Les déchets électroniques sont une mine d’or inexploitée prête à être exploitée

Et si vous pouviez transformer les déchets en or véritable ? Eh bien, une équipe de recherche de Cornell a réellement trouvé un moyen de le faire. 

Les dernières recherches, qui ont été publiées dans Nature Communications au cours des derniers jours de 2024, ont présenté une technique d’extraction des métaux précieux des déchets électroniques. L’or récupéré a ensuite été utilisé comme catalyseur pour convertir le CO2 en matériaux organiques.

La méthode récemment développée montre un grand potentiel pour transformer le paysage des déchets électroniques en offrant une utilisation verte et viable. Mais avant d’aborder la façon dont les chercheurs transforment les déchets électroniques en or, examinons la situation des déchets électroniques et la quantité de ces déchets qui existe. 

Les Déchets Électroniques Toxiques en Hausse Rapide

Les déchets électroniques ou e-waste désignent les produits électroniques qui ne fonctionnent pas, qui approchent de la fin de leur « vie utile », ou sont simplement indésirables. Il s’agit essentiellement d’électroniques jetées. 

Il est intéressant de noter que ce ne sont pas seulement les appareils qui ont cessé de fonctionner qui entrent dans la catégorie des déchets électroniques. En effet, même les appareils électroniques usagés destinés à être réutilisés, revendus, remis à neuf ou recyclés sont considérés comme des e-waste.

L’Agence de Protection de l’Environnement des États-Unis (EPA) classe en réalité les e-waste en dix catégories — gros appareils ménagers, petits appareils ménagers, équipements informatiques, électronique grand public, lampes et luminaires, jouets, outils, dispositifs médicaux, instruments de surveillance et distributeurs automatiques.

À l’ère actuelle du progrès technologique qui engendre des produits de plus en plus sophistiqués et innovants, la définition du e-waste devrait continuer à s’élargir.

Pour l’instant, vos smartphones, ordinateurs, chauffages et ventilateurs, ainsi que les imprimantes, fauteuils de massage, télécommandes, tapis de course, montres intelligentes, moniteurs cardiaques, câbles et alimentations, font tous partie des déchets électroniques.

Tous ces e-waste, selon le Global E-waste Monitor (GEM) des Nations Unies, augmente cinq fois plus rapidement querecyclé.

En 2022, 62 millions de tonnes de e-waste ont été générées dans le monde, alors même qu’à peine un quart d’entre elles a été enregistré comme étant correctement collectées et recyclées. La production de 62 millions de tonnes équivaut au poids de 107 000 des plus grands et lourds avions de ligne du monde.

En termes de catégorie, les petits appareils tels que les cigarettes électroniques, les jouets, les fours à micro-ondes et les aspirateurs représentaient 33 % du e-waste, dont seulement 12 % sont recyclés. La catégorie des petits équipements informatiques et de télécommunication, qui comprend vos téléphones, ordinateurs portables, routeurs et appareils GPS, représentait 4,6 millions de tonnes de e-waste, dont seulement 22 % sont recyclés.

Le taux de collecte et de réutilisation est en fait le plus élevé pour les classes d’équipements de grande taille comme les moniteurs et les équipements d’échange thermique.

Selon le rapport, le poids estimé des métaux contenus dans les e-waste en 2022 était de 31 millions de tonnes, accompagné de 17 millions de tonnes de plastiques et 14 millions de tonnes d’autres matériaux tels que le verre et les minéraux.

En ce qui concerne les métaux contenus dans les e-waste, leur valeur totale était de 91 milliards de dollars, incluant 19 milliards de dollars de cuivre, 15 milliards de dollars d’or et 16 milliards de dollars de fer.

La production annuelle mondiale de e-waste, selon le rapport, augmente actuellement de 2,6 millions de tonnes par an, ce qui la conduit à atteindre 82 millions de tonnes d’ici la fin de cette décennie. La masse prévue des panneaux photovoltaïques hors service devrait augmenter quatre fois d’ici 2030.

Bien que le rapport prévoie une augmentation substantielle du e-waste, il anticipe également une baisse du taux de recyclage à 20 % d’ici 2030, contre 22,3 % enregistrés en 2022.

Cette baisse est attendue en raison du fossé croissant entre les efforts de recyclage et l’augmentation spectaculaire de la génération de e-waste à l’échelle mondiale. Le rapport a souligné une consommation accrue, la numérisation croissante de la société, les progrès technologiques, les lacunes de conception, les options de réparation limitées et une infrastructure insuffisante pour la gestion des e-waste.

