Recyclage de l’Aluminium et du Cuivre
Par Anna Yildiran
Environ 25 % de la croûte terrestre est constituée d’éléments métalliques, l’aluminium étant le métal le plus abondant [1]. Cependant, l’extraction des métaux à partir des matières premières est un processus qui consomme beaucoup d’énergie et qui entraîne d’importantes émissions de gaz à effet de serre (GES). Pour cette raison, de nombreuses industries se sont tournées vers le recyclage des métaux.
Le recyclage des métaux présente de nombreux avantages :
▶️ Utiliser moins d’énergie
▶️ Émettre moins de GES
▶️ Préserver les ressources naturelles
▶️ Réduire la quantité de déchets mis en décharge
L’une des raisons pour lesquelles le recyclage des métaux est si populaire est que la plupart des métaux sont recyclables à l’infini. Cela signifie que les propriétés intrinsèques des métaux restent intactes, même lorsqu’ils sont refondus et resolidifiés au cours du processus de recyclage. À part les impuretés mineures qui peuvent persister, les métaux recyclés peuvent atteindre des niveaux de pureté très élevés et être continuellement réintroduits sur le marché.
Dans cette discussion, nous nous concentrerons sur l’aluminium et le cuivre, deux métaux largement utilisés et recyclés. Tous deux figurent sur la liste des matières premières critiques de l’UE pour 2023, ce qui souligne l’importance d’une bonne gestion de ces ressources précieuses.
Comprendre l’importance de l’aluminium et du cuivre en tant que matières premières essentielles
Les matières premières critiques sont indispensables à l’économie de l’UE et aux technologies essentielles dans des secteurs tels que les énergies renouvelables, le digital, l’aérospatiale et la défense. Essentielles sur les plans économique et stratégique, elles sont soumises à une forte demande et à une offre limitée, ce qui suscite des inquiétudes concernant d’éventuelles perturbations dans leur chaîne d’approvisionnement.
Pour garantir un accès sûr et durable à ces ressources, l’UE met régulièrement à jour sa liste de matières premières critiques (CRM). Ces matériaux sont essentiels pour atteindre les objectifs climatiques et numériques de l’UE et occupent une place centrale dans son plan d’action pour l’économie circulaire, qui privilégie l’efficacité et le recyclage.
L’aluminium et le cuivre sont inclus dans la législation sur les matières premières critiques, le cuivre étant classé comme une matière première stratégique, ce qui signifie qu’il joue un rôle crucial dans les technologies qui ont une importance à la fois géopolitique et économique [2].
Contributions critiques de l’aluminium et du cuivre
L’aluminium est indispensable grâce à sa légèreté et sa polyvalence, qui le rendent crucial dans des domaines tels que le transport (aérospatial et automobile) et l’efficacité énergétique. Il joue un rôle clé dans la réduction de la consommation d’énergie, notamment dans les véhicules électriques, où sa légèreté permet de diminuer l’usage énergétique et les émissions de gaz à effet de serre [3]. Selon certains experts, l’aluminium est également l’un des matériaux les plus importants, voire le plus stratégique, pour les industries de la défense, y compris l’aéronautique et les équipements militaires, où les risques d’approvisionnement sont élevés [4].
D’autre part, le cuivre est essentiel en raison de sa conductivité électrique et thermique élevée, de sa résistance à la corrosion et de sa malléabilité. Il est largement utilisé dans les infrastructures électriques et les systèmes d’énergie renouvelable. Bien que l’aluminium puisse être considéré comme un substitut du cuivre dans le câblage, il est moins efficace en raison de sa susceptibilité à la corrosion, qui entraîne des pertes de conduction [5].
Comme la demande pour ces métaux continue d’augmenter, les efforts de l’UE pour garantir un accès sécurisé et favoriser un recyclage efficace seront essentiels pour maintenir le flux d’aluminium et de cuivre à l’avenir.
Comment fonctionne le processus de recyclage des métaux?
Bien que le processus de recyclage puisse légèrement différer selon le métal, les étapes principales restent généralement les mêmes [8] [9] :
- Récupération des déchets (Nettoyage et tri)
- Fusion des déchets
- Raffinage et purification du métal fondu
- Solidification et reformation du métal afin qu’il puisse être réutilisé dans de nouveaux processus de fabrication
Selon un rapport de l’Agence Internationale de l’Energie (AIE), la production d’une tonne d’aluminium primaire génère environ 11 tonnes de CO2, tandis que la production d’une tonne de cuivre produit environ 6 tonnes de CO2 [10].
Le recyclage des métaux réduit considérablement la consommation d’énergie et les émissions. Par exemple, la production de cuivre secondaire permet d’économiser jusqu’à 85 % de l’énergie par rapport à la production primaire [11], tout en réduisant les émissions de CO2 de 65 % [12]. Le recyclage de l’aluminium est encore plus efficace sur le plan énergétique : seulement 5 % de l’énergie nécessaire à la production d’aluminium primaire est nécessaire au recyclage [13].
