Axe D3E

Aperçu

L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les gisements potentiels en métaux critiques issus des déchets d’équipements électroniques et électriques (D3E) et de développer des procédés permettant de maximiser leur récupération afin de créer de la valeur sur le territoire national. Nous privilégions le développement des techniques en rupture, de démantèlement, de tri physique et de traitement chimiques permettant la simplification des mélanges et l’augmentation des proportions de chaque métal dans les produits générés. Cela afin de réduire les coûts de traitement et l’impact environnemental de ces procédés. Ceci doit être complété par l’identification des filières de valorisation. Au-delà de la compréhension des circuits connus ou déjà établis, l’enjeu est d’identifier d’éventuels liens entre filières et/ou procédés, permettant de relocaliser en France des filières économiquement viables et écologiquement durables. Les travaux menés dans le cadre de ce projet permettent enfin de mieux comprendre et/ou résoudre les défis connus ainsi qu’à identifier ceux qui sont inconnus.

Mots-clés : Déchets d’équipements électriques et électroniques (D3E), Flux, Analyse de cycle de vie (ACV), Métaux stratégiques, Métallurgie inorganique, Evaluation coûts-bénéfices, Impacts environnementaux, Stratégie, Processus industriels

Tâches

Nos recherches

Analyse et connaissance du gisement de mine urbaine
Muriel Maillefert (Université Lyon 3, EVS)
Solène Touzé (BRGM)

Cette première tâche est divisée en deux sous-tâches. La première (1.1.) se focalise sur la compréhension du métabolisme du territoire sur la question des DEEE. La deuxième sous-tâche (1.2.) se focalise sur les défis liés à la détermination de la composition de cette mine urbaine que constitue les DEEE, la difficulté étant qu’elle est très variable. Un des verrous à lever est dans la standardisation des protocoles d’analyse, un standard qui n’existe pas actuellement.

Processus de traitement des DEEE
Jean-Christophe Gabriel (CEA, NIMBE, LICSEN)
N. Menad (BRGM)
CHAPUIS Marlène et Emmanuel BILLY (CEA-LITEN)

Etude des processus de démantèlement et désassemblage des systèmes en leurs composants électroniques individuels et de tri intelligent aboutissant à des sacs de tri de compositions élémentaires simplifiées et plus reproductibles. Ce processus assurera in fine une simplification des procédés de traitement avals de la chaine de recyclage pour la séparation des éléments et permettra la récupération des métaux critiques d’une façon économiquement viable.

2.2. Développement de technologies de séparation innovantes, viables économiquement et respectueuses de l’environnement comme par exemple, la séparation par électrostatique, par flottaison, aboutissant ainsi en la concentration en métaux critiques des flux à traiter et ainsi leur récupération alors qu’aujourd’hui ils sont principalement enterrés et non valorisés.

2.3. Etudier les paramètres fondamentaux dirigeant l’extraction chimique et la récupération de ces métaux avec un contrôle plus ou moins avancé de leur séparation pour in fine mettre en place une brique technologique de métallurgie inorganique pouvant être intégrée dans le processus général de recyclage des DEEE.

Implications des stratégies de recyclage des DEEE concernant l’accès aux ressources et les impacts environnementaux
Stéphanie Muller (BRGM)

La dernière tache étudiera les implications de ces nouvelles stratégies de recyclage des DEEE en ce qui concerne l’accessibilité des ressources et leur impact sur l’environnement. Elle relèvera les défis suivants :

• Quantifier l’accessibilité des ressources dans le cadre de l’analyse du cycle de vie (ACV);

• Évaluer les avantages environnementaux des boucles circulaires, y compris les stratégies de recyclage, dans le cadre de l’analyse du cycle de vie.

Aperçu

Le projet RESURGENCE vise à transformer la manière dont sont conçus, utilisés et recyclés les équipements électroniques pour réduire leur impact environnemental. Chaque année, des millions de téléphones, ordinateurs ou appareils électroménagers deviennent des déchets électriques et électroniques (DEEE), souvent difficiles à recycler en raison de leur complexité et du mélange de matériaux.

RESURGENCE propose d’intégrer la circularité dès la conception des produits afin de faciliter leur démontage, leur réparation et leur réutilisation. Le projet réunit des experts en sciences des matériaux, chimie, électronique, intelligence artificielle et design industriel pour développer des solutions innovantes :

• de nouveaux matériaux éco-conçus, comme les polymères auto-immolables ou les adhésifs réversibles ;
• des outils de diagnostic pour évaluer rapidement l’état de santé des composants et estimer leur durée de vie restante (RUL) ;
• des méthodes de conception pour guider les industriels vers des produits plus faciles à recycler.

Le projet RESURGENCE entend réduire la production de déchets électroniques, prolonger la durée de vie des composants et favoriser l’innovation durable. Il contribue ainsi à construire un secteur électronique plus responsable et circulaire.

Mots-clés : Éco-conception, recyclabilité, économie circulaire, matériaux innovants, diagnostics et durée de vie résiduelle (RUL), polymères auto-immolables, recyclage des cartes électroniques, fabrication additive, outils de créativité pour la conception, innovation durable.

Tâches

Nos recherches

Développement d’un outil prospectif pour favoriser la forte circularité des systèmes électroniques
José-Armando Hidalgo Crespo jose-armando.hidalgo_crespo@ensam.eu

Concevoir et mettre en œuvre un outil d’aide à la décision permettant aux parties prenantes d’anticiper et d’intégrer de solides principes de circularité dès les premières étapes de la conception, de la production, de l’utilisation et de la gestion de fin de vie des systèmes électroniques. Cet outil facilitera la planification de scénarios, évaluera les impacts environnementaux et orientera le choix de stratégies de conception durable dès le début du processus de développement.

Matériaux éco-conçus
Vincent Semetey vincent.semetey@chimieparistech.psl.eu

Identifier, développer et caractériser des matériaux écologiques à faible impact environnemental adaptés aux systèmes électroniques. Cela inclut des matériaux recyclables, biosourcés, non toxiques et conçus pour minimiser la consommation de ressources, tout en maintenant ou en améliorant les performances fonctionnelles des composants électroniques.

Fabrication de systèmes éco-conçus
Tan-Phu Vuong tan-phu.vuong@grenoble-inp.fr

Développer et mettre en œuvre des procédés de fabrication innovants soutenant l’écoconception des systèmes électroniques. Cela inclut l’optimisation de l’efficacité énergétique et des ressources, la minimisation de la production de déchets, ainsi que la compatibilité avec des stratégies circulaires telles que la réutilisation, la réparation, la remise à neuf et le recyclage.

Développement de stratégies circulaires – Réutilisation et recyclage
Sebastien Boisseau sebastien.boisseau@cea.fr

Cette tâche vise à promouvoir les approches de réutilisation et de recyclage en développant (i) des outils de diagnostic avancés, incluant des bancs d’essai et des algorithmes prédictifs, afin d’évaluer l’état de santé et la durée de vie résiduelle (RUL) des composants électroniques dans le cadre de l’approche de réutilisation, et (ii) des stratégies de récupération des composants issus d’électroniques éco-conçues, notamment par lixiviation, dans le cadre de l’approche de recyclage.