Webinar éco-conception - Place des métaux critiques dans la filière DEEE ?

Un tour d'horizon complet pour distinguer les métaux rares, critiques et stratégiques dans la filière électronique. Experts du BRGM et d'ecosystem décryptent les enjeux de la transition énergétique et la dépendance européenne aux matières premières.

Transcription de la vidéo

0:00 Introduction – Samuel MAYER, Pôle Ecoconception
7:12 Métaux rares, critiques, stratégiques : de quoi parle-t-on ? – Gaëtan LEFEBVRE, ingénieur géologue et analyste des marchés des métaux au BRGM
22:07 Les métaux dans les EEE et leurs recyclages – Alice BIZOUARD, ecosystem
36:52 Métaux stratégiques et précieux dans les déchets électroniques – Serge KIMBEL, fondateur et CEO chez Weeecycling
53:15 Conclusion et Questions/Réponses

Introduction – Samuel MAYER, Pôle Éco-conception

Samuel MAYER : Et bien, je vous propose de commencer. Donc, je refais un petit mot de bienvenue pour les derniers arrivés. Bienvenue pour ce nouveau webinaire en éco-conception co-organisé par ecosystem et le Pôle Éco-conception, saison 2, épisode 3. Enfin voilà, vous aviez beaucoup de demandes et on va discuter du recyclage des parties électroniques et en particulier de la place des métaux critiques dans la filière DEEE. C'est quelque chose qui est vraiment important et qui avait été sollicité. Jusqu'à présent, nous avions pas mal traité des plastiques et des autres types de recyclage, et là on va rentrer dans la partie électronique. Le dernier webinaire que nous avons fait était plutôt sur les piles et accumulateurs.

Je me présente, je suis Samuel Mayer, je suis directeur du Pôle Éco-conception, qui est le centre d'expertise national sur la performance du cycle de vie. Et donc, on va travailler aujourd'hui, discuter... nous avons un certain nombre d'intervenants qui vont me rejoindre juste après pour discuter de ces métaux critiques. Alors je relis un petit peu le résumé qu'on s'était donné : qu'ils soient de base précieux, stratégiques ou critiques, les métaux ont une place importante, on le sait aujourd'hui, dans les biens d'équipements électriques et électroniques et en particulier dans leurs composants. Ils peuvent être présents en grandes quantités pour certains — on va parler du fer, de l'aluminium, du cuivre — ou à des très faibles concentrations : or, platinoïdes, tantale et terres rares, etc. Je ne les connais pas par cœur. Et on verra, on aura un focus particulier sur ces derniers, majoritairement présents dans les cartes électroniques ou autres petits composants des biens d'équipements électroniques, qui nécessitent très souvent un traitement particulier. Et là, on regardera d'un point de vue industriel où est-ce qu'on en est, et on aura un super témoignage sur la manière de les récupérer.

Ce webinaire est l'occasion de revenir sur ces concepts et définitions qui entourent les métaux en lien avec la filière DEEE, et nous aborderons aussi les matériaux sous le prisme du recyclage, que ce soit en amont ou en aval. C'est un sujet qui est vraiment d'actualité en cette période de crise et de tensions sur les matières. Aujourd'hui, nous avons la chance d'avoir avec nous Alice Bizouard, experte — si tu peux nous rejoindre — en environnement, référente sur la maîtrise des données et de la traçabilité chez ecosystem. Donc je rappelle, ecosystem est un éco-organisme à but non lucratif qui est agréé par les pouvoirs publics et qui exerce une mission d'intérêt général. ecosystem — tu me corrigeras Alice si je me trompe — coordonne la collecte, la dépollution et le recyclage des déchets d'équipements électriques et électroniques ménagers et professionnels, plus les extincteurs en fin de vie. Salut Alice, bonjour, bienvenue et merci d'avoir co-organisé avec moi ce webinaire. Peux-tu nous en dire un peu plus sur cette fonction de traçabilité, maîtrise des données, etc. ?

