25 Septembre 2015  |  Matériaux
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 06/2015

Sommes-nous dépendantsdes métaux rares?

De nombreux éléments métalliques sont qualifiés de «critiques»: d’une part, ils jouent un rôle toujours plus important dans les technologies d’avenir, d’autre part, il existe un risque élevé de pénurie. Des stratégies pour une gestion plus durable des matériaux critiques ont été présentées et discutées à l’occasion d’un séminaire à l’Empa.

En collaboration avec la fondation ESM «Entwicklungsfonds Seltene Metalle» (Fonds de développement pour les métaux rares), l’Empa a organisé un séminaire autour du thème «Stratégies pour la gestion durable des matériaux critiques» à l’académie Empa de Dübendorf. L’événement était censé montrer comment l’industrie et la recherche pouvaient faire face aux risques d’approvisionnement et aux conséquences d’une utilisation toujours plus grande de ces matières premières.
Comme l’a expliqué Patrick Wäger de la division «Technologie et société» de l’Empa, les matières premières ou matériaux sont considérés comme critiques, dès lors qu’ils revêtent une importance cruciale pour l’économie et la société, et qu’il existe un risque élevé d’approvisionnement. Selon une étude commandée en 2014 par l’Union européenne, toute une série de métaux «rares» (c.-à-d. des métaux présents dans la croûte terrestre et dont la fraction massique est inférieure à 0,01 % en poids), tels que le gallium, le germanium, l’indium, le cobalt, les métaux du groupe du platine et les terres rares font partie de ces précieuses matières premières.
 
Les raisons du risque d’approvisionnement
La concentration de la production des matières premières sur un nombre réduit de pays, des taux de recyclage bas, ainsi qu’une faible substituabilité sont les raisons du risque élevé d’approvisionnement. 

Maren Liedtke, de l’Agence allemande des matières premières DERA a thématisé le circuit de régulation de l’approvisionnement en matières premières et souligné que la baisse des capitaux dans le secteur minier et dans le traitement pouvait entraîner des déficits d’offres à moyen terme. Les entreprises doivent donc observer les marchés et développer des stratégies de couverture et de repli.
Maren Liedtke est d’accord avec Patrick Wäger sur le fait que la disponibilité géologique de ces matières premières n’est pas le problème principal, même en cas de demande croissante. Ce qui est bien plus inquiétant, ce sont les effets écologiques et sociaux négatifs croissants de l’exploitation des matières premières. C’est pourquoi, selon Patrick Wäger, la science et l’économie devraient fournir davantage d’efforts dans le sens d’une gestion plus durable de ces matières premières. Figurent comme approches possibles, la substitution par des matières premières non critiques, l’augmentation de l’efficacité des matériaux dans les processus de production et les produits, ainsi que la fermeture des cycles de vie des matières.


 
Les solutions de l’industrie

Margarete Hofmann, directrice de l’ESM, a donné un aperçu des activités européennes dans le domaine des métaux critiques et en a déduit des mesures possibles pour une gestion plus durable des matières premières critiques dans les domaines de l’extraction, de l’efficacité des matériaux et de la substitution. La construction de plates-formes servant à l’échange d’informations, la formation et la formation continue, ainsi que l’analyse de stratégies et de systèmes, à l’aide d’analyses des flux de matières et de bilans écologiques, par exemple seraient Les principales mesures d’accompagnement préconisées.

Pour les représentants de l’industrie, tels qu’Ute Liepold de Siemens, Jensen Verhelle d’Umicore et Andreas Mai de Hexis, il est évident que leurs entreprises dépendent de matériaux critiques et qu’une gestion plus responsable de ceux-ci est donc nécessaire. Selon Ute Liepold, la substitution, une utilisation plus économique des matériaux et le recyclage de déchets de production, ainsi que la réutilisation et le recyclage de biens de consommation usagés en font partie.
Pour ce qui est de la substitution, les difficultés résident, comme souvent, dans les détails, puisque de nombreux facteurs différents, tels que la performance et la qualité du produit, les coûts et l’apport en énergie, doivent être pris en considération. En outre, selon Ute Liepold, la substitution exige une longue préparation et nécessite donc du temps. S’appuyant sur l’exemple du germanium, Jensen Verhelle a montré comment Umicore couvre aujourd’hui une grande partie de ses besoins grâce au recyclage.


 
Les solutions de la recherche

La recherche sur les matériaux critiques à l’Empa est axée notamment sur la fermeture des cycles de matières et l’«Urban Mining», c’est-à-dire la récupération de matières premières à partir de sites de stockage crées par l’homme, comme des bâtiments ou des biens de consommations usagés, tels que des appareils électriques ou électroniques, par exemple.
Patrick Wäger a présenté des projets en cours, dont l’enquête, en relation avec la révision de l’ordonnance sur la restitution, la reprise et l’élimination des appareils électriques et électroniques (OREA), sur la répartition de métaux rares dans des composants électroniques de véhicules et les fractions issues du traitement de véhicules hors d’usage dans des broyeurs automobiles.
Au niveau européen, l’Empa travaille depuis le début de l’année avec différents groupes de recherche sur l’établissement d’une banque de données relative à la présence de matières premières critiques dans l’«Urban Mining» européenne, dans le cadre d’un projet baptisé «Horizon 2020».
Susanne Rotter, de la TU Berlin, dont le groupe de recherche participe également au projet, s’engage pour qu’à l’avenir, le critère d’aptitude au recyclage soit davantage pris en compte lors de la conception et de la fabrication des appareils. En d’autres termes, il faut pouvoir séparer les métaux rares le plus facilement et avec le moins d’effort possible des appareils. Pour l’heure, cela reste, pour beaucoup d’appareils, très compliqué, laborieux et donc coûteux.
 Pour que les entreprises puissent agir, elles doivent d’abord savoir quelles matières premières critiques elles utilisent dans leurs processus et produits et quels sont les risques encourus. C’est précisément l’information que l’outil Web développé par Ernst Basler + Partner et des chercheurs de l’Empa veut fournir aux PME. Il permet d’évaluer les risques d’approvisionnement concernant plus de 30 métaux, les effets écologiques et sociaux de leur production, ainsi que la vulnérabilité de l’entreprise face à des interruptions d’approvisionnement. Cet outil sera prochainement disponible sur la page d’accueil de Swissmem.
 
Source: iStock


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