Durabilité
Rationaliser le processus de recyclage des métaux critiques peut atténuer les pénuries et les charges environnementales
Ajouter Securities.io à vos sources préférées sur Google
Importance du recyclage des métaux
Les ressources minérales sont limitées, et leur extraction consomme de l’énergie tout en affectant l’environnement. L’industrie minière utilise beaucoup d’eau douce, émet des gaz à effet de serre et peut provoquer déforestation et pollution durable.
Les métaux présentent un fort potentiel de recyclage : leurs éléments constitutifs peuvent être récupérés sans devoir reconstituer des molécules organiques complexes comme celles des plastiques. Toutefois, les produits métalliques contiennent souvent des alliages et d’autres matériaux qui compliquent leur séparation.
En pratique, le recyclage reste parfois incomplet ou trop énergivore. C’est notamment le cas des composants électroniques, qui associent des métaux et d’autres éléments dans des assemblages complexes. Séparer ces substances avec une pureté suffisante peut être difficile.
Des chercheurs de l’Université Rice, aux États‑Unis, et de l’Université Tsinghua, en Chine, ont développé une méthode de séparation des métaux utilisant un chauffage électrique rapide. Leurs résultats ont été publiés dans Nature Chemical Engineering le 25 septembre 2024 sous le titre « Séparation éclair des métaux par chloration électrothermique ».
Méthodes de recyclage des métaux
Recyclage actuel des métaux
Le recyclage des métaux peut faire appel à l’hydrométallurgie, qui utilise des solutions aqueuses, notamment acides ou alcalines, pour dissoudre et séparer les métaux. Cette approche peut consommer beaucoup d’eau et de réactifs et produire des effluents nécessitant un traitement.
Source: MEAB
Une autre approche est la pyrométallurgie, qui repose sur des traitements à haute température. Elle peut concentrer ou séparer certains métaux, mais manque parfois de sélectivité et nécessite ensuite d’autres étapes de purification. Sa consommation d’énergie peut également alourdir son bilan environnemental.
Chauffage par effet Joule flash (FJH)
Le responsable de l’équipe, James M. Tour, avait déjà travaillé sur le chauffage éclair par effet Joule, notamment pour la synthèse du graphène et le traitement de déchets.
Source: India Education Diary
Le chauffage éclair par effet Joule consiste à faire passer un courant dans un matériau conducteur afin de le chauffer très rapidement. Dans cette étude, il est associé à des réactions de chloration permettant de séparer certains métaux.
Les chercheurs ont montré que cette approche pouvait être appliquée à plusieurs catégories de déchets électroniques. Ils ont notamment séparé :
- Le tantale des condensateurs.
- Le gallium des LED.
- L’indium des films solaires usagés.
Dans les essais présentés, le procédé ne nécessitait ni eau, ni acide, ni autre solvant pour la séparation. En contrôlant les conditions de réaction, les chercheurs ont obtenu des produits d’une pureté supérieure à 95 % et des rendements supérieurs à 85 %. Ces résultats pourraient réduire certains impacts du recyclage, sous réserve d’une évaluation à plus grande échelle.
Ainsi, même si elle ne récupère pas la totalité du métal, cette méthode pourrait réduire drastiquement la part des déchets devant être traités par hydrométallurgie ou pyrométallurgie.
Perspectives futures du FJH
Recyclage électronique universel
La méthode a été étudiée sur certains déchets électroniques. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour évaluer son efficacité sur d’autres flux, notamment les batteries, qui ont besoin de procédés de recyclage plus performants et moins polluants.
« Nous essayons d’adapter cette méthode à la récupération d’autres métaux critiques dans les flux de déchets. »
Bing Deng, professeur adjoint à l’Université Tsinghua et coauteur de l’étude.
Le procédé pourrait encore être amélioré. L’exploration de traitements complémentaires, éventuellement avec de petites quantités d’acide, constitue une piste possible pour augmenter le rendement global, mais doit être vérifiée expérimentalement.
