Offre de thèse : Flottation sélective des composants de la black mass issue du recyclage des batteries Li-ion : développement de nouveaux réactifs adaptés à un flux en constante évolution

La transition énergétique s’accompagne d’une forte augmentation de la production de batteries lithium-ion, posant des enjeux environnementaux et stratégiques majeurs liés à leur fin de vie et à l’approvisionnement en matières premières critiques. Le recyclage de la black mass, qui constitue la fraction concentrée en graphite et métaux stratégiques tels que le nickel, le cobalt, le lithium et le manganèse. Cette black mass apparaît comme un levier clé pour renforcer l’économie circulaire et réduire la dépendance aux importations. Toutefois, l’évolution rapide des technologies de batteries, avec l’émergence de nouvelles chimies de cathodes (NMC, LFP), l’augmentation des mélanges dans les cathodes (blends), ainsi que l’intégration de composants innovants comme les revêtements d’alumine (Al₂O₃) et les anodes dopées au silicium, complexifie considérablement la composition de la black mass. Cette hétérogénéité croissante rend les procédés de recyclage classiques inadaptés, notamment dans un contexte réglementaire de plus en plus exigeant, avec un objectif européen de 70 % de taux de recyclage des batteries d’ici 2027. Dans ce contexte, la séparation sélective des constituants de la black mass devient une priorité. La flottation, procédé bien établi en minéralurgie, se distingue par sa capacité à séparer des particules fines. Cependant, les réactifs conventionnels utilisés dans le cas de la black mass, comme le kérosène, présentent une faible sélectivité, limitant leur efficacité face à des flux complexes et hétérogènes. Le développement de nouveaux schéma de réactifs de flottation, plus spécifiques aux composants des batteries, est donc indispensable pour améliorer la performance et la flexibilité des procédés de recyclage.