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Limiter la consommation est aujourd’hui une impérieuse nécessité environnementale. Réduire le gaspillage des ressources et la production de déchets, mais aussi savoir valoriser ces derniers pour s’en servir comme une ressource secondaire, sont les piliers de l’économie circulaire. Toutes les matières, quel que soit leur degré de transformation, peuvent être réemployées.
Le recyclage, enjeu pour l’économie circulaire ouvre son analyse sur la sensibilisation au rôle de chacun dans la réduction des volumes de déchets individuels. Il dresse ensuite le panorama des stratégies et les challenges du recyclage d’un grand nombre de matières peu transformées (bois, verre, matériaux du bâtiment ou sols pollués) à très transformées (déchets électriques et électroniques, batteries, aimants ou plastiques). Cet ouvrage traite également des aspects de la disponibilité des ressources et les manières d’envisager le cycle dynamique des matières dans un contexte de demande toujours croissante.
1. La prévention des déchets
2. Ressources primaires et secondaires pour les transitions énergétiques et digitales
3. Recyclage et business model(s) dans un contexte d’économie circulaire
4. Recyclage des matériaux de la transition énergétique par voie hydrométallurgique
5. Récupération et recyclage des métaux contenus dans les DEEE
6. Le recyclage des cartes électroniques
7. Méthode de recyclage des polymères par fabrication additive open source
8. Cadre d’évaluation holistique du recyclage distribué par l’impression 3D open source
9. Recyclage en cascade du bois déchet
10. Recyclage et valorisation du matériau verre
11. L’agromine, filière de valorisation des métaux contenus dans les sols
12. Le recyclage des constituants du BTP et leurs filières de recyclage
Michel Cathelineau
Directeur de recherches au CNRS, Michel Cathelineau, est fortement impliqué dans l’activité de l’Institut Carnot ICEEL et du Labex Ressources stratégiques pour le XXIe siècle (Ressources21).
Chapitre 1
La prévention des déchets (pages : 9-24)
La surconsommation entraine une production excessive de déchets qui impacte les écosystèmes durablement et font courir des risques importants à l’humanité. La contribution individuelle à la réduction du volume de déchets est une solution essentielle à ce problème environnemental.
Chapitre 2
Ressources primaires et secondaires pour les transitions énergétiques et digitales (pages : 25-51)
La réduction du volume des gaz à effet de serre impose une profonde transformation industrielle et sociétale, qui nécessite de nouvelles ressources primaires (terres rares, lithium) et l’accroissement de la production de métaux comme le nickel, le cobalt ou le cuivre. Renouvellement ou raréfaction des ressources sont discutées dans ce chapitre.
Chapitre 3
Recyclage et business model(s) dans un contexte d’économie circulaire (pages : 53-67)
Le recyclage est une activité centrale lorsque la circularité économique des activités est recherchée. Mais au-delà de la fermeture de la boucle grâce au recyclage, il est important d’y associer un business model adapté afin d’assurer la pérennité économique du modèle économique. L’étude spécifique du cas des batteries électriques des véhicules électriques permet d’illustrer les différents points de ce chapitre.
Chapitre 4
Recyclage des matériaux de la transition énergétique par voie hydrométallurgique (pages : 69-93)
La transition énergétique nécessite un approvisionnement considérable en métaux issus des ressources primaires (mines) et des ressources secondaires (recyclage). Dans le cadre de l’économie circulaire, il est nécessaire de récupérer ces métaux contenus dans les technologies en fin de vie. Cela est possible en mettant en œuvre des procédés des procédés hydrométallurgiques dont les principes sont présentés dans ce chapitre.
Chapitre 5
Récupération et recyclage des métaux contenus dans les DEEE (pages : 95-132)
L’augmentation très rapide d’équipements électriques et électroniques (EEE) dans les deux dernières décennies nécessite leur recyclage, via une collecte organisée. Si certains constituants des DEEE, notamment les métaux précieux peuvent être valorisés par hydrométallurgie, il reste encore un certain de défis à relever. Le recyclage plus complet, notamment des plastiques, va exiger des efforts dans l’éco-conception. Par ailleurs, la collecte des DEEE doit encore être améliorée.
Chapitre 6
Le recyclage des cartes électroniques (pages : 133-157)
La carte électronique, « cerveau » de l’objet électronique, est un objet complexe composé d’un substrat polymère sur lequel est déposé le circuit imprimé en cuivre, et de divers composants électroniques contenant or, palladium, et tantale. Les procédés hydrométallurgiques permettent de récupérer une partie de ces métaux mais il reste une marge de progression technique importante dans le recyclage, qui serait facilitée par l’éco-conception.
Chapitre 7
Méthode de recyclage des polymères par fabrication additive open source (pages : 159-189)
Une nouvelle méthodologie pour le recyclage de polymères thermoplastiques utilisés en fabrication additive est proposée dans ce chapitre. Différents tests ont évalué le recyclage multiple de l'acide polylactique (PLA), un des thermoplastiques le plus courant en impression 3D. Les implications de la diffusion de cette technologie, ainsi que son potentiel pour le recyclage en circuit court d'autres polymères, sont proposé.
Chapitre 8
Cadre d’évaluation holistique du recyclage distribué par l’impression 3D open source (pages : 191-218)
La gestion des déchets plastiques est un problème majeur pour un développement plus durable. Ce chapitre propose une méthodologie pour évaluer la durabilité d'un réseau de recyclage local distribué de plastiques en utilisant des technologies open-source telles que l'impression 3D. Un cadre d'analyse et d'évaluation de la durabilité est proposé, combinant l'optimisation et la dynamique des systèmes pour la prise de décision.
Chapitre 9
Recyclage en cascade du bois déchet (pages : 219-244)
Le bois déchet constitue une source de matière première abondante et peu onéreuse pour la production de nouveaux matériaux. Ce chapitre décrit la situation actuelle en matière de tri et de réutilisation « matière », en cascade par production de panneaux de particules. Il décrit également les travaux de recherche et les innovations en cours visant à améliorer les filières en place.
Chapitre 10
Recyclage et valorisation du matériau verre (pages : 245-272)
Le verre recyclé est nécessaire à l’élaboration du verre car il permet de limiter la température de fusion, de réduire l’utilisation de ressources premières, de faciliter son affinage et de limiter le dégagement de dioxyde de carbone. Cet article examine l'ensemble des éléments entrant dans la composition des verres, ainsi que les différentes sources de calcin. Il évalue les enjeux et bénéfices du recyclage ainsi que les problèmes liés aux impuretés et à leurs origines.
Chapitre 11
L’agromine, filière de valorisation des métaux contenus dans les sols (pages : 273-288)
L’agromine est une filière agro-industrielle innovante, dont l’objectif est de valoriser des métaux ou d’autres éléments minéraux dispersés dans des sols en les extrayant à l’aide de plantes particulières, qualifiées d’hyperaccumulatrices. Ce chapitre aborde les procédés de valorisation des métaux et l’analyse environnementale de cette nouvelle filière.
Chapitre 12
Le recyclage des constituants du BTP et leurs filières de recyclage (pages : 289-324)
Le recyclage et la valorisation des matériaux du BTP devrait devenir la pratique courante dans secteur de la construction dans un proche avenir. De nombreuses solutions existent actuellement et sont encore en cours de développement. Les freins au recyclage systématique sont techniques en raison de la grande variété des matériaux, environnementaux (coût énergétique, prévention des pollutions) et politiques (réglementations nationales ou européennes).
