporter par les metteurs en marché et non par les utilisateurs.

Des exigences minimales sont proposées pour la REP, de manière cohérente avec les dispositions des articles 8 et 8bis de la Directive Cadre Déchets 2008/98/CE. Les metteurs en marché pourront choisir entre un système individuel ou collectif de responsabilité élargie du producteur. Les distributeurs feront partie des canaux de collecte pour les batteries de véhicules électriques, et pourront en faire partir pour les batteries de moyens de transport légers.

Les producteurs devront couvrir les coûts de la fin de vie et de fourniture d'information. Le producteur initial ne devra pas supporter les coûts de la fin de la seconde vie. Les coûts et recettes de préparation à la seconde vie seront pris en compte si la batterie devient déchet, au même titre que les coûts et revenus du recyclage. Le texte précise que des mécanismes d'attribution des coûts entre les metteurs en marché des batteries au cours de leurs vies successives pourront être développés, mais sans spécifier davantage la répartition des coûts.

La modulation des contributions financières devra prendre en compte le fait que les batteries sont sujettes à une préparation à la réutilisation, à la réaffectation ou au remanufacturage, en plus d'autres
critères (catégorie et chimie de la batterie, contenu en recyclé, caractère rechargeable, empreinte carbone).

Les metteurs en marché de batteries industrielles et de véhicules électriques doivent en outre assurer la reprise gratuite des batteries usagées issues du réemploi, du remanufacturage ou de la réaffectation.
## Des objectifs de collecte séparée des batteries de mobilité légère

En plus des objectifs de collecte séparée s'appliquant aux batteries portables, de nouveaux objectifs de collecte séparée s'appliqueront aux batteries de moyens de transport légers :

* 51% au 31 Décembre 2028,

* 61% au 31 Décembre 2031.

Ces objectifs pourront être amendés par la Commission.

Des dispositions spécifiques concernant la reprise de ces batteries de moyens de transport légers sont prévues, il faudra notamment prévoir la mise en place de points de reprise gratuite de ces batteries et leur collecte à une fréquence adéquate, la couverture de l'ensemble du territoire, ainsi que la collecte gratuite des batteries issues du démantèlement des DEEE.

## Obligations applicables aux batteries faisant l'objet d'une préparation à la réutilisation, d'une préparation à la réaffectation, d'une réaffectation ou d'un remanufacturage

Elles devront être enregistrées dans la catégorie de batterie adéquate, qui pourra être différente de la catégorie d'origine (par exemple batterie industrielle alors que la batterie initiale était une batterie de véhicule électrique).

Elles devront disposer d'un contrat de vente conforme à la Directive 2019/771 relative à certains aspects concernant les contrats de vente de biens, quand l'utilisateur final est un consommateur (NB : le consommateur est une personne physique c'est-à-dire un particulier et non une entreprise). Les exigences couvriront entre autres la conformité du produit, la responsabilité du vendeur, la charge de la preuve, les sanctions en cas de non-conformité, la réparation et le remplacement des biens et les garanties commerciales.

## III.2.2. Sécurité de la seconde vie

Le projet de Règlement européen prévoit que les conteneurs de collecte des batteries doivent être adaptés aux enjeux de sécurité.

Les batteries de seconde vie, comme les batteries de première vie, devront avoir fait l'objet de tests de performance et sécurité. Les tests de sécurité comprendront le test des paramètres suivants (Annexe V) :

* les chocs thermiques,

* la protection contre les courts-circuits externes,

* la protection contre la surcharge,

* la protection contre la surdécharge,

* la protection contre les excès de température,

* la protection contre la propagation thermique (NB : il est fait référence aux normes en cours de développement au niveau ISO et UN GTR pour les applications de transport),

* les dommages mécaniques via des forces externes,

* le court-circuit interne,

* l'abus thermique,

* le test de feu (risque d'explosion),

* les émissions de gaz.

Les paramètres doivent être testés seulement si les dangers correspondants sont réels lors de l'usage prévus. Les normes à respecter pour la vérification de ces paramètres ne sont pas précisées.

En d'autres termes, les batteries réaffectées ou remanufacturées doivent respecter les exigences réglementaires applicables aux applications visées et se conformer aux mêmes essais de conformité
que des batteries neuves pour ces applications. En pratique, les normes existantes ne sont pas
adaptées à la seconde vie en termes de processus d'échantillonnage et de quantités de tests destructifs
à réaliser. Des normes plus adaptées, basés sur les mêmes essais mais une procédure de test adaptée,
devront être élaborées.

Des travaux sont en cours via le Comité international d'électrochimie pour développer des normes internationales spécifiques à la seconde vie<fnref n="10" />:

* IEC PT 63330 ED1 - Exigences pour la réutilisation des batteries secondaires (prévu pour fin 2023);

* CEI PT 63338 - Guide général pour la réutilisation des piles et batteries secondaires (prévu pour fin 2023).

Dans les versions actuelles de ces projets de normes, les tests prévus doivent encore être simplifiés et précisés, en particulier les tests sur les batteries sortant du processus de préparation à la réaffectation. La réutilisation des cellules n'est pas recommandée dans ces textes, ce qui peut être pertinent pour la mobilité lourde où la réutilisation peut se faire au niveau des modules mais pourrait compromettre les modèles commerciaux liés à la mobilité légère avec une intervention au niveau des cellules.

La Commission européenne a demandé au CEN/CELELEC d'élaborer des normes sur les batteries de seconde vie en tenant compte de ce qui a été fait dans les normes américaines telles que UL 1974. Les travaux commenceront fin 2022. Ces normes ne seront pas rendues obligatoires, mais le respect de ces normes entraînera le respect des parties du règlement qui s'y rapportent. En outre, la Commission Européenne a missionné le Comité Européen de Normalisation (CEN) pour développer de nouvelles normes pour des applications mal couvertes actuellement<fnref n="11" />.

### III.2.3. Seconde vie et partage d'informations

La proposition de Règlement européen vise à faciliter la seconde vie par le **partage d'informations**.

La mise à disposition d'informations par le metteur en marché aux utilisateurs de batteries et opérateurs de seconde vie sera obligatoire via l'accès à certaines informations contenues dans le BMS en lecture seule (considérant 30 et article 14), notamment pour déterminer l'état de santé d'une batterie et la durée de vie restante des batteries. La mise à disposition de ces informations pour les batteries nouvellement mise en marché sera obligatoire 12 mois après l'entrée en vigueur du Règlement. La mise à jour de ces informations devra être journalière. Cette disposition devrait s'appliquer à l'ensemble des batteries utilisées pour le stockage d'énergie stationnaire, pour les moyens de transport légers et les batteries de véhicules électriques.

Les indicateurs d'état de santé et de durée de vie à fournir via le BMS sont précisés en annexe VII du projet de Règlement :

* Pour les batteries de véhicules électriques, l'indicateur d'état de santé est l'état d'énergie certifiée,

* Pour les batteries de systèmes de stockage d'énergie et les batteries de moyens de transport légers il faudra fournir des informations sur l'état de santé via :

* La capacité restante

* L'évolution des taux d'autodécharge

* et si possible des informations sur la puissance restante, sur l'efficacité de chargéecharge restante, et la résistance ohmique.

Et des informations sur la durée de vie prévue via

* la date de fabrication et de mise en service

<footnote n="10">¹⁰ Source: VITO & CEA (2022) - Labelling and certification protocols for second life batteries- CIRCUSOL project</footnote>

<footnote n="11">¹¹ Des manques ont été identifiées pour les usages stationnaires</footnote>
* l'énergie totale pouvant être stockée et restituée,

* le débit de capacité (capacity throughput),

* le suivi des événements néfastes, tels que le nombre de décharges profondes, le temps passé à opérer dans des températures extrêmes, ou le temps passé à charger pendant des températures extrêmes ;

* Le nombre de cycles complets de charge-décharge.

Le BMS devra inclure un système de réinitialisation du logiciel dans le cas où les opérateurs préparant à la réutilisation, à la réaffectation ou au remanufacturage doivent installer un nouveau logiciel de BMS. Le producteur initial ne pourra être tenu responsable pour une défaillance de sécurité ou de fonctionnalité liée au logiciel modifié.

De plus, le groupe de travail informel de la CEE-ONU (UNECE) sur les véhicules électriques et l'environnement a mené des travaux concernant l'accès aux données dans les véhicules électriques, qui vont déboucher eux aussi sur des exigences de partage des spécifications techniques, appliquées dans le cadre du processus d'homologation des véhicules incluant leurs batteries, en plus des exigences du Règlement Batteries.

Pour les batteries de moyens de transport léger, les batteries industrielles de plus de 2kWh et les batteries de véhicules électriques, le **passeport batteries** sera mis en place à horizon 2026, et donnera accès, **via un marquage par QR code**, à des informations par unité de batterie :

* des informations publiques sur les spécifications techniques de la batterie,

* des informations complémentaires pour les parties intéressées notamment des instructions de démantèlement et de sécurité pour le modèle de batterie, mais également des informations sur la batterie individuelles comme l'état de santé de la batterie et la durée de vie restante, les évènements néfastes décrits à l'article 14 et à l'annexe VII du projet de Règlement,

* des informations pour les autorités de surveillance uniquement, comme les résultats des tests de conformité des batteries.

Le passeport batterie doit être mis à jour après remise en marché qui suit la préparation à la réutilisation, la préparation à la réaffectation, la réaffectation ou le remanufacturage. Le passeport batterie est détruit au moment du recyclage.

### III.2.4. Objectifs d'incorporation de recyclé

Le projet de Règlement européen batteries et déchets de batteries prévoit des objectifs d'incorporation de recyclé pour les batteries de véhicules électriques, les batteries industrielles et les batteries SLI (batteries automobiles actuelles) contenant du cobalt, du plomb, du lithium ou du nickel.

L'introduction d'objectifs d'incorporation de recyclé dans les batteries neuves va accroître la concurrence entre le recyclage et la seconde vie puisque la demande pour les matières premières de recyclage va augmenter.

Les objectifs proposés se calculent par modèle de batterie, par an et par site de production. Ils s'appliqueront 8 ans après l'entrée en vigueur du Règlement (a priori 2031-2032) :

* 16% pour le cobalt puis 26% 5 ans plus tard,

* 85% pour le plomb,

* 6% pour le lithium puis 12% 5 ans plus tard,

* 6% pour le nickel puis 15% 5 ans plus tard.

D'autres matériaux pourraient être ajoutés par la suite. Les déchets de production de batteries devraient être comptés dans le calcul des objectifs d'incorporation, compte tenu du manque de gisement post-consommation de batteries. Les sous-produits n'ayant pas le statut de déchet ne sont en revanche pas comptés pour l'atteinte des objectifs. Les objectifs ne s'appliqueront pas aux batteries qui ont fait l'objet d'une préparation à la réutilisation.
# IV. Gisement de batteries et potentiel de seconde vie

## IV.1. Gisement actuel et prospectif de batteries en fin de vie

### IV.1.1. Vision globale

Le gisement français total de batteries usagées issues de la mobilité électrique (légère et lourde) pourrait atteindre 22-25 millions de kWh sur base de la capacité neuve à horizon 2040, soit une multiplication par 30 comparé au gisement estimé pour 2022.

Le gisement de batteries usagées issues de véhicules particuliers et VUL en France pourrait atteindre 16 à 19 millions de kWh sur base de la capacité neuve à horizon 2040. Si en 2020, le gisement était constitué à moins de 1% de VP et VUL, à 8% de 2, 3 et 4 roues motorisés et à 91% de VAE et EPDM, en 2040, 75% du gisement sera constitué de VP et VUL, 21% de VAE et EPDM et seulement 5% de 2,3,4 roues motorisés.

<table><caption>Tableau 5: Gisement de batteries usagées en France sur base de la capacité neuve en millions kWh (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td></td><td>Total</td><td>Véhicules particuliers et VUL</td><td>2, 3, 4 roues</td><td>VAE et EPDM</td></tr></thead><tbody><tr><td>2025</td><td>1,2</td><td>0</td><td>0,1</td><td>1,0</td></tr><tr><td>2030</td><td>3</td><td>0,1</td><td>0,3</td><td>1,9</td></tr><tr><td>2035</td><td>8-9</td><td>4-5</td><td>0,6</td><td>3,1</td></tr><tr><td>2040</td><td>22-25</td><td>16-19</td><td>1,0</td><td>4,7</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 4: Gisement français de batteries usagées issues de la mobilité électrique sur base de la capacité neuve en millions kWh (RECORD, 2023)</figcaption></figure>
Le gisement de batteries usagées issues de la mobilité en Europe pourrait atteindre 163 à 181 millions de kWh sur base de la capacité neuve à horizon 2040, soit une multiplication par 35-40 par rapport au gisement estimé pour 2022.

<table><caption>Tableau 6 : Gisement de batteries usagées en Europe sur base de la capacité neuve en millions kWh (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td></td><td>Total</td><td>Véhicules particuliers et VUL</td><td>2, 3, 4 roues</td><td>VAE et EPDM</td></tr></thead><tbody><tr><td>2025</td><td>12</td><td>4,1-4,5</td><td>0,5</td><td>6,4</td></tr><tr><td>2030</td><td>35-38</td><td>19-22</td><td>1,4</td><td>14</td></tr><tr><td>2035</td><td>83-92</td><td>58-67</td><td>3,0</td><td>22</td></tr><tr><td>2040</td><td>163-181</td><td>129-146</td><td>4,8</td><td>30</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 5 : Gisement européen de batteries usagées issues de la mobilité électrique sur base de la capacité neuve en millions kWh (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

A horizon 2040, le gisement français de batteries usagées de la mobilité sera de l'ordre de 150 000 tonnes à horizon 2040, et le gisement européen de l'ordre de 1,1 millions de tonnes. 85% du gisement sera constitué de batteries de VP et VUL.
<table><caption>Tableau 7 : Gisement de batteries usagées en France en kilotonnes (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td></td><td>Total</td><td>Véhicules particuliers et VUL</td><td>2, 3, 4 roues</td><td>VAE et EPDM</td></tr></thead><tbody><tr><td>2025</td><td>6</td><td>0,2</td><td>0,4</td><td>5</td></tr><tr><td>2030</td><td>12</td><td>0,5</td><td>0,5</td><td>11</td></tr><tr><td>2035</td><td>48-52</td><td>29-33</td><td>3</td><td>17</td></tr><tr><td>2040</td><td>134-156</td><td>107-129</td><td>5</td><td>23</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 8 : Gisement de batteries usagées en Europe en kilotonnes (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td></td><td>Total</td><td>Véhicules particuliers et VUL</td><td>2, 3, 4 roues</td><td>VAE et EPDM</td></tr></thead><tbody><tr><td>2025</td><td>64-67</td><td>27-30</td><td>2</td><td>35</td></tr><tr><td>2030</td><td>206-228</td><td>128-150</td><td>6</td><td>72</td></tr><tr><td>2035</td><td>508-571</td><td>384-447</td><td>14</td><td>111</td></tr><tr><td>2040</td><td>1030-1148</td><td>858-976</td><td>23</td><td>148</td></tr></tbody></table>
IV.1.2. Batteries de VP et VUL

Le gisement de batteries à horizon 2040 est de 16-19 millions kWh au niveau français et il est de 129-146 millions kWh au niveau européen en fonction des scénarios (GC <GG), sur base de la capacité initiale. Les segments constituant la plus grande part du gisement de batteries sont les véhicules particuliers (87%), les VUL constituant environ 13% du gisement à 2040. Les modèles SUV et berlines moyens et petits constituent l'essentiel du gisement. La nomenclature est explicitée en section II.5.