Alice BIZOUARD : Oui, donc moi je suis experte en environnement à la Direction de la Performance Environnementale. En fait, j'ai deux casquettes. Effectivement, je suis référente du pôle Maîtrise des données et Traçabilité. Ce que ça veut dire, c'est que dans ce pôle, on va monitorer la performance de recyclage des centres de traitement, regarder leurs taux de recyclage, de valorisation, et étudier toute la filière aval des fractions sortantes de ces sites : où elles vont, ce qu'elles deviennent, vraiment pour assurer la traçabilité des fractions des déchets que l'on collecte. Et puis mon autre casquette, c'est que je suis l'ensemble des projets et sujets qu'on a autour des métaux critiques dans les DEEE. Je suis la personne référente sur le sujet qui nous intéresse aujourd'hui.

Samuel MAYER : Tu n'es pas du tout seule. On accueille Gaëtan Lefebvre, qui est ingénieur géologue et analyste des marchés des métaux au BRGM. Alors le BRGM, on connaît tous l'acronyme, mais concrètement, que fait le BRGM sur ces sujets-là ?

Gaëtan LEFEBVRE : Oui, bonjour à tous et merci pour l'invitation. Oui, le BRGM, l'acronyme est pour Bureau de Recherches Géologiques et Minières. C'est vraiment un établissement public de référence à vocation industrielle et commerciale. On a tout un panel de sujets sur lesquels on essaie à la fois d'être en appui aux politiques publiques et aussi de développer des actions de recherche scientifique. Sur le thème des métaux critiques, nous avons une équipe qui s'appelle "Intelligence Minérale", qui est vraiment chargée de la veille sur les marchés des métaux, mais également une autre équipe qui est en charge de développer des procédés innovants, notamment sur le recyclage, en particulier des cartes électroniques.

Samuel MAYER : Super. On compte vraiment sur toi pour nous éclairer. On y viendra tout de suite après sur les définitions et les enjeux en termes de ressources, ce qui est quand même important. Au-delà de tout ça, il y a aussi la partie faisabilité industrielle, parce qu'aujourd'hui, on est capables de récupérer et recycler un certain nombre de choses, mais ce sont des technologies et des méthodes très particulières. J'ai le plaisir d'accueillir avec nous aujourd'hui Serge Kimbel, General Manager, directeur de Weeecycling. Bonjour Serge, bienvenue.

Serge KIMBEL : Bonjour à tous.

Samuel MAYER : On reviendra dans le détail sur les activités de l'entreprise Weeecycling.

Serge KIMBEL : On travaille sur l'extraction des métaux stratégiques, des métaux rares, des métaux précieux — je laisserai Gaëtan faire le tri entre ces différents métaux. On travaille à la fois sur l'extraction, sur la purification de ces métaux dans ce qu'on appelle l'affinage, et derrière sur la transformation de ces métaux en produits qui sont directement consommables par divers industriels. Donc on est un opérateur opérationnel qui amène la transformation et la seconde vie.

Samuel MAYER : Merci d'être avec nous. Alors je rappelle les règles : bien entendu, c'est un webinaire co-organisé par le Pôle et ecosystem. On va faire les différentes interventions les unes après les autres. Je vous propose de poser des questions via l'onglet qui est à disposition. On essaiera de les traiter pendant le webinaire directement et, de toute façon, on gardera un temps avec vous à la fin pour traiter les questions un peu plus spécifiques. Je vous propose de rentrer directement dans le concret. Moi, ça fait des années que je travaille dans l'éco-conception, mais entre métaux rares, métaux critiques, stratégiques, je suis complètement perdu parfois.

Métaux rares, critiques, stratégiques : de quoi parle-t-on ? – Gaëtan LEFEBVRE, BRGM

Gaëtan LEFEBVRE : Est-ce que tu peux nous donner une définition concrète et les enjeux ou les hotspots environnementaux associés ? Bien sûr. C'est toujours plus facile avec des exemples. C'est une présentation d'un travail collectif, je tiens à souligner que toute une équipe a travaillé là-dessus. Ce qui est important, c'est que, comme tu le disais, toutes ces définitions sont un peu floues parce que finalement, ce n'est pas une définition scientifique, ce sont plutôt des caractéristiques économiques qui vont faire la différence.

