Les ressources secondaires en France

L'industrie du recyclage des ressources minérales regroupe quatre principales fonctions : la collecte, le tri, la massification et enfin la production de matière ou l'incorporation des déchets préparés à cet effet dans les processus de production des produits neufs. Les sources sont issues des circuits de collecte et d'élimination des déchets ménagers, du réseau de recycleries ou des circuits professionnels spécialisés.

Le secteur du BTP et le recyclage des matériaux de construction

Plâtre et gypse

Le gypse est le composant principal des produits en plâtre. Le gypse n'est pas recyclable directement, cependant les déchets des  produits en plâtre sont incorporables dans certains produits neufs. Dans leur grande majorité, les usines françaises de fabrication de plaques de plâtre possèdent leurs propres ateliers de recyclage.

Pour certains ateliers, la technologie utilisée est relativement rudimentaire. Les broyeurs des usines en aval préparent la matière après qu’elle ait été mélangée au gypse naturel. Lors d'une première étape, on introduit grâce à une trémie les déchets dans un broyeur à vis sans fin qui écrase la matière. Un second broyeur, la plupart du temps à couteaux, broie plus finement la matière. Un tamis écarte ensuite les gros morceaux de carton résiduaire. Cette dernière étape peut être suivie ou remplacée par un surbroyeur qui garantit l’homogénéité du recyclat.

En 2020, 93 000 tonnes de déchets de plâtre ont été recyclés, pour un gisement de déchets estimé à 350 000 tonnes.

Le recyclage des minéraux industriels

Les minéraux industriels ne sont pas recyclables directement car ils sont d'un usage dispersif. Néanmoins une économie des ressources naturelles peut être le résultat du recyclage des produits finis contenant des minéraux industriels tels que les plastiques ou le verre.

Granulats calcaires de la carrière de Pécy-en-Brie (Seine-et-Marne)

Granulats calcaires de la carrière de Pécy-en-Brie (Seine-et-Marne)

BRGM - F. Michel

Recyclage des déchets du BTP (granulats et bétons)

En une année, l'industrie du BTP produit 224 millions de tonnes de déchets, dont 99% sont des déchets inertes : terres et cailloux, bétons de démolition, enrobés routiers, briques, mélanges et les activités de carrières traitent déjà une grande partie de ces déchets.

Une partie (40 millions de tonnes environ) seulement de ces déchets est apte à être recyclée sous forme de granulats dans des installations dédiées ou en carrières. La  production annuelle de granulats recyclés s’élève à plus de 20 millions de tonnes ; ces granulats sont majoritairement utilisés en sous-couche routière. Des recherches sont en cours pour développer l’utilisation des granulats recyclés répondant aux spécifications requises dans le béton.

La fraction non recyclable de ces déchets est utilisée pour le réaménagement des carrières : les éléments trop fins comme les terres et les cailloux sont réutilisés dans ce cadre, ce qui permet à l’exploitant de répondre le cas échéant aux obligations figurant dans l’arrêté préfectoral d’autorisation d’exploitation de la carrière et de restituer au territoire des terrains dont la valeur d'usage économique pourra être supérieure à celle qu’ils avaient avant l’exploitation (terres agricoles, zones écologiques).

Environ 70 % des déchets du BTP sont valorisés.

La mine urbaine - des ordures ménagères aux déchets industriels, une ressource à développer

Le recyclage des métaux de base

[Source : bilan national du recyclage de l’Ademe 2008-2017, fédérations professionnelles et sites internet des acteurs industriels]

Pour l’ensemble des métaux, la France se caractérise par une faible valorisation des déchets métalliques et une forte exportation de ceux-ci.

L'activité de recyclage est souvent directement liée au tissu industriel métallurgique de première transformation présent sur le territoire. Le recyclage des métaux fait appel à des procédés de métallurgie, pyrométallurgie et hydrométallurgie, ou de fusion lorsque les déchets sont homogènes.