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Tableau 9: Gisement de batteries de véhicules particuliers et VUL par segment (kWh) –
Scénario Green Constraint (RECORD,2023)</figcaption></figure>

En termes de motorisation, les véhicules électriques à batterie à haute autonomie vont dominer le gisement de batteries Li-ion (53% en 2040, scénario GC), suivi des véhicules à faible autonomie (29%) et des véhicules à très haute autonomie (14%). Les véhicules hybrides (full hybride cad non rechargeable et hybride rechargeables) représentent seulement 5% des gisements à horizon 2040 et les batteries d'appoint pour piles à combustibles représentent 0,2% du gisement. La nomenclature est explicitée en section II.5.
<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Tableau 10 : Gisement de batteries de véhicules particuliers et VUL par motorisation (kWh) – Scénario Green Constraint (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

IV.1.3. Batteries de VAE et EPDM

Le gisement français de batteries en fin de vie de VAE et des EPDM est de l'ordre de 4,5 millions de kWh à horizon 2040, Constitué à 54% de batteries de VAE, à 38% de batteries de trottinettes et à 8% de batteries de d'autres engins (dont hoverboards et gyropodes).
<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 6 : Gisement des batteries de mobilité légère en fin de vie sur base de la capacité neuve en France en millions kWh (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

#### IV.1.4. Batteries de 2,3,4 roues électriques

Le gisement français de 2,3,4 roues électriques est de l'ordre de 1 million de kWh à horizon 2040, Constitué à 29% de batteries de motos électriques et à 71% de batteries de scooters (dont trois roues et quadricycles) électriques.

<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Figure 7 : Gisement de batteries de 2,3,4 roues électriques en fin de vie sur base de la capacité neuve en France en millions kWh (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

Remarque : L'approfondissement de la fin de vie des batteries des 2,3,4 roues électriques ne fait pas partie de l'étude (moins prioritaire au regard du gisement attendu).
## IV.2. Description de la fin de vie actuelle

### IV.2.1. Gestion des batteries de mobilité en France

La gestion des batteries en fin de vie est différente entre les batteries de mobilité électrique lourde et légère au niveau des étapes de la collecte, du transport et du tri (en centre de tri).

Après ces étapes, la distinction entre batteries provenant de la mobilité électrique légère et des véhicules électriques est moins pertinente lorsque les batteries sont destinées au recyclage. En effet, les procédés de décharge et de traitement par recyclage ne sont pas spécifiques. Le recyclage est spécifique à la chimie des batteries et non pas à leur provenance. Ainsi, les mêmes acteurs vont recycler les batteries, en général au Lithium-ion, provenant de ces deux flux, ainsi que des accumulateurs portables ou industriels hors mobilité au Li-ion.

En ce qui concerne les batteries destinées à la seconde vie, il demeure une distinction entre les batteries de mobilité électrique légère. Les acteurs, les modèles techniques et les applications visées sont différents en fonction de la provenance de la batterie.
Le logigramme ci-dessous résume le fonctionnement de la filière française de gestion des batteries de mobilité électrique.

<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 8 : Logigramme de la gestion des batteries de mobilité électrique en fin de vie en France (ADEME, 2022)</figcaption></figure>
#### IV.2.1.1. Les éco-organismes

En France, il n'existe aucun éco-organisme agréé pour la gestion des batteries de mobilité électrique (légère ou lourde).

Les éco-organismes COREPILE et SCRELEC agréés pour les piles et accumulateurs portables, ont créé des filières de collecte de batteries de la mobilité légère de manière volontaire (hors agrément).

* Depuis 2018, COREPILE s'est associé avec UNION SPORT & CYCLE (USC) et a développé une collaboration avec l'éco-organisme ECOSYSTEM pour la collecte des batteries de mobilité légère.

* Depuis 2020, SCRELEC a créé un partenariat avec la FEDERATION DES PROFESSIONELS DE LA MICRO-MOBILITE (FP2M) et a développé une collaboration avec l'éco-organisme ECOLOGIC pour la collecte des batteries de mobilité légère.

COREPILE et SCRELEC organisent la collecte et le traitement des mêmes flux de batteries, c'est-à-dire de scooters, de vélos à assistance électrique (VAE) et d'engins de personnel de déplacement motorisé (EPDM) comme les trottinettes, skateboards, gyropodes, skates et gyroroues électriques.

Il n'existe pas d'éco-organisme actif dans la gestion des batteries de véhicules électrifiés (mobilité lourde). Les constructeurs automobiles, ou les importateurs, qui sont metteurs en marché des batteries de véhicules électriques, gèrent à ce stade les batteries en système individuel, à l'instar du fonctionnement existant pour l'ensemble de la filière VHU. Le fonctionnement de la filière n'est toutefois pas stabilisé en ce qui concerne la gestion des batteries de véhicules électriques.

#### IV.2.1.2. Collecte

##### Batteries de mobilité électrique légère

Les batteries de mobilité légère (VAE, trottinettes) sont prises en charge par COREPILE et SCRELEC, en plus de leurs obligations sur les PAP dans le cadre d'une filière volontaire.

D'un point de vue organisationnel, la filière de collecte présente de nombreuses synergies avec celle des batteries portables :

* Les éco-organismes ont des partenariats avec des points de collecte qui pour certains collectent déjà des batteries portables (distributeurs multi-sports, grande surface, déchèterie) et pour d'autres sont dédiés (magasins de vélos, vendeur indépendant...);

* Les éco-organismes ont des partenariats avec les centres de démantèlement et de tri des DEEE pour récupérer les batteries mises au rebut avec l'appareil, de la même manière que pour les batteries portables.

La collecte des batteries de mobilité dans des points de collecte dédiés présente davantage de risque que la collecte des PAP car il s'agit exclusivement de batteries Li-ion qui peuvent causer des incendies (pas de phénomène d'inertage par mélange avec les alcalines et salines). COREPILE a développé des techniques de gestion particulières pour ce flux qui se distingue des piles primaires principalement alcalines et salines gérées en majorité. Cela passe par le choix des conteneurs (métalliques ou plastiques ADR) et des procédures de gestion spécifiques (contrôle lors de l'acceptation par le point de collecte – pas de dépôt libre, isolement des connectiques, conditionnement dans une sache). SCRELEC, qui gère déjà de nombreuses batteries Li-ion via la collecte de la majorité des batteries portables issues de centres de démantèlement des DEEE en France, adopte le même type de gestion que pour les batteries portables : conteneurs ADR, distribution de fiches de sécurité aux points de collecte.

Outre les points de collecte de déchets de batteries listés ci-dessus, deux autres acteurs reçoivent des batteries usagées :

* les start-ups actives dans la réparation qui reçoivent les batteries usagées des utilisateurs faisant appel à leur service, avec ou sans partenariat avec les éco-organismes ;
* les distributeurs, dans le cadre du Service Après-Vente des articles sous garantie.

Les batteries usagées n'ont pas encore le statut de déchet au moment de leur dépôt par l'utilisateur mais peuvent le prendre après diagnostic si la batterie est défectueuse. Ces parties prenantes ont des partenariats dédiés avec les éco-organismes pour la collecte directement sur leur site.

### Batteries provenant des véhicules électrifiés

Actuellement, lorsqu'un véhicule électrique ou hybride ne répond plus aux besoins du propriétaire (par exemple dans le cas d'un véhicule accidenté et/ou d'une batterie endommagée ou défectueuse), celui-ci s'adresse principalement au constructeur (la marque de la voiture) ou vers son assureur. Le véhicule va par la suite être orienté vers 2 réseaux :

* Soit le réseau de réparateurs agréés (par les constructeurs) ;

* Soit le réseau de concessionnaires automobiles.

Une fois le véhicule électrique pris en charge par un réparateur ou un concessionnaire, un premier diagnostic est fait pour déterminer le problème du véhicule et/ou l'état de la batterie. Ils vont soit réparer le véhicule et/ou sa batterie, soit déposer la batterie du véhicule.

Les constructeurs automobiles donnent aux réparateurs et aux concessionnaires les informations et les outils nécessaires pour réaliser ce premier diagnostic et pour enlever la batterie du véhicule. La communication et le partage de connaissances (souvent confidentielles) entre le constructeur et le réparateur/concessionnaire quant au diagnostic et à la gestion des batteries est rendu possible grâce à l'agrément et à la contractualisation entre ces acteurs.

Une fois la batterie retirée du véhicule et celui-ci défini comme un VHU, ces deux éléments suivent deux filières différentes :

* Les VHU, sans leur batterie, sont envoyés dans des centres VHU ;

* Pour les batteries déposées, il y a deux possibilités en fonction des résultats du diagnostic :

* Envoi en recyclage directement ;

* Envoi dans un centre spécialisé de diagnostic et de stockage en vue d'une éventuelle seconde vie (la destination finale, soit recyclage, soit seconde vie dépendra des résultats du diagnostic).

Actuellement, il y a peu de véhicules électrifiés (et donc de batteries) en fin de vie qui sont collectés et traités par les centres VHU. Il existe une vingtaine de centres VHU en France qui ont la compétence pour enlever les batteries de véhicules électriques, ces centres VHU étant habilités par les constructeurs pour enlever les batteries.

### IV.2.1.3. Transport

#### Batteries de mobilité électrique légère

Ce transport est assuré par les opérateurs de collecte et transport partenaires des éco-organismes responsables.

#### Batteries provenant des véhicules électrifiés

Par l'intermédiaire d'entreprises sous-traitantes, le recycleur assure le transport des batteries des véhicules électriques. Pour ce faire, il signe des contrats B-to-B avec les fabricants automobiles pour le traitement des batteries des véhicules électriques qu'ils mettent sur le marché, éventuellement sous forme de contrats d'exclusivité, par lequel le recycleur reçoit toutes les batteries d'un constructeur. Le transport a lieu à la demande du fabricant, soit depuis un garage, soit depuis un centre de stockage temporaire permettant le regroupement de flux venant de différents endroits. A de rares occasions, les recycleurs peuvent réaliser le transport de batteries depuis les centres VHU, cela concerne principalement des batteries de voitures accidentées.
Le transport des batteries est réalisé en semi-remorque ; ceux-ci ont en général d'une capacité de 40 tonnes.

Le transport des batteries lithium-ion est soumis au règlement ADR sous un code 3480 ONU. En France, les batteries Li-ion ne sont pas classifiées comme déchets dangereux ; ce n'est pas le cas dans tous les pays de l'UE ; en Espagne, aux Pays-Bas et dans certains Länder de l'Allemagne, les batteries usagées sont considérées comme des déchets dangereux.

### Aspects transverses

La réglementation concernant le transport ADR et le manque d'harmonisation entre les Etats membres de l'UE quant à la classification des batteries en matière de dangerosité crée des contraintes pour les recycleurs. Ces contraintes (par exemple, obligation de ne pas mélanger les batteries avec d'autres types de déchets) peuvent mener à des situations où une batterie est transportée seule dans un camion (pour les véhicules électriques).

En fonction des législations nationales de classification des déchets comme dangereux, la batterie usagée (endommagée ou pas) peut être classée de la manière suivante selon le Règlement européen concernant le transfert des déchets :

* Classé comme dangereux « liste orange » : il faut établir une notification de transfert de déchets (TFS). Ce document doit être validé par l'ensemble des autorités compétentes des pays traversés. Il faut compter un délai de 3 mois et le document ne peut être établi que pour le triptyque unique, à savoir type de déchet / adresse de départ / adresse de livraison.

* Comme non dangereux : il faut un « contrat liste verte ». Il est validé par les deux parties sans autorisations extérieures et la validation est d'application immédiate.

Les batteries doivent être transportées dans des contenants P901 (batteries en bon état) et P911 (batteries défectueuses). Les contenants P911 disposent d'un système d'extinction de feu, avec par exemple une soupape de dégazage, du PyroBubbles®, ou de la neige de gaz carbonique. Les contenants P901 peuvent être en bois ou en plastique pour assurer l'étanchéité en cas de choc.

### IV.2.1.4. Tri

Le tri concerne uniquement les piles et accumulateurs portables, dans lesquels peuvent toutefois se retrouver les batteries de mobilité légère. Les flux de ces batteries arrivant dans l'installation de recyclage peuvent être triés ou non triés. Les flux non triés passent par une étape de tri manuel afin de séparer le flux par chimie. Ce tri est fait de manière visuelle et sur base de l'expérience de trieurs. En pratique, il s'agit d'une reconnaissance de la chimie apparente.

### IV.2.1.5. Recyclage

Le recyclage englobe plusieurs étapes : décharge totale, démantèlement, broyage et finalement, affinage. Il faut également noter que les procédés de recyclage sont spécifiques à la chimie des batteries. Les installations de recyclage sont conçues pour une chimie spécifique ; les acteurs vont donc avoir soit plusieurs installations soit plusieurs lignes dans une même installation pour traiter les différentes chimies des batteries. De plus, pour une même chimie de batteries, les acteurs peuvent appliquer différentes technologies de recyclage (ou une combinaison de celles-ci).

#### Décharge des batteries

Avant de procéder au démantèlement et broyage, les batteries doivent être totalement déchargées. Il y a deux méthodes de décharge :

* Décharge résistive - les batteries sont connectées à une résistance de manière à épuiser leur charge. Cette méthode est principalement utilisée pour les batteries industrielles arrivant en pack (y compris les batteries de mobilité électrique).

* Décharge par voie électrolytique – les batteries sont submergées dans un bain d'électrolyte. Cette méthode est utilisée principalement pour les grands volumes de petites batteries où la
connexion individuelle de chaque batterie à une résistance n'est pas envisageable, ou lorsque les packs sont endommagés.

## Démantèlement

Actuellement, les batteries sont démantelées manuellement : on retire la visserie, les éléments électroniques divers, la câblerie, le BMS, la coque de batterie (en aluminium ou ferraille). Le démantèlement est nécessaire car les broyeurs de batteries ne sont pas (à ce stade) adaptés pour broyer l'ensemble, la taille de la « bouche » des broyeurs et la force de broyage n'étant pas suffisantes.

Il faut noter que le démantèlement n'est pas une étape systématique au niveau du secteur ; certains acteurs traitent les batteries non démantelées dans leurs fours directement via pyrolyse (par exemple, UMICORE l'a pratiqué des années mais a depuis arrêté cette pratique du fait d'une difficulté à extraire les fractions valorisables).

Le démantèlement est actuellement fait en grande partie manuellement car :

* Les batteries sont de taille et de format différents ;

* Les volumes entrants sont trop petits pour justifier un investissement dans une solution d'automatisation.

Il y a peu, voire pas de standardisation en matière de format des batteries. Il n'est pas rare qu'un fabricant automobile ait entre 5 et 10 modèles de batteries différents en fonction des modèles de voitures, de la puissance, etc.

## Perspectives

Avec le développement de la mobilité électrique, des recycleurs comme EURO DIEUZE INDUSTRIE (EDI) prévoient une augmentation de la standardisation des batteries. Ceci, en conjonction avec l'accroissement du gisement des batteries en fin de vie et l'automatisation du traitement (possible grâce à la standardisation), permettrait aux recycleurs de réaliser des économies d'échelle dans 5 à 10 ans. Des tests de démantèlement automatiques sont également en cours par la SNAM. A terme, il devrait exister des lignes de démantèlement par série de marque de voiture. Par ailleurs, EDI est en train de développer un broyeur avec une table de coupe (la « bouche » du broyeur) plus grande pour pouvoir broyer des éléments de batteries plus volumineux sans avoir à réaliser au préalable un démantèlement manuel.

## Broyage et séparation des fractions

Le broyage est fait par lot en fonction de la chimie des batteries traitées (cellules ou modules) afin de garder un contrôle et une visibilité sur la composition du broyat.

