Etude et analyse de la composition en matières et - Eco

Publications Eco-systèmes
Etude et analyse de la composition
en matières et polluants
des DEEE ménagers
Présentation de la méthodologie
Synthèse :
Mars 2013
www.eco-systemes.fr
Principaux objectifs
du programme
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Les appareils ménagers ont fait l’objet de nombreuses avancées technologiques depuis ces dernières années
demandant l’utilisation de nouveaux matériaux et composants dont les propriétés sont encore mal connues.
Dans une volonté d’approfondir la connaissance de la composition intrinsèque des DEEE collectés et de leurs
composants, Eco-systèmes a décidé de démarrer en 2011 un programme d’analyse fine visant à mesurer la composition
des produits qui constituent les flux DEEE (GEM F, GEM HF, Ecrans et PAM).
Ce programme comporte 2 volets d’analyses. Le volet 1 a pour ambition d’établir des bilans matières précis par type
d’appareil et par flux en vue de :
Déterminer des référentiels matières par type de flux collecté, complétant ainsi les analyses plus classiques de type
caractérisation des flux(1) post-traitement.
Obtenir des teneurs de référence des composants polluants présents dans chaque flux collecté.
Le volet 2 porte sur l’analyse des teneurs en métaux rares et précieux dans les DEEE.
Ces nouvelles données sur la composition même de certains produits peuvent enrichir les données des producteurs,
et apporter des informations intéressantes pour alimenter les réflexions sur l’éco-conception des nouveaux produits.
Présentation
de la méthodologie
Principe
Les 4 flux GEM F, GEM HF, Ecrans et PAM qui composent les DEEE collectés par Eco-systèmes font l’objet du programme
d’analyse.
La mesure de composition exhaustive en matières et composants polluants est menée sur les produits des flux,
GEM HF, PAM et Ecrans. Le GEM F fait uniquement l’objet de mesures de teneurs en composants polluants puisque les
bilans matière, dont nous disposons via les opérations de caractérisation(1), sont suffisamment fins.
(1) Une caractérisation est une opération ponctuelle qui permet d’établir un bilan matière complet à partir du traitement d’un lot représentatif de DEEE. Cette
opération est menée tous les ans, sur chaque procédé de traitement. L’ensemble des fractions sortantes obtenues est qualifié en termes de recyclage, de valorisation ou
d’élimination afin de calculer les taux de recyclage et de valorisation obtenus par le procédé caractérisé.
Programme d’analyse de la composition matière des DEEE et de leurs polluants
Quantités analysées
Flux
Tonnage
analysé 2011
Tonnage
analysé 2012
Tonnage
total
Nombre d’appareils
total analysés
GEM HF
≈ 40 t
35 t
≈ 75 t
≈ 1 250 appareils
4
PAM
≈5t
10 t
≈ 15 t
≈ 10 000 appareils
ecrans (TRC)
≈5t
10 t
≈ 15 t
≈ 700 appareils
Ecrans plats
-
4t
≈4t
≈ 420 appareils
TOTAL
50 t
59 t
109 t
12 370 appareils
Tableau mentionnant les quantités d’équipements analysées sur 2011 et 2012.
Organisation et déroulement des prélèvements et analyses
Le schéma ci-dessous décrit les opérations de prélèvements et analyses des DEEE réalisées dans le cadre
du programme.
Etiquetage des appareils
Centre de regroupement
ANALYSE de niveau 1 :
- Démontage
- Pesée des matières
- Pesée des polluants
Centre d’échantillonnage
ANALYSE de niveau 2 :
- Analyse spectro
- Démontage fin des
éléments complexes
- Pesées
Bureau d’étude
Terra
Centre de traitement
GEM HF / PAM / Ecrans
Programme d’analyse de la composition matière des DEEE et de leurs polluants
Volet 1 : Bilan matières et polluants
par produits et par flux
Analyses de Niveau 1
Ce niveau d’analyse qui s’applique à la totalité des produits, GEM HF, PAM et Ecrans comprend une pesée de chaque
appareil, suivie d’un démantèlement complet et d’une pesée de l’ensemble des fractions séparées par nature
(matières : métaux ferreux, non-ferreux, plastiques, et composants polluants répertoriés dans l’annexe II de la directive
2002/96/CE).
Cas du PAM : photos sur centre d’échantillonnage
Local échantillonnage et démontage PAM
Poste de démontage, pesée et saisie
Exemple d’un téléphone portable après démontage
Exemple d’une télécommande après démontage
Exemple d’une cafetière après démontage
Programme d’analyse de la composition matière des DEEE et de leurs polluants
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Cas du GEM HF : photos
sur centre d’échantillonnage
Poste de saisie, ensachage, pesée fine
Démontage lave-linge
Bacs à fractions de faible volume (condensateurs,
câbles, cartes…)
Exemples de fractions lave-linge :
Carcasse
Pompe (plastique,
bobine...)
