Le développement de nouvelles technologies basées sur les batteries lithium-ion induit une augmentation de la consommation des métaux, et en particulier du lithium, qui sont à la base de cette technologie. Le développement d’une filière de recyclage de ces métaux est nécéssaire et implique de développer des procédés efficaces et respectueux de l’environnement. Dans ce travail, nous présentons plusieurs procédés d’extractions liquide-liquide applicables pour l’extraction et la séparation du manganèse, du nickel, du cobalt et du lithium. Ces procédés sont basés sur des liquides ioniques et des solvants eutectiques profonds et ont montré une sélectivité accrue par rapport aux procédés existants. Nous avons aussi développé des procédés de membranes liquides applicables à l’extraction du lithium et du cobalt. Cette technique permet d’extraire l’ion métallique avec une très faible quantité de solvant. Nous avons mis en évidence l’importance de la viscosité du liquide ionique sur la stabilité à long terme du procédé. Nous avons démontré la possibilité d’extraire très sélectivement le cobalt avec un procédé qui peut fonctionner en continu sur plusieurs cycles sans baisse de performances, avec moins d’un millilitre de liquide ionique pour traiter 250 millilitres de phase aqueuse.