Depuis fin 2018, les travaux de recherche du laboratoire commun SCARCE (Singapore CEA Alliance for Research in Circular Economy) associant l'Université technologique Nanyang (NTU) et le CEA sont consacrés à l'économie circulaire.

Le CEA-Iramis et ses partenaires de la Direction des énergies du CEA (DES), de la Direction de la recherche technologique du CEA (DRT) et la NTU ont focalisé leurs efforts sur les points bloquants du recyclage des déchets électroniques, et plus particulièrement sur :

• le tri des déchets,
• le développement de procédés d'extraction,
• la réutilisation des matériaux.

Le tri des déchets électroniques

Une première étude a évalué l'utilisation de la technologie laser d'analyse chimique LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) pour trier les plastiques utilisés en électronique. Ceux-ci contiennent fréquemment des additifs toxiques qu'il faut détecter et dont la concentration doit être quantifiée.

Une seconde analyse montre qu'une technologie du CEA-Leti – une analyse par rayons X résolue en énergie – permet de localiser, reconnaître et trier les composants électroniques sur la base de leur composition élémentaire : une première mondiale ! Ce changement de paradigme dans le traitement des cartes de circuits imprimés permettrait d'optimiser le recyclage de nombreux métaux critiques, encore trop peu, voire non recyclés jusqu'à présent.

Des procédés d'extraction

Les chercheurs ont également développé une plateforme automatisée pour développer des méthodes d'extraction liquide-liquide utilisant un dispositif microfluidique et intégrant des mesures quantitatives par spectroscopie de fluorescence X : une autre première mondiale ! 

Ils sont parvenus à adapter rapidement les procédés suivant la nature des entrants, les mesures étant effectuées à la fois pour les phases aqueuses et organiques. En quelques minutes, un nouveau point de fonctionnement du procédé peut être établi et en quelques heures, toute sa cinétique peut être obtenue, avec seulement quelques millilitres de matière.

La réutilisation des matériaux

Le consortium CEA-NTU a enfin recherché des filières de réutilisation, avec valeur ajoutée, des matériaux issus des procédés de recyclage. Il a ainsi démontré pour la première fois qu'il est possible de réutiliser directement certains composants plastiques (polymères) de nos ordinateurs comme substrats pour des milieux de culture, en biologie cellulaire. Ces substrats peuvent en effet favoriser la différenciation de cellules souches en lignées cellulaires spécifiques.