Activité 4 – Recyclage des batteries Li-ion PROJET DOCUMENTAIRE
Chapitre 2 – Stockage électrochimique | Terminale Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie | ⏱ 50 min
Dernière mise à jour : 4 mai 2026, 11:30
Objectifs :
Comprendre le rôle des métaux critiques (lithium, cobalt) dans une batterie
Identifier les filières de collecte des batteries usagées
Évaluer l'impact environnemental du recyclage
Connaître la réglementation et ses sanctions
Situation – campagne d'éco-responsabilité dans l'entreprise
Tom, technicien d'agencement, doit mettre en place dans sa menuiserie une politique de recyclage des batteries usagées. La direction a remarqué que les batteries finissaient parfois dans la poubelle ordinaire. Tom doit informer ses collègues et organiser la collecte.
Document 1 — Composition d'une batterie Li-ion (% massique)
Élément
% masse
Origine
Recyclable ?
Cuivre (Cu)
15 %
Mines diverses
Oui (taux 95 %)
Aluminium (Al)
10 %
Mines (bauxite)
Oui (taux 95 %)
Cobalt (Co)
5-10 %
RDC (70 %), Australie
Oui (taux 70 %)
Lithium (Li)
2-3 %
Chili, Australie, Bolivie
Oui (taux 50 %, en progrès)
Nickel (Ni)
15-20 %
Russie, Indonésie, Canada
Oui (taux 90 %)
Plastique, électrolyte
30 %
Pétrochimie
Partiellement
Document 2 — Cycle du recyclage Li-ion
Document 3 — Pourquoi recycler ?
Préserver les ressources : Li et Co sont des « métaux critiques », limités sur Terre.
Sécurité : une batterie en décharge sauvage peut s'enflammer ou polluer les sols.
Réglementation : Code de l'environnement, art. R543-128 — interdit de jeter une batterie en poubelle ordinaire (sanction pénale).
Économie : 1 tonne de batteries Li-ion contient ~ 100 kg de Li, Co et Ni, soit ~ 5 000 € de matières premières récupérables.
Bilan CO₂ : recyclage divise par 3 l'empreinte carbone de production d'une batterie neuve.
Document 4 — Filière de collecte en France
Bornes de collecte : déchèteries, magasins de bricolage, grandes surfaces, écoles.
Éco-organismes : Corepile, Screlec (gratuits pour particuliers et artisans).
Pour les pros : contrat de collecte gratuit chez les fournisseurs d'outils (Makita, DeWalt, Bosch...).
📚 Cette activité approfondit les notions du cours §4 (recyclage des batteries) et fait le lien avec la réglementation environnementale.
Problématique : Pourquoi recycler les batteries Li-ion, et comment Tom peut-il organiser concrètement la collecte dans son entreprise ?
Question 1 APP
Citer 2 « métaux critiques » présents dans une batterie Li-ion et leur rôle.
Lithium (Li) : ions Li⁺ qui circulent entre les électrodes lors de la charge/décharge. C'est l'élément actif.
Cobalt (Co) : stabilise la cathode (LiCoO₂). Métal rare, controversé (extraction RDC, conditions de travail problématiques).
Nickel (Ni) : alternative au cobalt dans les chimies récentes (NMC, NCA), améliore la densité énergétique.
Question 2 REA
Une batterie 18 V Li-ion pèse 0,55 kg. Calculer la masse de cobalt et de lithium qu'elle contient.
Cobalt : 0,55 × 7,5 % = 0,041 kg ≈ 41 g
Lithium : 0,55 × 2,5 % = 0,014 kg ≈ 14 g
Pour 1 000 batteries jetées sans recyclage : 41 kg de Co et 14 kg de Li perdus.
Aux prix actuels (Co ~ 30 €/kg, Li ~ 60 €/kg) : ~ 1 230 € + 840 € = 2 070 € de matières premières gaspillées.
Question 3 ANA
Citer 3 raisons (différentes) pour lesquelles il est interdit de jeter une batterie dans la poubelle ordinaire.
