Les chercheurs de l'Université de Virginie-Occidentale ressuscitent les appareils électroniques mis au rebut, recyclent les déchets électroniques et en récupèrent les minéraux pour fabriquer de nouveaux produits essentiels à la défense nationale.

Terence Musho, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial au Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources, dirige le projet.

Les États-Unis dépendent actuellement de pays comme la Chine pour fournir des matières premières essentielles à l'électronique permettant leur défense nationale. Mais selon Musho, "la dépendance à l'égard des ressources nationales étrangères a conduit la Maison Blanche à identifier une pénurie critique dans la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs".

Musho a déclaré que la pénurie est l'une des raisons pour lesquelles le ministère de la Défense (DOD) lorgne sur les déchets électroniques facilement disponibles, comme les anciennes "LED et les circuits microélectroniques utilisés pour amplifier les fréquences radio, qui contiennent des matériaux critiques pour la chaîne d'approvisionnement".

Outre les systèmes actuels de recyclage des déchets électroniques, l'un des facteurs clés définissant les recherches menées par Musho avec le professeur Statler Edward Sabolsky est la "capacité à atteindre des températures très élevées très rapidement", ce qui permet à leur technologie d'être modulaire. Autrement dit, parce qu'il est relativement petit, il peut facilement être déplacé dans les modules d'un endroit à l'autre.

"Cela signifie que le DOD peut transporter cette technologie jusqu'au point d'élimination de ces déchets électroniques", a déclaré Musho. "Les débris spatiaux sont un problème qui attire l'attention, donc une idée potentiellement farfelue est que cela pourrait potentiellement être utilisé dans l'espace. Vous pourriez collecter des satellites indésirables, recycler les déchets et ramener les matières premières sur terre.

"Une autre application possible serait les navires de la marine américaine, qui pourraient déplacer cet équipement vers différents ports pour le recyclage des déchets."

La technologie est également prometteuse au-delà de la sphère de la défense nationale. "Vous pourriez avoir un recycleur de déchets électroniques au point d'élimination dans chaque communauté", a suggéré Musho. "Les communautés pourraient recycler leurs propres déchets électroniques, récupérer les matières premières et les revendre aux fabricants."

Le recyclage de l'électronique a commencé à émerger dans les années 1970, mais il n'a jamais gagné beaucoup de terrain. Musho a expliqué que lorsque vous apportez vos anciens appareils électroniques à Best Buy, il n'y a qu'une poignée d'installations dans le pays où l'électronique peut être traitée. "Ces endroits reçoivent une montagne de déchets électroniques", a-t-il déclaré.

Les installations de recyclage de produits électroniques traitent ces déchets électroniques via un processus de pyrométallurgie ou d'hydrométallurgie. Ces deux processus utilisent soit des températures élevées, soit des produits chimiques dangereux pour extraire les minéraux de l'électronique et tous deux nécessitent de grandes quantités de déchets pour être économiques.

En grande partie à cause de problèmes comme ceux-là, la plupart des déchets électroniques actuels se dirigent vers les décharges. Dans ses efforts pour changer cela, le DOD s'est concentré sur la récupération de sept éléments spécifiques des déchets électroniques, dont les principaux sont le gallium, l'indium et le tantale.

Musho guidera leurs expériences, en utilisant la thermodynamique computationnelle pour simuler le processus de récupération des minéraux. Sabolsky validera les simulations pour prouver que le processus fonctionne dans la pratique.

Musho est convaincu que cela fonctionnera, en particulier parce que les recherches précédentes de Sabolsky ont jeté les bases de cette étude.

"Ed a fait une étude précédente sur les cendres volantes de charbon, un déchet des centrales électriques au charbon, et il a démontré que ce processus fonctionne pour d'autres éléments critiques présents dans les cendres volantes. Maintenant, nous allons prendre ces connaissances, les améliorer et l'appliquer aux déchets électroniques."

La première phase du projet consiste en une étude de neuf mois démontrant le processus de recyclage des déchets électroniques de Musho et Sabolsky en laboratoire.

Après cela, ils affineront l'approche pour "atteindre des normes de pureté plus strictes" pour les minéraux récupérés. Ils évolueront pour gérer de plus grandes quantités de matériaux et travailleront sur le conditionnement de la technologie dans une petite unité modulaire facile à transporter, alors qu'ils commencent à envisager la commercialisation.

"Nous avons une abondance de matériaux critiques qui se trouvent actuellement dans les déchets électroniques de nos décharges", a déclaré Musho. "Il s'agit simplement de déterminer la meilleure méthode pour récupérer ces éléments. La technologie que nous développons fournit une solution de chaîne d'approvisionnement non seulement pour l'électronique DOD mais aussi pour l'électronique grand public." + Explorer plus loin

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