Les batteries passent par deux étapes de broyage. Le premier broyage est fait dans des broyeurs capotés et étanches ; lors de ce broyage les gaz et COV sont captés et filtrés. Le deuxième broyage permet de réduire encore la granulométrie ; le broyat sortant est ensuite séparé en 3 fractions via une séparation mécanique de tamisage, application d'aimants, etc. :

* Black mass,

* Papier/plastique et

* Ferraille.

Le papier/plastique est incinéré avec valorisation énergétique car il y a trop de variation de composition pour les recycler. La ferraille est recyclée.

La black mass est mise dans des « big bags ». Chaque big bag est systématiquement analysé en laboratoire pour l'orienter vers la meilleure filière de recyclage. En fonction des recycleurs, la black mass est recyclée en Europe ou en Asie (lorsque la teneur en cobalt est élevée, car les capacités de recyclage par hydrométallurgie sont plus faibles en Europe).

## Affinage
Le black mass sera ensuite traitée via deux principales méthodes d'affinage : la pyrométallurgie et/ou l'hydrométallurgie.

### Pyrométallurgie

La pyrométallurgie est un procédé métallurgique thermique utilisé pour séparer et récupérer des métaux. Le procédé est constitué de 3 étapes :

* Un traitement thermique pour homogénéiser la source de métal (grillage) ;

* Une réaction chimique (oxydation) permettant la séparation ;

* L'affinage.

Dans le contexte du recyclage des batteries Li-ion, celles-ci sont traitées dans une fonderie à haute température (à des températures supérieures à 1 000 °C) qui transforme les oxydes métalliques en leur forme métallique (un alliage métallique fondu). Cet alliage est raffiné pour être utilisé dans les nouvelles cathodes des batteries (par exemple, le cobalt et le nickel). Les scories contiennent du lithium et sont souvent utilisées dans les applications du béton.

Actuellement, la pyrométallurgie semble être au centre des activités de recyclage à grande échelle et l'hydrométallurgie n'est utilisée qu'à petite échelle. En effet, la pyrométallurgie est la plus aboutie et, historiquement, la plus utilisée pour le recyclage des batteries usagées.

### Hydrométallurgie

L'hydrométallurgie est une technique d'extraction des métaux qui comporte une étape où le métal est solubilisé pour permettre sa purification. C'est un procédé de traitement des métaux par voie liquide, d'où le nom d'hydrométallurgie. Elle consiste à mettre en solution les différents métaux contenus dans un minerai ou un concentré afin de les séparer pour les valoriser.

Dans un premier temps, il faut dissoudre « la black mass » poudre dans un bain acide (lixiviation). Une fois le mélange filtré, deux technologies sont répandues industriellement afin de séparer les matières actives de ce concentré. La première, l'extraction liquide liquide, consiste à mélanger la solution de lixiviation avec un solvant organique non miscible. La seconde méthode, la précipitation, consiste à varier deux paramètres pour séparer les matériaux : la température et le pH.

L'hydrométallurgie, si elle permet de produire des produits finis de plus grande pureté que la pyrométallurgie, est plus coûteuse en termes de gestion (200-400 EUR/tonne pour la pyrométallurgie, le double pour l'hydrométallurgie).

### IV.2.1.6. Seconde vie

#### Seconde vie des batteries de mobilité légère

En France, seules les batteries de mobilité légère (vélos et trottinettes) des utilisateurs faisant les démarches pour les réparer ou les reconditionner sont prises en charge par des startups (ex : DOCTIBIKE, VIRVOLT, NOWOS).

La batterie est d'abord diagnostiquée par le professionnel. En fonction du diagnostic, il est proposé à l'utilisateur de la réparer (si c'est possible) ou de la reconditionner. On parle de réparation quand la batterie est modifiée techniquement ou via logiciel pour être réutilisée (changement de la coque, du système en dehors des cellules), et de reconditionnement quand les cellules usées d'une batterie sont remplacées par des neuves pour prolonger la durée de vie de la batterie.

Actuellement, toutes les batteries de mobilité légère collectées par COREPILE et SCRELEC sont envoyées au recyclage. Cependant, SCRELEC s'intéresse au réemploi. Son intérêt est notamment lié à la saturation de l'aval de la filière du recyclage. L'éco-organisme a commencé un projet de réemploi en collaboration avec DOCTIBIKE. Le projet est en phase de test. Des tests sont réalisés sur :

* Le tri des batteries pour identifier les différentes batteries réparables ou réutilisables (certaines rendent le démantèlement ou la réutilisation impossible). Par exemple : batterie avec BMS avec des systèmes propriétaires bloqués. ;
* L'identification des parties de batteries usées et des parties réutilisables.

## Seconde vie des batteries de mobilité lourde

La seconde vie englobe trois modèles principaux :

* Le remanufacturage ou « remanufacturing », qui englobe tout processus qui implique le démontage d'un produit, la restauration et le remplacement de composants, ainsi que la mise à l'essai des pièces individuelles et du produit entier selon ses spécifications de conception initiales. Le projet de Règlement européen (version de janvier 2023) retient une définition du remanufacturage qui permet « de rétablir la capacité de la batterie à au moins 90 % de sa capacité nominale d'origine, et lorsque l'état de santé de tous les éléments de batterie individuels est homogène, ne différant pas de plus de 3 % les uns des autres, et que la batterie est utilisée dans le même but ou pour la même application que celle pour laquelle elle a été conçue à l'origine »;

* La réparation ou « repair and return », où la batterie conserve son numéro d'identification original, ses éléments défectueux sont remplacés et elle est renvoyée soit au propriétaire (quand le propriétaire de la voiture et aussi propriétaire de la batterie), soit dans un pool de batteries quand le propriétaire de la voiture loue seulement la batterie.

* La réaffectation ou « repurposing », lorsque la totalité de la batterie ou seulement certaines parties de celle-ci sont utilisées dans une application autre que celle pour laquelle la batterie a été initialement conçue.

Il y a actuellement trois principales catégories de projets de seconde vie en ce qui concerne la réaffectation :

* Stockage nocturne de l'énergie électrique provenant des centrales électriques « traditionnelles » (centrales à charbon, gaz, nucléaires, etc.);

* Stockage de l'énergie électrique provenant des installations de production électrique intermittentes (photovoltaïque, éolienne...);

* Stockage de l'énergie électrique produite pendant la nuit dans les domiciles pour profiter des tarifs de nuit.

Ces 3 types de projets de seconde vie de batterie sont encore au stade de projet pilote ou démonstrateur en France.

Il y a 3 tendances sur le marché :

* Les recycleurs qui réalisent la réaffectation de batteries usagées sous leurs propres marques ;

* Les recycleurs qui travaillent avec un constructeur automobile pour s'occuper de la réparation et du remanufacturing de leurs batteries ;

* Les constructeurs automobiles qui créent leur propre filiale pour le remanufacturing de leurs batteries.

Les responsabilités lors de la deuxième ou troisième vie de la batterie ne sont pas clairement établies, notamment en ce qui concerne le fonctionnement de la filière REP. Le nouveau Règlement européen devrait clarifier cette question (cf. partie III.2).

### IV.2.2. Gestion des batteries de mobilité en Europe

Le fonctionnement est similaire à celui identifié en France concernant les aspects suivants :

* Existence d'éco-organismes en charge des batteries de mobilité légère (volontaire ou obligatoire) et similarité du système de collecte et tri des batteries de mobilité légère usagées avec celui mis en place pour les batteries portables, avec des précautions supplémentaires pour la sécurité compte tenu des plus grandes capacités et poids ;

* Les batteries de mobilité légère sont principalement collectées pour recyclage, ou pour réutilisation (reconditionnement) via des start-ups. Les données disponibles aux Pays-Bas (marché de VAE mature) suggèrent une montée en puissance de la filière reconditionnement
par les distributeurs de vélos électriques, qui absorbent une partie croissante du gisement au détriment de la collecte directe par les éco-organismes, du fait d'un modèle attractif pour les consommateurs (rachat des batteries puis revente des batteries réparées ou pour une seconde vie). L'accès des filières de seconde vie au gisement issu des éco-organismes n'est pas encore garanti, celles-ci préférant recourir au recyclage en l'absence de statut clair pour la seconde vie.

* Implication des constructeurs dans la gestion des batteries usagées de mobilité lourde. La collecte s'effectue principalement via les réseaux de concessionnaires et garages et dans une moindre mesure à ce stade, via les centres VHU.

Les différences concernent les aspects suivants :

* Financement obligatoire d'un système REP pour les batteries de mobilité dans plusieurs pays (Belgique, Espagne, Norvège) alors que cela est volontaire en France.

* Fonctionnement financier et gouvernance des éco-organismes, propriété de la batterie... (voir le rapport ADEME (2022) pour plus d'informations)

* Les centres VHU de plusieurs pays étrangers ont un protocole clair de gestion des batteries de véhicules électriques (responsabilité, sécurité), en lien avec les éco-organismes le cas échéant.

Enfin, en Belgique et aux Pays-Bas, la forte proportion de la seconde vie par rapport au recyclage (40¹²-54%<fnref n="13" /> aux Pays-Pays et 93% en Belgique) pour les batteries de mobilité lourde collectées s'expliquent par :

* un faible gisement collecté à ce jour, et pouvant donc être absorbé par les projets R&D et pilotes en cours, ou les tests constructeurs,

* la qualité du gisement collecté en vue de la seconde vie. Les batteries sont principalement des batteries défectueuses relativement jeunes ou issues de protocoles de tests et il y a peu de batteries issues de véhicules accidentés ou en fin de vie ayant subi un grand nombre de cycles de fonctionnement. Ces proportions de seconde vie ne sauraient être considérées comme représentatives du futur potentiel de seconde vie.

Les dernières informations disponibles pour la Belgique suggèrent déjà une forte diminution de la part de seconde vie (30% selon Watt4ever).

Cette information n'est pas disponible pour tous les pays (et notamment pas pour la France) du fait du manque de traçabilité sur la filière, en particulier en l'absence d'éco-organismes.

<footnote n="12">¹² Batteries gérées directement par ARN, l'éco-organisme en charge des VHU et batteries de véhicules, issues principalement de centres VHU</footnote>

<footnote n="13">¹³ Batteries des marques affiliées ARN, pas nécessairement gérées par ARN</footnote>
<table><caption>Tableau 11 : Gestion des batteries de mobilité électrique en Europe (ADEME, 2022)</caption><thead><tr><th></th><th>Allemagne</th><th>Belgique</th><th>Espagne</th><th>Norvège</th><th>Pays-Bas</th></tr></thead><tbody><tr><td>Contexte</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>REP VHU</td><td>Volontaire</td><td>Obligatoire (collectif ou individuel)</td><td>Volontaire</td><td>Obligatoire</td><td>Obligatoire, via ARN</td></tr><tr><td>REP impliquant le financement d'un système de collecte des batteries de mobilité</td><td>Volontaire</td><td>Obligatoire</td><td>Obligatoire</td><td>Obligatoire</td><td>Volontaire<br>Obligation de reprise</td></tr><tr><td>Mobilité légère</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eco-organisme</td><td>GRS BATTERIEN</td><td>BEBAT</td><td>EUROPEAN RECYCLING PLATFORM ESPAÑA, ECOLEC, ECOPILAS, UNIBAT</td><td>NORSIRK, BATTERIRETUR</td><td>STIBAT</td></tr><tr><td>Mobilité lourde</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eco-organisme</td><td>/</td><td>BEBAT, FEBELAUTO</td><td>EUROPEAN RECYCLING PLATFORM ESPAÑA, UNIBAT, ECOPILAS.</td><td>BATTERIRETUR HØYENERGI</td><td>ARN</td></tr><tr><td>Performances</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tonnes collectées</td><td>Pas d'informations</td><td>174 tonnes (mobilité lourde)<br>ND (mobilité légère)</td><td>ECOPILAS (2020) : 54 tonnes de batteries de mobilité électrique :</td><td>Pas d'informations</td><td>Pas d'information sur<br>le taux de collecte<br>127 tonnes (mobilité</td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th></th><th>Allemagne</th><th>Belgique</th><th>Espagne</th><th>Norvège</th><th>Pays-Bas</th></tr></thead><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td><ul><li>25 tonnes de batteries provenant des véhicules électriques ou hybrides ;</li><li>19 tonnes de batteries de scooters et motos électriques ;</li><li>10 tonnes de vélos et trottinettes électriques.</li></ul>Pas d'informations pour les autres éco-organismes.</td><td></td><td>lourde)<br>225 tonnes (vélos)</td></tr><tr><td>% recyclage</td><td>Pas d'informations</td><td>Mobilité lourde : 11% de recyclage</td><td>Pas d'informations</td><td>Pas d'informations</td><td>Mobilité lourde : 46%</td></tr><tr><td>% seconde vie</td><td>Pas d'informations</td><td>Mobilité lourde : 82% dont :<ul><li>61 % Rappels constructeurs – tests, une partie étant ensuite envoyée en remanufacturing ou seconde vie ;</li><li>11 % : Remanufacturing – usage identique ;</li><li>10 % : Seconde life – usage différent.</li></ul></td><td>Pas d'informations</td><td>Pas d'informations</td><td>Mobilité lourde : 54%</td></tr></tbody></table>
## IV.3. Potentiel de seconde vie

Le gisement de batteries de seconde vie issues de la mobilité en France pourrait atteindre 4.5 à 5 millions de kWh sur base de la capacité restante à horizon 2040. A titre de comparaison, la capacité de stockage d'électricité dans des Stations de Transfert d'Energie par Pompage permettant le stockage d'énergie hydroélectrique est de 184 millions de kWh en France<fnref n="14" />.

<table><caption>Tableau 12 : Gisement de batteries de seconde vie en France sur base de la capacité restante en milliers kWh (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td></td><td>Total</td><td>Véhicules particuliers et VUL</td><td>2, 3, 4 roues</td><td>VAE et EPDM</td></tr></thead><tbody><tr><td>2025</td><td>243</td><td>6</td><td>21</td><td>216</td></tr><tr><td>2030</td><td>527</td><td>14-15</td><td>63</td><td>450</td></tr><tr><td>2035</td><td>1 731-1 866</td><td>899-1 035</td><td>130</td><td>701</td></tr><tr><td>2040</td><td>4 533-5 224</td><td>3 376-4 066</td><td>205</td><td>953</td></tr></tbody></table>

Le gisement européen de batteries de seconde vie issues de la mobilité en Europe pourrait atteindre 31-37 millions de kWh sur base de la capacité restante à horizon 2040.

<table><caption>Tableau 13 : Gisement de batteries de seconde vie en Europe sur base de la capacité restante en millions kWh (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td></td><td>Total</td><td>Véhicules particuliers et VUL</td><td>2, 3, 4 roues</td><td>VAE et EPDM</td></tr></thead><tbody><tr><td>2025</td><td>2,4-2,5</td><td>0,9-1</td><td>0</td><td>1,5</td></tr><tr><td>2030</td><td>7,3-8</td><td>4,0-4,7</td><td>0,3</td><td>2,7</td></tr><tr><td>2035</td><td>17-19</td><td>12-14</td><td>0,6</td><td>4,6</td></tr><tr><td>2040</td><td>31-37</td><td>27-30</td><td>1</td><td>6</td></tr></tbody></table>

A horizon 2040, le gisement français de batteries de seconde vie sera de l'ordre de 45 ktonnes à horizon 2040, et le gisement européen de l'ordre de 300-350 ktonnes.