Quelle est l’efficacité du recyclage de ces métaux?
Lorsque l’on parle de recyclage, il faut tenir compte de certaines statistiques clés, dont les définitions sont données ci-dessous [17]. Ces termes peuvent être visualisés à l’aide du schéma représentant le flux des métaux tout au long de la chaîne de valeur 1 . Le schéma a été modifiée à partir de la figure EU28 Copper stocks & flows 2020 de l’International Copper Association (ICA). La figure originale est disponible ici.
Le Centre commun de recherche (JRC) de la Commission européenne a calculé les statistiques mentionnées précédemment pour les deux métaux à partir des données de 2021 de l’International Aluminium Institute (IAI) et des données de 2018 de l’International Copper Alliance (ICA) [18]. Le taux de recyclage en fin de vie (EoL CR) du cuivre à l’échelle mondiale, pour la période de 2009 à 2018, a été estimé en 2020 par l’ICA en collaboration avec le Fraunhofer ISI [19].
Le taux global d’efficacité du recyclage (ORER) pour l’aluminium n’a pas été identifié au cours de la recherche.
Le recyclage peut-il répondre à la demande de ces métaux?
Bien que l’aluminium et le cuivre soient d’excellents candidats pour une économie circulaire grâce à leur potentiel de recyclage infini, la demande mondiale croissante alimentée par la croissance démographique, l’innovation technologique et le développement économique dépasse les efforts de recyclage actuels. En conséquence, les taux de recyclage qu’on atteint aujourd’hui sont insuffisants pour répondre à l’ensemble de cette demande Cette situation s’explique en partie par la longue durée de vie des produits contenant ces métaux, comme les bâtiments ou les véhicules, qui ne sont écartés qu’après plusieurs années d’utilisation [15] [16]. Il existe toutefois des exceptions, comme les canettes de boisson en aluminium, qui peuvent réintégrer le marché à peine deux mois après avoir été recyclées [20] !
Un autre défi réside dans la présence d’impuretés qui peuvent persister au cours du processus de recyclage. Même si de nombreuses industries puissent tolérer ces impuretés (car elles sont généralement minimes), certains secteurs, comme l’aérospatiale ou les instruments de précision, nécessitent des niveaux de pureté plus élevés, ce qui signifie qu’une production primaire reste nécessaire.
En conclusion, bien que des progrès aient été réalisés, la transition vers une économie circulaire complète pour l’aluminium et le cuivre exigera non seulement d’améliorer l’efficacité du recyclage, mais aussi de surmonter des défis plus larges liés aux modes de consommation et aux limites technologiques.
1 Les formules présentées sont des simplifications qui ont pour but d’illustrer le concept du taux d’intrants de recyclage (EoL RIR et RIR). Elles excluent les valeurs d’importation et d’exportation et sont fournies que pour aider à expliquer la fonction et la signifcation de la mesure.
Sources
[1] https://oceanservice.noaa.gov/facts/oceanwater.html
[2] https://single-market-economy.ec.europa.eu/sectors/raw-materials/areas-specific-interest/critical-raw-materials_en
[3] https://scrreen.eu/wp-content/uploads/2024/01/SCRREEN2_factsheets_ALUMINIUM-update2.pdf
[4] https://warm.2050now.com/matieres-premieres/pour-sa-defense-leurope-devra-aussi-mener-la-guerre-des-metaux-1467/
[5] https://scrreen.eu/wp-content/uploads/2024/01/SCRREEN2_factsheets_COPPER-update.pdf
[6] https://european-aluminium.eu/about-aluminium/aluminium-in-use/
[7] https://internationalcopper.org/sustainable-copper/about-copper/copper-an-essential-resource/
[8] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1765476/FULLTEXT01.pdf
[9] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590123024008211
[10] https://iea.blob.core.windows.net/assets/3af7fda6-8fd9-46b7-bede-395f7f8f9943/RecyclingofCriticalMinerals.pdf
[11] https://www.wri.org/insights/pivotal-role-recycled-copper-energy-transition
[12] https://mrai.org.in/theindustry/non-ferrousmetals.html
[13] https://international-aluminium.org/wp-content/uploads/2024/03/wa_factsheet_final.pdf
[14] https://internationalcopper.org/sustainable-copper/about-copper/copper-life-cycle/
[15] https://www.weforum.org/stories/2023/11/aluminium-demand-how-to-make-it-sustainable/
[16] https://internationalcopper.org/fr/resource/copper-recycling/
[17] https://internationalcopper.org/wp-content/uploads/2022/02/ICA-RecyclingBrief-202201-A4-R2.pdf
[18] https://rmis.jrc.ec.europa.eu/rmp/
[19] https://internationalcopper.org/wp-content/uploads/2022/02/ICA-RecyclingBrief-202201-A4-R2.pdf
[20] https://www.speira.com/aluminium-recycling/
Membre du Comité consultatif technique du PEF (Product Environmental Footprint).
Membre du comité des partenaires de l’affichage environnemental
