Diode électroluminescente ou plus couramment appelée LED, cette source lumineuse remplace peu à peu nos ampoules de luminaires et d’appareils TV. En Europe, ce produit a été lancé il y a une dizaine d’années, ce qui correspond en moyenne à sa durée de vie. L’association européenne Eucolight qui regroupe les éco-organismes de filières DEEE lampes, prépare le terrain pour le recyclage des LED. En France, ESR (fusion entre Eco-systèmes et Récylum) travaille avec des industriels et des scientifiques pour évaluer les procédés de valorisation existants.

L’utilisation des ampoules à LED n’est pas homogène, même si ce produit moins énergivore et plus durable, a toutes les qualités économiques et environnementales. Depuis quelques années, les instances européennes poussent les Etats membres à remplacer leur éclairage classique par des LED, aussi bien pour les particuliers que pour les professionnels. Leader européen pour l’emploi de lampes à LED, le Danemark a déjà converti entre 25 et 30 % de son parc (un million de luminaires). L’Allemagne voit son parc d’éclairage public se rénover à un rythme deux fois plus rapide que la France, soutenu par un prix de l’électricité double du prix français. D’ici à 2020, les LED représenteront 80 % du marché allemand. A titre de comparaison, le Japon, un des pionniers des LED, a déjà atteint les 60 %. L’Angleterre est également en pleine transition LED, avec 80 % des nouvelles installations d’éclairage public réalisées en LED. La progression de mise en marché est particulièrement visible en Europe du Nord. Au Danemark, en Allemagne, en Belgique et au Royaume-Uni, les ventes de lampes LED sont passées de 17 millions à 266 millions d’unités entre 2010 et 2017. Sur la même période, les ventes de lampes fluo-compactes ont basculé de 160 millions à 30 millions d’unités. En France, les mises en marché évoluent également dans une moindre mesure entre 2005 et 2017. La vente d’ampoules à LED est passée de 3,5 millions à 127 millions d’unités.

Avec plus de 90 millions de luminaires urbains installés en Europe, dont 75 % ont plus de 15 ans, l’UE est à la traîne si l’on en croit un rapport de la Commission Européenne : « la diffusion commerciale de l’éclairage à LED en Europe est lente, et les activités de recherche, d’innovation et de coopération sont morcelées. Dans d’autres régions du monde, surtout en Asie et aux Etats-Unis, l’industrie de l’éclairage progresse rapidement et bénéficie d’un soutien notable des pouvoirs publics ». Selon l’association française de l’éclairage (AFE), le marché mondial des LED est estimé en 2020 à 100 milliards de dollars. Par ailleurs, l’émergence de l’économie d’usage dans l’éclairage devrait sans doute donner un coup d’accélérateur au marché des LED. Les fabricants ont dans ce contexte tout à gagner en jouant sur la performance et la durabilité, car ils sont dans le cadre d’une économie de fonctionnalité, obligés d’assurer la maintenance, la performance, la réparation, la collecte et la fin de vie de leurs produits. C’est le cas de Signify – nouveau nom de Philips Lighting – qui a développé la location de lumière (Light as a Service / Lighting circulaire). A partir de ce modèle, l’utilisateur n’est plus le propriétaire des produits d’éclairage, et loue simplement l’utilisation de la lumière sur la base de l’éclairage consommé. « Nous pouvons dans le temps remplacer certains composants, comme le module LED équipant nos luminaires, si une version plus récente apportant de meilleures performances est développée. Les anciens modules peuvent alors être réutilisés sur d’autres installations pour les faire durer » assure Christophe Bresson, Directeur de la communication de Signify France.

Trente tonnes collectées en France

Si les lampes à LED ne font pas encore l’unanimité des sources lumineuses, elles font déjà l’objet d’études sur la gestion de leur fin de vie. « Des gisements plus conséquents devraient émerger dans nos flux de lampes usagées d’ici 5 ou 6 ans, estime Hervé Grimaud, DG de Récylum et président d’Eucolight. Nous pensons néanmoins que cette évolution sera lente, d’autant qu’avec le temps, il se pourrait que les lampes à LED durent encore plus longtemps ». Signify propose par exemple une gamme de lampes à LED écologiques utilisables pendant au moins 20 000 heures, soit une durée de vie d’environ vingt ans. Eucolight va lancer une étude pour connaître précisément la durée de vie de ces produits au cours des prochaines années.

Outre le financement de la filière de recyclage des lampes, Signify travaille activement sur le recyclage des LED. « Aujourd’hui, le principal défi en la matière porte sur la gestion de plusieurs technologies de produits à recycler : technologies fluorescence et LED. Pour cette dernière, les taux de collecte sont encore faibles, étant donné son arrivée récente sur le marché et sa très longue durée de vie. Nous réfléchissons à l’élargissement du recyclage des LED destinées à l’éclairage (qui est un faible volume) avec d’autres applications telles que, par exemple, les écrans utilisant cette technologie » explique Christophe Bresson.