Le gisement de déchets en fin de vie se caractérise par une diversité accrue de substances par rapport aux minerais ce qui nécessite le développement de procédés souvent plus complexes et des associations minérales inconnues dans la nature.

La composition des déchets en fin de vie est le plus souvent hétérogène et non connue, ce qui augmente les contraintes posées aux outils industriels et appelle des compétences fortes en métallurgie mais aussi en tri, traitement et démantèlement des déchets. La présence de substances considérées comme toxiques obligent à des opérations supplémentaires par rapport aux matières vierges pour respecter les seuils réglementaires.

Les métaux ferreux

À partir des ferrailles récupérées (12,6 Mt en 2017, dont 9,8 Mt hors chutes neuves), la moitié des volumes collectés et préparés en matière première de recyclage (6,2 Mt en 2017) est destinée à l’exportation, principalement vers l’Union Européenne. La filière française a incorporé 7,7 Mt tonnes de ferrailles en 2017 pour la production d’acier sidérurgique, ce qui porte le taux d’incorporation de ferrailles à 49% pour cette même année (chutes neuves inclues). La production de fonte utilise presque uniquement des ferrailles et a consommé 1,3Mt de ferrailles en 2017.

Le taux d’incorporation des ferrailles est en relation directe avec la nature des installations industrielles. La France disposait en 2014 de 22 fours électriques répartis sur 18 sites (utilisant 100 % de ferrailles comme matière première) et de 5 hauts-fourneaux répartis sur 2 sites (utilisant 10 à 15 % de ferrailles) pour la production d’acier.

Ces productions alimentent différentes filières : acier carbone, aciers spéciaux et aciers inoxydables sous diverses formes : billettes, lingots, blooms, grenailles et bientôt poudre.

Les installations françaises sont réparties entre 27 sociétés, et emploient 24 928 personnes. 11 730 emplois sont liés à l’incorporation de ferrailles. Le chiffre d’affaires de la sidérurgie était de 12,8 Mds€ en 2017, dont environ 2,2 Mds€ liés à l’incorporation de ferrailles. La Fédération française de l'acier indique qu’à long terme, la tendance à la mécanisation de l’industrie de la sidérurgie engendrera une baisse des effectifs employés dans la filière.

Aluminium

La production d’aluminium recyclé est réalisée à travers deux procédés de fusion : soit par affinage (utilisation de déchets d’aluminium de composition hétérogène), soit par recyclage direct (utilisation de débris de composition identique). Le premier produit différents alliages spécifiques et peut nécessiter d’introduire de l’aluminium primaire, le second reproduit l’alliage initial.

Le tissu industriel de l’aluminium s’est restructuré avec une diminution du nombre d’affineurs et une augmentation des volumes traités par les sites de recyclage direct suite à des investissements. En 2014 l’affinage représente 44 % du volume recyclé avec 12 affineurs (14 sites) et une capacité de 250kt ; l’affinage emploie 390 personnes pour un chiffre d’affaires de 300 M€. L’incorporation d’aluminium recyclé se fait surtout dans la fabrication d’alliages de moulage pour l’automobile. Pour une capacité équivalente, il existe 5 recycleurs directs (6 sites) et représentent environ 300 emplois. Ils valorisent l’aluminium recyclé sous forme de lingots ou billettes ensuite transformés en produits filés ou laminés.

Les taux de collecte des déchets diffèrent fortement selon leur type : 90 % pour l’aluminium dit « massif », issu de l’aéronautique et de l’automobile, est récupéré, contre seulement 55 % de collecte des gisements diffus issus des emballages. La récupération d’aluminium atteint 692kt en 2014. 289kt ont également été importés principalement à destination des recycleurs directs (canettes et profilés de fenêtres). Quant au poids des exports, il reste élevé avec 472kt en 2017. Il s’explique par un manque d’infrastructures permettant un tri optimal des déchets et par un prix de reprise des matières premières de recyclage plus élevé à l’étranger. Ainsi l’essentiel de ces matières premières de recyclage (442 kt en 2014 selon FEDEREC) ont été exportées par les récupérateurs à destination majoritairement de l’UE.