On peut commencer par les métaux précieux : ils sont vraiment bien identifiés, c'est l'or, l'argent et les métaux du groupe du platine (les platinoïdes). Ils sont caractérisés par de faibles tonnages et une forte valeur unitaire. Ensuite, il y a ce qu'on peut appeler les métaux majeurs, qui ont une production supérieure à 1 million de tonnes. On peut dire qu'ils assurent les fonctions fondamentales de l'industrie : le fer (lié à l'acier), le manganèse, et les métaux de base comme le cuivre, le plomb et le zinc essentiellement. On retrouve aussi toute une panoplie de métaux d'alliage intégrés dans les aciers pour améliorer leurs propriétés.

Enfin, le groupe qui a émergé plus récemment : les métaux mineurs ou métaux rares. Là encore, c'est économique : production inférieure à 1 million de tonnes. Il faut garder ça en tête. Ce sont des "petits métaux" utilisés en petites quantités pour des propriétés spécifiques. Par exemple, les métaux de l'électronique pour leurs propriétés semi-conductrices : le silicium (base de l'électronique moderne) et des éléments comme le gallium, le germanium, l'indium, le tellure. On retrouve aussi, pour les propriétés magnétiques, le néodyme, utilisé dans les aimants permanents (Néodyme-Fer-Bore). Ce sont ces éléments qui ont permis la miniaturisation des composants.

Samuel MAYER : Et d'un point de vue économique, ça se situe comment ?

Gaëtan LEFEBVRE : Cette illustration est parlante. On a la taille de marché (production en volume) et la valeur unitaire. Les trois groupes se distinguent bien. Les métaux rares au milieu peuvent avoir de très fortes valeurs unitaires. Les métaux précieux sont à l'extrémité. Personne n'achète une tonne de ces métaux d'un coup, on parle souvent en prix au kilo, qui peut dépasser les 10 000 euros, voire beaucoup plus.

Il y a d'autres classifications qui ne sont pas purement scientifiques car elles dépendent de l'acteur.

Métal rare : point de vue géologique (faible concentration) ou industriel (moins d'un million de tonnes).
Métal stratégique : point de vue d'un acteur (industrie ou État). L'uranium est stratégique pour la France.
Métal critique : cela fait référence à des méthodologies pour déterminer les risques d'approvisionnement. On mesure la criticité en fonction de l'importance économique et de l'impact de ne pas avoir la substance. C'est une définition européenne. La liste des matières premières critiques (CRM) est revue régulièrement. Certains industriels, comme Renault, commencent à faire leur propre liste.
Samuel MAYER : Et tout ça est lié à une demande ?

Gaëtan LEFEBVRE : Tout à fait. La demande pour ces métaux est exponentielle, liée aux transformations de la société : transition numérique et transition énergétique. L'Agence Internationale de l'Énergie (AIE) montre bien ce passage des énergies fossiles vers les renouvelables, qui sont très intensives en métaux. Par exemple, on utilise un facteur 6 de cuivre en plus quand on passe d'un véhicule conventionnel à un véhicule électrique. C'est la même chose pour les réseaux intelligents qui demandent des métaux rares ou précieux.

Samuel MAYER : C'est intéressant de voir ces transferts de besoins en ressources.

Gaëtan LEFEBVRE : Pour illustrer la différence entre critique et stratégique : en rouge sur la carte, ce sont ceux pour lesquels on a des problèmes d'approvisionnement, comme le cobalt ou les terres rares (LREE - Light Rare Earth Elements et HREE - Heavy Rare Earth Elements). Des éléments comme le nickel ou le cuivre sont plutôt stratégiques car il y a plus de pays producteurs, donc il est plus facile de diversifier les sources, mais ils restent cruciaux pour la transition. L'Europe est très pauvre en ressources minières sur ces éléments mais c'est le deuxième ou troisième marché mondial en consommation. Une des premières réponses est de sécuriser les flux qui sont déjà en Europe via le recyclage des équipements en fin de vie.