Cependant, si les nations pouvaient augmenter le taux de collecte et de recyclage des e-waste à 60 % au cours des cinq prochaines années, leurs bénéfices dépasseraient les coûts de plus de 38 milliards de dollars.

Ce chiffre, cependant, ne semble pas réaliste étant donné que la mise en œuvre de la législation sur les e-waste « reste un véritable défi à l’échelle mondiale ». Comme le souligne le rapport, le taux de recyclage lent est probablement alimenté par le fait que seulement 46 pays ont des objectifs de taux de collecte, et encore moins ont des objectifs de taux de recyclage.

De plus, bien que 81 pays disposaient d’une législation sur les e-waste en 2023, cela ne représente pas vraiment une forte croissance par rapport aux chiffres (78) enregistrés quatre ans auparavant. 

Non seulement les déchets électroniques augmentent, comme nous l’avons indiqué, mais ils sont également extrêmement toxiques. Environ 70 % des déchets toxiques dans les décharges sont en réalité des e-waste.

Cela s’explique par le fait que la plupart des appareils électroniques contiennent des matériaux toxiques, notamment du mercure, du plomb, du cadmium et du béryllium. Tous ces matériaux représentent de graves risques pour notre environnement. 

Tout comme d’autres déchets, les e-waste ne se limitent pas aux décharges non plus. Lorsque les e-waste sont envoyés aux décharges, ils se dissolvent en traces microscopiques et pénètrent là, finissant par s’infiltrer dans le sol d’où les traces de matériaux toxiques apparaissent dans les eaux souterraines. Ensuite, ils se propagent dans les eaux douces de la zone environnante.

Ainsi, si les e-waste ne sont pas recyclés correctement, ils peuvent devenir une menace tant pour l’environnement que pour notre santé. Le recyclage par des pratiques non fiables telles que le dépôt sur terre ou dans les cours d’eau, la combustion à ciel ouvert, l’enfouissement avec les déchets ordinaires, le démontage manuel, et d’autres encore libèrent également des substances chimiques toxiques, auxquelles les enfants et les femmes enceintes sont particulièrement vulnérables.

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Transformer les Déchets Électroniques en Or & Atteindre la Durabilité

Maintenant, avec tant de e-waste qui s’accumulent, contenant, comme nous l’avons vu, beaucoup d’or, les chercheurs cherchent à faire d’une pierre deux coups. 

L’or (Au) est un métal précieux qui possède plusieurs qualités le rendant extrêmement précieux. Ce métal jaune est très malléable et très durable. L’or se trouve dans la nature sous une forme relativement pure, et il possède de nombreuses utilisations, notamment dans la technologie. Ce métal jaune est utilisé dans les smartphones, les ordinateurs et les équipements médicaux car il est non corrosif et le meilleur conducteur d’électricité. 

En médecine, les nanoparticules d’or améliorent le diagnostic et délivrent des traitements ciblés, et leur biocompatibilité en fait un excellent matériau pour les outils chirurgicaux et les implants. En plus d’être utilisées dans l’aérospatiale et les produits décoratifs comme les bijoux, l’or est un moyen très populaire de protéger la richesse. 

Depuis des siècles, les investisseurs se tournent vers ce métal comme actif refuge en période de crise, d’incertitude économique et d’instabilité politique. Même les banques centrales détiennent de l’or pour stabiliser leurs monnaies fiduciaires.

À ce jour, l’or vaut $2,664 per ounce, soit seulement 4,5 % en dessous de son pic de $2,790 atteint fin octobre 2024.

Cette ressource naturelle très recherchée, cependant, est extraite à l’aide d’un processus lent, complexe et coûteux, qui consomme du temps, de l’énergie et nécessite des sacrifices environnementaux. Pour minimiser son impact environnemental, le recyclage de l’or est apparu comme une alternative durable, avec environ 25 % de l’or mondial désormais recyclé.

Dans ce virage vers une approche plus durable, les électroniques défectueux, comme le souligne l’étude, « représentent un réservoir précieux pour la récupération de l’or ».

Avec les nombreuses utilisations de l’or, la demande croissante et le recyclage de l’or qui gagne du terrain grâce à des consommateurs de plus en plus soucieux de l’environnement, il est désormais nécessaire de disposer de méthodes innovantes pour récupérer les métaux précieux des e-waste.

Le recyclage de l’or utilise des techniques avancées où l’or est séparé des autres matériaux par des procédés chimiques. Cela est ce qui permet d’atteindre la pureté de l’or recyclé.

