Technologie de tri basée sur des capteurs permet de faire progresser le recyclage des déchets électroniques

04 nov. 2022

6 min

Selon le Global E-scrap Monitor 2020 des Nations unies1 , les déchets électroniques culmineront à 74 millions de tonnes d'ici à 2030, avec un taux de croissance ininterrompu. On y trouve tous les produits électroniques mis au rancart - téléviseurs, ordinateurs, téléphones portables, lave-linge, congélateurs, aspirateurs, jouets-, et ils contiennent plein de différents matériaux, dont certains sont même dangereux. Mais on y trouve aussi souvent une quantité importante de matières premières précieuses et rares : acier, aluminium, or, argent, cuivre, laiton, indium et platine.

L'Europe est le troisième émetteur de déchets électroniques derrière la Chine et l'Amérique, et a des taux de collecte et de recyclage élevés (42,5 %) 2 . Deux directives régissent la gestion des déchets électroniques dans l'UE : la directive DEEE (déchets d'équipements électriques et électroniques) et la directive RoHS (restriction des substances dangereuses), elles datent toutes deux de 2003. La directive DEEE encourage la production et la consommation durables, en prévenant la mise au rebut et en stimulant la réutilisation, le recyclage et la récupération de matières premières secondaires valorisables. La directive RoHS impose aux fabricants européens des restrictions dans la composition des matériaux utilisés, afin de prévenir les risques sanitaires et environnementaux. Elle impose l'élimination sûre des substances nocives.

Pré-broyage avant le triage par capteurs

Outre le respect de la législation, l'objectif des transformateurs de déchets électroniques est de récupérer de manière rentable des matières premières secondaires précieuses, aussi pures que possible.

Le traitement des déchets électroniques peut varier énormément en fonction du type de matériau et de la technologie utilisée. Certaines installations utilisent des technologies de déchiquetage à grande échelle, d'autres démantèlent le matériel manuellement ou utilisent l'automatisation ou, dans certains cas, une combinaison des deux procédés.

Le déchiquetage des déchets électroniques, avant l’intervention d’une technologie de tri à base de capteurs, reste une étape essentielle du processus. Le pré-broyage, les broyeurs à marteaux ou les broyeurs verticaux permettent de récupérer les composants précieux tels que les cartes de circuits imprimés (PCB), les câbles et les métaux précieux, et permettent d'éliminer en toute sécurité les piles, les condensateurs et autres matériaux dangereux.

Utilisation d'une technologie de tri basée sur des capteurs flexibles pour cibler différents matériaux

L’expérience montre qu’il n'existe pas de recette unique d’organisation d’une usine de recyclage des déchets électroniques. Cependant, en général, on retrouve un premier cycle consacré au pré-broyage et à l'élimination manuelle des matériaux dangereux – piles, PCB - et au tri des objets de valeur faciles à identifier.

Ensuite, un deuxième cycle est consacré au déchiquetage, pour réduire la taille des matériaux afin de les rendre aptes à un tri ultérieur. Un aimant élimine la fraction ferreuse, puis le matériau est passé dans des cribles, pour rendre le tri ultérieur plus efficace avec les capteurs. Avec ce pré-broyage, les solutions de tri basées sur des capteurs peuvent améliorer le rendement de l’usine, générer des fractions de matériau d'une pureté nettement supérieure et détecter les substances dangereuses.

Cibler l'aluminium - Dans une conception d'usine classique, un séparateur à courants de Foucault est utilisé pour éliminer les métaux non ferreux – les résidus en mélange, aluminium, cuivre, laiton et PCB (Zorba). Une fois que les métaux non ferreux ont été retirés, une unité X-TRACT™ peut alors intervenir pour séparer l'aluminium des métaux lourds. X-TRACT™ utilise la technologie des rayons X pour détecter les matériaux en fonction de leur densité. La solution peut garantir un aluminium recyclé de qualité supérieure, prêt à être fondu, sans aucun contaminant métallique lourd ou magnésium.

Cibler les métaux lourds non ferreux de valeur - Une fois que le X-TRACT™ a séparé l'aluminium des métaux lourds, le mélange de métaux lourds non ferreux restant peut ensuite être traité. Intervient une unité COMBISENSE™. COMBISENSE™ trie les différents métaux - tels que le cuivre, le laiton, les métaux gris et les PCB - en fonction de leur couleur et de leurs propriétés électromagnétiques. En faisant passer le matériau par une série d'étapes de tri supplémentaires à l'aide de l'unité COMBISENSE™, il est possible d'augmenter de manière significative la pureté des différents flux obtenus. La teneur en métaux, la couleur, la forme et la taille de chaque fraction métallique est identifiée, et ce qui peut être récupéré est trié.