Au niveau européen, une exportation de ces matières premières de recyclage vers l’Asie est observée en croissance (15 %/an).

Cuivre

Tout comme l’aluminium, il existe deux procédés de recyclage du cuivre : soit par affinage soit par fusion. Ces procédés ne s’appliquent pas aux mêmes déchets et ne permettent pas de fabriquer les même qualités. L’affinage consiste en la production de cathode et lingots à partir d’un mélange de concentrés cuivreux primaires et de déchet de qualité moindre (peu triés, alliages complexes…). Les procédés visent à produire du cuivre pur à au moins 99,9 %. Après plusieurs décennies sans capacité d'affinage sur le territoire, une nouvelle unité d'affinage est en cours d'installation, elle va produire du cuivre 100% recyclé (issu des déchets électriques et électroniques) de haute pureté, adapté aux applications les plus exigeantes. Les produits auront vocation à être réintroduits directement dans des applications industrielles.

Le recyclage par fusion consiste en la production de lingots et de produits de première transformation à partir de déchets de qualité supérieure (chutes de production, cuivre métallique, déchets triés…). Les données de production de cuivre recyclé sont considérées comme peu fiables par l’Ademe et donc à prendre avec précaution. 111kt de cuivre recyclé par fusion ont été produites en 2014 à partir des déchets récupérés sur le territoire et des importations (55kt en 2017). Le tissu industriel est constitué de deux acteurs principaux et d’un réseau de petites entreprises.

Néanmoins l'essentiel des déchets de cuivre reste exporté, ainsi, une proportion significative des 236kt de déchets récupérés (chiffre 2017) est destiné à l’exportation vers l’Europe et dans une moindre mesure l’Asie.

Le taux d’incorporation estimé s’élève à 35 % en 2017, en nette hausse par rapport à 2014.

Plusieurs facteurs affectent la compétitivité des acteurs du territoire. Un premier facteur plutôt cyclique est le prix de la matière première vierge : lorsque les cours du LME sont particulièrement bas, l’incitation vers la matière vierge est plus forte. Selon la FEDEREC, la non autorisation du paiement en cash des déchets cuivreux non autorisée en France pénalise les acteurs proches de la frontière avec l’Italie et l’Espagne. Les contraintes réglementaires sur la teneur en plomb pourraient dans l’avenir impacter les acteurs du recyclage français et européens. Enfin la demande en cuivre recyclé dépend de la vitalité des secteurs utilisateurs comme l’automobile ou le bâtiment.

Déchet métallique

Déchets métalliques pour recyclage.

© AdobeStock - Kristian Joergensen

Zinc

Le zinc contenu dans les poussières d’aciéries électriques est recyclé sur le territoire par une PME. L’entreprise recycle principalement les déchets issus des aciéries électriques utilisant des carrosseries de véhicules en fin de vie, dans un rayon d’action de 2 000 km autour d’elle. La quarantaine de professionnels de cette PME traitent plus de 140 000 tonnes de déchets d’aciéries. Le zinc est extrait puis réintroduit dans la filière sous forme d'oxyde Waelz. Ce dernier renferme une teneur en zinc de l'ordre de 60%. Selon la PME, Le zinc recyclé permet de réduire l'extraction minière d'environ 400 000 tonnes/an.

L’unique acteur de la production de zinc primaire, présent sur le territoire, incorpore environ un tiers d’oxydes Waelz dans sa production provenant tout ou partie de la PME.