<table><caption>Tableau 14 : Gisement de batteries usagées en seconde vie en France en kilotonnes (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td></td><td>Total</td><td>Véhicules particuliers et VUL</td><td>2, 3, 4 roues</td><td>VAE et EPDM</td></tr></thead></table>

<footnote n="14">¹⁴ https://www.encyclopedie-energie.org/stockage-hydraulique-capacites-de-pompage-turbinage/</footnote>
<table><caption>Tableau 15 Gisement de batteries usagées en seconde vie en Europe en kilotonnes (RECORD, 2023)</caption><tr><td>2025</td><td>2</td><td>0,1</td><td>0,1</td><td>1,5</td></tr><tr><td>2030</td><td>4</td><td>0,1</td><td>0,4</td><td>3,2</td></tr><tr><td>2035</td><td>14-16</td><td>9-10</td><td>0,8</td><td>5</td></tr><tr><td>2040</td><td>40-47</td><td>32-39</td><td>1,4</td><td>6,8</td></tr></table>

<table><thead><tr><td></td><td>Total</td><td>Véhicules particuliers et VUL</td><td>2, 3, 4 roues</td><td>VAE et EPDM</td></tr></thead><tbody><tr><td>2025</td><td>19-20</td><td>8-9</td><td>0,6</td><td>10</td></tr><tr><td>2030</td><td>62-68</td><td>39-45</td><td>1,9</td><td>22</td></tr><tr><td>2035</td><td>152-171</td><td>115-134</td><td>4,1</td><td>33</td></tr><tr><td>2040</td><td>309-344</td><td>257-293</td><td>7,0</td><td>45</td></tr></tbody></table>
# V. Panorama des initiatives de seconde vie

## V.1. Description d'initiatives identifiées

La liste des initiatives recensées dans le cadre de cette étude est disponible en Annexe (VII.1). De plus, la description de quinze initiatives est détaillée ci-dessous.

### V.1.1. Mobilité légère

* Kyburz, : entreprise suisse de production de véhicules à 2,3 ou 4 roues électriques créée en 1991. A partir de 2015 l'entreprise développe un concept (qui sera intitulé par la suite MultiLife) de modèle économique circulaire. Ce concept a pour objectif de réemployer (dans des véhicules à 2,3 ou 4 roues électriques), de réutiliser (via des systèmes de stockage d'énergie résidentiels) et de recycler les véhicules et les batteries utilisées

* Daürema : entreprise belge concevant batterie créée en 2021. L'entreprise a développé une batterie réparable à partir des cellules de seconde-vie issues de la mobilité légère. Les batteries conçues sont utilisables pour de la mobilité légère ou pour d'autres applications (électroménager, outillage, etc.). Les batteries peuvent aussi être démontées afin d'en remplacer chaque cellule individuellement en fonction de son état de santé

* Battkomp : entreprise norvégienne créée en 2020. L'entreprise assemble des batteries de mobilité légère en réutilisant des cellules de batteries (en incluant un partenariat avec la marque Lime). Les batteries créées servent à la conversion de petits véhicules en électrique. La structure a conçu une voiture légère à partir de batteries de seconde vie.

* Doctibike : entreprise française de vente de batteries et de pièces détaillées pour petite mobilité fondée en 2014. L'entreprise propose aussi depuis plus récemment un service de réparation, diagnostic et reconditionnement des batteries et a lancé dans ce cadre un partenariat avec l'un des éco-organismes français en charge des piles et accumulateurs portables SCRELEC.

* WeRecy est une entreprise Française concevant des programmes de valorisation et de seconde-vie. L'entreprise développe, en partenariat avec SCRELEC, une solution permettant le démontage de batteries Li-ion issues de la mobilité légère ainsi que le diagnostic des cellules afin de les préparer à une seconde-vie en stockage d'énergie stationnaire. L'entreprise prévoit que ce projet permettra la création d'une unité industrielle pour cette seconde-vie d'ici 2024.

### V.1.2. Mobilité lourde

* Connected Energy : entreprise britannique de conception de SES à partir de batteries de seconde vie fondée en 2013. L'entreprise propose un système de stockage de grande capacité E-STOR déjà mis en place dans plusieurs installations en Europe notamment grâce à un partenariat avec Renault et Engie. Les systèmes sont des systèmes de grande capacité allant jusqu'à 800 kWh permettant un usage industriel.

* Watt4Ever : entreprise belge de conception de SES à partir de batteries de seconde vie. La structure fondée par un consortium incluant FEBELAUTO (éco-organisme Belge) a déjà réalisé ses premières installations fonctionnelles. L'entreprise conçoit, vend et réalise la maintenance des systèmes vendues. Les systèmes sont majoritairement des armoires de stockage dont la capacité est inférieure à 100 kWh.

* EcarACCU Second life : entreprise néerlandaise fondée en 2015 proposant des solutions de seconde vie pour les batteries de véhicules électriques. L'entreprise démonte les batteries, revend une partie des composants et fournit différentes solutions de seconde vie à partir de modules Leur produits phares sont une armoire de stockage électrique modulable allant jusqu'à 80kWh de capacité ainsi que des systèmes de stockage d'énergie sur roues (remorque) de quelques dizaines de kWh.
* Entech : entreprise française de conception de SES. L'entreprise, dans le cadre de projets de recherche, conçoit des systèmes de stockage d'énergie à partir de batteries de seconde vie de véhicules électriques. Elle a notamment travaillé sur des solutions pour intégrer des packs batteries issus de constructeurs différents. Les projets de recherche publics liées à la seconde-vie des batteries que réalisent Entech sont le projet CSV et le projet ABR avec Stellantis et Talendi.

* Partenariat entre GREEN VISION et MOBILIZE. Green-vision est une entreprise Française concevant des batteries Li-ion pour électrifier différents systèmes notamment pour la mobilité. MOBILIZE est une filiale de RENAULT développant des solutions de mobilité électrique. Les deux structures ont démarré un partenariat en 2021 pour réutiliser les batteries des véhicules électriques Renault dans diverses applications et notamment des véhicules 2 roues ou des bateaux.

* Elsa : projet de 6 installations pilotes de Systèmes SES à partir de batteries de seconde vie lancé en 2017 dans 4 pays européens (dont 1 installation en France et 2 en Allemagne) et soutenu par l'UE. Les installations impliquaient divers partenaires dont des constructeurs de véhicules. Les capacités installées étant de l'ordre de la centaine de kWh. Le projet qui avait pour objectif de démontrer la pertinence de telles installations est maintenant achevé et considéré concluant.

* Partenariat entre Vattenfal et BMW. BMW fournit à Vattenfall (fournisseur d'électricité allemand) des batteries usagées de ses véhicules I3, Vattenfall utilise ces batteries pour réaliser des installations de stockage d'énergie stationnaire sur ses fermes de production électrique afin d'aider à la stabilisation du réseau.

* xStorage : issu d'un partenariat entre Eaton et Nissan démarré en 2013. Le projet a abouti à la création d'une offre commerciale disponible en France dès 2016 : la vente de systèmes de stockage d'énergie stationnaire conçus à partir de batteries de Nissan Leaf neuves ou usagées. Ces SES ont des applications industrielles et commerciales notamment comme batteries de secours ou, avec des capacités plus faibles, comme systèmes résidentiels destinés aux particuliers.

* Phenix batteries est une filiale de SNAM Group (recycleur) dédiée à la seconde vie de batteries de mobilité lourdes. Grâce à des partenariats avec divers constructeurs Phénix collecte les batteries en vue de les transformer en modules de quelques kWh qui peuvent ensuite être assemblés pour des application en stockage stationnaire. La structure travaille aussi au développement d'interventions au niveau des cellules. Le projet a été abandonné en cours d'étude, les actionnaires ayant choisis de ne plus développer ce sujet pour le moment.

* BeePlanet est une entreprise espagnole de conception de SES de seconde-vie fondée en 2018. L'entreprise conçoit des systèmes de stockage stationnaire dans des armoires ou des conteneurs ayant des capacités allant de 4 kWh à 1 MWh. L'entreprise a conçu ses propres tests de diagnostic afin d'évaluer la performance des batteries. Les systèmes conçus peuvent être destinées à des résidentielles, industrielles et commerciales ou associées à des fermes de production électrique.
## V.2. Caractéristiques des initiatives identifiées

Dans ce panorama, 87 initiatives de secondes vies de batteries lithium-ion de la mobilité ont pu être recensées.

### V.2.1. Distinction entre initiatives pour batteries de mobilité légère et batteries de mobilité lourde

Dans ces 87 initiatives, 60 sont spécifiquement dédiées uniquement à des batteries de mobilité lourde, 20 sont dédiées à des batteries de mobilité légère tandis que les 6 dernières initiatives concernent des batteries provenant de diverses origines. Les deux premières catégories d'initiatives se distinguent clairement l'une par rapport à l'autre par le type d'initiative, l'échelle, les applications de seconde vie, etc. Ainsi les initiatives dédiées à ces deux types de batteries à la fois sont plus rares.

### V.2.2. Types d'initiatives recensées

Le nombre de projets recensés est donc plus large pour les batteries de mobilité lourde, en effet les quelques projets liés à de la seconde vie de mobilité légère sont de manière générale des projets à plus petite échelle, qui sont portés soit par des start-ups spécialisées soit par des structures qui intègrent ce service dans une offre commerciale plus large comme de la réparation ou de la vente de batteries et/ou de véhicules de mobilité légère.

En ce qui concerne les initiatives de seconde vie des batteries de mobilité lourde, elles peuvent être rassemblés en trois grandes catégories :

* les entreprises dont l'activité principale est de réaliser une seconde vie de ces batteries pour diverses applications (cela concerne 16 initiatives);

* les installations (généralement pour du stockage d'énergie stationnaire) qui ont pour but de proposer un système conçu à partir de batteries de seconde vie sur un plusieurs sites spécifiques (cela concerne 23 initiatives);

* les projets d'entreprises ou de consortium ou les partenariats ayant pour objectif d'intégrer et de généraliser des solutions de seconde vie (cela concerne 17 initiatives).

Les 4 initiatives restantes concernent des entreprises concevant et produisant des batteries ou des systèmes de stockage d'énergie neufs mais intégrant aussi dans une partie de leurs produits des éléments (cellules, packs) provenant de batteries de seconde vie.

### V.2.3. Applications de seconde vie

Les applications visées en seconde vie sont les suivantes :

* Les batteries peuvent être utilisées à nouveau pour de la mobilité, cela concerne seulement 5 initiatives (sur 60) de batteries de mobilité lourde (dont une uniquement pour une application en mobilité lourde et donc pour un même type d'usage) mais une plus grande part des initiatives pour la mobilité légère puisque 13 initiatives (sur les 20 recensées) sont concernées.

* Les batteries peuvent être utilisées aussi dans un cadre de stockage d'énergie stationnaire (SES), cela concerne la plupart des projets liés aux batteries de mobilité lourde, 47 initiatives sur 60 et 2 dans le cas de la mobilité légère. A noter que dans le cas de ces initiatives, certains SES sont constitués seulement en partie de batteries de seconde vie et pour le reste de batteries neuves les proportions étant variables en fonction des initiatives : des parts de 42%, 62% et 90% en nombre de batteries ont été identifiées. Bien que la plupart des initiatives ne précisent pas le type de stockage d'énergie stationnaire visé, certaines (notamment dans les cas des initiatives de type installations) sont dédiées à des applications bien spécifiques :

* 17 initiatives sont dédiées à la régulation du réseau électrique ;

* 6 initiatives sont liées à des installations de production d'énergie renouvelable ;
* 2 initiatives sont dédiées spécifiquement à du stockage d'énergie dans le cadre d'installations résidentielles ;

* 1 initiative est dédiée spécifiquement au chargement des véhicules électriques.

### V.2.4. Acteurs impliqués

Les initiatives recensées mettent en jeu des acteurs ayant des activités diverses : les projets sont souvent portés par plusieurs structures et sont aussi accompagnés par des partenaires.

Les constructeurs de véhicules (OEMs<fnref n="15" />) participent à un grand nombre d'initiatives recensées puisque 32 des initiatives ont été identifiées comme ayant un constructeur dans les porteurs de projets ou les partenaires (cela concerne 27 des 60 initiatives dans la mobilité lourde et 4 des 21 initiatives dans la mobilité légère). Parmi ces constructeurs se trouvent des structures telles que Renault, Nissan ou BMW pour la mobilité lourde ou des structures telles que Kyburz, Ahooga ou Lime pour la mobilité légère.

Toutefois dans la majorité des initiatives, ces constructeurs ne sont pas meneurs des initiatives de seconde vie puisque en effet dans le cas des batteries de mobilité lourde, seulement 11 initiatives sont menées par des OEMs.

Des concepteurs de stockage d'énergie stationnaire (SES) sont plus fréquemment impliqués dans la direction de ces initiatives puisque 21 sont menées par ces d'acteurs (19 en mobilité lourde, 1 dans la mobilité légère et 1 avec des batteries d'origines diverses), parmi ces entreprises se trouvent par exemple ENTECH, BeePlanet ou Watt4Ever. De même des constructeurs de batteries mènent 11 initiatives (6 en mobilité lourde, 4 en mobilité légère et 1 en utilisant des batteries d'origines diverses) par exemple Gouach, Betteries ou Powervault.

D'autres types acteurs sont amenés à porter ou à participer à ces initiatives, souvent dans le cadre de collaborations tels que :

* Pour les batteries de mobilité lourde : des énergéticiens, collecteurs ou bien recycleurs

* Pour les batteries de mobilité légère, des vendeurs et des réparateurs de batteries.

Diverses structures travaillent spécifiquement à l'élaboration de solutions pour mettre en œuvre la seconde vie de ces batteries et accompagnent les porteurs de projets souhaitant lancer ce type de projets. Ces structures, telles que Forsee Power, Reneos ou AVL, sont aussi représentées parmi les différents acteurs impliqués.

De plus, différentes initiatives sont menées par ou réalisées en collaboration avec des universités et centres de recherche, ces derniers sont impliqués aussi bien, comme indiqué ci-dessus, pour la mise en œuvre des projets mais aussi dans le but d'identifier des solutions innovantes qui puissent bénéficier à l'ensemble du secteur. Ces centres travaillent notamment sur la généralisation de solutions ou de technologies afin de développer ou d'améliorer le type d'interventions pouvant être réalisées sur les batteries pour leur offrir une seconde vie (cf. V.3.5).

### V.2.5. Localisation des initiatives recensées

La carte ci-dessous présente les pays d'où proviennent les initiatives recensées. A noter que certaines initiatives impliquent différents pays et que celles-ci sont donc comptées plusieurs fois dans cette carte.

<footnote n="15">¹⁵ Original Equipment Manufacturer</footnote>
<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 9: Nombre d'initiatives de seconde vie des batteries de mobilité recensées par pays (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

Ainsi, la plupart des initiatives recensées proviennent d'Allemagne, suivi par la France et la Belgique et vient ensuite Royaume-Uni. A noter qu'en Allemagne, 5 initiatives ne concernent que la réparation des batteries de mobilité légère avec remplacement et recyclage des cellules usagées. Les 11 initiatives belges, les 5 initiatives norvégiennes ainsi que les 6 initiatives néerlandaises sont aussi à noter au vu de la population de ces pays. Dans le cas de la Norvège, ce nombre peut s'expliquer par la forte électrification de ce pays. Pour les Pays-Bas la dynamique de développement des énergies renouvelables peut aussi apporter une explication.

Cette carte est à nuancer, certains pays pouvant être sur-représentés ou sous-représentés par rapport à la réalité du développement des projets de seconde vie sur le terrain, en fonction de la disponibilité des informations.
## V.3. Analyse transversale

### V.3.1. Evolution des types d'initiatives en fonction du temps

Dans le graphe ci-dessous sont référencés les initiatives pour lequel un temps de démarrage a pu être identifié. Le nombre d'initiatives y est indiqué en fonction des années.

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 10 : Nombre d'initiatives recensées de seconde vie démarrées par an, par origine (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

Il est possible de noter une croissance du nombre d'initiatives jusqu'en 2017. Les années suivantes, la dynamique des projets s'est maintenue avec un nombre d'initiatives par an qui se stabilise autour de 8.

