Désassemblage de batteries de véhicules électriques : un modèle pour concilier productivité et ergonomie des travailleurs

Résumé

La transition énergétique dans le secteur des transports a conduit à une adoption croissante des véhicules hybrides et électriques, générant en contrepartie un défi majeur de gestion des batteries lithium-ion en fin de vie. Le recyclage de ce composant constitue une réponse incontournable à cet enjeu, mais sa viabilité économique demeure fragile, notamment en raison des coûts élevés et des risques associés à l'étape préliminaire de désassemblage. Parallèlement, ce désassemblage, réalisé majoritairement manuellement, expose les travailleurs à des contraintes ergonomiques significatives qui restent peu documentées dans la littérature scientifique. Ce mémoire apporte deux contributions principales. La première est l’élaboration d’un modèle probabiliste d'estimation du temps de désassemblage manuel, pouvant être mis en œuvre dès la phase de conception d'un produit, intégrant les difficultés de désassemblage et l’état variable des composants en fin de vie. Ce modèle repose sur un facteur de correction probabiliste généré par simulation de Monte Carlo à partir d'une distribution paramétrée à partir de tables empiriques d'assemblage de (Boothroyd, Dewhurst, & Knight, 1994). Cette méthode produit un intervalle de temps plutôt qu'une valeur déterministe unique. La seconde contribution réside dans l'articulation originale entre cet intervalle temporel et trois méthodes d'évaluation posturale. Les outils RULA, KIM-MHO et OCRA, permettant de quantifier les risques ergonomiques associés aux tâches de désassemblage de retrait du bloc batterie en tenant compte de la variabilité des conditions opérationnelles. La méthodologie mobilise une étude de cas multiples portant sur cinq véhicules hybrides et électriques (Tesla Model 3, Nissan Leaf, Ford Escape, Mitsubishi Outlander et Mitsubishi Outlander en version « charge rapide ») pour les tâches de retrait du bloc batterie. Un temps de référence de désassemblage est calculé à partir des tables d’assemblage ou de temps prédéterminés, puis corrigé par un facteur probabiliste. Le modèle est validé par une analyse vidéographique chronométrée. L'analyse ergonomique est conduite à l'aide d'un mannequin humain numérique sous CATIA V5 pour deux profils anthropométriques de la population canadienne (5e centile féminin et 95e centile masculin). Les résultats de la simulation révèlent un écart d'un facteur d'environ quatre entre les temps médians de désassemblage des véhicules les plus rapides et les plus longs de l'échantillon, soulignant l'influence déterminante des choix de conception sur la productivité du désassemblage. Concernant l'ergonomie, les trois méthodes convergent vers un diagnostic de risque élevé de troubles musculosquelettiques pour l'ensemble des véhicules étudiés qui exigent une posture de travail au-dessus du cœur. Ces résultats confirment que la productivité et la santé des travailleurs constituent deux dimensions indissociables de la viabilisation du désassemblage et soutiennent une intégration de critères de démontabilité et d'ergonomie dès la phase de conception des batteries de véhicules électriques.

Date	30 juin 2026
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Antoine Tahan (Directeur(-trice)), Sylvie Nadeau (Codirecteur(-trice)) & Jean-Pierre Kenné (Codirecteur(-trice))