Des solutions efficaces pour un recyclage durable des batteries et une économie circulaire
La mobilité électrique se développe, et avec elle, le besoin de solutions efficaces pour le recyclage des batteries de voitures électriques et la revalorisation de leurs composants. Avec LHDismantle, la société Liebherr-Verzahntechnik GmbH a développé un système adapté à l’industrie pour le démontage automatisé des batteries haute tension. Sur cette base, l’entreprise propose des solutions allant jusqu’à des installations clés en main modulaires et évolutives pour des procédés complets de démontage et de décharge.
Les équipementiers et les entreprises de recyclage sont confrontés à un défi commun : que les composants des batteries soient reconditionnés en vue d’une seconde utilisation ou destinés au recyclage, le démontage des batteries haute tension des véhicules électriques constitue la première étape indispensable du procédé. Or, leur démontage manuel est long, coûteux et comporte des risques pour la sécurité. Parallèlement, les volumes de retour ne cessent d’augmenter, tandis que le personnel qualifié capable de manipuler les composants haute tension se fait rare.
Le démontage précoce, intelligent et automatisé constitue également un élément central d’un système efficace de gestion du cycle de vie des batteries et de l’économie circulaire automobile. En effet, après le broyage, la récupération de matériaux précieux tels que le cuivre, le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium n’est généralement possible que par des procédés métallurgiques complexes. Ces procédés de récupération du lithium et du cobalt représentent notamment une étape importante du recyclage des batteries lithium-ion.
Les principales entreprises de recyclage misent donc de plus en plus sur des procédés de démontage précis afin d’atteindre des taux de récupération élevés et une qualité optimale des matériaux. C’est précisément là qu’intervient LHDismantle.
De la recherche à l’application industrielle
La société Liebherr-Verzahntechnik GmbH a développé LHDismantle, une cellule de démontage innovante destinée à un usage industriel en s’appuyant sur les résultats du projet de recherche « ZIRKEL », financé par le ministère de la Recherche allemand, qui a étudié, au sein d’un consortium interdisciplinaire, l’économie circulaire des systèmes de batteries dans le secteur de la mobilité électrique.
Cette installation automatise le desserrage non destructif des nombreux raccords vissés des batteries haute tension, un processus critique pour la sécurité et jusqu’à présent principalement manuel.
La désactivation du système de gestion de batterie (BMS) n’est possible qu’après l’ouverture du boîtier de la batterie, ce qui entraîne des risques pour la sécurité en raison des contacts haute tension exposés. LHDismantle automatise cette étape du processus, réduit l’exposition du personnel spécialisé aux dangers liés à la haute tension et établit les bases d’un traitement ultérieur sûr et reproductible.
Défis techniques du démontage des batteries haute tension
L’automatisation du démontage des batteries est un défi de taille : la diversité des types de batteries exige une grande flexibilité, car les géométries, les types de vis et leur emplacement varient considérablement.
La saleté, la corrosion et les dommages rendent difficile la détection fiable des vis, ce qui pousse notamment les systèmes à caméra à leurs limites.
À cela s’ajoute le risque pour la sécurité lié au démontage manuel des batteries de véhicules électriques (EV). La présence de composants haute tension impose des exigences très strictes en matière de sécurité au travail.
LHDismantle : dévissage automatique des batteries haute tension
Le principe de fonctionnement de LHDismantle repose sur un procédé de dévissage tactile breveté, doté d’une correction automatique de la position. Cela rend le système insensible à la saleté, à la corrosion ou aux dommages et garantit une fiabilité maximale du procédé.
Parallèlement, l’installation atteint une productivité élevée. Un changement d’outil automatique permet en outre de traiter différents types de vis sans intervention manuelle. Les vis retirées sont évacuées de manière fiable via une unité pivotante ou un module d’aspiration en option.
La commande s’effectue via une interface utilisateur intuitive affichant l’état en temps réel de l’ensemble du procédé de dévissage. Les types de batteries et les programmes de dévissage sont sélectionnés directement à partir d’une base de données intégrée ; les nouveaux types de composants peuvent être rapidement configurés, tant au niveau du programme que de l’outillage.
Grâce à un jumeau numérique pour le processus de démontage industriel, la société Liebherr-Verzahntechnik GmbH peut numériser à l’avance de nouvelles variantes de batteries, ainsi que simuler et valider le processus de démontage avant que les programmes correspondants ne soient mis à la disposition des utilisateurs de l’installation.
« Lorsqu’un pack de batteries jusqu’alors inconnu doit être traité, nous créons un jumeau virtuel du pack de batteries par rétro-ingénierie. À partir de celui-ci, nous dérivons les outils et le programme de dévissage adapté », explique M. Viktor Bayrhof, Chef de produit pour les systèmes d’automatisation.
Cela raccourcit les délais de mise en route et réduit les risques liés au traitement de nouvelles variantes de batteries.
Solutions clés en main : intégration à la chaîne de procédés
Au-delà de la technologie de dévissage, la société Liebherr-Verzahntechnik GmbH propose une gamme complète de solutions pour la manutention, le transport et le stockage des batteries haute tension.
La cellule LHDismantle s’intègre parfaitement dans des systèmes d’automatisation modulaires et constitue ainsi un élément central au sein d’une chaîne de procédés continue. Cette approche contribue à l’automatisation industrielle du recyclage des batteries de véhicules électriques.