La forte disparité des années pour les initiatives de mobilité légère s'explique par le plus faible nombre d'initiatives dans l'échantillon. Toutefois, la présence de premières initiatives avant 2010 est à noter de même que le grand nombre d'initiatives lors de l'année 2021 qui peut s'expliquer par la forte croissance du marché des véhicules de mobilité légère.

### V.3.2. Maturité des initiatives

Des informations sur la maturité des initiatives sont relativement peu disponibles, il est néanmoins possible d'identifier les éléments suivants :

* Les initiatives liées à la seconde vie des batteries de mobilité lourde, notamment liées aux OEM, sont souvent réalisées dans le cadre d'installations ponctuelles qui sont pour la plupart en fonctionnement mais qui pour le moment ne semblent pas aboutir à des projets plus larges et long terme. Cela concerne par exemple l'installation de l'usine d'Endesa à Melilla impliquant Enel X et Nissan.

* Les projets démarrés avant 2019 sont aujourd'hui majoritairement arrivés à leur terme, ainsi les temps de maturation de ces projets apparaissent relativement courts. Ces projets ont abouti soit à la création d'entreprises et/ou de business model soit à l'exploitation d'installations qui pour la plupart sont ponctuelles mais pour d'autres ont permis de lancer des dynamiques qui se sont reproduites. Il est par exemple possible de citer le projet Smart hubs qui a abouti à une coopération de plus long terme entre Connected Energy, Renault et Engie pour l'installations de systèmes de stockage d'énergie, ou encore l'installation au Hamburg's Cruise Center menée par Vattenfall et BMW et qui a abouti sur un partenariat plus long terme.
* Les projets plus récents (démarrés à partir de 2020) impliquent des acteurs de plus en plus divers comme porteurs de projets. Dans le même temps, dans le cas des applications stationnaires, les marchés se positionnent de plus en plus sur des applications plus précises (par exemple le stockage d'énergie renouvelable, ou la batterie de secours) et donc se stabilisent. Tandis que dans le cas des applications portables, les marchés se généralisent sur un format de batterie pouvant viser différents usages et sont de moins en moins dédiées à des applications portables spécifiques Dans les deux cas, cela suggère une montée en maturité de la seconde vie.

* Certaines entreprises, notamment dédiées à la conception de SES commencent à se positionner sur le secteur et à accumuler le nombre de projets et d'initiatives conclues à leur actif. Parmi ces entreprises, il est possible de noter CONNECTED ENERGY qui a notamment développé des partenariats avec différents constructeurs ou encore ENTECH.

* La conception de batteries et de systèmes de SES à partir de batteries de seconde vie apparaît dans ces initiatives comme suffisamment mature technologiquement pour être reproductible, et ce à diverses échelles de capacité.

* Les éléments identifiés suggèrent que le secteur est encore en cours de structuration du fait de la diversité des modèles techniques, des échelles et des applications visées, et du caractère ponctuel des partenariats entre acteurs (souvent liés à un projet spécifique). Aujourd'hui, pour la mobilité lourde, l'implication des OEMs est quasi systématique pour les projets à grande échelle. Ceci peut être lié à la fois à l'accès au gisement (batteries issues du réseau constructeur) et de l'accès aux informations du BMS (système propriétaire).

* En ce qui concerne la maturité économique, aucune information précise n'a pu être identifiée, la question reste encore en suspens. Mais l'établissement croissant de structures dédiées qui apparaissent stables est un indicateur positif.

### V.3.3. Echelles concernées

Peu de données ont pu être identifiées dans la littérature sur l'échelle des différentes initiatives (capacité électrique totale réutilisée). Ces informations sont rarement communiquées par les projets.

Toutefois, dans le cas des installations de stockage d'énergie stationnaire (une vingtaine d'initiatives), les capacités installées sont connues et peuvent être

* de petites installations de quelques batteries de seconde vie c'est-à-dire des installations avec une capacité de quelques dizaines de kWh, cette taille de projet concerne aussi bien des prototypes pour des applications de plus grande capacité que des applications fournies par des acteurs se positionnant sur cette gamme de taille ;

* ou des installations plus larges avec des capacités allant de 1 MWh à 20 MWh, ceux-ci étant généralement des projets industriels impliquant divers acteurs et notamment des OEM dans la plupart des cas.

### V.3.4. Technologies

Pour ce qui est des technologies concernées, les initiatives identifiées, lorsque c'est spécifié, concernent exclusivement des batteries de type lithium-ion.

La plupart des initiatives n'indiquent pas se limiter à une technologie spécifique. Ceci à l'exception de quelques fabricants de batteries dédiées à la mobilité légère et proposant une seconde vie uniquement pour les batteries qu'ils ont conçues. De même, certaines initiatives, et notamment la plupart de celles impliquant des OEMs de véhicules électriques, ne travaillent qu'avec un seul modèle de batterie et donc une seule technologie.

La société française ENTECH a développé un système pour intégrer des packs de batteries issus de différents constructeurs automobiles (NISSAN et PSA) au sein d'une même solution. Tandis qu'une petite partie des initiatives indiquent travailler avec plusieurs technologies de batteries mais ne
fournissent pas d'information sur l'existence ou non d'une combinaison de technologies au sein d'une même solution.

### V.3.5. Interventions réalisées

Les initiatives recensées donnent, de manière générale, peu d'informations sur les interventions réalisées pour la préparation à la seconde vie. Toutefois celles donnant quelques informations privilégient majoritairement des interventions mécaniques (22 initiatives concernées), seules 2 initiatives indiquent réaliser une intervention principalement logicielle. Ces interventions mécaniques ne sont pas toujours précisées mais elles peuvent impliquer :

* Une identification et une mise à l'écart des cellules défectueuses, avec remplacement de ces dernières ou non.

* Une récupération des cellules défectueuses pour l'utilisation initiale afin de recréer une batterie

* Une intervention restant au niveau des modules (dans le cas de la mobilité lourde)

De plus, dans la plupart des cas, ces interventions mécaniques sont accompagnées de quelques interventions logicielles notamment en ce qui concerne l'adaptation ou bien le remplacement du BMS.

Dans le cas de la mobilité légère, certaines initiatives, notamment les plus anciennes se positionnent dans la réparation des batteries en remplaçant l'ensemble des cellules usagées par des neuves.

### V.4. Sélection des initiatives à approfondir

Une pré-sélection de 12 initiatives extraites des initiatives décrites dans la partie V.1 a été faite et proposée à RECORD.

RECORD a donné un premier avis sur la sélection de 5 initiatives (3-4 initiatives concernant la mobilité lourde et 1-2 concernant la mobilité légère), la sélection finale étant effectuée après prise de contact avec les porteurs des initiatives en vue de valider leur participation au projet.

Les projets présélectionnés sont récapitulés dans un tableau mettant en avant différents critères de sélection considérés ainsi qu'une proposition de priorisation.
V.4.1. Tableau récapitulatif

<table><caption>Tableau 16 : Tableau récapitulant les 12 structures et initiatives présélectionnées et certains critères de sélection (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th></th><th>Pays</th><th>Année</th><th>Application visée</th><th>Structure impliquée dans plusieurs projets</th><th>Partenariat avec</th><th>Niveau d'information</th><th>Autres particularités</th><th>Priorité</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="9">Mobilité légère</td></tr><tr><td>MultiLife par Kyburz (OEM)</td><td>Suisse</td><td>1991 (structure) et 2015 (projet)</td><td>Mobilité et stockage d'énergie</td><td>/</td><td>/</td><td>++</td><td>Deuxième et troisième vies proposées</td><td>1</td></tr><tr><td>Daürema (Réparateur de batteries)</td><td>Belgique</td><td>2021 (structure et projet)</td><td>Mobilité (même usage)</td><td>/</td><td>/</td><td>++</td><td>Identification et remplacement de cellules défaillantes</td><td>2.1</td></tr><tr><td>Doctibike (Vendeur / Réparateur de batteries)</td><td>France</td><td>2014 (structure)</td><td>Mobilité (même usage)</td><td>/</td><td>SCRELEC (éco-organisme)</td><td>+</td><td>Reconditionnement et réparation</td><td>2.2</td></tr><tr><td>Battkomp (Concepteur de batteries de seconde vie)</td><td>Norvège</td><td>2020 (structure et projet)</td><td>Mobilité principalement</td><td>/</td><td>Lime (OEM)</td><td>++</td><td>Utilisation de batteries Lime, Création d'un prototype de voiture légère</td><td>3</td></tr></tbody></table>
Mobilité lourde

<table><tr><td>Connected Energy<br/>(Concepteur de SES)</td><td>Royaume-Uni<br/>(structure)</td><td>2013<br/>(structure)</td><td>Stockage d'énergie stationnaire pour usage divers</td><td>Oui, multiples projets depuis 2016 au moins.</td><td>Renault (OEM), Engie (énergéticien)</td><td>++</td><td>Batteries de seconde vie uniquement</td><td>1.1</td></tr><tr><td>Watt4Ever<br/>(Concepteur de SES, petites capacités)</td><td>Belgique</td><td>2020 (structure et projet)</td><td>Stockage d'énergie stationnaire pour usage divers</td><td>/</td><td>Febelauto (éco-organisme), Revolta, Out of Use</td><td>++</td><td>Batteries de seconde vie uniquement</td><td>1.2</td></tr><tr><td>Entech<br/>(Concepteur de SES)</td><td>France</td><td>2016 (structure)</td><td>Stockage d'énergie stationnaire pour pilotage d'ENR</td><td>Oui (projets CSV et ABB)</td><td>Stellantis, Talendi</td><td>++</td><td>Met en place des solutions de production d'ENR avec stockage<br/>Intégration de packs de différents constructeurs</td><td>1.3</td></tr><tr><td>EcarACCU Second life<br/>(concepteur de système de batteries)</td><td>Pays-Bas</td><td>2015</td><td>Batteries pour divers usages dont portable</td><td>/</td><td>Febelauto (éco-organisme), ARN (éco-organisme), CarTakeBack</td><td>++</td><td>Produit : phare : système de stockage d'énergie sur remorque</td><td>2.1</td></tr></table>
<table><tr><td>Partenariat GreenVision / Mobilize<br/>(Concepteur de batteries et OEM)</td><td>France</td><td>2021 (en cours)</td><td>Applications de stockage portable dont véhicules.</td><td>Oui, diverses applications</td><td>Renault (OEM)</td><td>-</td><td>/</td><td>2,2</td></tr><tr><td>Phenix Batteries par SNAM<br/>(recycleur)</td><td>France</td><td>2017</td><td>Stockage d'énergie stationnaire à usage divers. Petites capacités.</td><td>Oui</td><td>Différents constructeurs</td><td>++</td><td>Des recherches en cours sur des réparations de batteries au niveau des cellules</td><td>3,1</td></tr><tr><td>Partenariat Vattenfall / BMW<br/>(Energéticien et OEM)</td><td>Allemagne</td><td>2017 (en cours)</td><td>Stockage d'énergie stationnaire de stabilisation du réseau Electrique</td><td>Oui : multiples installations</td><td>/</td><td>-</td><td>/</td><td>3,2</td></tr><tr><td>xStorage par Eaton<br/>(concepteur de systèmes électriques)</td><td>Monde (offre disponible en France)</td><td>&lt; 2015 (début du projet)<br/>2016 (disponibilité en France)</td><td>Stockage d'énergie stationnaire à usage divers</td><td>/</td><td>Nissan (OEM)</td><td>+</td><td>Applications possibles comme système de batteries de secours (UPS) ou comme Stockage résidentiel pour particuliers</td><td>4</td></tr></table>
# VI. Analyse transversale

## VI.1. Maturité technique de la seconde vie

Les initiatives approfondies sont de maturité technique variables, de TRL 5 à 9.

Plusieurs initiatives de seconde vie sont matures, avec une offre commerciale « au catalogue ». Les quantités pouvant être produites restent cependant limitées par le gisement

<table><caption>Tableau 17 : Maturité technique des initiatives de seconde vie (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th></th><th>Date du premier projet seconde vie</th><th>TRL</th><th>Nombre de systèmes en fonctionnement</th><th>kWh totaux installés</th></tr></thead><tbody><tr><td>Kyburz</td><td>2015</td><td>9</td><td>110</td><td>1,6 MWh</td></tr><tr><td>Entech</td><td>2018</td><td>5-7</td><td>NC</td><td>NC</td></tr><tr><td>Eaton / xStorage</td><td>2015</td><td>9</td><td>NC</td><td>Quelques dizaines de MWh</td></tr><tr><td>Connected Energy</td><td>2014</td><td>9</td><td>26</td><td>9 MWh</td></tr><tr><td>Watt4ever</td><td>2020</td><td>Petites capacités : 9<br>Grandes capacités : 6-7</td><td>NC<br>Prévisionnel 2023 : 40</td><td>NC<br>Prévisionnel 2023 : 1MWh</td></tr></tbody></table>

NC : non-communiqué. Les entreprises interrogées n'ont pas souhaité partager ce genre d'informations.

Les principaux verrous techniques restants à lever sont listés dans la partie VI.5 ci-dessous.

## VI.2. Potentiel de réutilisation des batteries en fin de vie

### VI.2.1. Critères permettant de juger du caractère réutilisable

D'après les initiatives étudiées de manière approfondie, les critères pour juger du caractère réutilisable sont les suivants :

* L'existence d'un accord avec le metteur en marché (OEM) ;

* L'existence d'un gisement suffisant de batteries de même nature ;

* L'absence de signes de chocs ou dégradation extérieurs ;

* Une capacité supérieure à 70% de la capacité initiale ;

* D'autres critères confidentiels (cf ci-dessous) ;
<table><caption>Tableau 18 : Critères permettant de juger du caractère réutilisable (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td></td><td>Partenariat OEM</td><td>Modèles réutilisés</td><td>Contrôle visuels</td><td>Critère de SOH (%)</td><td>Autres</td></tr></thead><tbody><tr><td>Kyburz</td><td>Kyburz</td><td>Véhicules Kyburz</td><td>Oui</td><td>&gt;65%</td><td>NC</td></tr><tr><td>Entech</td><td>Stellantis</td><td>NC</td><td>Pas par Entech</td><td>&gt;70-80% (Projections)</td><td>NC</td></tr><tr><td>Eaton / xStorage</td><td>Nissan</td><td>Nissan Leaf</td><td>Pas par Eaton</td><td>&gt;70%</td><td>Seuil de température lors de la charge Tension</td></tr><tr><td>Connecte d Energy</td><td>Renault</td><td>Kangoo Z.E</td><td>Pas par Connected Energy</td><td>&gt;70%<fnref n="16" /></td><td>NC</td></tr><tr><td>Watt4ever</td><td>Aucun, sauf pour l'accès au gisement</td><td>Divers</td><td>Oui</td><td>&gt;90%</td><td>Impédance Tension</td></tr></tbody></table>

NC : non-communiqué

## L'existence d'un accord avec le metteur en marché

Toutes les initiatives étudiées de manière approfondie ont un accord de partenariat avec le metteur en marché.

Cet accord garantit tout ou partie de trois éléments essentiels à la réalisation d'initiatives de seconde vie :

* L'accès à un gisement de batteries usagées d'un même modèle. Cet élément est particulièrement clé à l'heure actuelle puisque le gisement est relativement limité, concentré sur quelques modèles plus anciens, et centralisé par les fournisseurs de véhicules en termes de filière de collecte. A terme, d'autres sources de batteries comme les centres VHU pourraient fournir un approvisionnement adéquat ;

* L'accès au système de gestion de la batterie (BMS), ce qui fournit d'une part des informations sur l'état de santé de la batterie, et permet de réutiliser le BMS (option choisie par Entech et Connected Energy). Dans tous les cas, même avec ces accords, les acteurs interrogés considèrent qu'un accès à un BMS standardisé serait une amélioration nette pour permettre la seconde vie de ces batteries. Le projet de Règlement européen envisage d'obliger les OEM à donner accès au BMS en lecture seule aux opérateurs préparant à la réutilisation (article 14) pour l'évaluation de la capacité restante et de la durée de vie restante des batteries, un an après l'entrée en vigueur du Règlement. En outre, à partir de 2026, l'accès à ces informations devra être rendu possible sans la nécessité de passer par le BMS, via le QR code prévu par le passeport batterie, ce qui implique une forme de communication entre le BMS et le système d'information support au passeport batterie.