Conventiellement, des produits chimiques agressifs sont utilisés pour récupérer l’or des e-waste, qui contiennent environ 10 fois plus d’or que ce qui peut être extrait d’une tonne de minerai. Ces produits chimiques agressifs comprennent le cyanure, un produit hautement toxique qui représente de graves risques environnementaux. 

L’équipe dirigée par des chercheurs de l’Université Cornell en collaboration avec des chercheurs allemands a développé une méthode qui n’utilise aucun produit chimique dangereux mais plutôt l’adsorption chimique pour récupérer l’or des déchets électroniques. 

Les chercheurs ont synthétisé deux cadres organiques covalents (COF) légers et faciles à fabriquer, basés sur la tétrazine et liés par du vinyle, afin d’extraire les ions et particules d’or des cartes de circuits des appareils électroniques mis au rebut. En plus d’adsorber les particules d’or, ces VCOF, qui présentent de fortes réponses photocourant et des bandes interdites faibles, catalysent également la carboxylation des alkynes terminaux. 

Les cadres organiques covalents (COF) sont des matériaux cristallins poreux qui ont diverses utilisations potentielles, notamment le stockage d’énergie et la détection chimique. L’équipe a fabriqué une paire de VCOF en utilisant comme base le tétraphényléthylène (TPE) et le tétrathiafulvalène (TTF).

Selon l’étude, la capacité d’adsorption aqueuse de Au(III) du TTF-COF est de 2440 mg g⁻¹, tandis que celle du TPE-COF pour Au(III) est de 1639 mg g⁻¹. 

Ainsi, les résultats obtenus par l’équipe étaient spectaculaires, avec l’un des VCOF capturant sélectivement jusqu’à 99,9 % de l’or des appareils. D’autres métaux comme le nickel (Ni) et le cuivre (Cu) ne représentaient qu’une très petite partie du matériau récupéré, respectivement 5 % et 2 %.

La raison de la supériorité d’absorption d’or du TTF-COF réside dans le fait que le composé est riche en soufre. Et le soufre joue un rôle clé dans la formation des dépôts d’or. 

Donc, il est logique que les composés organosoufrés affichent une telle capacité d’adsorption élevée. Mais ce n’est pas tout. Le TTF-COF peut également subir jusqu’à 16 lavages et réutilisations tout en perdant peu de son efficacité d’adsorption.

En parlant de la sélectivité de la méthode, Abbaspourrad a noté que les autres méthodes de récupération d’or ne sont pas sélectives. Ainsi, elles entraînent des impuretés. Cependant, compte tenu de la grande quantité de métaux précieux présents dans les appareils électroniques, « pouvoir les récupérer d’une manière où l’on peut capturer sélectivement le métal souhaité – dans ce cas, l’or – est très important ».

Cependant, ce n’est pas la fin de ce que la méthode nouvellement créée peut accomplir. Les COF chargés d’objectifs peuvent alors être utilisés pour transformer les e-waste en \”catalyseur précieux pour une transformation organique verte utile\”.

La conversion du dioxyde de carbone en matière organique a été réalisée sous la pression ambiante de CO2 à 122 degrés Fahrenheit (ou 50 degrés Celsius) via la carboxylation.

“En transformant le CO2 en matériaux à valeur ajoutée, nous réduisons non seulement les besoins en élimination des déchets, mais nous offrons également des avantages environnementaux et pratiques. C’est une situation gagnant-gagnant pour l’environnement.”

– Auteur principal Amin Zadehnazari, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de l’auteur correspondant Alireza Abbaspourrad, professeur au Département de Science Alimentaire, Collège des Sciences Agricoles et de la Vie, Université Cornell

Entreprises Impliquées dans la Gestion des Déchets Électroniques

Voyons maintenant quelques noms notables dans la gestion et le recyclage des déchets électroniques qui contribuent aux efforts de durabilité environnementale.

1. LKQ Corporation

Il s’agit d’un fournisseur leader de pièces alternatives et spécialisées pour réparer les automobiles et autres véhicules. Il est également impliqué dans le recyclage des pièces et matériaux automobiles, contribuant à la gestion des déchets électroniques. Actuellement, LKQ domine la distribution de pièces de collision après-vente en Amérique du Nord.

Avec une capitalisation boursière de 9,48 milliards de dollars, les actions de LKQ Corp. se négocient actuellement à 36,49 $, en baisse de 0,71 % depuis le début de l’année (YTD). Elle affiche un BPA (TTM) de 2,70 et un PER (TTM) de 13,52. La société propose un rendement du dividende de 3,29 %, ce qui la rend très attrayante pour ceux qui recherchent des actions générant un revenu passif solide.