En Europe, la collecte de lampes LED reste limitée, à moins de 2 % des gisements de lampes usagées. Sur la base d’une durée de vie moyenne de dix ans, la quantité d’ampoules à LED collectée en Europe est estimée à 10 tonnes en 2010 et à 1220 tonnes pour 42 000 tonnes en 2017. La 3e conférence d’Eucolight qui s’est déroulée aux Pays-Bas en avril dernier a rassemblé 70 délégués d’organisations professionnelles pour le recyclage de l’éclairage. Au programme : les derniers développements en matière de collecte et de traitement des produits lumineux en fin de vie, les principales tendances sur les flux de déchets de produits d’éclairage et sur les technologies LED.

Micro-grammes de terres rares

La particularité des lampes à LED porte sur leur variété et leurs technologies. Leur composant électronique, notamment les chips peuvent contenir quelques microgrammes de terres rares. La valeur de ces matières premières suscite d’ores et déjà des investissements industriels en R&D pour les récupérer. Le but est d’isoler ces cartes à LED et ces chips pour extraire et réutiliser ces métaux stratégiques. « Pour rendre l’opération rentable, la massification de la collecte avec les cartes électroniques provenant d’autres secteurs tels que les déchets électriques et électroniques ou les véhicules hors d’usage sera indispensable », affirme Hervé Grimaud.

En France, cette collecte correspond à 0,8 % en poids de la collecte des déchets lumineux, soit environ 30 tonnes. A l’instar d’autres Etats membres, la France travaille au développement de procédés de recyclage pour les gisements à venir. Depuis sa commercialisation, la LED a beaucoup évolué. Composée d’une majorité de métaux non ferreux au départ, elle a basculé vers l’emploi de plastique, puis de verre. Aujourd’hui une lampe à LED est constituée à 70 % de verre, d’aluminium et d’une carte électronique et de filaments au phosphore pour les ampoules de dernière génération.

Si a priori, le recyclage de l’ampoule à LED semble facile, le problème se pose pour les puces électroniques, composées d’infimes quantités d’or, de cuivre et de terres rares pour les LED de nouvelle génération. Le challenge est double selon Xavier Lantoinette, directeur technique adjoint chez ESR : « il faut identifier l’endroit où le micro-composant électronique a été placé d’une part et le passer sur un procédé d’extraction viable d’autre part ».

En France, un projet sur la récupération des puces LED utilisant des procédés proches du recyclage des cartes électroniques est en cours. Le défi pour ce type de produits est de massifier les puces et de régler certains paramètres sur les technologies existantes. L’an dernier, ESR a lancé un appel à projet sur la valorisation des métaux stratégiques et précieux dans les cartes électroniques et autres composants électroniques issus de DEEE. Le recyclage des composants LED s’inscrit dans ce projet.

Localiser la puce

Les LED sont partout ou presque. Aujourd’hui, on les trouve dans les luminaires mais aussi dans les téléviseurs, les appareils électroniques ou les phares de voitures. L’objectif est en effet de collecter non seulement les flux de luminaires à travers des actions de Récylum mais aussi par le biais des filières DEEE. Actuellement, les LED pour luminaires sont traitées avec les autres lampes mais ESR souhaite constituer des stocks pour réaliser des tests. Parmi les procédés susceptibles d’accueillir ces composants, figure la filière de traitement des PAM (petits appareils ménagers). « Nous avons déjà une ligne de broyage pour séparer certains composants de l’enveloppe, puis le courant de Foucault et l’over-band pour trier métaux ferreux et non ferreux. Reste à étudier les réglages pour récupérer les puces électroniques. Nous devons déterminer sur quel support matière et dans quel état elles se trouvent » explique Xavier Lantoinette.

Aborder tous les paramètres techniques, économiques et environnementaux

Derrière cette mise en oeuvre, il faudra une réelle volonté politique pour permettre à la filière de se développer et aux industriels d’investir, insistent les responsables d’ESR. « Tous les paramètres techniques, économiques et écologiques seront abordés à égalité pour ne pas négliger l’un ou l’autre. En outre, cela doit se faire au niveau européen, pour éviter tout risque de distorsion de concurrence » souligne Xavier Lantoinette. A ce jour l’éco-organisme français ESR en charge de gérer les flux de déchets de produits d’éclairage via Récylum, répond à un cahier des charges précis. Les leviers pour accélérer le recyclage des LED sont de trois ordres : la connaissance des gisements, la base de données pour dresser un état des lieux et la R&D avec la création d’une chaire sur les métaux stratégiques. Dans ce secteur, le recyclage est au coeur du développement. Pourtant il ne se suffira pas à lui seul. La mise en œuvre d’analyses de cycle de vie (ACV) est aussi importante pour tenir compte de l’ensemble des paramètres environnementaux pendant la durée de vie du produit. « L’extraction des métaux stratégiques est un tel enjeu, qu’on ne peut pas faire n’importe quoi, souligne Xavier Lantoinette. Du transport à la consommation d’eau ou d’énergie, tous les indicateurs doivent être pris en compte pour une meilleure anticipation de la filière ». En attendant d’y voir plus clair, Récylum prépare ses arrières en augmentant ses provisions financières. Si les premiers gros gisements ne sont pas prévus avant cinq ans, la filière doit être prête à collecter et à valoriser ces lampes dans les règles de l’art.

Crédit : Signify, Osram

Eucolight

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