« Cette avancée répond au problème urgent des pénuries de métaux critiques et des effets négatifs sur l’environnement, tout en offrant aux industries du recyclage du monde entier une incitation économique grâce à un procédé de récupération plus efficace. »
Shichen Xu, chercheur postdoctoral à l’Université Rice et coauteur de l’étude.
Extraction minérale
Le recyclage des métaux et leur extraction à partir de minerais naturels partagent un défi : séparer les éléments recherchés des autres constituants. La composition des matières premières et les procédés nécessaires peuvent néanmoins être très différents.
Dans l’industrie minière aussi, le raffinage peut employer des solutions aqueuses acides ou des traitements à haute température. À grande échelle, la consommation de ressources et la gestion des rejets contribuent aux préoccupations environnementales liées à ces activités.
Selon Shichen Xu, cette approche pourrait également présenter un intérêt pour l’extraction du lithium et des terres rares.
Investir dans le recyclage des métaux
Si l’acier et l’aluminium disposent de filières de recyclage bien établies, les déchets électroniques sont plus difficiles à traiter. Une partie reste non recyclée ou est traitée dans des conditions dangereuses et polluantes, notamment dans certaines filières informelles.
Parallèlement, les véhicules électriques, panneaux solaires, batteries, pompes à chaleur et petits appareils électroniques sont produits en quantités croissantes. Ils alimenteront progressivement les volumes de matériaux à recycler en fin de vie.
Il est possible d’investir dans des entreprises de recyclage par l’intermédiaire de nombreux courtiers. Retrouvez sur securities.io nos comparatifs de courtiers aux États-Unis, au Canada, en Australie, au Royaume-Uni et dans de nombreux autres pays.
Si vous ne souhaitez pas choisir des entreprises individuelles, vous pouvez aussi examiner des ETF tels que le Mast Global Battery Recycling & Production ETF (EV), le VanEck Circular Economy UCITS ETF (REUS) ou le WisdomTree Recycling Decarbonisation UCITS ETF – USD Acc (WRCY) . Ils offrent une exposition plus diversifiée au secteur, tout en comportant des risques de placement.
Entreprises de recyclage des métaux
1. Li-Cycle Holdings Corp
LICY Graphique du prix
Parmi tous les types de déchets électroniques, les batteries sont peut‑être les plus problématiques.
Les batteries contiennent des matériaux variés et peuvent présenter un risque d’incendie ou d’emballement thermique lorsqu’elles sont endommagées. Leur broyage ou leur traitement thermique exige donc des procédés et des dispositifs de sécurité adaptés.
Selon les projections citées, le volume de matériaux de batteries à recycler en Amérique du Nord pourrait être multiplié par six d’ici 2030.
Source: Li-Cycle
Li‑Cycle met notamment en avant la capacité de ses installations de prétraitement adaptées à recevoir des packs lithium-ion chargés sans démontage ni décharge préalable.
Son procédé est conçu pour accepter différents formats et compositions de batteries lithium-ion. Cette flexibilité est importante dans une industrie où les modèles et les technologies évoluent rapidement. Les conditions d’acceptation et de traitement restent toutefois propres aux installations et aux matériaux concernés.
L’entreprise annonce une récupération pouvant atteindre 95 % des matériaux valorisables grâce à sa filière intégrée. Le projet de raffinage de Rochester devait notamment permettre la production de carbonate de lithium de qualité batterie à partir de la matière issue du prétraitement.
Source: Li-Cycle
En 2023 et au début de 2024, Li‑Cycle a rencontré d’importants dépassements de coûts sur son projet de traitement à Rochester, dans l’État de New York. Ces difficultés ont suivi une expansion rapide de son réseau, notamment en Amérique du Nord et en Europe.
Une fois achevé et exploité à pleine capacité, le centre de raffinage de Rochester pourrait traiter jusqu’à 35 000 tonnes de « black mass » par an. Cette matière concentrée issue du broyage contient notamment les métaux des électrodes ; il ne s’agit pas simplement de batteries entières broyées.
