Recyclage des métaux : vers des méthodes plus vertes et performantes

Le recyclage des métaux repose aujourd’hui principalement sur la refusion, un procédé qui consiste à fondre ensemble à haute température différents types de déchets (carrosseries, emballages, équipements ménagers, etc.). Si cette méthode permet de traiter un important volume de déchets, elle présente une limite majeure : le mélange des alliages avec des impuretés qui ne peuvent être totalement éliminées. Cela entraîne une dégradation des propriétés des matériaux recyclés, notamment de leur aptitude à la mise en forme et de leurs performances mécaniques en service. En conséquence, l’utilisation de ces matériaux reste aujourd’hui cantonnée à des applications non-structurelles, ce qui limite la valeur économique du recyclage, ainsi que son potentiel à réduire l’extraction de ressources primaires, diminuer les émissions de gaz à effet de serre, alors même que la demande en acier et aluminium ne cesse de croître. 

Porté par Bruno Levieil, enseignant-chercheur à l’ENSTA / Institut de Recherche Dupuy de Lôme, le projet THERMOS s’inscrit dans cette dynamique. 

Financé en grande partie par l’Institut Carnot ARTS, il rassemble cinq laboratoires français autour d’un objectif commun : améliorer la qualité des métaux recyclés pour les rendre aptes à des usages structurels, tout en limitant l’impact environnemental des procédés de transformation.

Contrairement à la refusion, les méthodes explorées privilégient la transformation des métaux par voie « solide », mis en œuvre à plus basse température — et donc moins énergivores — tout en limitant l’introduction d’impuretés. Cinq pistes sont actuellement à l’étude afin de produire de nouveaux bruts de fabrication (tôles ou profilés) :

• La fabrication de bruts d’usinages à haute limite d’élasticité à partir de tôles épaisses déformées (laboratoire IRDL) ;
• La production de galets d’aluminium par friction-malaxage à partir de copeaux (laboratoire MSMP) ;
• La création de pièces embouties à partir de tôles minces (laboratoire LEM3) ;
• L’élaboration de produits semi-finis structurels à partir de copeaux d’aluminium (laboratoire LAMPA) ;
• Le forgeage libre de profilés à partir de ferrailles multi-corps (laboratoire LCFC).
   

Fahan Mohammed Togba a récemment débuté sa thèse sur le campus de Brest de l’ENSTA pour mettre en œuvre une méthodologie de prévision du comportement mécanique après redressage généralisable à de nouvelles configurations de formes, d’épaisseurs et de nuances d’aciers.

Le projet THERMOS s’étendra jusqu’en 2029. Les 5 procédés seront également évalués sur leurs impacts environnementaux. L’ensemble des résultats offrira aux industriels des pistes vers une production plus durable.