Source: The Conversation – in French – By Solène Touze, Cheffe de projet, génie des procédés, BRGM
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La carte-mère d’un ordinateur est pleine de métaux précieux : du cuivre, de l’or, de l’argent, du palladium, du platine, de l’europium… il y en a une cinquantaine sur une seule carte.
Aujourd’hui, seuls cinq de ces métaux précieux peuvent être récupérés (au mieux), pour des raisons économiques et technologiques.
Un des obstacles est que l’on sait très mal quantifier les métaux présents dans la benne à ordures électroniques. Cette quantification est indispensable pour évaluer le potentiel de valorisation, et, quand c’est possible, récupérer davantage de matière.
Replier
Tout commence dans nos maisons. Lors d’un ménage de printemps, l’ordinateur portable hors service qui traîne est enfin emmené à la déchèterie et est déposé dans le bac déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE). S’il ne peut pas être réutilisé ou réemployé, il part vers une filière de recyclage. Que sait-on réellement, aujourd’hui, recycler de ce déchet ?
La première étape se fait à la main : on trie les déchets électriques et électroniques, et l’ordinateur va dans un bac dédié aux ordinateurs. Ensuite, toujours manuellement, on enlève la batterie qui est envoyée vers une filière spécialisée — c’est une obligation réglementaire.
À cette étape, plusieurs chemins sont possibles : nous allons ici considérer que l’opérateur qui extrait la batterie isole aussi la carte mère ; et que le reste, l’écran et le boîtier partent vers des procédés de tri automatisés qui vont recycler les métaux présents en grande quantité (fer, cuivre, aluminium), et parfois les plastiques.
Maintenant, suivons la carte mère. Elle est considérée comme une carte électronique riche car elle contient du cuivre et des métaux précieux en quantité intéressante : plus de 20 % de cuivre, plus de 150 milligrammes d’or par kilogramme de carte-mère, et plus de 600 milligrammes d’argent par kilogramme. Ainsi, le déchet carte-mère se vend entre 3 et 8 € le kilogramme. Plus la carte est avancée (avec davantage de RAM ou des processeurs plus puissants, par exemple), plus elle a des chances d’avoir des quantités de métaux précieux importantes.
Les cartes sont triées en différentes catégories, du plus riche au moins riche — une nouvelle fois manuellement, à l’œil. C’est l’étape de massification : le but consiste à regrouper les cartes de même catégorie en un seul lot. Cela va faciliter le transport, le stockage et la revente.
Lorsque le lot atteint une certaine quantité (environ la vingtaine de tonnes), il est vendu aux métallurgistes du cuivre. Ce sont les industriels qui produisent et vendent du cuivre pur, on les appelle les « smelters » de cuivre. Il y a aujourd’hui sur Terre moins d’une dizaine de smelters qui récupèrent le cuivre en même temps que les métaux précieux. Aucun n’est en France, mais une majorité est en Europe (Belgique, Suede Autriche et Allemagne). Face à ces « géants de la métallurgie » (Umicore, Aurubis, Boliden par exemple), il existe aussi quelques PME du monde du recyclage (dont, en France, WeeeCycling).
La plupart des smelters ont été conçus, à la base, pour traiter du minerai de cuivre (roche extraite d’une mine de cuivre). Ils ont progressivement intégré des déchets dans leur alimentation mais cette alimentation reste souvent minoritaire. Les métaux qui y sont valorisés sont le cuivre, l’or, l’argent, le palladium et le platine s’il y en a (soit seulement cinq métaux, alors que la carte en contient presque une cinquantaine).
Les cartes qui ne sont pas assez « riches » vont, elles, vers des « smelters » qui ne récupèrent que le cuivre.
Pourquoi ne pas recycler davantage ?
La réponse n’est pas triviale. Il y a des raisons économiques, technologiques, géopolitiques et de marché et à cela s’ajoute une dynamique temporelle complexe.
Sur la partie économique, l’évidence est que la filière doit être rentable : les coûts de traitement de cette matière secondaire (les cartes-mères) doivent donc être inférieurs à celui du traitement de la matière primaire (le minerai de cuivre).
Le deuxième point économique, moins connu, est les risques liés à la volatilité des cours des métaux : il peut être difficile d’investir sur la récupération d’un métal quand son prix peut fluctuer du simple au double en très peu de temps.
Dans cette même logique, nos objets (comme ceux du numérique) évoluent très vite et certains métaux utilisés aujourd’hui risquent de ne plus l’être demain. Faut-il mettre en place des chaînes de traitement éphémères ? Quid, par exemple, de la filière de recyclage des lampes à économie d’énergie qui ont été remplacées par les LED en une décennie ?
Côté technologique, les technologies de récupération de cette cinquantaine de métaux existent déjà dans le domaine minier, et beaucoup peuvent être adaptées au domaine du recyclage.
Peut-on valoriser de très faibles quantités ?
Mais ce catalogue de technologies de recyclage ne peut pas se déployer raisonnablement sur la cinquantaine de métaux présents.
Dans le minerai comme dans les déchets, la production des métaux suit de grandes familles de métaux : la sidérurgie pour l’acier, la métallurgie du cuivre, du nickel, de l’aluminium, le groupe des terres rares… Par exemple, dans la nature, le gallium est associé aux minerais de bauxite (aluminium), il est donc produit par la filière métallurgie de l’aluminium.
La carte électronique, elle, fait fi de ces associations. Une carte-mère d’ordinateur est traitée uniquement par la métallurgie du cuivre, et aucune de ces installations ne valorise le gallium. Les 3 milligrammes de gallium présents dans une carte sont donc perdus.
Au-delà de ces questions de filières, se pose aussi la question d’aller valoriser un métal en très faible quantité. Quel est le coût énergétique d’aller chercher les 0,075 milligramme d’Europium dans une carte mère ?
Connaître la matière
Enfin, une troisième raison du recyclage partiel des cartes est le manque de donnée sur leur contenu. En effet, aujourd’hui, les ordinateurs et leurs cartes-mères ne sont pas fournis avec un « passeport matière » qui donne leur composition précise ; alors même que celle-ci varie aussi bien avec le producteur et le temps.
Si nous voulons bâtir de nouvelles filières de recyclage, il est nécessaire de connaître ce gisement pour affirmer la faisabilité économique et technique du recyclage : quelle quantité de tel métal est accessible et à quelle concentration se trouve-t-il ? Accéder à ces données est difficile et demande une recherche approfondie.
Repartons des 20 tonnes de cartes électroniques vendues au smelter : il est clairement impossible de caractériser et d’analyser la totalité du lot. En effet, les outils d’analyse fonctionnent sur des échantillons de quelques grammes seulement, voire quelques milligrammes. Par construction, l’échantillon analysé n’est jamais tout à fait représentatif du lot d’origine. Il s’accompagne d’une « valeur d’incertitude » : a-t-on analysé 30 milligrammes de germanium par kilo, plus ou moins 5 ou 20 milligrammes par kilo ? Cette marge d’erreur change totalement le potentiel de valorisation du lot.
Avec mes collègues, nous travaillons dans le cadre du projet ReviWEEE, pour développer une méthodologie d’échantillonnage et d’évaluation des incertitudes.
Le projet ReviWEEE est soutenu par l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.
Solène Touze a reçu des financements de l’ANR – 22-PERE-0009.
– ref. Peut-on mieux recycler les métaux précieux contenus dans nos ordinateurs ? – https://theconversation.com/peut-on-mieux-recycler-les-metaux-precieux-contenus-dans-nos-ordinateurs-285541