Le tantale est un métal incontournable pour l’électronique car il est à la base des condensateurs utilisés dans les téléphones, les ordinateurs, et les technologies sans fil. Il est majoritairement produit en Afrique Centrale à partir du Coltan mais les conditions d’extraction de ce minerai ont conduit à qualifier cette production de « blood tantalum ». Par ailleurs, le taux de recyclage à partir des produits électroniques en fin de vie est proche de zéro, le tantale ne faisant pas partie des métaux extraits de ces déchets.
La problématique est donc de développer l’extraction du tantale à partir des DEEE en se basant sur des procédés rentables et à faible impact environnemental. Cela permettrait de développer une filière européenne à même d’approvisionner l’industrie électronique.
Les travaux menés à Chimie ParisTech, au sein du laboratoire de l’Institut de Recherche de Chimie de Paris (IRCP) depuis 2015 ont permis d’identifier une technologie d’échange d’ions capable d’extraire sélectivement le tantale de cartes électroniques broyées. Elle met en œuvre une chimie douce, se dispensant des acides forts utilisés couramment dans les procédés d’extraction minière.
Ces recherches bénéficient du soutien de PSL Valorisation, à travers le dépôt d’une demande de brevet et le financement d’un projet de pré-maturation, de TND, société spécialisée dans l’industrialisation de procédés de recyclage. Enfin, la Chaire Mines Urbaines et ses membres apportent à ces travaux un soutien financier et un accompagnement technique.
La Chaire Mines urbaines a permis le développement de travaux sur l’économie circulaire à l’école des Mines.
Au cours de l’année 2020, Helen Micheaux, a reçu le prix du livre FNEGE de recherche de l’année 2020, pour son livre : Responsabiliser pour transformer : des déchets aux mines urbaines, Presses des Mines.
Un atelier de réflexion « l’éco-conception à l’heure de l’économie circulaire » a également été mené le 8 février 2020 par des membres de la Chaire de l’école des Mines en lien avec Ecosystem.
Cet atelier participe à la valorisation des travaux menés, auprès des entreprises.
L’année 2019 a été marquée, pour la Chaire Mines Urbaines ParisTech, par son renouvellement pour une durée de 5 ans avec le soutien d’ecosystem. Certains projets sont arrivés à leur terme et d’autres ont vu le jour grâce à ce renouvellement. L’année 2019 aura été également une année riche en événements, avec la journée WEEE Chaire organisée le 21 mai 2019 à l’ENSAM.
La WEEE chaire est un événement qui rassemble chercheurs, industriels et fabricants impliqués dans la recherche de pointe sur les innovations technologiques comme le recyclage des plastiques et des métaux stratégiques, ou encore la toxicité et l’écoconception. Cette organisation permet de fédérer des communautés de différentes origines pour effectuer des travaux de recherche sur des sujets pointus, actuels ou à venir afin d’y apporter des réponses ciblées.
La WEEE Chaire participe concrètement au développement des innovations technologiques plus proches des enjeux et des besoins opérationnels du recyclage de demain.
Du côté des écoles, à l’Ecole des Mines, Franck Aggeri et Hélène Micheaux ont fait plusieurs interventions dans les médias notamment sur France culture ou « The conversation ». Helen Micheaux qui a reçu cette année encore un nouveau prix pour sa thèse a publié un livre « Responsabiliser pour transformer : des déchets aux mines urbaines ».
A Chimie ParisTech, l’année 2019 a été marquée par de nombreuses conférences en France et à l’étranger lors du « 70th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry », d’un « Symposium on materials Recycling and Circular economy » ou encore par exemple d’une conférence sur le « recyclage des métaux réfractaires par lixiviation ». Au-delà des différents articles publiés, deux brevets ont été déposés, un pour le projet plasma avec notamment le docteur de la Chaire Jonathan Cramer et un autre sur le projet HDL avec le post doctorant Thomas Degabriel.
A l’ENSAM, parmi plusieurs publications, on retiendra particulièrement en 2019, la présentation à l’IHES sur les enjeux du recyclage des plastiques dans les DEEE.
26 étudiants des écoles d’ingénieurs de ParisTech et de d’autres établissements européens partenaires ont eu l’opportunité de suivre une semaine sur le recyclage des DEEE dans le cadre de la semaine européenne ATHENS.
Cette semaine a été organisée par la Chaire Mines urbaines en lien avec Ecosystem du 18 au 22 novembre 2019, à l’école des MINES ParisTech.
L’objectif de cette formation intitulée « Circular economy and eco-design – Urban Mine case » était de transmettre aux étudiants les informations leur permettant de comprendre le contexte, les enjeux et les défis du recyclage des DEEE.
D’une durée de 5 jours, la formation ATHENS de la Chaire Mines Urbaines, aborda le recyclage des DEEE sous ses aspects réglementaires, organisationnels, économiques et techniques au travers des exposés de 13 experts issus du monde institutionnel, académique et industriel.
Une visite d’un centre de recyclage des DEEE a été organisée sur le site de FRICOM Recycling à Bruyères sur Oise. Etant donné la diversité des nationalités des étudiants (8 nationalités différentes), l’ensemble des cours magistraux, études de cas et témoignages ont été dispensés en anglais. La semaine s’est terminée par l’évaluation d’une étude de cas que les étudiants ont préparé tout au long de la semaine.