<footnote n="16">¹⁶ Niveau de SoH accepté en pratique. Connected Energy ne l'a pas défini comme un critère de SoH, la valeur minimale pouvant dépendre du prix.</footnote>
* L'accès à des instructions de sécurité fournies par le constructeur automobile pour l'utilisation de la batterie en seconde vie (les initiatives d'Entech, d'Eaton et de Connected Energy sont concernées).

Pour Watt4ever, l'accord de Febelauto (éco-organisme belge de gestion des VHU et batteries utilisées dans les VHE et membre fondateur de Watt4ever) avec certains constructeurs donne accès au gisement mais pas au BMS.

Cet accord est particulièrement stratégique pour le moment car ce sont les metteurs en marché qui centralisent le gisement. Si d'autres organisations sont retenues dans le cadre de la future REP reposant par exemple sur une centralisation par l'écoorganisme, et de manière opérationnelle par les centres VHU, des partenariats avec ces acteurs seraient également stratégiques.

## L'existence d'un gisement suffisant de batteries de même nature

Toutes les batteries faisant l'objet d'une seconde vie au sein des initiatives étudiées sont des batteries Li-ion.

Les initiatives étudiées valorisent des batteries issues de véhicules de type L2 à L5 (Kyburz : 3 4 roues motorisés) et M (Eaton, Watt4ever, Connected Energy et Entech : véhicules pour le transport de personnes).

Aucune technologie de Li-ion n'est considérée comme non réutilisable en tant que telle. Les technologies faisant l'objet d'une seconde vie sont diverses : LFP (Kyburz), NMC (Watt4Ever, Eaton), NMA (Watt4Ever), LMO (Eaton).

Les batteries usagées de véhicules électriques de catégorie M sont aujourd'hui rarement composés de cellules de type LFP, contrairement aux véhicules plus légers (Kyburz).

Pour les initiatives étudiées, les cellules faisant l'objet d'une seconde vie sont prismatiques (Kyburz, Watt4Ever) ou « pouch » (Watt4Ever). Les cellules de type cylindrique sont peu utilisées dans les véhicules qui faisaient l'objet des initiatives étudiées, elles sont en revanche utilisées dans les véhicules de type L1 ou les batteries utilisées dans les autres moyens de transport légers.

Finalement, le principal critère technique pour évaluer le potentiel de réutilisation d'une batterie est le gisement : les concepteurs de systèmes évaluent le gisement de batteries d'une technologie avant de développer un prototype et un produit afin de vérifier que les quantités sont suffisantes pour justifier les dépenses de prototypage. Le gisement ainsi recherché peut aussi bien concerner un unique modèle de véhicule ou bien plusieurs modèles utilisant les mêmes modules. Watt4ever prend par exemple en compte les différents modèles de packs utilisant un même type de modules afin d'évaluer le gisement accessible.

## L'absence de signes de chocs ou dégradation extérieurs

Toutes les initiatives assurent un contrôle visuel des batteries avant d'offrir une seconde vie au pack batterie, à ses modules ou cellules. Les batteries endommagées ne sont pas réutilisées.

Le contrôle visuel peut être réalisé en amont par le constructeur automobile (dans le cas d'Entech, Eaton, Connected Energy et Kyburz) et/ou directement par le concepteur de système de seconde vie (pour Watt4ever).

## Une capacité supérieure à 65% de la capacité initiale (SOH)

La capacité restante est supérieure à 65% pour l'ensemble des initiatives étudiées. Selon les initiatives, le seuil retenu est même de 70% (pour Eaton par exemple), ou même de 90% (pour Watt4Ever).

## D'autres critères confidentiels
Outre la capacité, l'impédance (Watt4Ever), la tension (Watt4Ever, Eaton) et la température (Eaton) lors de la charge de la batterie sont évalués selon les initiatives, une partie de ces informations pouvant être fournies par le BMS lorsque celui-ci est accessible.

De plus, les entreprises disposant de batteries déjà testées par l'OEM (Eaton et Connected Energy) définissent des critères d'acceptation au fournisseur, elles n'ont pas souhaité communiquer ces critères et/ou les seuils associés.

### VI.2.2. Lien entre le type de batterie et le type d'application visée

Pour un réemploi dans des véhicules électriques, les batteries utilisées ont été conçues initialement pour l'application visée (ex : Kyburz).

Pour une réaffectation, en vue de stockage d'énergie stationnaire, aucun lien n'a pu être établi entre le type de batterie d'origine et le type d'application visée pour la seconde vie (résidentiel, industriel, services réseau...). Sur base des initiatives approfondies, c'est avant tout l'architecture complémentaire du système de stockage d'énergie stationnaire qui détermine l'application visée (mise en série et en parallèle, convertisseurs, système de pilotage...).

A noter que les SES utilisant des batteries neuves privilégient aujourd'hui les batteries LFP. Le fait que les batteries de seconde vie n'utilisent pas cette technique n'est pas noté comme un frein par les différents acteurs interrogés.

Pour certaines initiatives, il y a plusieurs types de seconde vie envisagées en fonction de différents critères.

* Le concept MultiLife porté par Kyburz propose un réemploi dans des véhicules (catégories L2 à L5) pour des SoH supérieurs à 85% et une seconde vie via une préparation à la réaffectation, sous forme de SES, pour des SoH supérieurs à 65%.

* Le partenaire d'Entech, Talendi, en fonction des tests réalisés sur le pack batterie fournit les packs batteries complets à Entech pour des SES de grands formats, ou conçoit des SES petits formats à partir des modules. Les tests réalisés et les critères justifiant cette orientation sont confidentiels.

* D'après Eaton, Nissan fournit des batteries avec un SoH compris entre 70% et 75% mais a d'autres débouchés pour les batteries avec un SoH supérieur (Eaton n'a pas pu nous fournir plus de détails à ce sujet) ;

* Watt4Ever revend les modules qui ne lui sont pas utiles auprès d'autres acteurs de la seconde vie (particuliers et petites structures) en Europe. Ce choix de revente est principalement dû au fait que le gisement de certains modèles de batteries jugé trop faible pour justifier les coûts de prototypage.

### VI.2.3. Tests permettant d'évaluer le caractère réutilisable des batteries

L'évaluation du caractère réutilisable des batteries entrantes se fait via la réalisation de tests.

La nature exacte des tests réalisés est confidentielle. Les porteurs de projet ont précisé que les tests constituent l'essentiel de leur valeur ajoutée et n'ont donc pas souhaité communiquer les protocoles, voire le type de tests réalisés / les paramètres mesurés.

Le tableau ci-dessous résume les informations disponibles sur les tests réalisés. L'indication du sigle NC (non communiqué) indique que l'information n'a pas été fournie par le porteur de projet interrogé (Entech, Eaton et Connected Energy), ces tests étant réalisés par d'autres acteurs.
<table><caption>Tableau 19 : Tests d'évaluation du caractère réutilisable des batteries / modules / cellules entrantes (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th></th><th>Lecture du BMS</th><th colspan="3">Cycle de charge décharge (mesure du SOH)</th><th>Tests supplémentaires nécessaires</th></tr></thead><tbody><tr><td>Kyburz</td><td>Oui</td><td>/</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>Oui</td></tr><tr><td>Entech</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>/</td><td>Non</td><td>NC</td></tr><tr><td>Eaton / xStorage</td><td>Oui</td><td>NC</td><td>Oui</td><td>Non</td><td>Oui</td></tr><tr><td>Connected Energy</td><td>Oui</td><td>Oui</td><td>/</td><td>Non</td><td>NC</td></tr><tr><td>Watt4ever</td><td>Si accessible</td><td>Oui (dépend de la batterie)</td><td>Oui</td><td>Non</td><td>Oui</td></tr></tbody></table>

NC : non-communiqué

## Lecture du BMS

La lecture du BMS permet d'avoir accès à la capacité restante, au niveau de charge, à la tension de la batterie et à la température lors de la charge de la batterie.

## Mesure du SOH

Le SOH est mesuré via un cycle de charge et de décharge de la batterie. Ce test est coûteux en temps.

Le SOH est mesuré sur les packs et/ou les modules en fonction des initiatives. La mesure est effectuée au même niveau que le niveau d'intervention de la préparation à la seconde vie, et dans le cas où les modules sont réutilisés un premier test sur le pack peut avoir été fait en amont.

## Autres tests

En plus du cycle de charge-décharge et de la lecture du BMS, les acteurs interrogés ont mentionnés que d'autres tests sont nécessaires mais n'ont pas souhaité communiquer sur ces tests.

Watt4Ever a aussi indiqué réaliser des tests par spectroscopie d'impédance, cette information n'ayant pas été transmise par les autres acteurs interrogés.

## Acteurs responsables des tests

Le tableau ci-dessous présente les acteurs en charge des tests sur les batteries entrantes. En fonction des initiatives, les tests sont réalisés par l'OEM ou un partenaire en amont de la livraison des batteries au concepteur de système de seconde vie. Le projet xStorage a la particularité d'avoir des premiers tests effectués par Nissan qui sont ensuite vérifiées par Eaton. Talendi, qui réalise les tests pour Entech, a la particularité d'être une entreprise spécialisée dans l'emploi de personnes en situation de handicap.

Ces tests amont peuvent permettre à l'OEM d'avoir un contrôle sur les batteries qui sont utilisées en seconde vie, sur leur valeur et de potentiellement conserver une partie du gisemen. Ils permettent également au concepteur de systèmes de seconde vie d'avoir une garantie de sécurité dans des gammes d'utilisations prédéfinies (c'est le cas pour Entech, Eaton et Connected Energy). Mais cela peut aussi permettre au concepteur du système de seconde vie de s'affranchir des compétences nécessaires à ces tests (c'est le cas de Connected Energy)
<table><caption>Tableau 20: Acteurs responsables des tests sur les batteries entrantes (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th></th><th>Acteur</th><th>Type d'acteur</th></tr></thead><tbody><tr><td>Kyburz</td><td>Kyburz</td><td>Constructeur véhicule 2,3, 4 roues électriques &<br>Concepteur de systèmes de seconde vie (CSSV)</td></tr><tr><td rowspan="2">Entech</td><td>Stellantis</td><td>Constructeur automobile (OEM)</td></tr><tr><td>Talendi</td><td>Sous-traitant industriel</td></tr><tr><td rowspan="2">Eaton / xStorage</td><td>Nissan (sélection)</td><td>Constructeur automobile (OEM)</td></tr><tr><td>Eaton (vérification)</td><td>Entreprise spécialisée dans les systèmes électriques<br>& Concepteur de systèmes de seconde vie (CSSV)</td></tr><tr><td>Connected Energy</td><td>Renault</td><td>Constructeur automobile (OEM)</td></tr><tr><td>Watt4ever</td><td>Watt4Ever</td><td>Concepteur de systèmes de seconde vie (CSSV)</td></tr></tbody></table>

NC : non-communiqué

### VI.2.4. Proportion des batteries pouvant être réutilisées

Le tableau ci-dessous résume la proportion de batteries qui sont réutilisables, et les facteurs de contexte qui l'expliquent (particularités du gisement, critère de SOH entrant, type d'intervention).

<table><caption>Tableau 21 : Proportion de batteries (packs, modules ou cellules) réutilisables (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th></th><th>Particularités du gisement</th><th>Echelle d'intervention</th><th>SoH entrant</th><th>Part des batteries réutilisés (%)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">Kyburz</td><td rowspan="2">Gisement interne</td><td>Modules (réemploi)</td><td>85%-100%</td><td>40%</td></tr><tr><td>Cellules (réutilisation)</td><td>65%-85%</td><td>57%</td></tr><tr><td>Entech</td><td>Issu de batteries tests</td><td>Packs</td><td>&gt;90% (actuel)<br>70-80% (Projections)</td><td>NC</td></tr><tr><td>Eaton / xStorage</td><td>Gisement mondial. Véhicule vendu depuis 2011 (Nissan Leaf)</td><td>Modules</td><td>70%-75%</td><td>NC</td></tr><tr><td>Connected Energy</td><td>Véhicule vendu depuis 2011 (Kangoo Z.E)</td><td>Packs</td><td>70%-80%</td><td>NC</td></tr><tr><td>Watt4ever</td><td>Accessible via un éco-organisme</td><td>Modules</td><td>90%-95%</td><td>30%</td></tr></tbody></table>
NC : non-communiqué

Les batteries utilisées par Entech, Eaton et Connected Energy étant fournies par les OEM après un éventuel pré-tri, la proportion de batteries réutilisables par rapport au gisement total n'est pas connue par les structures interrogées.

Entech et Watt4Ever estiment que les SoH actuels sont peu représentatifs du futur de la seconde vie puisque le gisement de batteries utilisées pour la réalisation des initiatives sont essentiellement des batteries de tests constructeurs (c'est le cas pour le projet ABR de Entech et pour la majorité des batteries collectés par Watt4Ever). Ces batteries sont susceptibles d'avoir un meilleur SoH et donc d'être davantage réutilisables que le gisement futur moyen de batteries en fin de vie.

Watt4Ever estime aussi que le gisement disponible pour la seconde vie représente 15% à 30% des batteries usagées. Aujourd'hui Watt4Ever indique réutiliser 30% des batteries collectées par Febelauto en Belgique. Ce chiffre est amené à changer mais selon Watt4Ever, il pourrait avoir tendance à croître ou à diminuer. En effet, d'une part le SoH actuel n'est pas représentatif du gisement futur, mais d'autre part Watt4ever est actuellement relativement sélectif sur les types de modules réutilisés pour disposer d'un gisement suffisant, cette contrainte pouvant diminuer à mesure que le gisement croît.

L'initiative Kyburz fait figure d'exception puisqu'elle utilise des batteries ayant été utilisées en conditions réelles mais récupérées après un temps déterminé (non communiqué par Kyburz) et non à la suite d'un retour client ou à une fin de vie : la part de batteries pouvant être réutilisées est de 97%, dont 40% de réemploi et 57% de réutilisation.

## VI.2.5. Echelle d'intervention

Les acteurs interrogés ont choisi d'intervenir sur les batteries à différentes échelles (pack/module/cellule), le tableau ci-dessous présente les échelles choisies par les différents projets étudiés ainsi que l'acteur réalisant le démontage de la batterie le cas échéant.

<table><caption>Tableau 22: Echelle d'intervention sur les batteries (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th></th><th>Echelle d'intervention (pack/ module / cellule)</th><th>Acteur réalisant le démontage</th></tr></thead><tbody><tr><td>Kyburz</td><td>Modules (réemploi)<br>Cellules (réutilisation)</td><td>Kyburz</td></tr><tr><td>Entech</td><td>Packs</td><td>/</td></tr><tr><td>Eaton / xStorage</td><td>Modules</td><td>Nissan</td></tr><tr><td>Connected Energy</td><td>Packs</td><td>/</td></tr><tr><td>Watt4ever</td><td>Modules</td><td>Watt4Ever</td></tr></tbody></table>

Les différents acteurs interrogés ont appuyé leurs choix d'arguments en faveur ou en défaveur de telle ou telle échelle d'intervention, ces éléments de choix sont regroupés ci-dessous.

