Cobalt, cuivre, or, terres rares, ces matières sont contenues parfois en infimes quantités dans nos smartphones et autres moteurs de véhicules électriques. Leur extraction sur des produits en fin de vie s’avère souvent un casse-tête. L’Europe finance plusieurs programmes de R&D sur les matières premières et les métaux tandis que les Etats se penchent sur de nouvelles solutions de recyclage. Au BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières), la plateforme Plat’Inn s’appuie sur ses experts en minéralurgie pour valoriser les métaux issus de la mine urbaine.

L’expérimentation à différentes échelles a toujours été au coeur de l’activité du BRGM. Dès 1975, le BRGM s’est ainsi doté d’une halle technologique pilote de 2 000 m2, véritable petite usine initialement dédiée à la minéralurgie et où étaient développés diverses technologies et procédés innovants pour le traitement des minerais. Cet outil, dont les domaines d’activité ont évolué en même temps que les missions de l’établissement, préfigure les nouvelles plateformes mises en œuvre sur le site d’Orléans depuis une dizaine d’années. Parmi elles, la plateforme d’innovation Plat’Inn, imaginée en 2015, est aménagée sur 1000 m². Elle est dotée de moyens expérimentaux multi-échelle pour l’échantillonnage, le broyage, le tri physico-chimique (gravimétrique, magnétique et flottation), la lixiviation (réacteurs de bio-lixiviation), le traitement thermique et la caractérisation (par procédés ATD/ATG gros volume, infra-rouge, fluo portables). Des outils de modélisation des procédés et d’évaluation environnementale (ACV) sont également disponibles sans compter des approches de type cartographie et analyse de flux de matière. La plateforme propose des capacités de traitement de quelques dizaines de kilogrammes jusqu’à près de 5 tonnes. Les derniers travaux d’installation des équipements doivent s’achever courant 2018. Plat’Inn est soutenu par la Région Centre-Val de Loire et Orléans Métropole.

Plat’Inn compte 40 projets en cours

S’appuyant sur son expertise en matière de traitement des matières premières minérales primaires et secondaires, le BRGM s’appliquera dans le cadre de Plat’Inn à développer des technologies au service de la mine urbaine et en particulier des déchets métalliques issus des gisements de déchets électriques et électroniques (DEEE). « Nous avons une approche pro-active du secteur, explique Patrick d’Hugues, responsable de l’unité déchets et matières premières & recyclage au BRGM. Partant de notre savoir-faire, nous projetons de trouver des solutions de séparation et de récupération des métaux stratégiques que l’on trouve par exemple dans les cartes électroniques ». Mais pas n’importe lesquelles. Aujourd’hui, trois grands acteurs industriels européens se partagent le marché du traitement des cartes mères riches en métaux : Boliden, Aurubis et Umicore. Le BRGM cible plutôt les flux de produits « plus pauvres ».  Tout au long de ces expérimentations dans le labo-usine d’Orléans, qui compte pour le seul projet Plat’Inn, près de 40 projets en cours, le BRGM évalue en parallèle les impacts environnementaux de ses procédés. « Nous sommes soutenus par les pouvoirs publics français ou européens à travers le programme Horizon 2020 et nous associons l’innovation au développement durable, insiste Patrick d’Hugues. Si certains procédés métallurgiques peuvent être rentables, les impacts ne sont jamais anodins sur la consommation d’eau, d’énergie, et sur la perte de fractions métalliques dans les déchets résiduels des procédés ».

Terres rares, enjeu récurrent

Le recyclage des terres rares est un enjeu stratégique pour l’industrie européenne. Si la demande de certains éléments de terres rares évolue en fonction des applications industrielles, les enjeux se cristallisent davantage aujourd’hui sur le cobalt, le lithium et le cuivre, qui ne font pas partie des terres rares mais qui demeurent des métaux stratégiques pour l’industrie car intimement liés au développement d’équipements pour la transition énergétique. Les aimants permanents sont également un exemple de concentré de terres rares et de nickel. Aujourd’hui, il n’existe pas de recyclage de ces aimants à l’échelle industrielle en France. Pourtant, on s’y intéresse de plus en plus. Une étude technico-économique sur cette filière des aimants portant sur la caractérisation des gisements dans les DEEE, les VHU et les véhicules électriques pourrait être conduite. Le BRGM s’est également intéressé avec le projet ANR Extrade, à la récupération des terres rares dans les aimants permanents contenus dans les disques durs d’ordinateurs, les haut-parleurs ou les petits moteurs électriques. « Aujourd’hui, nous sommes au milieu du gué, explique Patrick d’Hugues. Il faudrait passer à l’étape suivante, c’est-à-dire, trouver des partenaires industriels volontaires pour valider les résultats de la recherche, utiliser les produits issus du procédé Extrade et encourager l’émergence d’une vraie filière de recyclage des aimants ».

Environnement et éthique

Comme le souligne Patrick d’Hugues, même si le recyclage peut éviter le gaspillage de la matière, il ne parviendra jamais dans une société de croissance, à alimenter les besoins associés à la production de nouveaux produits et en particulier ceux de la transition énergétique et numérique. C’est tout le paradoxe de cette transition contribuant à l’émergence d’applications innovantes, a priori décarbonées (voitures électriques ou énergies renouvelables) mais qui impliquent une utilisation accrue de petits métaux stratégiques, importés de Chine ou d’Afrique. Aujourd’hui, les enjeux sur les approvisionnements ne sont plus seulement économiques et écologiques, mais également éthiques. Des questions se posent notamment pour le cobalt qui est principalement fourni par la région des grands lacs. En Chine, les conditions d’extraction des terres rares ont été largement dénoncées. Pour toutes ces raisons, la technologie pourra partiellement compenser l’importation de ces matières, par le biais d’un recyclage optimisé. Quoi qu’il en soit, il faudra soit relancer une activité extractive en Europe, soit se passer de ces terres rares. Cela nécessitera une refonte totale de notre mode de consommation et d’utilisation des ressources. Mais ceci est une autre histoire.

Crédit : BRGM

Sur le même sujet : Métaux critiques, ProSUM