Les systèmes de manutention de palettes (PHS) relient des cellules d’automatisation, des machines et des postes de travail manuels. Des techniques de déchargement ainsi que des postes de travail manuels sont également utilisés pour les étapes en aval.
Des composants provenant de fournisseurs tiers, tels que des centres d’usinage pour les processus de fraisage ou de découpe laser, peuvent également être intégrés de manière flexible.
« Nous concevons toujours l’installation dans le cadre d’un système global et intégrons de manière transparente, si nécessaire, des étapes de procédés externes », explique M. Viktor Bayrhof.
Il en résulte une solution globale et évolutive pour le traitement sûr et efficace des batteries haute tension.
Gagnant-gagnant : essai pratique en conditions réelles
La cellule de démontage peut être visitée au Tech-Center de Liebherr-Verzahntechnik GmbH, à Kempten.
Actuellement, l’entreprise prépare la mise en service de l’installation chez un client test. Le concept repose sur un bénéfice mutuel : les entreprises de recyclage ont accès à une technologie d’automatisation industrielle et peuvent la tester en conditions réelles.
En contrepartie, la société Liebherr-Verzahntechnik GmbH tire de précieux enseignements de l’application pratique et peut ainsi perfectionner le système en continu.
« Notre solution offre une initiation sans risque au démontage automatisé, en particulier pour les entreprises qui n’ont jusqu’à présent eu que peu de contacts avec l’automatisation », explique M. Viktor Bayrhof.
Positionnement sur un marché en pleine croissance
Avec LHDismantle, la société Liebherr-Verzahntechnik GmbH répond à la demande croissante de solutions industrielles évolutives pour le démontage des batteries.
Associé aux systèmes clés en main spécialement conçus à cet effet, ce système offre une solution globale cohérente qui s’adapte avec souplesse à l’augmentation des volumes de production et favorise une économie circulaire efficace dans le secteur de la mobilité électrique.
Le démontage automatisé des batteries haute tension s’inscrit ainsi dans les enjeux industriels du recyclage des batteries lithium-ion et de la valorisation des matériaux issus des véhicules électriques.
FAQ – LHDismantle : automatisation du démontage et recyclage des batteries haute tension
2. Pourquoi automatiser le démontage des batteries de véhicules électriques ?
Le démontage manuel des batteries haute tension est une opération longue, coûteuse et potentiellement dangereuse pour les opérateurs. L’automatisation permet de réduire l’exposition du personnel aux risques électriques, notamment lors de l’ouverture des boîtiers de batteries. Elle contribue également à répondre à l’augmentation des volumes de batteries à traiter et au manque de personnel qualifié.
3. Comment fonctionne le système de dévissage automatique LHDismantle ?
LHDismantle utilise un procédé de dévissage tactile breveté avec correction automatique de la position. Cette technologie permet de traiter les raccords vissés malgré la saleté, la corrosion ou certains dommages qui compliquent leur détection par caméra. Un système de changement automatique d’outil permet de s’adapter à différents types de vis, tandis que les vis retirées sont évacuées par une unité pivotante ou un module d’aspiration optionnel.
4. Quel est le rôle du jumeau numérique dans le démontage automatisé des batteries ?
Le jumeau numérique permet de modéliser virtuellement de nouveaux types de batteries avant leur traitement physique. Liebherr-Verzahntechnik peut ainsi simuler et valider les opérations de démontage, puis préparer les outils et les programmes de dévissage adaptés. Cette approche facilite l’intégration de nouvelles variantes de batteries, raccourcit les délais de mise en route et réduit les risques associés aux opérations.
5. Comment LHDismantle contribue-t-il au recyclage des batteries et à l’économie circulaire ?
LHDismantle facilite un démontage précis et non destructif des batteries, permettant de préparer les composants pour leur réutilisation, leur reconditionnement ou leur recyclage. Cette étape peut contribuer à améliorer la récupération de matériaux précieux comme le lithium, le nickel, le cobalt, le cuivre et le manganèse. Elle s’inscrit ainsi dans une démarche de valorisation des ressources et de gestion du cycle de vie des batteries de véhicules électriques.
6. LHDismantle peut-il être intégré dans une ligne industrielle complète de recyclage des batteries ?
Oui. Liebherr-Verzahntechnik propose des installations modulaires et évolutives associant LHDismantle à des systèmes de manutention, de transport, de stockage et de décharge des batteries. Les systèmes de manutention de palettes (PHS) permettent de relier différentes cellules automatisées et des postes de travail manuels. Des équipements tiers, notamment pour le fraisage ou la découpe laser, peuvent également être intégrés à la chaîne de traitement.
7. Où peut-on découvrir et tester la technologie LHDismantle de Liebherr ?
La cellule LHDismantle peut être découverte au Tech-Center de Liebherr-Verzahntechnik GmbH, à Kempten, en Allemagne. L’entreprise prépare également une mise en service chez un client test afin d’évaluer la technologie dans des conditions réelles d’exploitation. Cette phase permettra aux entreprises de recyclage d’expérimenter le démontage automatisé et à Liebherr de perfectionner son système à partir des retours du terrain.
