Déchets miniers et mine urbaine : des solutions innovantes pour réduire la consommation en ressources primaires

06.02.2019
De la valorisation des déchets miniers au recyclage des déchets électroniques, quelles sont les solutions technologiques innovantes mises au service de l'économie circulaire ? La réponse du BRGM avec les trois projets Ceres, Chromic et Extrade.

Gisement de déchets électroniques et électroniques. © BRGM

Gisement de déchets électriques et électroniques. © BRGM

Face à la croissance d’une économie de plus en plus consommatrice, il devient vital de préserver l’accès à certaines ressources primaires qui contiennent des métaux stratégiques et autres éléments critiques utilisés dans l’électronique et le digital. Il est nécessaire de réduire les pressions sur leur approvisionnement, ainsi que les effets négatifs associés à leur extraction initiale et leur stockage en fin de vie, et plus globalement d’optimiser ce que l’on nomme le « cycle de la matière ». En clair, il faut désormais mieux accompagner les approvisionnements en métaux et matériaux critiques, et en même temps réduire les impacts de nos modes de vie sur l’environnement.

À cet égard, certains déchets se révèlent eux-mêmes être de véritables ressources, et ils ne peuvent plus être considérés seulement en tant que "déchets".

C’est une des illustrations de l’économie circulaire, qui rappelons-le revient à substituer au modèle linéaire, consistant à extraire, fabriquer, consommer, puis jeter, un modèle circulaire, où les produits sont appréhendés en tant que flux de matières et d’énergies réinjectés dans des boucles successives. La France et l’Europe s’inscrivent clairement dans une démarche de promotion et de mise en place d’une économie de plus en plus circulaire.

17,5 Mt production française annuelle d'acier et de fonte. 51 % des métaux sont issus du recyclage

Solutions technologiques innovantes et intégrées aux procédés déjà existants

La valorisation des métaux et des matériaux contenus dans les déchets générés tout au long du cycle de la matière, depuis la mine et la première transformation, jusqu’aux déchets de la mine urbaine (comme les DEEE, déchets d’équipements électriques et électroniques) se présente ainsi comme un enjeu majeur.

Depuis de nombreuses années, le BRGM développe des solutions innovantes sur ces différents types de déchets permettant de valoriser ce qui se présente comme de nouvelles ressources. "L’objectif principal de nos travaux est de permettre la récupération sélective des métaux et matériaux valorisables dans des conditions elles-mêmes économiquement et environnementalement optimisées", expliquent les scientifiques.

Concrètement, les procédés développés par les chercheurs ont plusieurs objectifs : réduire les consommations énergétiques, optimiser l’efficacité de la récupération des métaux et des matériaux, mettre en place des solutions "plus douces", et favoriser les symbioses industrielles et une nécessaire flexibilité des solutions. Le tout avec une particularité : ce sont des solutions technologiques innovantes qui peuvent s’intégrer aux filières et aux procédés déjà existants.

Après utilisation de l'équipement Selfrag (appareil de fragmentation sélective utilisant des décharges de très haute tension), le béton fibré ressort fragmenté et les fibres métalliques qu'il contenait ont été séparées de la matrice minérale. La libération sélective de ces fibres permettra de les réutiliser dans la formulation de nouveaux bétons fibrés. © BRGM - A. Chaumerat

Après utilisation de l'équipement Selfrag (appareil de fragmentation sélective utilisant des décharges de très haute tension), le béton fibré ressort fragmenté et les fibres métalliques qu'il contenait ont été séparées de la matrice minérale. La libération sélective de ces fibres permettra de les réutiliser dans la formulation de nouveaux bétons fibrés. © BRGM - A. Chaumerat

Trois projets emblématiques

Menés au BRGM, Ceres, Chromic et Extrade s’inscrivent dans cette tendance. Ces trois projets créent un lien sur l’ensemble de la chaîne de valeur, depuis la reprise de déchets miniers jusqu’au traitement des cartes électroniques (en bout de chaîne).

Ceres combine le potentiel de valorisation de déchets d’origines très différentes : déchets miniers et déchets urbains, plastiques, céramiques et verres, métaux. Ceres démontre que l’innovation dans ce domaine n’est pas uniquement technologique, mais réside également dans des approches combinées inspirées de l’écologie industrielle. Ainsi, c’est par une démarche de cotraitement qu’il permet à la fois de résoudre une problématique environnementale majeure (les drainages acides) et de valoriser des déchets de la mine urbaine (supports non conducteurs, substrats, composants…).

Photo prise au MEB d'un laitier d'acier inoxydable dans lequel le BRGM cherche à travers son projet Chromic à revaloriser les métaux de valeur (chrome, nobium...) © VITO

Photo prise au MEB d'un laitier d'acier inoxydable dans lequel le BRGM cherche à travers son projet Chromic à revaloriser les métaux de valeur (chrome, nobium...) © VITO

Chromic et Extrade font la part belle aux approches minéralurgiques (préparation de la matière) dans une démarche de recyclage, étape qui reste très souvent négligée par certains acteurs du secteur. Elle est indispensable dans une démarche de concentration de la valeur dans certaines fractions du déchet.

Précisément, Extrade a pour objectif de développer de nouvelles filières de valorisation des aimants permanents à terres rares présents dans les DEEE (disques durs d’ordinateurs, haut-parleurs audio et vidéo et petits moteurs électriques). Chromic concerne plus particulièrement des métaux stratégiques tels que le chrome, le niobium, le molybdène et le vanadium.

Trois projets qui démontrent la capacité du BRGM à innover au service de l’économie circulaire.