18 Juin 2019  |  Recyclage
Publié dans Oberflächen POLYSURFACES 01/2019

Métaux rares provenant des déchets électroniques

Karin Weinmann

Les déchets électroniques contiennent des ressources telles que le néodyme, l’indium et l’or. Qu’advient-il des matériaux précieux? Et quelle quantité de métal rare renferment les téléphones mobiles, les ordinateurs et les écrans qui sont encore utilisés aujourd’hui? Des chercheurs de l’Empa se sont penchés sur ces questions.

Indium, Neodym und Gold finden sich in vielen elektronischen Geräten. Was geschieht mit den wertvollen Stoffen, wenn die Geräte nicht mehr gebraucht werden? Und wie viel edles Metall steckt in Mobiltelefonen, Computern und Bildschirmen, die derzeit noch in Gebrauch sind? Diesen Fragen sind Forscher der Empa nachgegangen.

Les trois ressources naturelles que sont l’or, le néodyme et l’indium sont parmi les éléments les plus rares au monde. On les trouve en petites quantités dans un grand nombre d’appareils électroniques, où ils occupent des fonctions clés. L’indium, tout comme l’oxyde d’indium et d’étain, est à la fois conducteur d’électricité et transparent. C’est en raison de ces propriétés, que ce matériau est utilisé dans les écrans LCD, par exemple. Quant au néodyme, il est utilisé en association avec le fer et le bore pour produire de puissants aimants. On trouve ces matériaux dans les disques durs, les haut-parleurs, les écouteurs et les téléphones portables. L’or, enfin, est un très bon conducteur qui ne se corrode pas. Il est donc utilisé dans des composants électroniques tels que les contacts de commutation ou les circuits imprimés.
 
Des déchets électroniques. (Illustrations: Empa)
 
 
Le problème
Le néodyme et l’indium, en particulier, sont considérés comme des métaux critiques. D’une part, il y a un risque d’interruption de l’approvisionnement, car ces deux éléments rares sont presque exclusivement produits par la Chine. D’autre part, leur importance pour les technologies clés est considérée comme élevée et, par conséquent, les effets d’éventuelles interruptions sont particulièrement alarmants.
Il est vrai que la Suisse dispose également de mines permettant d’exploiter ces trois ressources. On les trouve, notamment, dans les appareils électroniques, y compris ceux qui sont désuets. La doctorante de l’Empa Esther Thiébaud, du Département technologie et société, s’est penchée pour la première fois sur la localisation de ces trois métaux rares en Suisse et sur leur disponibilité. Son analyse a révélé que la plus grande partie d’entre eux se trouve déjà dans les équipements actuellement utilisés.
La deuxième plus grande partie de l’indium se trouve dans les scories des usines d’incinération des déchets. Elle n’est donc pas récupérable. Il en va de même pour la deuxième plus grande partie du néodyme, qui se trouve dans les scories des usines métallurgiques, utilisées dans le secteur de la construction. L’or, en revanche, est déjà récupéré à hauteur de 70 %, pour des raisons économiques, lorsque l’équipement a atteint la fin de son cycle de vie. Si le taux de recyclage de l’or est très bon, le néodyme et l’indium ne sont pas encore récupérés en Suisse.
 
Le recyclage serait justifié
En 2015, une équipe de l’Empa dirigée par Heinz Böni a été chargée, par l’Office fédéral de l’environnement (OFEN) et l’Association suisse des fournisseurs de technologies de l’information et de la communication (Swico), de déterminer si la récupération de l’indium et du néodyme est rentable et écologique. Techniquement, l’indium peut déjà être récupéré aujourd’hui, bien qu’à un coût relativement élevé. Toutefois, la récupération de l’indium à partir des écrans n’entraîne que des coûts supplémentaires modérés, qui pourraient être couvertes en augmentant la contribution anticipée au recyclage de 50 centimes par écran.
D’un point de vue écologique, cependant, l’affaire est claire: une montagne d’écrans usés a une teneur en indium plus élevée qu’une mine à partir de laquelle on extrairait le même volume d’indium. Selon cette étude, les impacts environnementaux du recyclage sont aussi élevés, sinon supérieurs à ceux de la production à partir des minéraux primaires. Ceci n’est toutefois valable que si l’équipement mis au rebut est démonté manuellement au cours de la première étape de traitement et n’est pas broyé mécaniquement.
Dans le cas du néodyme, le bilan écologique est encore plus clair: si le matériau provient du processus de recyclage, la charge pour l’environnement est inférieure d’un tiers à celle d’une extraction minière.
 
Les écrans LCD contiennent de petites quantités d’indium. D’un point de vue écologique, il vaut la peine d’extraire ce matériau, surtout si les appareils sont démontés manuellement.
 
 
La quantité fait la différence
Tout comme l’or, l’indium et le néodyme peuvent être clairement localisés dans les composants séparables d’un appareil électronique. Il serait aussi techniquement possible de récupérer les matières premières, mais à un coût considérable. Alors pourquoi ces métaux n’ont-ils pas été récupérés jusqu’à présent ?
Pour répondre à cette question, il est important de considérer les quantités en jeu. L’indium n’a été utilisé en grandes quantités que depuis le début du millénaire. En 2014, année pour laquelle les derniers chiffres sont disponibles, 1,7 tonne de ce métal était présent dans des appareils encore en service en Suisse. Toutefois, les dispositifs qui ont été éliminés la même année, ne contenaient que 135 kg d’indium. Près d’un tiers d’entre eux n’ont pas été recyclés, notamment parce que les appareils ont été jetés aux ordures ou exportés à l’étranger. Sur les quelque 90 kg d’indium qui ont été recyclés, 90 % se sont retrouvés dans des incinérateurs, 5 % ont été perdus dans le processus de fusion et 5 % seulement ont été conservés pour un éventuel retraitement futur, selon l’étude.
Le néodyme est présent en grande quantité dans les équipements électroniques vendus depuis le début des années 1980. En 2014, quelque 39 tonnes de néodyme étaient présentes dans les équipements encore en service, alors que ceux éliminés la même année en contenaient 3,9 tonnes. De ce nombre, 2,8 tonnes ont été recyclées, l’élément s’étant retrouvé dans les mâchefers du procédé de fusion.
Les chiffres pour l’or se situent entre les deux: 4,8 tonnes étaient dans les appareils, 440 kilos ont été séparés en composants contenant de l’or et parmi ceux-ci, 330 kilos ont été recyclés. Dès lors, les pertes sont faibles: 95 % de l’or démantelé manuellement peut être récupéré.
Ce n’est donc pas uniquement en raison des quantités, que l’effort supplémentaire de récupération n’est nécessaire que pour l’or. L’examen de la valeur des métaux révèle un fait intéressant: les 90 kg d’indium qui aboutissent dans le processus d’élimination valent environ 36’000 dollars; 2800 kg de néodyme vaut 200’000 dollars et les 330 kg d’or, 13’600’000 dollars. D’un point de vue économique, l’effort pour récupérer l’or en vaut donc la peine, malgré les faibles quantités; pour le néodyme et l’indium, par contre, la motivation financière des entreprises de recyclage est actuellement (encore) faible.
«La plus grande proportion de néodyme et d’indium se trouve encore, et de loin, dans les appareils actuellement utilisés», explique Esther Thiébaud. «Une légère augmentation de la contribution au recyclage prépayée, suffirait déjà à faire du recyclage une option économiquement intéressante.» D’ici là, il serait au moins judicieux de stocker temporairement des composants contenant une proportion relativement élevée d’indium et de néodyme, afin que ces matières premières ne soient pas perdues à jamais.
 
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