À titre de comparaison, les installations de prétraitement de l’entreprise ont produit 1 394 tonnes de black mass et de matières équivalentes au deuxième trimestre 2024. Il s’agit d’une production trimestrielle en amont du raffinage, et non d’une capacité annuelle directement comparable.
Source: Li-Cycle
Pour financer Rochester, Li‑Cycle a obtenu en mars 2024 un investissement de 75 millions de dollars de Glencore. L’entreprise cherchait également à finaliser un prêt pouvant atteindre 375 millions de dollars auprès du département américain de l’Énergie, destiné à soutenir la filière des véhicules à technologies avancées.
Dans sa présentation du deuxième trimestre 2024, l’entreprise indiquait travailler à la finalisation de la documentation de financement avec le département de l’Énergie. Le schéma du processus comprenait six étapes, dont la cinquième correspondait à la clôture financière. La reprise du chantier dépendait notamment du financement et des autres conditions du projet.
Source: Li-Cycle
Un autre obstacle pour l’entreprise a été la faiblesse des prix des matières premières, qui a touché l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement, y compris les mineurs de lithium. En réponse, l’entreprise a réduit ses effectifs et a coupé les coûts où cela était possible.
Le réseau comprend des installations de prétraitement de troisième génération, appelées « Spokes », en Alabama, en Arizona et en Allemagne. Elles produisent la black mass destinée au raffinage. Rochester est un projet de centre de raffinage, ou « Hub » : ces installations n’ont donc pas toutes la même fonction.
Source: Li-Cycle
2. Enviri
NVRI Graphique du prix
Anciennement appelée Harsco, Enviri est spécialisée dans les services environnementaux et la gestion des déchets industriels. Selon sa présentation de 2024, Harsco Environmental, qui travaille notamment avec la sidérurgie, représentait 48 % du chiffre d’affaires total de 2023.
L’entreprise est divisée en 3 parties :
- Harsco Environmental : traite environ 20 millions de tonnes de scories par an pour les valoriser notamment dans l’asphalte, les pavés, les abrasifs, les bardeaux de toiture et les engrais.
- Clean Earth : gère des déchets dangereux et non dangereux. Les données 2023 citées comprennent 5,6 millions de livres de lampes, 5,3 millions de livres de batteries, plus de 5 000 tonnes courtes américaines de déchets électroniques, 3,4 millions de tonnes courtes de sols contaminés et 71 millions de gallons américains d’eaux usées.
- Rail : fournit des solutions de construction et d’entretien ferroviaires.
Source: Enviri
Les activités environnementales représentent la majeure partie du groupe. Dans les données 2023 présentées en 2024, 62 % du chiffre d’affaires total provenait d’Amérique du Nord, et Clean Earth représentait 39 % du chiffre d’affaires du groupe.
Source: Enviri
Enviri voit un potentiel de croissance dans le traitement des PFAS, les substances per- et polyfluoroalkylées souvent appelées « polluants éternels ». Dans sa présentation de 2024, l’entreprise estimait à 3 à 5 milliards de dollars le marché potentiel du traitement et de l’élimination des PFAS accessible à Clean Earth.
L’entreprise continue également de se concentrer sur l’identification de méthodes supplémentaires capables de détruire les PFAS, plutôt que de les enfouir en décharge ou d’utiliser des traitements d’injection en puits profonds.
Nous pensons que la destruction constitue une technologie supérieure pour réduire les risques et responsabilités à long terme.
Le renforcement de la réglementation sur les polluants tels que les PFAS peut créer des besoins supplémentaires auxquels Enviri pourrait répondre. L’entreprise évoque également des possibilités dans la sidérurgie moins carbonée et les matériaux pour asphalte à bilan carbone négatif.
À long terme, Enviri envisage de céder ses activités ferroviaires pour poursuivre sa transformation en groupe de services environnementaux. Le calendrier reste incertain, notamment en raison des contraintes réglementaires et contractuelles en Europe qui avaient retardé le projet de cession.
