Cycles de vie des piles

Les principales piles primaires (1):

• La pile zinc/carbone: pile à capacité de stockage limitée, elle n'est utilisée que dans des appareils à faible consommation d'énergie (radio, calculette, télécommande, réveil).
• La pile alcaline: pile très performante, avec une grande capacité de stockage et une longue durée de vie (adaptée pour les walkman, les lampes torches, les flashes).
• La pile à oxyde d’argent : généralement sous forme de pile bouton, elle est adaptée pour les petits appareils comme les montres ou les calculettes.
• La pile au lithium: pile à capacité de stockage élevée, de 2 à 7 fois celle d’une pile alcaline. Elle peut être utilisée pour des appareils gourmands en énergie (appareils photos numériques, caméscopes) ou pour assurer une longue durée d’utilisation d’un appareil à faible consommation (montre, détecteur de fumée, etc…).

Les principales piles secondaires (1):

• La pile rechargeable au nickel-cadmium (NiCd): pile rechargeable la plus courante, elle convient pour la plupart des usages domestiques. Elle contient cependant une quantité relativement importante d’un métal toxique, le cadmium, et possède un effet mémoire important (sa capacité maximale est réduite si elle est rechargée avant décharge complète).
• La pile rechargeable nickel-métal-hydrure (NiMH): Cette pile a une puissance énergétique qui dépasse de 20 à 30% celle de la pile NiCd. Sa puissance et sa longévité sont supérieures, elle se décharge moins vite et ne présente pas d’effet mémoire.
• La pile rechargeable lithium-ions: Elle est principalement utilisée pour les GSM, les ordinateurs portables, les caméscopes, etc. Cette batterie a comme principal avantage une grande capacité de charge pour un faible poids.
• La pile alcaline rechargeable: Cette pile doit être utilisée et rechargée de manière très régulière et précise. De ce fait, elle est malheureusement difficile à utiliser pour le consommateur et elle ne se recharge théoriquement qu’une centaine de fois.

Cycles de vie des piles

Pour illustrer les différents cycles de vie possibles, vous pouvez suivre ci-dessous les différentes étapes de la vie d'une pile primaire (la pile alcaline) et d'une pile secondaire (la pile au nickel-cadmium), de leur production à leur élimination en passant pas leur utilisation. L'alimentation électrique directe à partir du réseau est présentée pour comparaison.

Cycle de vie des piles primaires (non rechargeables)

Cycle de vie des piles secondaires (rechargeables, accumulateurs)

Cycle de vie de l'alimentation directe sur le réseau

Matière première et fabrication

Pile non rechargeable alcaline au zinc/dioxyde de manganèse (Zn/MnO2)

Cette pile est typiquement de constituée de:

• Dioxyde de manganèse (30-45%)
• Zinc (12-25%)
• Hydroxyde de potassium (4-8%)
• Graphite (2-6%)
• Enveloppe en plastique
• Corps en acier
• Connecteur métallique
  Source : Pile alcaline, AA, 1.5 V, Energizer NO. E91

Pile rechargeable au nickel-cadmium (NiCd)

Cette pile est typiquement constituée de:

• Nickel 20-32%
• Cadmium 13-22%
• Hydroxyde de potassium 0-4%
• Hydroxyde de lithium 0-4%
• Hydroxyde de sodium 0-4%
• Cobalt 0.5-2%
• Corps en acier
• Connecteurs métalliques
• Enveloppe en plastique
  Source : Pile rechargeable au nickel-cadmium, AA, 1.2 V, Energizer NO. CH15

Utilisation

La pile non-rechargeable alcaline au manganèse est la plus utilisée de toutes les piles (68% du marché en Suisse) en raison de sa polyvalence. Elle convient à plusieurs types d'appareils (lecteurs audio portatifs, appareils photo, rasoirs, téléphones sans fil, etc…).

La pile rechargeable au nickel-cadmium (NiCd) est un accumulateur à grande capacité de charge qui peut être utilisé par exemple pour les téléphones sans fil, les brosses à dents électriques, les outils à accumulateur ou les éclairages de sûreté. Comme le cadmium est un polluant toxique, ce type de pile est de plus en plus souvent remplacé par les piles au nickel-métal-hydrure, au lithium-ions ou au lithium-polymère.

Élimination et recyclage

Après un triage manuel, les piles sont envoyées dans un four à une température allant jusqu'à 700°C. Par un procédé de pyrolyse, l’eau, le mercure ainsi que les composants organiques dissous (papier, plastique, carton etc.) s’évaporent. Après une combustion à haute température des gaz permettant de détruire certains composés toxiques (dioxines et furannes), les matières solides sont ensuite récupérées et lavées et le mercure est condensés grâce au système de lavage des gaz.

Les eaux usées obtenues lors de l’épuration des émissions gazeuses sont filtrées et les cyanures, les fluorures et les métaux lourds en sont extraits.
Le reste des composants métalliques contenus dans les piles sont quant à eux fondus dans un four à 1500 degrés. Le fer et le manganèse restés produisent du ferromanganèse. Le zinc est évaporé et recondensé (2).

Dans le même chapitre

Références

1. INOBAT - Organisation d'intérêt pour l'élimination des piles: www.inobat.ch

2. BATREC Industrie AG - Usine de recyclage pour les piles et batteries: www.batrec.ch