### Intervention à l'échelle des packs

Entech et Connected Energy ont fait le choix de travailler à l'échelle des packs pour les raisons suivantes :

* Le BMS original du pack peut être réutilisé tel quel,
* Le constructeur garantit la sécurité et définit les gammes d'utilisation du pack dans son intégralité,

* Les mesures de sécurité originales du pack sont conservées

* Aucune étape de démontage n'est nécessaire, les coûts sont donc réduits et les risques de casse diminués.

Le cas d'Entech est à nuancer dans la mesure où dans le cadre du projet ABR, Talendi, son partenaire, sélectionne des batteries à réutiliser à l'échelle des modules pour des systèmes de petites capacités. Les critères pour la réutilisation à l'échelle des modules ne sont pas connus.

## Intervention à l'échelle des modules

Watt4Ever et Eaton ont choisi de travailler à l'échelle des modules pour les raisons suivantes :

* Les modules permettent de proposer des systèmes plus denses énergétiquement que les packs, grâce à l'optimisation de l'espace dans les systèmes qui peut être faite avec les modules qui sont de dimensions plus petites que les packs,

* La conception de systèmes de petite capacité ne peut pas être faite avec des packs : les grandes capacités des packs permettent moins de modulation des capacités des systèmes et la taille des packs est trop grande par rapport à la taille visée des systèmes,

* Il est plus facile, logistiquement, de transporter des modules pour les mêmes raisons d'optimisation de l'espace (Eaton),

* La conformité de chaque module est garantie (Eaton). A noter que ce n'est pas le cas pour Watt4Ever qui teste seulement 10% des modules par pack considérant que le SoH est le même au sein d'un même pack,

* Cela permet d'utiliser un BMS pour un nombre plus restreint de modules et donc de cellules que dans un pack et donc d'avoir une meilleure vision et un meilleur contrôle sur chacune (Eaton),

* Travailler à l'échelle du pack sans accès au BMS est impossible (Watt4Ever),

* Le coût de démontage n'est pas un coût élevé (Watt4Ever).

Eaton représente un cas particulier car l'entreprise achète les modèles déjà démontés auprès de Nissan. En effet, Nissan est le fabricant des modules et produit aussi des modules neufs qui sont vendus à Eaton.

## Intervention à l'échelle des cellules

L'initiative portée par Kyburz est un cas particulier car les SES de seconde vie sont conçus à partir des cellules des batteries. Ce choix s'explique par le fait que Kyburz conçoit des véhicules légers à 2,3 et 4 roues qui n'utilisent non pas des packs batteries mais des modules, dans le cas du réemploi ces modules sont d'ailleurs réemployés tels quels dans des véhicules du même type. Ainsi pour travailler avec les cellules, Kyburz n'a qu'une étape de démontage à réaliser, étape qui est estimée simple par l'entreprise dans la mesure où celle-ci maîtrise sa technologie et son assemblage (qui était réalisé en interne jusqu'en 2006).

D'un autre côté les autres acteurs de la seconde vie interrogés qui utilisent des packs batteries pour véhicules de catégorie M n'envisagent pas de travailler au niveau des cellules pour les raisons suivantes :

* Le démontage est difficile techniquement

* Le démontage de module à cellule est coûteux,

* Travailler à l'échelle supérieure répond aux besoins de l'assemblage en SES.

## Lien entre l'échelle d'intervention et l'application visée.

L'échelle d'intervention a un lien avec l'application visée non pas en termes de limitation technologique mais en termes d'espace nécessaire. Ainsi des systèmes de petites capacités ne peuvent pas être
conçus à partir de packs qui ne peuvent être utilisés que dans des systèmes conteneurisés. Cela limite les applications en fonction : :

* les applications résidentielles et destinées aux particuliers et aux petites entreprises ne sont pas possibles avec des systèmes utilisant les batteries sous forme de packs,

* à l'inverse, les coûts des SES neufs de grande capacité sont plus faibles au kWh (cf. partie VI.4.2.2) donc les coûts de démontage vont peser davantage sur la compétitivité des systèmes de seconde vie, ce qui peut expliquer le choix d'intervenir au niveau des packs pour ces applications.

### VI.2.6. Autres informations

#### Tests après assemblage

Un contrôle qualité des batteries sortantes est également effectué par les entreprises en charge de la production des systèmes de seconde vie. Durant ces tests, la capacité du système, la tension et l'ampérage des SES sont contrôlés.

#### Normes considérées

La conception est le test de ces systèmes est réalisé selon plusieurs normes qui sont, en l'absence de normes européennes spécifiques, adaptées par les CSSV au contexte des batteries de seconde vie. Parmi ces normes utilisées il est possible de citer :

* IEC 62620 et IEC 62619,

* UL 9540,

* C15-100,

Cela ne correspond pas exactement à ce que prévoit le futur règlement batteries qui définit une liste complète de tests à effectuer (voir III.2) qui ne sont aujourd'hui pas tous mis en pratique par les différents acteurs interrogés.

#### Suivi en fonctionnement

En fonctionnement, un suivi du système est assuré par :

* La mesure de différents paramètres en temps réel : SoH, niveau de charge, tension, intensité via différents capteurs et le BMS,

* Les modules sont gérés par un BMS qui peut être le BMS original du pack (Entech, Connected Energy) ou un nouveau BMS adapté à une utilisation d'un SES (Kyburz, Eaton, Watt4Ever),

* Un système de pilotage ou de contrôle électronique est aussi généralement ajouté afin d'optimiser l'usage des batteries en fonction de l'application et de leur état de santé. Ce type de système peut être associé à un système intelligence artificielle,

* Un BMS supplémentaire peut aussi être utilisé pour gérer le système dans son intégralité (c'est le cas pour Connected Energy).

#### Sécurité

Actuellement, dans les différents cas étudiés la sécurité lors de l'utilisation est garantie par les mesures et contrôles en fonctionnement présentés ci-dessus. Le BMS entraîne notamment un arrêt en cas de dysfonctionnement : surcharge, température trop élevée. La sécurité est aussi garantie par le respect des gammes d'utilisation fournies par le constructeur (dans le cas d'un partenariat avec celui-ci). De manière générale, des préconisations d'utilisation sont aussi fournies aux clients.

Pour ce qui est du risque incendie, les différentes entreprises interrogées prennent en compte ce risque en identifiant les risques en amont en mesurant les effets en cas de surchauffe ou bien en définissant des gammes d'utilisation sures. Les systèmes conçus peuvent aussi être conçus avec différents éléments empêchant la propagation d'un potentiel feu (mousses, etc.).
## Aspects règlementaires

La réglementation n'est pas considérée comme un frein pour les initiatives interrogées. Il faut noter que c'est un domaine relativement peu maîtrisé par les interlocuteurs que nous avons interrogés, qui n'ont pour la plupart pas pu fournir de réponses claires à ce sujet. Cependant, d'après les éléments identifiés :

* La réglementation ADR relative au transport de produits dangereux est respectée pour le transport des batteries.

* Une partie des acteurs interrogés (Entech, Connected Energy, Watt4Ever) indiquent attendre beaucoup du futur Règlement Batteries, cela dans un objectif de pouvoir accéder à des informations de la première vie (cela concerne à la fois l'accès au BMS et le passeport batteries) ou bien afin d'être sûr que ce Règlement n'apportera pas de freins réglementaires.

* Les batteries usagées entrant dans le processus de préparation à la seconde vie ne sont pas considérées comme des déchets aussi bien par les constructeurs automobiles fournisseurs de ces batteries que par les concepteurs de systèmes de seconde vie.

Etant donné ce non-statut de déchet, la responsabilité relative au système de stockage d'énergie final repose sur l'OEM dans le cas d'une remise sur le marché dans le même pays et sur le fabricant du SES lors de la remise sur le marché dans un autre pays que celui de la mise en marché initiale (cela concerne Eaton, Connected Energy et une partie des systèmes vendus par Watt4Ever à l'international). Cette responsabilité concerne aussi bien le risque de sécurité que la responsabilité élargie du producteur. A noter toutefois que ce mode de gestion ne correspond pas à ce que prévoit le projet Règlement Batteries (voir III.2).

* Les concepteurs de systèmes de seconde vie ne disposent donc pas non plus de permis d'environnement leur permettant le stockage et le traitement de déchets. En France, ils peuvent disposer du permis ICPE 2925 permettant la charge et la décharge de batteries (c'est le cas d'Entech). Watt4Ever est couvert par le permis d'environnement de son partenaire Out of Use qui dispose d'une autorisation de stockage de batteries et de traitement des DEEE.

## VI.3. Pertinence environnementale de la seconde vie

Une proportion significative de batteries peut donc être réutilisée au lieu d'être recyclée, ce qui permet d'allonger la durée de vie des batteries et ainsi d'engendrer des bénéfices environnementaux liés à la production et à la fin de vie. Cependant, la seconde vie engendre des impacts supplémentaires lors de la préparation et de la phase d'utilisation. Aucune étude d'analyse de cycle de vie n'a été identifiée pour comparer les impacts environnementaux de la seconde vie et du recyclage. La réalisation d'une telle étude dépasse le cadre du présent rapport. Cependant, quelques éléments qualitatifs et quelques données quantitatives sont compilées dans ce rapport afin de permettre de se faire une idée des avantages environnementaux de la seconde vie.

Pour estimer l'intérêt environnemental de la seconde vie, il faut comparer la seconde vie avec la « première utilisation » d'une batterie pour la seconde application. Si une batterie est utilisée pour une application A et réutilisée pour une application B, dans les 2 cas (réutilisation ou non), il y aura la première utilisation A et une fin de vie. L'enjeu porte donc uniquement sur l'utilisation B.
<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 11 : Périmètre de comparaison des systèmes de première et de seconde vie (RECORD, 2023)</figcaption></figure>

Si la seconde vie a une durée de 5 ans et celle d'une batterie neuve pour l'application B de 10 ans, on compare pour une durée d'utilisation de 5 ans :

* **S1 - Système première vie** : 5/10 de la production, utilisation pendant 10 ans et fin de vie d'une batterie pour application B

* **S2- Système seconde vie** : utilisation pendant 5 ans d'une batterie réutilisée pour application B, production, utilisation et fin de vie des appareils nécessaires (convertisseur et connections)

Qualitativement, on peut dégager les points de comparaison suivants :

* S2 permet un allongement de la durée de vie des batteries, ce qui permet d'amortir l'impact environnemental lié à la fabrication et à la fin de vie de la batterie (recyclage final) sur une durée plus longue.

* En contrepartie, S2 entraîne des impacts environnementaux supplémentaires par rapport à S1 :

* Des pertes par cycle plus élevées pour les batteries anciennes que pour des batteries neuves, entraînant une perte d'énergie plus grande pour l'utilisateur,

* L'ajout de convertisseurs supplémentaires par rapport à un système construit à partir de batteries vierges,

On signalera aussi pour mémoire 2 impacts environnementaux négligeables :

* Les tests, qui ajoutent un cycle de charge et décharge.

* Le démontage, essentiellement manuel.

* Le recyclage des coques, du BMS issu de la première vie et de l'ensemble des composants non réutilisés n'est pas évalué car le recyclage est considéré similaire entre S1 et S2. De même, le BMS du SES n'est pas comptabilisé car il est supposé avoir une durée de vie similaire dans S1 et S2.

Quelques données ont pu être compilées pour mesurer l'impact de ces différents éléments. L'indicateur d'impact environnemental « changement climatique » a été retenu pour la comparaison, les enjeux environnementaux étant essentiellement des enjeux énergétiques pour la production et le recyclage des batteries. L'enjeu « ressources minérales » est également particulièrement pertinent mais n'a pas été analysé dans ce rapport.
<table><caption>Tableau 23: Bilan environnemental de la seconde vie (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><th colspan="2">Bénéfices environnementaux de l'allongement de la durée de vie</th></tr></thead><tbody><tr><td>Bilan carbone de la production des batteries Li-ion</td><td>9,3 kg CO2 eq./kg<br>Source: Ecoinvent, LFP</td></tr><tr><td>Bilan carbone du recyclage des batteries Li-ion</td><td>0,9 kg CO2 eq./kg<br>Source: Ecoinvent<sup>17</sup></td></tr><tr><td>Durée de vie d'une batterie vierge dans un SES</td><td>10 ans</td></tr><tr><td>Durée de vie d'une batterie de seconde vie</td><td>5 ans</td></tr><tr><td>Allongement de la durée de vie</td><td>50%</td></tr><tr><td>Densité énergétique du pack LFP</td><td>80-150<br>Cf. section IV.1.1</td></tr><tr><td>Bénéfice environnemental de l'allongement de la durée de vie</td><td>5.1 kg CO2 eq/kg<br>34-64 kgCO2eq/kWh capacité</td></tr><tr><th colspan="2">Impacts supplémentaires liés à la seconde vie</th></tr><tr><td>Bilan carbone d'un convertisseur 2.5 kW</td><td>231 kgCO2eq / unité<br>Source: Ecoinvent</td></tr><tr><td>Nombre de convertisseurs supplémentaires nécessaires</td><td>1 unité / 5 kWh capacité<br>Estimation des auteurs à partir des données fournies par les initiatives<br>Forte incertitude</td></tr><tr><td>Bilan carbone d'un cycle de charge / décharge de test</td><td>0.04 kg CO2/kWh de capacité (France)<br>Source: Base Empreinte<br>Pour une source fossile (correspondant à une moindre exportation vers des pays qui produisent à partir de fossile): 0.4 kg CO2/kWh de capacité</td></tr><tr><td>Nombre de cycles restants</td><td>1825 (hypothèse de 5 ans)</td></tr></tbody></table>

<footnote n="17">17 used Li-ion battery - treatment of used Li-ion battery, hydrometallurgical treatment - GLO (kg), used Li-ion battery - treatment of used Li-ion battery, pyrometallurgical treatment - GLO (kg)</footnote>
<table><tr><td>Profondeur de décharge (première et seconde vie)<sup>18</sup></td><td>80-85%<br>Source: Watt4Ever</td></tr><tr><td>Efficacité de cycle batterie vierge</td><td>80%<sup>19</sup></td></tr><tr><td>Efficacité de cycle batterie de seconde vie</td><td>75%<sup>19</sup></td></tr><tr><td>Surconsommation énergétique liée aux pertes de cycles</td><td>(80%-75%)*1825*(82.5%)= 75 kWh<br>consommation électrique/ kWh capacité<br>Forte incertitude</td></tr><tr><td>Bilan carbone lié à la surconsommation liée aux pertes de cycles- pour la durée de vie restante</td><td>Pour du gaz naturel : 0.42*1825*(80%-75%)*(82.5%) = 32 kgCO2 eq / kWh capacité<br>Pour le mix électrique moyen français (moins pertinent) : 0.04*1825*(80%-75%)*(82.5%) = 3 kgCO2 eq / kWh capacité<sup>20</sup></td></tr><tr><td>Bilan carbone lié à la surconsommation de convertisseurs</td><td>231*0.2=46.2 kgCO2eq/kWh capacité</td></tr></table>

Les résultats ne permettent pas de conclure de manière certaine sur la pertinence environnementale de la seconde vie, en raison des fortes incertitudes liées aux données collectées dans le cadre de ce travail simplifié, et puisqu'il ne s'agit pas d'une ACV complète assurant une adéquation des données utilisées aux différentes phases du cycle de vie, et que certaines phases du cycle de vie n'ont pas été étudiées (transport, démontage, consommation énergétique des convertisseurs supplémentaires).

De plus, ces résultats sont appropriés pour un allongement de la durée de vie de 50%. L'hypothèse a été faite que la durée de vie des systèmes n'est limitée que par ses propriétés et qu'il y a une utilisation continue de batteries à remplacer. Des cas particuliers peuvent exister où les conclusions ne sont pas valables, par exemple si les batteries de seconde vie sont utilisées dans des équipements proches de leur fin de vie et dont les batteries ne seront pas réutilisées. Dans ce cas, la durée de vie de la batterie de seconde vie peut être équivalente à celle d'une batterie vierge car limitée par la durée de vie restante de l'équipement, et le bénéfice environnemental est supérieur à celui estimé ci-dessous (deux fois dans le cas d'un allongement de 100%).

