Évaluer l'empreinte d'une batterie par le seul carbone donne une image incomplète. Une Analyse de Cycle de Vie (ACV) multicritère (ISO 14040/44) replace le CO₂ à côté des autres impacts qui comptent pour une cellule lithium-ion (ressources, eau, toxicité), puis identifie où ils se concentrent et sur quoi agir. Voici les impacts marquants au-delà du CO₂, les hotspots et les leviers d'éco-conception, et l'intérêt de mesurer.
Des impacts marquants au-delà du CO₂
Sur une batterie, une part importante du dommage pour les écosystèmes et la santé ne relève pas du CO₂. Les catégories ressources minérales et toxicité sont d'abord associées au cobalt, au nickel et au cuivre, via leur extraction et leur raffinage (littérature ACV sur les matériaux de cathode). Point notable, ces contributeurs ne sont pas les mêmes que pour le climat : sur le carbone, ce sont surtout le nickel et le lithium qui pèsent (Peiseler et al., 2024), tandis que sur la toxicité et les ressources, le cobalt et le cuivre passent au premier plan. Un même produit affiche donc des hiérarchies d'impact différentes selon l'indicateur, ce qui justifie de mesurer plusieurs catégories et non une seule.
L'eau est le sujet le plus souvent mal cité. Le chiffre de deux millions de litres par tonne de lithium, fréquemment repris, concerne la saumure pompée puis évaporée, une eau non potable, et non l'eau douce. La consommation d'eau douce réellement mesurée en ACV est d'un tout autre ordre de grandeur, de quelques dizaines de mètres cubes par tonne de carbonate de lithium selon les études de salars (Journal of Cleaner Production, 2024). L'enjeu réel n'est donc pas le volume brut, mais la rareté locale de l'eau : un mètre cube prélevé dans un désert d'altitude ne pèse pas comme un mètre cube en zone humide. Ce sont des indicateurs de rareté pondérée, et non des litres bruts, qui donnent l'image juste.
Hotspots et leviers d'éco-conception
Le hotspot principal est la matière de cathode et l'électricité qui la transforme. Les méta-analyses situent l'empreinte carbone de fabrication, du berceau à la sortie d'usine, dans une fourchette de l'ordre de 55 à 115 kg CO₂ équivalent par kilowattheure de capacité selon la chimie et l'usine : environ 74 en valeur médiane pour une cathode nickel-manganèse-cobalt, environ 62 pour une chimie lithium-fer-phosphate (Peiseler et al., 2024). Le point sensible n'est pas l'extraction minière mais le raffinage et la synthèse des matériaux, souvent réalisés sur des réseaux au charbon (Agence internationale de l'énergie, Global Critical Minerals Outlook, 2025). La sensibilité au mix électrique est forte : selon la localisation, l'assemblage d'une cellule passe de quelques kilogrammes à près de 70 kg CO₂ par kilowattheure, un écart qui peut dépasser un facteur dix (Journal of Cleaner Production, 2024). De ce hotspot découlent trois leviers, tous mesurables.
Décarboner l'électricité de production et de raffinage
C'est le levier dominant. Produire les matériaux, les raffiner et assembler les cellules sur un réseau bas-carbone (hydraulique, nucléaire, renouvelable) réduit fortement l'empreinte, avec le rapport le plus élevé entre le meilleur et le pire mix. C'est aussi le gain le plus rapide à obtenir et le plus simple à prouver, puisqu'il se lit directement dans la provenance de l'électricité.
Choisir une chimie sobre et intégrer de la matière recyclée
La chimie lithium-fer-phosphate ne contient ni cobalt ni nickel, ce qui abaisse d'emblée la criticité ressources et la toxicité, au prix d'une densité énergétique plus faible. En parallèle, la matière recyclée réduit d'environ 80 % les émissions par rapport à la matière primaire (Agence internationale de l'énergie, 2025), tout en diminuant l'épuisement des ressources. Le règlement (UE) 2023/1542 fixe d'ailleurs des seuils minimaux de contenu recyclé, ce qui inscrit ce levier dans le cadre réglementaire.
Prolonger la durée de vie et le nombre de cycles
L'impact de fabrication se dilue sur toute l'énergie effectivement délivrée. Une chimie qui endure davantage de cycles répartit un même impact de production sur bien plus de kilowattheures utiles. Rapportée au kilowattheure réellement livré sur la vie complète, une cellule plus durable améliore son bilan, ce qui fait de la durabilité un levier d'éco-conception à part entière.
Un point de méthode : l'unité fonctionnelle
Rapporter l'impact au kilowattheure de capacité ignore la durée de vie. Une ACV rigoureuse le rapporte aussi au kilowattheure réellement livré sur toute la vie de la batterie (capacité multipliée par le nombre de cycles), et déclare le mix électrique de fabrication retenu ainsi que la règle d'allocation du recyclage. Les normes ISO 14040/44 imposent d'expliciter ces choix : sans eux, deux chiffres ne sont pas comparables.
L'intérêt de mesurer
Une ACV multicritère (ISO 14040/44), à partir des données du site, chiffre simultanément le carbone, les ressources, l'eau et la toxicité. Elle rend les leviers pilotables (on sait quoi améliorer, et de combien) et les résultats opposables : ils répondent aux critères environnementaux des marchés, alimentent le Scope 3 des donneurs d'ordre avec des chiffres réels plutôt qu'un facteur par défaut, et anticipent la déclaration d'empreinte carbone prévue par le règlement (UE) 2023/1542. Mesurer, ici, n'est pas une contrainte : c'est ce qui transforme une chimie sobre, un mix bas-carbone ou un contenu recyclé en argument chiffré.
Sources & références
- Peiseler et al. : Carbon footprint distributions of lithium-ion batteries and their materials, Nature Communications, 2024 (fourchette ≈ 55-115 kg CO₂/kWh ; médianes ≈ 74 pour NMC811, ≈ 62 pour LFP ; l'approvisionnement en matières domine, nickel et lithium en tête). nature.com
- Agence internationale de l'énergie (IEA), Global Critical Minerals Outlook 2025 : raffinage comme point sensible ; matière recyclée ≈ 80 % d'émissions en moins que la matière primaire. iea.org
- Think global, act local: the dependency of global lithium-ion battery emissions on production location and material sources, Journal of Cleaner Production, 2024 (empreinte d'assemblage variant selon la localisation, un écart qui peut dépasser un facteur dix). sciencedirect.com
- Empreinte eau du lithium en salar (distinction eau douce et saumure ; rareté locale) : Water footprint of battery-grade lithium production in the Salar de Atacama, Chile, Journal of Cleaner Production, 2024. sciencedirect.com
- Règlement (UE) 2023/1542 relatif aux batteries et aux déchets de batteries (déclaration d'empreinte carbone, contenu recyclé, passeport numérique). eur-lex.europa.eu
- ISO 14040 et 14044 : principes, cadre, unité fonctionnelle et règles d'allocation en Analyse de Cycle de Vie.
Les ordres de grandeur cités illustrent des tendances documentées à l'échelle du secteur ; appliqués à un produit précis, ils doivent être recalculés à partir de données spécifiques. Les chiffres de fabrication sont dispersés et évoluent avec le mix électrique et l'échelle des usines, et les estimations d'empreinte eau varient selon les frontières retenues. Cet article a une vocation informative et ne constitue pas un avis normatif.