Cette année, des ordinateurs portables joliment emballés, des téléphones portables ou même de nouveaux téléviseurs gisaient sous les arbres de Noël. Ils sont mis en service avec enthousiasme et les anciens appareils électroniques sont mis au rebut. Les déchets électroniques contiennent des ressources telles que le néodyme, l'indium et l'or. Qu'advient-il des matériaux précieux? Et combien de métal rare est contenu dans les téléphones portables, ordinateurs et moniteurs qui sont encore utilisés aujourd'hui ? Des chercheurs de l'Empa se sont penchés sur ces questions.

Les trois ressources naturelles or, le néodyme et l'indium sont parmi les éléments les plus rares sur terre :chacun des trois métaux représente moins de 0,00001 % de la croûte terrestre. On les retrouve dans un grand nombre d'appareils électroniques, en petites quantités, mais dans des fonctions clés :l'indium en tant qu'oxyde d'indium et d'étain est à la fois conducteur et transparent. En raison de ces propriétés, le matériau est utilisé dans les écrans LCD, par exemple. Le néodyme est utilisé en combinaison avec le fer et le bore pour produire des aimants puissants. Ceux-ci se trouvent dans les disques durs, haut-parleurs, écouteurs et téléphones portables. L'or est enfin un très bon conducteur qui ne se corrode pas. Le métal est donc utilisé dans des composants électroniques tels que des contacts de commutation ou des cartes de circuits imprimés.

Le problème est que le néodyme et l'indium en particulier sont considérés comme des métaux critiques. Cela signifie qu'il existe d'une part un risque de rupture d'approvisionnement, car les deux éléments rares sont presque exclusivement extraits en Chine. D'autre part, leur importance pour les technologies clés est considérée comme élevée et, par conséquent, les effets d'éventuelles interruptions comme particulièrement graves.

Cependant, La Suisse possède également des mines pour ces trois ressources. Entre autres, on les retrouve dans les appareils électroniques en usage ou déjà obsolètes. La doctorante de l'Empa, Esther Thiébaud du Département Technologie et société, a pour la première fois étudié où les trois métaux rares peuvent être trouvés en Suisse – et combien d'entre eux ont déjà été perdus pour une utilisation ultérieure.

Son analyse a révélé que la plus grande proportion des trois substances se trouve dans les appareils actuellement utilisés. Ensuite, les chemins des éléments divergent :la deuxième plus grande part d'indium se trouve dans les scories des usines d'incinération des déchets – et est donc perdue pour une éventuelle valorisation. La même chose s'applique à la deuxième plus grande part de néodyme; on le trouve dans les scories des fonderies de métaux, qui est utilisé dans le secteur de la construction. Or, d'autre part, est déjà récupéré à 70 % pour des raisons économiques lorsque l'équipement a atteint la fin de son cycle de vie. Alors que le taux de recyclage de l'or est déjà très bon, le néodyme et l'indium ne sont pas encore récupérés du tout en Suisse.

Le recyclage serait faisable

Dès 2015, une équipe de l'Empa dirigée par Heinz Böni a été mandatée par l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) et l'Association suisse des fournisseurs de technologies de l'information et de la communication (Swico) pour étudier si la récupération de l'indium et du néodyme est écologique et économiquement viable. Techniquement, l'indium peut déjà être récupéré aujourd'hui, bien qu'à un effort relativement élevé. Et d'un point de vue économique, seuls des coûts supplémentaires modérés sont engagés pour la récupération de l'indium à partir des écrans. Ceux-ci pourraient être couverts en augmentant la redevance de recyclage anticipé de 50 centimes par écran. Écologiquement, cependant, la chose est claire :une montagne d'écrans désaffectés a une teneur en indium plus élevée qu'une mine avec le même volume dont l'indium est extrait comme ressource principale. Selon l'étude, les impacts environnementaux du recyclage sont également aussi élevés, sinon mieux, que celles de la production primaire à partir de minéraux. Cependant, cela ne s'applique que si l'équipement mis au rebut est démonté manuellement lors de la première étape de traitement et non broyé mécaniquement.

Dans le cas du néodyme, le bilan écologique est encore plus clair :si le matériau est issu du processus de recyclage, alors la charge sur l'environnement est un tiers de moins que si elle était extraite d'une mine.

La quantité fait la différence

Semblable à l'or, l'indium et le néodyme peuvent être clairement localisés dans les composants séparables d'un appareil électronique. Il serait également techniquement possible de récupérer les matières premières, bien qu'à un coût considérable. Alors pourquoi ces métaux n'ont-ils pas été récupérés jusqu'à présent ?

Pour répondre à cette question, il est important de considérer les quantités impliquées. L'indium n'a été utilisé en quantités importantes que depuis le début du millénaire. En 2014, l'année pour laquelle les derniers chiffres sont disponibles, environ 1,7 tonne de métal était présente en Suisse dans des appareils encore en service. Cependant, les appareils mis au rebut la même année ne contenaient qu'environ 135 kg d'indium. Environ un tiers d'entre eux n'ont pas du tout atteint le processus de recyclage - par exemple, parce que les appareils ont été jetés à la poubelle ou exportés à l'étranger. Sur les quelque 90 kg d'indium qui sont passés par le processus de recyclage, 90% ont fini dans les incinérateurs, 5% ont été perdus dans le processus de fusion - et seulement 5% ont été stockés pour un éventuel retraitement futur, selon l'étude.

Le néodyme est présent en grande quantité dans les équipements électroniques vendus depuis le début des années 1980. En 2014, environ 39 tonnes de néodyme étaient encore présentes dans les équipements encore en service, tandis que les équipements cédés la même année contenaient 3,9 tonnes. Parmi ceux-ci, 2,8 tonnes ont atteint le processus de recyclage, où l'élément s'est retrouvé dans le laitier du processus de fusion.

Les chiffres de l'or se situent entre les deux :4,8 tonnes étaient en équipement, 440 kilos ont été séparés en composants contenant de l'or et 330 kilos de ceux-ci ont atteint le processus de recyclage. À partir de maintenant, les pertes sont faibles :95% de l'or qui atteint la phase de démantèlement manuel peut être récupéré.

Ce ne peut donc pas être uniquement en raison des quantités que l'effort supplémentaire de récupération n'est requis que pour l'or. L'examen de la valeur des métaux révèle un fait intéressant :les 90 kg d'indium qui finissent dans le processus d'élimination valent actuellement environ 36 USD, 000 ; 2, 800 kg néodyme 200 $ US, 000 – et les 330 kg d'or 13 US$, 600, 000. Donc d'un point de vue économique, l'effort pour l'or en vaut la peine malgré les petites quantités - pour le néodyme et l'indium, d'autre part, la motivation financière des entreprises de recyclage est actuellement (encore) faible.

« De loin la plus grande proportion de néodyme et d'indium se trouve encore dans les équipements actuellement utilisés, " explique Esther Thiébaud. " Une légère augmentation de la redevance de recyclage prépayée suffirait déjà à faire du recyclage une option économiquement attractive ". D'ici là, il serait au moins judicieux de stocker temporairement des composants avec une proportion relativement élevée d'indium et de néodyme - afin que les ressources ne soient pas perdues à jamais.