<footnote n="18">¹⁸ La décharge d'une batterie utilisée en usage stationnaire n'est jamais totale, notamment pour préserver son intégrité. La profondeur de décharge est le taux de décharge de la batterie moyen à chaque cycle, il est considéré le même pour des systèmes de première et de seconde vie.</footnote>

<footnote n="19">¹⁹ Ioakimidis et al (2019) Life Cycle Assessment of a Lithium Iron Phosphate (LFP) Electric Vehicle Battery in Second Life Application Scenarios, Sustainability, 11(9), 2527; https://doi.org/10.3390/su11092527</footnote>

<footnote n="20">²⁰ Le bilan carbone des pertes a été considéré avec l'impact carbone du mix électrique français (40 gCO2eq/kWh). Il est similaire à l'impact carbone associé à un mix électrique 100% solaire dans le cas d'un usage stationnaire pour le stockage d'énergie photovoltaïque. Il serait inférieur pour du stockage d'énergie éolienne (d'environ un facteur 3).</footnote>
Cependant, l'exercice permet de conclure que l'avantage environnemental de la seconde vie n'est pas évident et qu'il dépend :

* Des pertes énergétiques supplémentaires par cycle liées à l'âge de la batterie. Si le mix électrique est fortement carboné (production à partir de gaz, de fioul ou de charbon), et avec un taux de pertes (roundtrip efficiency) supplémentaire de 6% ou plus, la surconsommation électrique surcompense l'économie de production/fin de vie de batterie LFP et la prolongation de la durée de vie de 50% est néfaste pour le changement climatique.

Dans la plupart des cas, le mix électrique à prendre en considération est bien un mix fossile (gaz, fioul ou charbon) car pour les fonctions de lissage de pics réseau, de stockage d'énergie renouvelable ou même de groupe de secours, le SES se substitue in fine à des énergies fossiles. En l'absence d'effacement de la consommation, une perte énergétique dans le SES engendre une production énergétique fossile supplémentaire (une explication plus détaillée de ce point est disponible en annexe : VII.4).

A contrario, pour un usage de batterie en groupe de secours (UPS), le mix à considérer est le mix moyen horaire lors de la recharge du groupe secours, et l'impact environnemental des pertes est donc peu significatif.

* De l'ajout éventuel de convertisseurs supplémentaires pour le système de seconde vie, qui peuvent pénaliser significativement le bilan de la seconde vie. Il serait pertinent d'affiner les données liées aux impacts environnementaux des convertisseurs et le ratio de convertisseurs supplémentaires nécessaires dans le cadre d'un exercice plus approfondi.

En termes d'ecoconception des systèmes de seconde vie on peut donc noter que :

* L'efficacité des cycles des batteries usagées devrait faire partie des critères de sélection des batteries pouvant faire l'objet de réutilisation, et des critères de qualification des systèmes de stockage d'énergie issus de batteries de seconde vie, afin de permettre aux utilisateurs de faire un choix éclairé. Des pertes par cycle supérieures de 6% à celles observées pour un système neuf pourraient rendre la seconde vie non pertinente. Cela peut correspondre à une durée de vie initiale maximale lorsque la perte en efficacité est prévisible. L'efficacité de cycle et sa diminution dans le temps fait partie des critères de performance électrochimique et de durabilité exigées du projet de Règlement Batteries (Annexe IV) pour les batteries de moyens de transport léger, les batteries industrielles (y inclus les SES) et les batteries de véhicules électriques. D'après ce projet, ces critères seront exigés pour toute mise en marché et donc également pour les systèmes de seconde vie (cf. partie III.2);

* Les usages des batteries de seconde vie pour des groupes de secours est potentiellement plus pertinente pour des batteries avec des pertes par cycle significatives. L'enjeu des pertes est alors négligeable puisque le groupe de secours est peu utilisé. La nécessaire fiabilité pourrait cependant impliquer de surdimensionner l'installation de seconde vie (davantage de batteries disponibles en cas de défaillance), ce qui réduit l'avantage de la seconde vie et n'a pas été pris en compte ici.

* L'ajout de convertisseurs supplémentaires devrait être davantage approfondi, mais doit être maîtrisé.

Les conclusions sont à nuancer au vu des hypothèses réalisées qui seraient à discuter plus précisément dans le cadre d'une évaluation environnementale complète par le biais d'une ACV. De manière générale, pour les équipement électriques et électroniques, l'existence d'un avantage environnemental à l'allongement de la durée de vie est à vérifier au cas par cas, les enjeux de consommations énergétiques, de pertes et de matières premières rendant les résultats dépendant des paramètres et considérations clés.
## VI.4. Modèle économique de la seconde vie

Cette section présente le modèle économique de la seconde vie ; elle combine une description du modèle et une compilation des données économiques. A différence des informations sur les initiatives fournies dans les autres sections du rapport, l'information sur le modèle économique provient principalement de la littérature. Ceci est dû au fait que les initiatives approfondies n'ont communiqué que peu de données économiques.

La section se focalise donc moins sur les initiatives spécifiques et aborde le modèle économique de manière générale.

### VI.4.1. Synthèse

#### DESCRIPTION DU MODÈLE

Avant de rentrer dans l'analyse du modèle économique il faut noter que le secteur de la seconde vie des batteries usagées issues de la mobilité électrique est relativement nouveau. Une faible maturité commerciale des initiatives actuelles est constatée<fnref n="21" />, ce qui est cohérent avec l'état de développement des initiatives approfondies. Ainsi, les pratiques, les procédés, et donc les coûts observés actuellement vont vraisemblablement évoluer en concomitance avec la croissance du parc de batteries usagées qui accompagne avec retard la transition de la mobilité des véhicules thermiques aux véhicules électriques.

Ce paragraphe résume le modèle économique de la préparation à la seconde vie des batteries.

Le concepteur de système de seconde vie (CSSV) acquiert des batteries Li-ion usagées issues de la mobilité électrique, en payant un prix d'acquisition ; il va préparer à la seconde vie ces batteries et les utiliser pour assembler des systèmes de stockage d'énergie qui vont par la suite être vendus à des organisations (à savoir des entreprises, institutions publiques, etc.) ou à des particuliers.

Des variantes à ce modèle peuvent exister, par exemple le détenteur de la batterie peut également être le préparateur à la seconde vie, les spécificités des initiatives par rapport au modèle décrit de manière résumée ci-avant sont discutées dans les fiches des initiatives.

Concrètement, les coûts de la filière de la seconde vie sont générés principalement par deux postes :

1) l'acquisition des batteries usagées et les coûts de préparation à la seconde vie des batteries usagées (tests, démantèlement, etc.);

2) la construction des systèmes de stockage, qui englobe

* la conception des systèmes de stockage d'énergie (R&D, prototypage)

* l'assemblage et l'installation des systèmes de stockage d'énergie.

Le premier poste est très spécifique à la seconde vie ; le deuxième poste est relativement similaire aux coûts d'un système de première vie, bien que quelques particularités s'observent en cas d'utilisation de batteries de seconde vie.

En fonction des services proposées, le CSSV peut également fournir un service de maintenance des systèmes installés.

En contrepartie, les revenus des CSSV sont générés par la vente des systèmes de stockage d'énergie. Le système peut être vendu en tant que bien, et donc le client devient propriétaire du système, ou en tant que service, auquel cas le CSSV reste propriétaire du système. Pour les systèmes vendus en tant que bien, les services de maintenance peuvent également être une source de revenu pour les CSSV.

<footnote n="21">²¹ CEA, Artelys, ATEE, ADEME. 2022. Annexe de l'étude PEPS5, rapport sur la seconde vie des batteries.</footnote>
Les coûts et revenus de l'activité de préparation à la seconde vie sont analysés et discutés dans les sections qui suivent. A noter que ces sections combinent à la fois :

* une description des étapes qui suivent les batteries usagées, entre leur acquisition et leur intégration dans les systèmes de stockage d'énergie ;

* un discussion des composantes de coûts et des paramètres exerçant une influence forte sur ceux-ci.

## DONNEES QUANTITATIVES SUR LES COUTS D'ACQUISITION ET DE PREPARATION A LA SECONDE VIE

Plusieurs travaux académiques ont cherché à estimer les coûts de la seconde vie, notamment celui d'acquisition et de préparation à la seconde vie des batteries usagées. La figure ci-après indique ces coûts.

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 12 : coûts d'acquisition et de préparation à la seconde vie d'après différentes sources (coût en € / kWh) (RECORD, 2023)</figcaption></figure>
Le tableau ci-après précise les données présentées dans la Figure 12.

<table><caption>Tableau 24 : récapitulatif des coûts d'acquisition et de préparation à la seconde vie d'après différentes sources (coût en EUR / kWh)<fnref n="22" /> (RECORD, 2023)</caption><thead><tr><td>Source</td><td>Année</td><td>Coût de la batterie de seconde vie</td><td>Coût d'acquisition des batteries usagées</td><td>Coût de préparation à la seconde vie</td></tr></thead><tbody><tr><td>[1]</td><td>2019</td><td>38</td><td>5</td><td>33</td></tr><tr><td>[1]</td><td>2019</td><td>140</td><td>Non disponible</td><td>Non disponible</td></tr><tr><td>[2]</td><td>2019</td><td>32</td><td>18</td><td>13</td></tr><tr><td>[3]</td><td>2021</td><td>29</td><td>9</td><td>20</td></tr><tr><td>[4]</td><td>2020</td><td>73</td><td>53</td><td>20</td></tr><tr><td>[5]</td><td>2015</td><td>40</td><td>17</td><td>23</td></tr><tr><td>[5]</td><td>2015</td><td>164</td><td>119</td><td>45</td></tr><tr><td>[6]</td><td>2023</td><td>120</td><td>Non disponible</td><td>Non disponible</td></tr><tr><td>[6]</td><td>2023</td><td>150</td><td>Non disponible</td><td>Non disponible</td></tr></tbody></table>

[1] Casals, Lluc Canals, et al. « Reused second life batteries for aggregated demand response services. » Journal of cleaner production 212 (2019): 99-108.

[2] Environmental, Kelleher. « Research study on reuse and recycling of batteries employed in electric vehicles: The technical, environmental, economic, energy and cost implications of reusing and recycling EV batteries. » Energy API (2019).

[3] Gloeser-Chahoud, Simon, et al. « Industrial disassembling as a key enabler of circular economy solutions for obsolete electric vehicle battery systems. » Resources, Conservation and Recycling 174 (2021): 105735.

[4] H. Ambrose, The 2nd Life Of Used EV Batteries, 2020

[5] Neubauer, Jeremy, et al. « Identifying and overcoming critical barriers to widespread second use of PEV batteries ». No. NREL/TP-5400-63332. National Renewable Energy Lab.(NREL), Golden, CO (United States), 2015.

[6] Watt4Ever - entretien 2023

Comme cela peut être constaté, il y a une forte variation entre les différentes estimations du coût de préparation à la seconde vie. La principale source de variation est le coût d'acquisition des batteries qui est associé à la capacité de stockage résiduelle de celle-ci (état de charge). Le coût de préparation à la seconde vie varie relativement moins ; pour ce volet du coût la variabilité va dépendre, entre autres, des économies d'échelle et du degré d'automatisation des installations de préparation à la seconde vie.

Le laboratoire national des énergies renouvelables aux Etas Unis (NREL pour son sigle en anglais) a mis à disposition du public un outil (sous format Microsoft Excel) de calcul du coût du préparation à la seconde vie en fonction des paramètres clés. L'outil est disponible ici<fnref n="23" />.

## DONNEES QUANTITATIVES SUR LES COUTS DE CONCEPTION, ASSEMBLAGE ET INSTALLATION DES SYSTEMES DE STOCKAGE

Le coût de conception, assemblage et installation des systèmes de stockage est très dépendant de l'application du système de stockage (des exemples d'application sont le stockage résidentiel, la gestion de l'intermittence des énergies renouvelables, la gestion des pics de consommations, etc.). Les travaux

<footnote n="22">²² A l'exception des données de [6], les données originales étaient exprimées en $ / kWh ; elles ont été transformées en appliquant un taux de change USD/EUR de 0.9.</footnote>

<footnote n="23">²³ Lien URL: https://www.nrel.gov/transportation/assets/downloads/nrel-b2u-repurposing-cost-calculator-jun2020.xlsx</footnote>
académiques traitent moins ce volet par rapport au coût d'acquisition et de préparation à la seconde vie des batteries.

Des travaux récents du JRC<fnref n="24" /> ont établi des coûts de référence des systèmes neufs de stockage avec des batteries Li-ion neuves en 2017 (y compris le coût des batteries) :

* 500 €/kWh pour les systèmes conçus pour l'énergie<fnref n="25" />;

* 800 €/kWh pour les systèmes conçus pour la puissance<fnref n="26" />;

* 750 €/kWh pour les systèmes de stockage d'énergie résidentiels.

Le NREL a réalisé également des travaux récents d'estimation des coûts des systèmes neufs aux Etats-Unis en 2021. Pour un système de 60 MW ils ont établi les prix suivants :

* 385 €/kWh pour un système avec des cycles de décharge de 2 heures ;

* 332 €/kWh pour un de 4 heures ;

* 314 €/kWh pour un de 6 heures ;

* 305 €/kWh pour un de 8 heures ;

* 299 €/kWh pour un de 10 heures.

Par ailleurs, les entretiens réalisés avec les représentants des initiatives ont permis de collecter quelques informations sur les prix de vente des systèmes de stockage composés des batteries de seconde vie. D'après ces résultats les prix varient entre :

* 450 - 550 €/kWh pour des installations de grande capacité<fnref n="27" />;

* 500 - 600 €/kWh pour les installations de petite capacité correspondant plutôt à des usages résidentiels<fnref n="27" />;

En combinant ces ordres de grandeur avec les coûts d'acquisition et de préparation à la seconde vie indiqués dans Figure 12, il est possible d'en déduire que le coût de conception, assemblage et installation des systèmes de stockage est le composant qui pèse le plus.

## VI.4.2. Discussion sur les composants principaux du modèle

### VI.4.2.1. Acquisition et préparation à la seconde vie des batteries usagées

#### DISCUSSION SUR LES COMPOSANTES DU COUT D'ACQUISITION

Le prix d'acquisition des batteries usagées est une fonction directe de sa capacité restante de stockage d'énergie. Un premier diagnostic est généralement réalisé par le détenteur de la batterie usagée (par exemple le constructeur automobile, le centre de gestion de véhicules en fin de vie, etc.) de manière à évaluer l'état de santé de la batterie (« state of health » ou SoH d'après son sigle en Anglais), et notamment sa capacité résiduelle et ainsi estimer son prix. Les acquéreurs pourront réaliser des tests complémentaires ou des vérifications à leur tour après l'acquisition (cf. section suivante). Par ailleurs il faut noter que le prix de vente maximal d'une batterie de seconde vie sera limité par celui d'une batterie

<footnote n="24">²⁴ Lebedeva, N (JRC). "Li-ion batteries for mobility and stationary storage applications." Publications Office of the European Union (2018).</footnote>

<footnote n="25">²⁵ D'après le JRC, des systèmes de batteries pouvant fournir de l'énergie pendant plus d'une heure.</footnote>

<footnote n="26">²⁶ D'après le JRC, des systèmes de batteries pouvant fournir de l'énergie pendant moins d'une heure.</footnote>

<footnote n="27">²⁷ Donnée approximative ne pouvant pas être davantage précisée.</footnote>