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 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. 3 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. Principe Présentation de la méthodologie 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.
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 PAM 5 t 10 t 15 t 10 000 appareils 4 ecrans (TRC) 5 t 10 t 15 t 700 appareils Ecrans plats - 4 t 4 t 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
Volet 1 : Bilan matières et polluants par produits et par flux 5 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
6 Cas du GEM HF : photos sur centre d échantillonnage Exemples de fractions lave-linge : Carcasse Pompe (plastique, bobine...) Poste de saisie, ensachage, pesée fine Tambour Programmateur (plastique, fer, cuivre, laiton...) Roue aluminium Electrovanne (plastique + fer, cuivre, laiton...) Démontage lave-linge Moteur Contacteurs Bloc béton Sondes Bacs à fractions de faible volume (condensateurs, câbles, cartes ) Hublot (verre ou plexiglas) Cartes éléctroniques
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. 7 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.
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. 8 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 ciblés Métaux précieux Or Au Argent Ag Iridium Ir Osmium Os Platinoïdes Palladium Pd Platine Pt Rhodium Rh Ruthénium Ru Cérium Ce Dysprosium Dy Erbium Er Europium Eu Gadolinium Gd Holmium Ho Lanthane La Lutétium Lu Terres rares 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 Autres métaux Indium In Lithium Li Rhénium Rh Tantale Ta Titane Ti Tungstène W Vanadium V - -
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. Les principaux composants ciblés sont par exemple : 9 Indium Ecrans plats Terres rares (Cérium, Europium...) Disques durs Terres rares (Néodyme, Samarium Dysprosium, Terbium, Ruthénium) Cartes électroniques 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.).
Synthèse réalisée par Eco-systèmes et Terra SA. François Daburon