Les enjeux du recyclage des DEEE sont de trois ordres :

La collecte (massifier les flux).
Les procédés de recyclage (séparer les métaux des résines et plastiques).
Les débouchés (réutilisation par l'industrie).

Les métaux dans les EEE et leurs recyclages – Alice BIZOUARD, ecosystem

Samuel MAYER : Cela nous remet au centre de la mission d'ecosystem. Alice, peux-tu nous faire un état des lieux ?

Alice BIZOUARD : Comme l'a dit Samuel, nous avons une mission d'intérêt général. Au-delà des taux de collecte et de recyclage massiques imposés, nous avons voulu mesurer notre impact environnemental réel via un bilan environnemental sur trois indicateurs : émissions de CO2, consommation d'énergie et consommation de ressources.

Quel est le rapport avec les métaux critiques ? En fait, pour l'indicateur "consommation de matières premières brutes", ce sont principalement les métaux précieux et stratégiques qui pèsent. Si on ne les recyclait pas, cela ne changerait presque rien au taux de recyclage massique (car les quantités sont infimes), mais cela changerait tout sur le bilan environnemental. Extraire ces métaux en primaire est bien plus énergivore et émetteur de CO2 que le recyclage.

Nous avons identifié les composants cibles :

• Les cartes électroniques (or, argent, cuivre, tantale, antimoine).
• Les aimants permanents (terres rares) dans les disques durs ou les moteurs électriques.
• Les lampes (poudres luminescentes des fluocompactes et métaux dans les LED).
• Les écrans plats (indium et terres rares).

Pour calibrer les process, il faut connaître les gisements. ecosystem mène des programmes de démantèlement manuel pour peser chaque pièce et identifier chaque métal. C'est crucial car les flux évoluent avec la miniaturisation. On démonte même les moteurs de machines à laver pour peser le cuivre. On analyse aussi la composition fine en métaux précieux dans les LED ou les aimants.

Ces données servent à :

• Mesurer le bilan environnemental.
• Évaluer les gisements pour des projets européens (comme le projet "Futurama" qui cartographie les stocks de matières critiques).
• Informer les producteurs via des inventaires de cycle de vie (ICV) pour leurs calculs d'ACV.
• Alimenter l'outil REECYC'LAB qui mesure la recyclabilité.

Côté R&D, nous finançons des thèses, par exemple sur la biolixiviation des cartes électroniques avec le BRGM (procédé moins énergivore), ou sur le recyclage du tantale avec Chimie Paris. Nous travaillons aussi sur l'antimoine présent dans les plastiques bromés, qui est actuellement éliminé mais présente un potentiel de recyclage. Nous ne travaillons pas seuls en laboratoire, nous sommes toujours en lien avec les industriels.

Métaux stratégiques et précieux dans les déchets électroniques – Serge KIMBEL, Weeecycling

Samuel MAYER : Serge, nous sommes heureux de t'accueillir. Peux-tu nous détailler vos procédés ?

Serge KIMBEL : L'extraction des métaux précieux et stratégiques est cruciale. L'extraction minière de ces métaux est extrêmement émettrice de carbone — plus que l'ensemble du trafic aérien mondial. Le recyclage réduit drastiquement cet impact. Par exemple, pour 1 kg d'or, la mine consomme 3 millions de litres d'eau, contre environ 30 litres pour le recyclage.

On trouve ces métaux dans les cartes électroniques, les processeurs, les connectiques. À l'échelle mondiale, 320 tonnes d'or et 7 500 tonnes d'argent sont utilisées chaque année dans les EEE. Une carte électronique est un "sandwich" complexe de cuivre, fibre de verre et composants, pouvant aller jusqu'à 30 couches.

