Déchets électroniques : la solution du désassemblage robotisé

Les déchets électroniques sont aujourd’hui un problème mondial. Pour accélérer leur recyclage, l’optimisation de leur démontage est possible grâce aux robots offrant de nombreux bénéfices écologiques, économiques et sociaux.

Face à l’urgence de la transition écologique, la bonne gestion des déchets issus des équipements électriques et électroniques (DEEE) nocifs pour l’environnement et la santé s’impose. Elle constitue en outre une alternative à l’approvisionnement des industries en matières premières face à l’épuisement de certaines ressources et aux instabilités géopolitiques. Et ce, d’autant que l’augmentation de la demande en matériaux critiques ne va cesser de croître.

Les DEEE représentent déjà une masse colossale de déchets, à la fois toxique et extrêmement précieuse : la valeur des matières premières présentes dans ces déchets collectés annuellement est d’environ 57 milliards de dollars. On estimait en 2014 à 44,4 millions de tonnes la quantité de DEEE produite dans le monde, qui devrait attendre 74,7 millions de tonnes d’ici à 2030, soit environ le double en seulement seize ans, selon l’Union internationale des télécommunications.

Changer de méthode

Le recyclage de ces déchets aussi nocifs qu’envahissants existe, mais le process n’est pas satisfaisant. « Le recyclage des DEEE consiste aujourd’hui en un broyage brut, suivi d’un processus de tri pour récupérer certains matériaux », explique Ali Hamdan, Environment Market Manager chez Actemium.

Problème, poursuit l’expert : « Cette méthode n’est pas adaptée aux équipements complexes tels que les smartphones, les serveurs ou les ordinateurs qui sont composés de nombreuses technologies et matières critiques. De plus, elle ne permet pas de réutiliser certains composants encore fonctionnels à la fin de vie de l’équipement et dont la fabrication peut se révéler très coûteuse, tels que les cartes électroniques, les verres de protection ou encore des cellules de batteries de véhicules électriques. »

« Actemium dispose de nombreuses expertises correspondant aux besoins technologiques du désassemblage robotisé. »

Aujourd’hui, la séparation des composants d’un équipement en fin de vie pour permettre leur réutilisation ou leur recyclage est presque exclusivement manuelle, à cause de la difficulté d’identifier les déchets et des manipulations complexes qu’elle nécessite. Cela en fait une opération lente, coûteuse et pénible pour les opérateurs.

Solution d’avenir

Pour permettre un recyclage plus efficace, le désassemblage robotisé apparaît comme une solution technologique d’avenir. L’enjeu est de taille. Si, grâce à ses directives DEEE et RoHS (Restriction of Hazardous Substances – restriction de substances dangereuses), l’Union européenne, qui produit la plus grande quantité de déchets par habitant, affiche les meilleurs taux de collecte au monde (54 % en moyenne), l’Asie, en revanche, a un taux d’environ 12 %, et les autres régions du monde (Amériques, Océanie, Afrique) moins de 10 %. Or, au-delà des DEEE se pose aussi la question du recyclage des batteries de véhicules électriques en plein essor et qui, comme les DEEE, contiennent des composants à forte valeur (lithium, nickel, cobalt, manganèse…).

« Robotiser ces procédés permet d’augmenter la productivité en assistant les opérateurs humains et de récupérer certains composants et matériaux à très haute valeur ajoutée, contribuant ainsi à réduire la dépendance aux matières premières vierges et à soutenir une économie circulaire », estime Ali Hamdan.

Le désassemblage robotisé permet de passer à une échelle beaucoup plus importante et donc de réduire les coûts, de dépasser les limites de l’homme en termes de cadence, de protéger la santé des opérateurs, de répondre au manque de ressources humaines qualifiées, et enfin d’augmenter la qualité des composants récupérés en évitant les erreurs humaines.

Robotique avancée

Pour réaliser le désassemblage automatisé, il faut recourir à de la robotique avancée dotée de capteurs et à des machines spéciales. Or les développements de l’industrie 4.0, des technologies IoT (Internet of Things) et de la robotique avancée (robots coopératifs et collaboratifs) promettent des avancées technologiques importantes qui rendront faisable le désassemblage robotisé.

« Dans le cadre de cette évolution, Actemium peut jouer un rôle d’intégrateur industriel. Nous disposons de nombreuses expertises qui peuvent correspondre aux besoins technologiques du désassemblage robotisé (mécanique robotique, machines spéciales, vision-machine, intelligence artificielle et apprentissage machine, process manuels…) », note Ali Hamdan qui ajoute : « les entreprises d’Actemium peuvent également se positionner en tant qu’ensemblier si la taille du projet et les capacités de l’entreprise le permettent ».

Désassemblage en batteries

Le désassemblage robotisé n’est pas de la science-fiction. Des cas d’usage existent déjà, notamment dans le secteur des batteries de véhicules électriques et dans celui des smartphones.

Le fabricant suédois de batteries Northvolt et la société norvégienne d’énergie et d’aluminium Hydro ont créé l’entreprise commune Hydrovolt. Leur objectif : assurer le recyclage durable des batteries en Europe.

Ils disposent d’une première usine de recyclage à Fredrikstad, en Norvège, qui traite 12 000 tonnes de batteries par an, ce qui correspond à 25 000 batteries au lithium. Hydrovolt réalise de manière automatique les étapes de prétraitement d’une batterie en fin de vie.

Autre exemple : Li-Cycle. Cette entreprise canadienne a inventé un procédé de recyclage de toutes les batteries au lithium avec un taux d’efficacité du recyclage de 95 %. Elle vise une capacité totale de traitement dans le monde de 100 000 tonnes de matériaux par an. Une usine vient d’être ouverte à Magdebourg en Allemagne. Ce site est le cinquième de Li-Cycle, le premier en Europe. Deux autres sont annoncés, dont un en France, près de Lens.

« Mais une démarche d’écoconception est nécessaire pour faciliter le démantèlement des batteries au lithium. Cela implique donc de concevoir en anticipant le recyclage du produit, et donc en facilitant son démantèlement. Les batteries au lithium de l’entreprise française Gouach sont écoconçues et évitent les processus d’assemblage non réversibles, comme la soudure ou la colle », relève Ali Hamdan.

Des cas d’usage de démantèlement robotisé des smartphones ont également été mis en œuvre. C’est le cas de Daisy, le process d’Apple qui est composé d’une ligne de quatre cellules de désassemblage. Ces cellules peuvent démanteler 200 iPhone par heure (18 secondes par téléphone), soit 1,2 million d’iPhone par an de 23 modèles différents. « Les autres grands fabricants de smartphones s’initient au désassemblage robotisé. Ce sont autant d’opportunités pour des intégrateurs comme Actemium », souligne Ali Hamdan.

Réglementation et collaboration

Pour Ali Hamdan, Environment Market Manager chez Actemium, « les modifications à venir de la réglementation en matière de réutilisation de pièces et de recyclage de certains matériaux, mais aussi de réparabilité, devraient significativement soutenir le développement du désassemblage robotisé. Mais seule une collaboration entre les recycleurs, les fabricants d’équipement d’origine (OEM) et les ‘remanufacturers’ contribuera à cette indispensable évolution du marché ».

11/10/2024