Réduire, réutiliser et recycler les matériaux doivent aider l’industrie à s’inscrire dans une économie circulaire, compétitive et respectueuse de l’environnement. En Europe, la stratégie 3R porte plusieurs projets de R&D innovants. En jeu, réduire la production de déchets plastiques et gagner en indépendance sur l’approvisionnement de matières premières. Parmi les entités françaises engagées, le CNRS, l’Icam de Nantes et le centre technique IPC.

C’est l’objectif d’un nouveau programme de recherche porté par le CNRS et financé à hauteur de 40 millions d’euros sur six ans. Dans le cadre de la Stratégie Nationale d’Accélération France 2030, le PEPR* « Recyclage, recyclabilité et ré-utilisation des matières » réunit de nombreuses disciplines scientifiques (sciences de la matière, physique, ingénierie, sciences de la terre et du vivant, sciences socio-économiques et politiques, sciences des données) et presque tous les secteurs économiques. Au cours des six prochaines années, les spécialistes et chercheurs français vont plancher sur dix projets censés aider à relever les défis écologiques, économiques et technologiques nécessaires à la transition vers une économie circulaire. Parmi ces projets, cinq sont axés sur des matériaux (plastiques, métaux, composites, textiles et papiers-cartons). Certaines filières comme les batteries, les nouvelles technologies de l’énergie, les DEEE et les déchets ménagers seront particulièrement visées.

Le projet « Recyclage, recyclabilité et réemploi des plastiques » étudiera le comportement des contaminants dans les plastiques, la chaîne de démontage et désassemblage de structures complexes comme les multicouches et les pistes de recyclage chimique. Le contexte réglementaire actuel autour de la stratégie européenne 3R (réduire, réutiliser et recycler) impacte fortement l’industrie de la plasturgie. Les directives ainsi que les lois et décisions nationales mettent en place des objectifs ambitieux en terme de recyclage et d’utilisation de matières plastiques recyclées. Pour 2030, l’objectif est l’utilisation circulaire de 30 % des matières plastiques. Le projet « Stratégies et procédés innovants pour le recyclage des métaux stratégiques vers une économie plus circulaire » fera une évaluation socio-économique et environnementale du recyclage des métaux stratégiques, développera une méthode automatisée de tri en ligne, examinera les opérations de dissolution et de récupération des métaux stratégiques, modélisera les procédés et développera des outils d’optimisation de ces procédés.

RHEPLACE : automatiser l’incorporation de recyclé dans la plasturgie

Le projet européen RHEPLACE lancé début 2023 et coordonné par le centre technique IPC a pour ambition d’augmenter le pourcentage d’intégration de matières recyclés dans les chaînes de valeur de l’industrie plasturgie. L’objectif sera réalisé grâce à la digitalisation et au contrôle en ligne de la variabilité rhéologique de la matière lors de la phase de compoundage. Cette solution va permettre d’assurer la qualité finale de la matière et donc du produit en fonction des demandes du client ou de l’utilisateur final. Le projet est cofinancé par la commission européenne dans le cadre de l’EIT Manufacturing. Il implique un acteur italien (Whirlpool) et quatre organisations françaises (IPC, Optimistik, Axel’One et Addiplast). IPC sera notamment en charge de la démonstration à l’échelle pilote, et impliqué dans la définition du cahier des charges et de la production des données.

Le projet « Nouvelle génération de composites recyclables à partir de matières premières de recyclage : vers une économie circulaire » va se pencher sur la séparation des constituants des matériaux composites issus de l’éolien, de l’électronique et de l’automobile. Il étudiera aussi le développement de nouveaux composites à base de matériaux recyclés en prenant en compte leur fin de vie. Le projet sur les papiers-cartons déploiera de nouveaux procédés durables pour améliorer les propriétés des fibres recyclées, s’intéressera à la valorisation des rejets solides et liquides issus du procédé de recyclage conventionnel, et développera de nouveaux procédés de recyclage et de valorisation de tous les éléments séparés dans le cas des matériaux composites. Au final, il fournira une analyse environnementale et sociétale des procédés ciblés. Le projet « Valorisation des textiles : recyclage, recyclabilité et ré-utilisation » portera sur les stratégies de recyclage des textiles et la conception de polymères pour filage. Les travaux cibleront les processus de transformation des textiles et la conception d’objets textiles, en intégrant une « analyse du cycle de vie » des ressources et une analyse sociologique de la fin de vie des textiles.