Risque incendie : une batterie endommagée peut s'enflammer dans le camion poubelle ou en décharge (plusieurs incendies par an en France, dont incendies majeurs de centres de tri).
Pollution sols/eaux : les électrolytes et métaux lourds (Co, Ni, Cu) polluent les sols et nappes phréatiques en cas de mise en décharge.
Gaspillage de ressources : Li et Co sont des matières rares (Li produit à 80 % par 4 pays, Co à 70 % par RDC). Préserver ces ressources stratégiques.
Le bilan carbone d'une batterie de Tesla Model 3 (75 kWh) est ~ 5 000 kg CO₂eq pour la fabrication. Si on recycle, on divise par 3. Calculer le gain CO₂ par batterie recyclée.
Bilan neuf : 5 000 kg CO₂eq.
Bilan avec matières recyclées : 5 000 / 3 ≈ 1 670 kg CO₂eq.
Gain : 3 330 kg CO₂eq par batterie recyclée (≈ 16 000 km de voiture essence évités).
Sur 1 million de batteries de voitures électriques recyclées : 3,3 milliards de kg CO₂eq évités. Énorme.
C'est pourquoi l'UE rend obligatoire le recyclage à hauts taux (Battery Regulation 2023, taux Li 70 % en 2027, 80 % en 2031).
Question 5 ANA
Quels sont les enjeux géopolitiques du cobalt et du lithium ?
Cobalt :
70 % de la production mondiale en RDC (République Démocratique du Congo).
Conditions d'extraction problématiques : « mines artisanales » avec travail des enfants, conditions dangereuses.
Risque géopolitique : Chine contrôle 75 % du raffinage du cobalt mondial.
Lithium :
« Triangle du lithium » : Argentine, Bolivie, Chili (60 % des réserves mondiales).
Production massive consomme énormément d'eau (problème pour les zones désertiques).
Acceptabilité sociale fragile (pollution locale, déplacement de communautés).
Conclusion : recycler = souveraineté. Réduire la dépendance aux importations sensibles.
Question 6 COM
Rédiger en 5 lignes l'affiche d'information que Tom va placer dans le vestiaire pour ses collègues.
📢 Recyclage des batteries — c'est obligatoire !
👉 Une batterie d'outil sans fil contient du lithium, du cobalt, du nickel — métaux rares et précieux. Une batterie usagée ne se jette PAS dans la poubelle ordinaire (risque incendie + pollution + amende jusqu'à 7 500 € pour l'entreprise).
📦 Bac de collecte à l'entrée de l'atelier (cube rouge). Tu y déposes tes batteries usagées (visseuse, perceuse, ponceuse, mais aussi téléphone, télécommande).
♻️ Notre éco-organisme (Corepile) passe gratuitement chaque trimestre. 95 % des métaux récupérés vont dans de nouvelles batteries.
⚠ Si une batterie est gonflée ou abîmée → me prévenir AVANT de la mettre dans le bac. (Tom, atelier nord)
Question 7 VAL
Pourquoi est-il important d'isoler les bornes (avec du scotch) avant de mettre une batterie usagée au bac ?
Une batterie usagée conserve souvent une charge résiduelle (~ 10-30 %).
Si les bornes touchent un autre objet métallique (clé, autre batterie, paille de fer), il y a court-circuit :
Échauffement très rapide → départ de feu.
Si la batterie est abîmée → emballement thermique → incendie.
Solution simple : scotcher les bornes avec du scotch isolant ou ranger chaque batterie dans un sachet plastique séparé.
Plusieurs incendies de centres de tri chaque année sont dus à ce problème (manutention imprudente).
🚀 Pour aller plus loin ANA
Avant son recyclage en métaux purs, une batterie Li-ion peut avoir une « seconde vie » comme stockage stationnaire (panneaux solaires, etc.). Comment ?
Une batterie de voiture électrique en fin de vie (à 70 % de capacité) n'est plus assez performante pour la voiture (autonomie réduite), mais elle peut encore stocker beaucoup d'énergie.
Seconde vie : 5 à 10 ans supplémentaires en stockage stationnaire :