Pour le troisième trimestre 2024, LKQ Corp. a déclaré un chiffre d’affaires de 3,6 milliards de dollars, soit une hausse de 0,5 %, tandis que son bénéfice net ajusté s’élevait à 230 millions de dollars. La société a terminé le trimestre avec 661 millions de dollars de flux de trésorerie disponible et a retourné 200 millions de dollars aux actionnaires via 79 millions de dollars de dividendes en espèces et un investissement de 125 millions de dollars dans le rachat d’actions.

Pendant cette période, le conseil d’administration a également autorisé une augmentation de 1 milliard de dollars du programme de rachat d’actions, le portant à 4,5 milliards de dollars, ce qui renforce davantage la capacité de l’entreprise à restituer encore plus de valeur.

2. Republic Services

Ce prestataire de services environnementaux propose la collecte, le recyclage et l’élimination des déchets solides non dangereux. Pour le recyclage des appareils électroniques, des ampoules et des batteries, il propose des kits de retour par courrier séparés et assure une manipulation responsable en effaçant les données « sept fois » avant de disposer de l’équipement.

Avec une capitalisation boursière de 64,5 milliards de dollars, les actions de Republic Services (RSG ) se négocient actuellement à 205 $, en hausse de 2,1 % depuis le début de l’année (YTD). Elle affiche un BPA (TTM) de 6,25 et un PER (TTM) de 32,48. La société propose un rendement du dividende de 1,13 %.

Pour le troisième trimestre 2024, Republic Services a enregistré une hausse du chiffre d’affaires de 6,5 %, tandis que le bénéfice net s’élevait à 565,7 millions de dollars. Le flux de trésorerie d’exploitation depuis le début de l’année était de 2,9 milliards de dollars, tandis que les liquidités retournées aux actionnaires pendant cette période s’élevaient à 834,3 millions de dollars, incluant un investissement de 329,5 millions de dollars dans le rachat d’actions et 504,8 millions de dollars de dividendes versés.

“Notre solide performance au cours du troisième trimestre est le résultat direct de l’exécution de nos priorités stratégiques.”

– PDG Jon Vander Ark

3. Waste Connections

Cette entreprise de services de déchets solides fournit la collecte, le transfert, l’élimination et le recyclage des déchets. Selon le site officiel de Waste Connections (WCN ), elle accepte les déchets électroniques tels que les téléviseurs et les moniteurs d’ordinateur. Son objectif est un avenir plus propre et plus vert en détournant les matériaux potentiellement dangereux des décharges.

Avec une capitalisation boursière de 45 milliards de dollars, les actions de Waste Connections se négocient actuellement à 174,38 $, en hausse de 1,37 % depuis le début de l’année (YTD). Elle affiche un BPA (TTM) de 3,64 et un PER (TTM) de 47,42. La société propose un rendement du dividende de 0,73 %.

Pour le troisième trimestre 2024, Waste Connections a annoncé des résultats « meilleurs que prévu » avec un chiffre d’affaires de 2,338 milliards de dollars, soit une hausse de 13,3 % d’une année sur l’autre. Le bénéfice net de la société était de 308 millions de dollars, en hausse de 17,3 % d’une année sur l’autre, tandis que le dividende trimestriel régulier a été augmenté de 10,5 %. Son flux de trésorerie net d’exploitation depuis le début de l’année était de 1,660 milliards de dollars, tandis que le flux de trésorerie disponible ajusté s’élevait à 1,044 milliards de dollars.

Conclusion

La numérisation croissante et, par conséquent, la consommation accrue d’électronique entraînent une hausse rapide des e-waste. Le lancement fréquent de nouveaux modèles, les faibles taux de recyclage, les cycles d’innovation courts et la durée de vie moyenne réduite des produits électroniques sont les facteurs qui contribuent à ce problème. 

Cependant, les dernières recherches de l’Université Cornell transforment les e-waste en une opportunité massive en présentant une méthode révolutionnaire, facile à fabriquer. En transformant les e-waste en une ressource durable, ces recherches offrent un double avantage : récupérer un actif très précieux, à savoir l’or, et atténuer les risques environnementaux non seulement des e-waste mais aussi de l’extraction de l’or. 

Des études comme celles-ci sont extrêmement importantes à l’ère actuelle, où le consumérisme et le progrès technologique augmentent à un rythme sans précédent, nous offrant une voie vers un avenir où les déchets ne sont pas un problème mais plutôt une ressource qui attend simplement d’être exploité !

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