DEEE : Extrade, innover pour mieux recycler

 Initié en 2014, le projet Extrade a pour objectif de développer de nouvelles filières de valorisation des aimants permanents à terres rares, présents dans les DEEE en ciblant les 3 types d’équipements que sont les disques durs d’ordinateurs, les haut-parleurs des matériels audio et vidéo et les petits moteurs électriques présents dans les Technologies de l’Information et de la Communication et les PAM (Petits Appareils Ménagers). Coordonné par le BRGM, le projet regroupe des partenaires d'envergure de la filière recyclage, Galloo, qui travaille de longue date sur le recyclage de composés plastiques et des D3E, Cyclamen, un spécialiste de la récupération des métaux non-ferreux, Selfrag, équipementier de l’électo-fragmentation, une entreprise du secteur minier, l’université de Rouen Normandie, avec le Groupe de Physique des Matériaux, sans oublier l'éco-organisme Eco-systèmes. Les avancées du projet ont donné lieu à une rencontre sur Orléans, à la fin de ce mois de juin...

 Le BRGM récupère les terres rares issues des déchets électroniques ; si elles sont omniprésentes dans de très nombreux équipements qui accompagnent notre quotidien, tels que ordinateurs, téléphones mobiles, automobiles, avions et bien d'autres encore, ces terres rares dont on a pris conscience de la nécessité de les extraire des déchets, ont été longtemps exclues de la chaine du recyclage, tant il est complexe de les récupérer et de les recycler à l'échelle industrielle alors que c’est un pilier de la politique européenne pour la sécurisation de ses approvisionnements.

C'est ainsi que ces métaux dits « stratégiques » finissent encore le plus souvent en enfouissement, faute de technologie adaptée. Avec le projet Extrade, initié en 2014, coordonné par le Bureau de recherches géologiques et minières et cofinancé par l'ANR, la donne pourrait fondamentalement changer prochainement et ouvrir de nouvelles perspectives. Les chercheurs du BRGM, associés à des acteurs mobilisés en faveur du recyclage industriel, Galloo, Cyclamen, Selfrag, l’université de Rouen Normandie, et l'éco-organisme Eco-systèmes, sont parvenus à expérimenter des innovations techniques pour améliorer le recyclage des aimants permanents des composants électroniques, plus particulièrement des disques durs d’ordinateurs, gisement secondaire de plus en plus important (mine urbaine).
Deux verrous d'importance ont ainsi  été levés :
 le premier concerne le développement de techniques de récupération à une échelle pilote des aimants des disques durs, qui se composent d’un grand nombre de matériaux en plus des aimants permanents.
le second touche à l’élaboration de nouveaux aimants ou l’extraction des terres rares qu’ils contiennent.

Des procédés innovants pour récupérer les aimants et en extraire les terres rares
Concernant la partie récupération des aimants à partir des disques durs, les solutions basées sur le tri mécanique ont été concluantes. Ce type de méthode est encore très peu développé en-dehors du Japon. Après récupération et broyage des aimants, l’extraction des terres rares ne peut ensuite commencer sans la suppression du revêtement métallique qui les entoure pour empêcher leur oxydation (alliages de nickel, zinc ou encore cuivre). Habituellement réalisé par l’utilisation du peroxyde d’oxygène et d’acide sulfurique concentré, l’impact environnemental de cette technique est très important. Pour Extrade, les partenaires ont développé une technique novatrice qui peut révolutionner la filière, avec l’utilisation dans la phase d’extraction d’un acide faible pour récupérer l’enrobage et dissoudre le contenu des aimants (néodyme, fer, dysprosium et praséodyme). Les terres rares, obtenues en très faible quantité, sont ensuite concentrées grâce à des biomatériaux.
L’autre voie de récupération des aimants est leur réutilisation en tant que tel dans d’autres composants électroniques. Mais lors de la phase de broyage, le revêtement protecteur décrit plus haut est abimé, l’aimant s’oxyde au contact avec l’air et devient inutilisable. Deux solutions ont donc été développées avec succès: des techniques de broyage étagé, avec tris balistiques successifs réalisés entre les différentes phases de broyage, ainsi que des essais de broyage sous atmosphère contrôlée afin d’empêcher l’oxydation des aimants.
Suite à ces résultats concluants, plusieurs brevets ont été déposés. Le but est maintenant que ces procédés innovants puissent être appliqués à une échelle industrielle. D’autant plus qu’ils peuvent être déclinés pour plusieurs types de déchets électriques et électroniques.

4,5 grammes de terres rares dans chaque ordinateur
Sur les 500 g que pèse un disque dur d’ordinateur, l’aimant permanent en représente 15 g, lui-même étant constitué d’environ 4,5 g de terres rares : 4,2 g de néodyme et 0,3 g de dysprosium. Sur les 17 éléments contenus dans le groupe des terres rares, le néodyme et le dysprosium sont parmi les plus consommés notamment pour la production d’aimants permanents. Non seulement pour les ordinateurs mais aussi pour les nouvelles technologies (smartphones), les énergies renouvelables (éoliennes) ou encore l’industrie automobile.
Les terres rares sont donc ô combien précieuses puisque disposant de propriétés électroniques, magnétiques, optiques et catalytiques très recherchées. Avec une demande croissante et une production fortement concentrée sur la Chine, elles font évidemment partie de la liste européenne des substances critiques. Dans ce contexte, on ne peut que saluer les dernières avancées technologiques françaises et l'engagement des partenaires qui se sont impliqués dans cet enjeu stratégique international.