Une chaîne de valeur plus durable pour les aimants aux terres rares néodyme-fer-bore
La demande d’aimants aux terres rares, notamment à base de néodyme, de fer et de bore, est en augmentation. Les aimants contenant du néodyme sont des composants clés de différents produits favorisant la transition écologique, comme les éoliennes, les véhicules électriques ou les pompes à eau. La chaîne d’approvisionnement actuelle ne peut toutefois pas répondre à la demande escomptée. L’objectif ambitieux du projet SUSMAGPRO, financé par l’UE, consiste à renforcer la disponibilité de ces aimants en Europe en créant une économie circulaire grâce au recyclage et à la réutilisation.
Un cycle vert pour les aimants contenant du néodyme
SUSMAGPRO introduit de nouvelles méthodes de recyclage et de réutilisation des aimants directement à partir des déchets, créant ainsi une boucle de recyclage plus courte marquée par un taux de récupération plus élevé et un rendement accru (25 %) par rapport aux méthodes traditionnelles. «Les matériaux recyclés sont transformés en différents produits, notamment en alliages moulés et en plusieurs types d’aimants, grâce à des méthodes de production innovantes qui réduisent les déchets au minimum», explique Carlo Burkhardt, coordinateur du projet. Le processus commence par l’évaluation des déchets et l’analyse approfondie de tous les matériaux. Ces données permettent de séparer les composants et de formuler des recommandations pour des conceptions efficaces favorisant le recyclage. Les déchets sont ensuite désassemblés par des robots, qui séparent les éléments contenant des aimants des flux de déchets à l’aide d’un réseau de capteurs. Les déchets magnétiques obtenus sont exposés à une atmosphère d’hydrogène pour obtenir des poudres destinées à un traitement ultérieur, avec ou sans démagnétisation thermique préalable. Ces poudres sont ensuite transformées en nouveaux alliages ou aimants par divers procédés. Une technique innovante est notamment utilisée. Elle repose sur le moulage par injection de métal qui implique le façonnage, le déliantage et le frittage et qui permet de créer des aimants de forme complexe avec un minimum de déchets de production. Les aimants neufs peuvent ensuite être distribués aux utilisateurs finaux et servir dans différentes applications, telles que les haut-parleurs de voiture, les pompes à eau et les rotors automobiles.
Obstacles au recyclage des aimants aux terres rares
Le recyclage des aimants aux terres rares s’accompagne de nombreux défis techniques. L’un des principaux problèmes est la taille des aimants utilisés dans les petits appareils technologiques, comme les smartphones. En raison de la faible quantité de terres rares qu’ils contiennent, le processus d’extraction ne serait ni rentable ni rapide. La conception des produits est un autre facteur qui entrave le recyclage des terres rares. «Par exemple, notre technologie innovante de traitement à l’hydrogène des déchets magnétiques nécessite de l’espace pour permettra aux aimants de se dilater lors de la réaction à l’hydrogène, ce qui est impossible s’ils sont étroitement imbriqués dans les composants», explique Carlo Burkhardt. Les technologies de désassemblage peuvent y remédier, mais des produits conçus pour le recyclage rendraient l’économie circulaire bien plus compétitive. Le mauvais état des matériaux magnétiques peut également poser des problèmes pour le recyclage en affectant les matériaux finaux dont les propriétés pourraient être incohérentes. Le consortium du projet entend relever les défis liés au passage du niveau de maturité technologique (NMT) 7 à 8, tels que les impuretés, la teneur élevée en oxygène et les différentes compositions d’aimants, d’ici la fin du projet. «Les utilisateurs finaux réaliseront bientôt que les aimants recyclés peuvent égaler ou surpasser les originaux», souligne Carlo Burkhardt.
De petites étapes décisives pour passer à une économie circulaire
Laura Grau, associée de recherche, déclare: «De nombreux moteurs de voitures actuels ne sont pas faciles à recycler, mais ils constitueront sans doute prochainement notre plus grande source de déchets. Compte tenu de la transition mondiale vers les véhicules électriques, la question n’est pas de savoir si nous avons besoin de conceptions efficaces favorisant le recyclage, mais quand. Il n’y a pas de date limite, mais face à la pression des gouvernements pour généraliser l’électrification, nous devons agir rapidement. Les fabricants doivent de toute urgence revoir les conceptions traditionnelles. Notre objectif consiste à identifier ce qui est recyclable et ce qui ne l’est pas, et à aider les fabricants à opérer ces changements cruciaux.» Outre les essais pilotes de production d’alliages et d’aimants dévoilés par les partenaires du projet, qui peuvent produire plus de 100 t/an, deux sociétés de recyclage issues d’une scission ont vu le jour, chacune ayant une capacité initiale de 50 t/an. Il est prévu de doubler la capacité de production. «Bien que cette quantité soit faible par rapport à la production chinoise de 230 000 tonnes enregistrée l’année passée, il s’agit d’un début prometteur», conclut Carlo Burkhardt.
Mots‑clés
SUSMAGPRO, recyclage, néodyme-fer-bore, NdFeB, aimant aux terres rares, économie circulaire, traitement à l’hydrogène des déchets magnétiques