Nous avons des cartes "pauvres" (alimentation) avec 10g d'or par tonne, et des cartes "riches" (cartes mères). En 2000, une carte mère contenait 200g d'or par tonne ; aujourd'hui, avec la miniaturisation, on est plutôt entre 50 et 120g.

Notre procédé à Fécamp (environ 100 personnes) traite des dizaines de milliers de tonnes de cartes. Il comprend :

• Phase mécanique : broyage pour l'introduction dans les fours.
• Phase thermique : traitement par oxydation et réduction successives dans une atmosphère spécifique pour séparer le métal (le culot) des impuretés (le laitier).
• Phase chimique : dissolution de l'alliage (une vingtaine de métaux) dans des acides, puis séparation par précipitation, cémentation ou résines sélectives.
• Phase électrochimique : affinage pour atteindre une pureté de 99,99 % (grade LME), voire plus pour le médical.

Nous affinons l'or, l'argent, les platinoïdes (sauf l'osmium) et le cuivre. Nous séparons aussi le cobalt, le zinc, le plomb et l'étain, mais nous envoyons ces derniers vers des unités spécialisées car nos volumes sont trop faibles pour un affinage interne économiquement viable. Le lithium est encore en phase de recherche.

Nous travaillons en boucle fermée ou semi-ouverte avec des industriels de l'électronique. Soit nous rachetons la matière, soit nous restons prestataires (le client garde la propriété de son métal). Un métal recyclé a exactement les mêmes propriétés qu'un métal vierge.

Conclusion et Questions/Réponses

Samuel MAYER : Serge, une question technique : adaptez-vous les paramètres du four selon les lots (batteries, cartes) ?

Serge KIMBEL : Oui, chaque batch est différent. Le plastique des cartes sert de comburant (pouvoir calorifique), mais comme les taux de carbone varient, nous devons piloter l'installation en direct. Ce n'est pas automatisable simplement.

Samuel MAYER : Et pour les résidus ?

Serge KIMBEL : Nous traitons les fumées pour récupérer les oxydes métalliques. Le laitier (silicate) peut servir en sous-couche routière. C'est un travail complexe car les entrants varient énormément.

Samuel MAYER : Gaëtan, a-t-on une idée du taux de recyclage mondial de ces petits métaux ?

Gaëtan LEFEBVRE : C'est très difficile à évaluer. L'Union européenne publie le "Raw Materials Scoreboard", mais beaucoup de flux en boucle fermée échappent aux statistiques. Pour l'aluminium ou le cuivre, c'est fiable, mais pour les métaux mineurs, ça reste compliqué.

Samuel MAYER : Serge, comment vous positionnez-vous économiquement par rapport à la mine ?

Serge KIMBEL : Nous sommes extrêmement compétitifs. Nous nous basons sur les cotations de Londres (LME) auxquelles nous appliquons nos coûts de transformation. Il n'y a quasiment aucune différence de prix pour le client final.

Samuel MAYER : Existe-t-il un marché illégal ou du pillage sur ces composants ?

Alice BIZOUARD : Oui, le pillage des câbles (cuivre) est bien connu, notamment à la SNCF. Sur les DEEE, on voit beaucoup de pillage de compresseurs de frigos ou de cartes électroniques sur les centres de regroupement. C'est pour cela que nous sécurisons nos sites.

Samuel MAYER : Alice, ecosystem propose-t-il des guides d'éco-conception pour ces métaux ?

Alice BIZOUARD : Oui, nous avons des préconisations générales et nous faisons du conseil sur mesure pour les producteurs adhérents. Notre outil REECYC'LAB permet aussi d'identifier les pièces contenant des métaux stratégiques et donne des recommandations pour faciliter leur extraction.

Samuel MAYER : Merci à tous. Prochain rendez-vous le 8 juillet à 13h30 sur les enjeux de la recyclabilité pour boucler la boucle. Bon week-end à tous !

J'espère que cette version exhaustive et corrigée vous convient. J'ai veillé à maintenir la précision des termes techniques (LREE, biolixiviation, cémentation, etc.) et la structure des échanges.

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