Stratégie 3R : des filières ciblées

Cinq autres projets, dédiés à des flux de déchets complexes, nécessiteront de coordonner des expertises scientifiques très différentes. Ce sont des projets de recherche transverse autour des batteries, des nouvelles technologies de l’énergie, des déchets électriques et électroniques, des déchets ménagers (hors compost) et de la société de réutilisation et du recyclage. Par exemple, le projet « Procédé de recyclage innovant, durable, économique et flexible des batteries lithium-ion usagées » étudiera la chaîne de valeur et le marché du graphite pour batteries ainsi que le rôle futur du graphite recyclé. Il analysera notamment les processus de recyclage des matériaux usés des batteries et développera un système pour évaluer la durabilité des matières premières des batteries. Le projet « Nouvelles technologies pour l’énergie » caractérisera le recyclage des panneaux photovoltaïques (solaire), des aimants et les rotors (éolien) et des piles à combustible (hydrogène). Objectif : trouver des solutions pour récupérer dans chaque composant, les matériaux de valeur en tenant compte de l’efficacité des procédés et de l’impact environnemental des processus utilisés. Le projet « Pour une chaîne des valeurs française viable sur le recyclage des DEEE » analysera le gisement urbain, les méthodes d’échantillonnage et les procédés de traitement de ces déchets. Il étudiera les implications des stratégies de recyclage des DEEE par rapport à l’accessibilité des ressources et aux impacts environnementaux. Le projet « Déchets ménagers – analyse systémique » se penchera sur les méthodes de tri innovantes pour séparer les matériaux, et préparer les déchets, en vue de leur recyclage.

Enfin, le projet « Société du ré-emploi et du recyclage » réunira des acteurs des sciences humaines et sociales. Il s’intéressera à l’écologie politique et territoriale du recyclage, au comportement des consommateurs au regard des nouvelles règlementations, aux mécanismes de régulation, aux « business model » associés, et aux pratiques de recyclage.

RECREATE s’attaque aux déchets composites à l’échelle européenne

Dans le cadre du projet européen RECREATE, 21 partenaires dont l’Icam site de Nantes travaillent sur la revalorisation des matériaux composites de produits en fin de vie, issus de pales d’éoliennes ou des coques de bateaux de plaisance. Ce programme accompagne des travaux sur les technologies de démontage, d’inspection, de réparation, de remise en forme et de recyclage des matériaux composites. Il est lancé pour quatre ans et subventionné à hauteur de 8,3 millions d’euros par le programme Horizon Europe de recherche et d’innovation. Les chercheurs français de l’école d’ingénieurs ont franchi une nouvelle étape en avril 2023, avec la production d’échantillons de matières recyclées. Dans le cadre de ces travaux, un partenariat avec l’APER, éco-organisme agréé de la filière REP, a été signé pour s’approvisionner en déchetscomposites. Le bénéfice économique de la réutilisation des matériaux composites est estimé à 95,5 millions €/an dans l’industrie éolienne. Grâce au déploiement de cette filière, plus de 4 000 emplois pourraient être créés d’ici 2030. Sur le plan environnemental, recycler ces matériaux éviterait la production de 51 000 tonnes de déchets par an.

En plus :

*L’Etat consacre trois milliards d’euros de France 2030 pour la recherche au travers des PEPR. Ceux-ci sont portés par les institutions de recherche pour renforcer le leadership français dans des domaines clés.

Crédit : BASF

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