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Un gisement prometteur

HUGO LEROUX hleroux@industrie-technologies.com

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Les déchets électroniques sont une mine de métaux rares. Mais une mine peu accessible : les procédés de séparation sont pointus et les filières pas toujours viables. Encore balbutiantes, les initiatives de recyclage se développent, favorisées par la raréfaction de certains métaux.

Que faire lorsque certains métaux indispensables à l'industrie high-tech se font rares ? Premier réflexe : chercher de nouvelles sources d'approvisionnements. Puis pratiquer l'écoconception pour en réduire la consommation. Mais pourquoi ne pas chercher du côté des déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE) ? Véritables mines urbaines, ces produits en fin de vie recèlent des quantités de métaux, rarement exploitées de manière optimale. Car l'intérêt des industriels pour le recyclage des métaux rares n'est que tout récent. « On parle de minuscules quantités, contenues dans des gisements parfois dispersés, et dont l'extraction n'est pas toujours maîtrisée. Une fois le métal récupéré, il faut souvent l'envoyer vers un « affineur », un chimiste spécialisé dans les procédés de purification. La viabilité économique des filières de recyclage obéit donc à une équation assez serrée », explique Claire Boujard, ingénieur en charge du recyclage à l'Ademe. Créé en janvier 2011 dans le but de « renforcer la sécurité d'approvisionnement de la France », le Comité pour les métaux stratégiques (Comes) réunit les acteurs institutionnels et industriels du secteur. Parmi ses objectifs : identifier et développer les filières de recyclages les plus viables.

L'ESSAI TRANSFORMÉ DES PLATINOÏDES

Très précieux et sous forte tension, les platinoïdes ont mis tout le monde d'accord. Ces puissants catalyseurs se retrouvent embarqués ensemble dans une poignée d'applications : pots catalytiques, catalyseurs pour l'industrie chimique ou encore cartes électroniques. Pour les pots catalytiques, qui absorbent à eux seuls 40 % de la production mondiale, les procédés de recyclage atteignent des taux de 97 %. Perte collatérale, des terres rares comme le cérium ou le lanthane, également contenues dans ces pots, restent piégées dans les sous-produits d'extraction. Un procédé capable de revaloriser simultanément platine et terres rares, pas encore à l'ordre du jour, permettrait donc de faire d'une pierre deux coups. Plus en amont, la société TerraNova s'attaque aux métaux précieux, dont le platine, contenus dans les cartes électroniques. Elle développe un procédé de pyrolyse pour les récolter en « évaporant » leur support plastique.

LA RÉCUPÉRATION PARCELLAIRE DES TERRES RARES

Autre sujet d'inquiétude : la raréfaction de certaines terres rares, cette famille de métaux dont les propriétés magnétiques et optiques dopent les énergies vertes et l'électronique de pointe. Présentes en mélange dans une grande diversité d'applications, elles demeurent très difficiles à séparer. En Europe, les principales initiatives sont portées par Rhodia, leader mondial de la production de terres rares. « Leur recyclage est énergivore. Il exige donc des procédés extensifs qui ne trouvent un sens économique qu'à l'échelle de l'Europe », souligne Frédéric Carencotte, directeur de l'unité terres rares chez Rhodia. Dans le courant 2012, le chimiste français industrialisera trois programmes pionniers de recyclage de terres rares à partir d'aimants permanents, de batteries nickel-hydrure métallique (Ni-MH) et de poudres luminophores de lampes fluocompactes (voir encadré). Pour d'autres applications, la récupération des terres rares n'est pas compatible avec celle d'un métal plus précieux. Tout comme la récupération de platine prime dans les pots catalytiques, celle de l'indium devrait s'imposer dans les écrans LCD.

Quant aux produits d'électronique grand public, boulimiques d'aimants au néodyme et au dysprosium, leur démantèlement s'avérerait trop complexe au regard des ressources potentiellement recyclables. Pour le moment du moins. Au japon, particulièrement dépendant du fait de son industrie électronique, les conglomérats multiplient les projets R&D sur ce secteur. Hitachi dévoilera en 2013 une machine de démantèlement automatique des disques durs. Mitsubishi lorgne les aimants contenus dans les machines à laver ; Shin-Etsu ceux des modules de conditionnement d'air.

LES AUTRES MÉTAUX AU CAS PAR CAS

Quantité d'autres métaux stratégiques dorment dans des applications diverses. Leur usage trop dispersif décourage parfois toute tentative de recyclage. C'est le cas des tungstènes, béryllium ou cobalt saupoudrés dans les matériaux à haute performance de l'aviation. En revanche, d'autres sources sont étudiées de près. Identifié comme particulièrement critique, l'indium, conducteur électrique transparent, pourrait rapidement faire défaut aux électrodes des écrans LCD et dalles tactiles. La société Coved, soutenue par l'Ademe, souhaite donc arracher l'oxyde d'indium des dalles de verre par un procédé de puissance pulsée. Elle inaugurera à la fin de l'année une unité préindustrielle qui traitera 2 000 tonnes d'écrans par an sur son site de Riom (Puy-de-Dôme). La société Recupyl propose de son côté un procédé breveté pour régénérer lithium et cobalt contenus dans les batteries lithium-ion en fin de vie. Une unité industrielle tourne actuellement à Singapour. Avec l'aggravation de la tension sur ces métaux, ces procédés pourraient s'insérer demain dans les filières de recyclage.

Le filon des énergies renouvelables

Les énergies renouvelables sont gourmandes en métaux rares. Le photovoltaïque à couche mince réclame, selon les variantes, de l'indium, du gallium, du germanium, ou du tellure. Quant aux éoliennes, elles recèlent jusqu'à 600 kg de néodyme dans leur générateur. Les producteurs peaufinent leur stratégie : d'ici à dix ans, les premiers parcs éoliens ou solaires atteindront leur fin de vie. À la clé : une explosion du potentiel de recyclage. Prévoyant, l'américain First Solar affirme déjà pouvoir recycler 95 % du tellure et du cadmium contenus dans ses panneaux.

Les trois critères de recyclage

1. Cibler les métaux à recycler Évaluer l'intérêt du recyclage en fonction du prix, de la raréfaction des producteurs, des instabilités géopolitiques, des hausses prévisibles de la demande. 2. Identifier les gisements pérennes Privilégier des produits ayant atteint la maturité technologique, suffisamment répandus et renfermant des quantités de métaux exploitables. 3. Organiser la filière Optimiser les coûts de démantèlement, de collecte, fédérer les acteurs publics et industriels intervenant tout au long de la chaîne, construire un modèle économique viable.

Rhodia, affineur de terres rares

Dès 2012, Rhodia va recycler des terres rares issues de trois types de produits en fin de vie : lampes fluocompactes, aimants de moteurs électriques et batteries Ni-MH. Le démantèlement des produits en fin de vie sera assuré par des partenaires spécialisés comme le chimiste Umicore pour les batteries ou Coved pour les lampes fluocompactes. Intervenant en bout de chaîne, Rhodia apportera la touche finale : le traitement des résidus de terres rares. Après une première étape de purification dans l'usine de Saint-Fons (Rhône), ces mixtures seront fractionnées sur son site de La Rochelle (Charente-Maritime). Le point clé du procédé réside dans l'extraction liquide-liquide, par lequel les terres rares, intimement liées, sont désolidarisées par des courants de solvant successifs. En adoptant cette stratégie, le chimiste français espère ainsi incorporer, selon les espèces, entre 5 et 50 % de recyclage dans sa production totale.

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