Des ressources secondaires dans les déchets électroniques

Production de métaux à partir de déchets électroniques

La société normande WEEE Cycling produit de nombreux métaux à partir de déchets électroniques, par exemple des téléphones portables. En utilisant des techniques de recyclage innovantes, elle obtient du cuivre, du cobalt, de l’or, de l’argent, des platinoïdes, sous différentes formes directement utilisables par les industriels.

ADEME

Des capacités industrielles de production de concentré polymétallique à partir de piles et batteries

En France, trois acteurs industriels disposent de capacités pyrométallurgiques et hydrométallurgiques performantes permettant de recycler les métaux présents dans les piles et accumulateurs. Deux voies de recyclage coexistent : la production par pyrométallurgie de concentrés polymétalliques, qui servent de matières premières pour les filières aciers et la production par hydrométallurgie de sels ou d’oxydes.

Plusieurs métaux sont ainsi réintroduits dans les chaînes de production, parmi lesquels : aluminium, cobalt, cuivre, molybdène, fer, lithium, nickel, platine, néodyme et titane.

Plusieurs unités de traitement de déchets en fin de vie produisant des concentrés de métaux précieux sont apparues ces dernières années : une première unité industrielle produit un concentré métallique par pyrométallurgie des cartes électroniques (capacité de traitement de 30 000t/an). Une autre unité (capacité de 25 000t/an) traite des produits en fin de vie riches en métaux. Les produits issus de ces deux unités sont ensuite exportés pour l'étape d'affinage. Plusieurs métaux sont ainsi obtenus (or, argent, palladium, platine, rhodium, cuivre, aluminium, plomb). Enfin, une dernière unité est en cours d’industrialisation pour extraire et valoriser les constituants des cartes électroniques obsolètes afin de fournir à ses clients des poudres métalliques contenant des métaux a haute valeur ajoutée (or, argent, cuivre, aluminium, métaux ferreux, étain, plomb, tantale, palladium…) d’une pureté avoisinant 90 %. Certains acteurs ont développé des capacités d'affinage permettant de produire des sels de métaux précieux de haute pureté.

 

Le recyclage des batteries

Recycler les métaux contenus dans les batteries

La SNAM extrait de nombreux métaux des batteries usagées issues d’appareils nomades ou de véhicules. En utilisant des techniques de recyclage innovantes, elle obtient du cuivre, du cobalt, du nickel, du manganèse, du lithium, du cadmium, sous différentes formes directement utilisables par les industriels pour la production de nouvelles batteries.

ADEME

Étant des concentrés de métaux, les piles, batteries et les accumulateurs représentent réellement une mine urbaine. Le recyclage de ceux-ci est un axe prioritaire de la France. Le territoire dispose d’installations industrielles parmi les plus performantes au monde (Valdi, SNAM, Veolia (SARP Industries), Récupyl…). En outre, les travaux de R&D pour la récupération des métaux stratégiques dans les piles, batteries et les accumulateurs sont importants en France, notamment au regard du développement de la mobilité électrique.

Depuis quelques années la R&D sur le recyclage spécifique des chimie lithium-ion s'est intensifiée en France.
Les acteurs SNAM et Veolia ont déjà développé des procédés répondant à ces futurs besoins, que ce soit pour les voitures électriques ou les hybrides, qui ont fait l'objet d'un accompagnement du Programme investissement d'avenir (PIA 3).
Plus récemment, Eramet avec le soutien de l'EIT Raw Materials a installé un pilote de recyclage des batteries, base de son futur démonstrateur industriel.
Enfin, le plan de relance a accompagné deux projets de démonstrateurs industriels de recyclage des batteries Li-ion portés par Orano et Véolia-Solvay.

Prolonger la durée de vie de batteries de véhicules

Donner une seconde vie aux batteries de véhicules électriques

La SNAM, s'est également lancée sur l’activité de fabrication de nouvelles batteries à partir des batteries usagées de véhicules électriques en leur donnant une seconde vie. Ces batteries pourront servir pour le stockage stationnaire d’énergies renouvelables.

ADEME