Cibler les métaux - Après le passage du matériau d'entrée dans un séparateur à courants de Foucault, le matériau résiduel est composé de plastiques et d'autres fractions non-metalliques, mais également de résidus métalliques qui n’ont pas été détectés par le séparateur à courants de Foucault, tels que l'acier inoxydable, les fils de cuivre, les composés de plastique et de métaux, et certaines pièces de PCB.

À ce stade, notre unité FINDER, qui utilise des champs électromagnétiques pour reconnaître les différents métaux, peut être utilisée pour isoler tous les métaux des non-ferreux. Cela permet d’optimiser le taux de récupération. L'unité FINDER est extrêmement flexible ; par exemple, elle peut être utilisée pour distinguer l'acier inoxydable du fil de cuivre, pour produire une fraction non métallique propre.

Cibler les plastiques de valeur - Différentes combinaisons de capteurs peuvent être utilisées pour identifier et séparer les différents plastiques, transformant le matériau en granulés réutilisables. Les déchets électroniques contiennent des substances dangereuses ou des polluants organiques persistants (POP), tels que les retardateurs de flamme bromés, qui ne doivent pas être réutilisés ou recyclés. Notre technologie X-TRACT peut être utilisée pour éliminer ces matériaux et notre technologie AUTOSORT NIR peut être utilisée pour éliminer les polymères visibles restants dans le contenu bromé <1000ppm. Les polymères non visibles seront ensuite séchés et triés par type à l'aide de la spectroscopie MIR, prêts pour la revente.

Dernières évolutions dans la conception des installations

La conception d'une usine de tri de DEEE, telle que décrite ici, a fait ses preuves et est largement utilisée. Mais ces dernières années, nous avons travaillé avec nos clients pour y introduire des alternatives innovantes.

Par exemple, nous avons récemment installé une unité AUTOSORT™ qui embarque un capteur de spectromètre visuel pour éliminer le cuivre visible - comme les faisceaux de fils fixés au fer ou les petits moteurs. Incorporée après la séparation magnétique, cette solution rend la fraction ferreuse beaucoup plus pure, et propre à passer l’inspection visuelle à l'aciérie.

Au lieu d'utiliser d'abord un séparateur à courants de Foucault directement après l'aimant, certains de nos clients ont utilisé notre unité FINDER™ pour récupérer tous les métaux, y compris les métaux non ferreux comme l'aluminium et le cuivre. Grâce à un capteur de détection d'objet laser (LOD) situé dans l'unité FINDER™, le gros du matériau - les plastiques - est donc retiré en amont, ce qui signifie qu'il y a moins de matériau à faire transiter par les étapes de tri ultérieures. Bilan, très peu de métaux perdus, une meilleure valorisation des métaux et un encombrement moindre car seules de petites unités de tri sont nécessaires.

Enfin, un autre nouveau développement mis en œuvre par certains clients consiste à trier les PCB avant qu'ils n'entrent dans le séparateur à courants de Foucault en utilisant soit notre unité COMBISENSE™ qui utilise des capteurs de couleur et électromagnétiques, soit notre unité AUTOSORT™ qui utilise la technologie du proche infrarouge. En récupérant les PCB en une seule étape à ce stade, il n'est pas nécessaire de les expurger ensuite des métaux non ferreux et de la fraction d'acier inoxydable et de cuivre. Cela permet potentiellement d'économiser une étape de tri et rend à nouveau les étapes de tri ultérieures plus faciles et plus efficaces.

Mieux séparer les déchets électroniques, c’est s’assurer un avantage compétitif sur le marché mondial. Comme les solutions de tri basées sur des capteurs peuvent être intégrées à différentes étapes du processus, elles sont très flexibles et peuvent être utilisées pour cibler différentes monofractions valorisables. Ainsi, nombre de nos clients utilisent notre technologie pour cibler le cuivre et les métaux précieux en raison de leur valeur marchande élevée.

A l'avenir, nous nous attendons à ce que de plus en plus de transformateurs de déchets électroniques investissent dans une technologie de tri flexible basée sur des capteurs. Cela leur permettra de relocaliser les stocks, d’accroître leur clientèle et, d’augmenter leurs marges bénéficiaires, car les monofractions récupérées peuvent être vendues à des prix beaucoup plus élevés sur des marchés de proximité, ce qui contribue à boucler la boucle du recyclage des métaux.