Jérémie Gouyon, doctorant de la Chaire Mines urbaines, va soutenir sa thèse intitulée : « Développement d’un laboratoire sur puce innovant pour le captage des métaux stratégiques en milieu très dilué en vue de leur analyse et recyclage.»
Sa soutenance aura lieu le vendredi 25 octobre 2019 à Chimie ParisTech. Il présentera lors de cette journée, ses travaux menés lors de ces trois dernières années.
Pour vous donner un aperçu de sa thèse, voici ci-dessous un résumé :
Les sciences analytiques sont de plus en plus associées aux objectifs de production durable selon deux approches : la caractérisation des produits et procédés avant et après un procédé de recyclage, et le développement de nouvelles méthodologies analytiques vertes de recyclage en vue de leur valorisation. En particulier, les déchets d’équipements électriques et électroniques (D3E) sont aujourd’hui considérés comme des mines urbaines du fait de leur composition, riche en espèces métalliques d’intérêt. Concernant ces dernières, il existe différentes méthodes d’analyse, avant et après recyclage, qui mettent en œuvre des technologies classiques (ICP-AES, ICP OES, XRD, fluorescence de rayons X). Nous proposons dans ce travail d’apporter une contribution innovante dans ce domaine en développant un laboratoire sur puce mettant en œuvre le couplage entre une séparation électrophorétique et une détection ampérométrique. Par rapport aux technologies existantes, ce type de dispositif servira non seulement d’outil d’analyse pour le suivi en temps réel d’un processus industriel de recyclage, mais aussi d’outil de recyclage avec la potentielle récupération des métaux précieux (Platine, Palladium et Or) sous forme solide par déplétion électrochimique. Le développement d’une stratégie de valorisation a ainsi été exploré, grâce à l’intégration de microélectrodes composites pour la détection des métaux précieux issus de lixiviats acides au sein d’un microsystème réversible aux multiples avantages par rapport aux microsystèmes conventionnels. Un tel dispositif en flux a été adapté pour l’électrodépôt des métaux avec des taux proches de 80 %.
Helen Micheaux, actuellement post-doctorante à l’école des Mines de Paris, a réalisé sa thèse intitulée « Le retour des communs au cœur de l’action collective : le cas de la responsabilité élargie des producteurs comme processus de responsabilisation et de co-régulation » (2017), dans le cadre de la Chaire Mines Urbaines. Sa thèse a reçu le Prix FNEGE de la thèse transdisciplinaire en Management 2018.
Dans le cadre de sa thèse, Helen Micheaux, a rédigé un guide sur l’économie circulaire qui rappelle aux entreprises leur rôle dans l’économie circulaire en leur donnant notamment des outils techniques. Ce guide permet également de savoir comment mettre en place un projet d’économie circulaire.
L’économie circulaire et certains principes tels que la responsabilité élargie des producteurs sont expliqués par Helen Micheaux et Franck Aggeri, co porteur de la Chaire, dans deux articles de The Conversation:
Franck Aggeri, professeur de management aux Mines ParisTech, chercheur au Centre de Gestion Scientifique (CGS-i3) et co-porteur de la Chaire Mines urbaines est intervenu sur France Culture sur le thème de l’économie circulaire avec François-Michel Lambert, Député et Président de l’institut de l’économie circulaire.
Vous pouvez écouter le podcast de l’émission intitulé « Les défis de l’économie circulaire » qui aborde notamment les travaux de recherche sur le recyclage des métaux stratégiques, menés dans le cadre de la Chaire.
Le journal les Echos a publié un article sur les métaux stratégiques contenus dans les objets du quotidien tels que les téléphones portables : à lire ici
Vincent Semetey, responsable de la Chaire Mines urbaines a été interviewé dans le cadre de cette enquête. La Chaire Mines urbaines se trouve en effet au cœur de ces avancées sociétales avec entre autre la préoccupation du développement de nouvelles filières d’extractions des métaux stratégiques.
Helen Micheaux, post doctorante de la Chaire Mines urbaines a soutenu sa thèse intitulée: « Le retour du commun au cœur de l’action collective: Le cas de la Responsabilité Élargie du Producteur comme processus de responsabilisation et de co-régulation », le 24 novembre 2018.
Elle a depuis reçu 4 prix et distinctions et continue sa recherche au sein de la Chaire en tant que post doctorante.
Un article inspiré de sa thèse vient d’être publié dans le média The conversation : » Le déchet, une nouvelle ressource à gérer en commun? ». Vous pouvez lire cet article ici
Agathe Hubau a menée sa thèse dans le cadre de la Chaire Mines Urbaines soutenue par ESR, en partenariat entre Chimie ParisTech, le BRGM et Géoressources, sous la direction de Michel MINIER, Alexandre CHAGNES et Anne-Gwenaëlle GUEZENNEC, depuis début 2016.
Sa soutenance intitulée « Conception d’un procédé de biolixiviation pour la valorisation des métaux contenus dans les déchets de cartes électroniques » se déroulera à Chimie ParisTech, le Jeudi 24 Janvier 2019 à 14h.
Nous vous invitons à consulter le résumé de sa thèse ici