Tambour
Programmateur (plastique,
fer, cuivre, laiton...)
Roue aluminium
Electrovanne (plastique +
fer, cuivre, laiton...)
Moteur
Contacteurs
Bloc béton
Sondes
Hublot (verre ou plexiglas)
Cartes éléctroniques
Programme d’analyse de la composition matière des DEEE et de leurs polluants
Analyses de Niveau 2
L’étape précédente est complétée par un niveau 2 d’analyse qui vise à identifier pour les matières séparées précédemment :
Les natures de polymères plastiques (dont ceux avec retardateurs de flamme bromés).
Ces analyses sont conduites avec du matériel spécifique : spectromètre à fluorescence X, spectromètre infra-rouge
et arc-étincelle.
Spectromètre infra rouge et à arc étincelle
Spectromètre à fluorescence X
Les natures précises d’alliages métalliques (natures de ferreux, non-ferreux).
Cas des complexes métalliques : photos illustrant des composants de moteurs
Lave-linge
Aspirateur
Mixeur
Imprimante
Des analyses similaires sont menées sur d’autres complexes métalliques : canons à électrons, disques durs, lecteurs,
déviateurs...
L’ensemble des résultats de mesure (niveaux 1 et 2) est saisi en continu dans un Système d’Information spécifique,
permettant le traitement des données et l’exploitation des résultats par produit.
Programme d’analyse de la composition matière des DEEE et de leurs polluants
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Volet 2 : Recherche des teneurs
en métaux rares et précieux
Objectifs
L’objectif de ce second volet du programme d’analyse est de mesurer les teneurs en métaux rares et précieux dans
les DEEE et d’identifier les produits et composants qui concentrent ces éléments.
Recherche bibliographique
Dans un premier temps une recherche bibliographique et documentaire est menée afin de recenser :
Les natures de métaux rares et métaux précieux présents dans les appareils électriques et électroniques et leurs
composants, ainsi que les teneurs théoriques,
L’état des technologies disponibles pour le recyclage de ces métaux rares et précieux ou des composants qui
les concentrent.
Une liste de 36 métaux rares et précieux à cibler a été établie par recoupement de diverses sources bibliographiques
de référence sur le sujet (dont : Etude ADEME 2010 du potentiel de recyclage de certains métaux rares, Rapport
parlementaire 2011 sur “Les enjeux des métaux stratégiques : le cas des terres rares”, Rapport 2010 « Matières
premières critiques pour l’Union Européenne et Recyclage », Commission européenne).
Famille
Métaux précieux
Platinoïdes
Terres rares
Autres métaux
Métaux ciblés
Or
Au
Argent
Ag
Iridium
Ir
Osmium
Os
Palladium
Pd
Platine
Pt
Rhodium
Rh
Ruthénium
Ru
Cérium
Ce
Dysprosium
Dy
Erbium
Er
Europium
Eu
Gadolinium
Gd
Holmium
Ho
Lanthane
La
Lutétium
Lu
Néodyme
Ne
Praséodyme
Pr
Prométhium
Pm
Samarium
Sa
Scandium
Sc
Terbium
Tb
Thulium
Tm
Ytterbium
Yb
Yttrium
Y
-
-
Béryllium
Be
Cobalt
Co
Gallium
Ga
Germanium
Ge
Indium
In
Lithium
Li
Rhénium
Rh
Tantale
Ta
Titane
Ti
Tungstène
W
Vanadium
V
-
-
Programme d’analyse de la composition matière des DEEE et de leurs polluants
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Métaux stratégiques : identification des composants à cibler au sein des DEEE
Les résultats d’études documentaires sur les composants et produits contenant des métaux rares et précieux ont été exploités
en vue de cibler des prélèvements à opérer sur les flux analysés dans le cadre du volet 1, l’objectif étant de réaliser des mesures
spécifiques de teneurs en métaux rares et précieux sur ces composants.
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Les principaux composants ciblés sont par exemple :
Indium
Ecrans plats
Terres rares (Cérium,
Europium...)
Disques durs
Cartes
électroniques
Terres rares (Néodyme,
Samarium Dysprosium,
Terbium, Ruthénium)
Or et Argent Platinoïde
(platine, palladium,
iridium...)
Tantale
L’ensemble de ces composants est prélevé et ensaché sur les flux analysés dans le cadre du volet 1. Ces échantillons
(identifiés par nature et type de produit d’origine) sont transférés vers un laboratoire spécialisé (extérieur aux centres
d’analyses précédents) pour mesurer leur teneur en métaux rares et précieux. Ce laboratoire dispose des équipements de
préparation et de mesure appropriés pour la conduite de telles analyses (broyeurs à anneaux, spectromètres de masse,
chromatographie, etc.).
Programme d’analyse de la composition matière des DEEE et de leurs polluants
Synthèse réalisée par Eco-systèmes et Terra SA.
© François Daburon
Programme d’analyse de la composition matière des DEEE et de leurs polluants