Des capteurs adaptés et un contrôle avancé des processus permettent de réutiliser des déchets métalliques de faible qualité
Les industries de transformation européennes, en particulier les industries grandes consommatrices d’énergie (IGCE), consomment d’énormes quantités d’énergie et de matières premières. Dans l’industrie métallurgique, le recyclage et la réutilisation de la ferraille permettent de réduire ces deux facteurs de manière considérable. L’industrie est toutefois confrontée au défi de traiter des déchets métalliques de plus en plus divers tout en assurant une utilisation efficace de l’énergie et des ressources. Le projet REVaMP, financé par l’UE, entend résoudre ces problèmes à l’aide de technologies de détection, de systèmes d’aide à la décision et d’outils de surveillance et de contrôle des processus. Il a permit à l’industrie métallurgique de caractériser ses déchets, en vrac pour la première fois, et de les traiter en conséquence pour élaborer des produits de haute qualité avec moins de matériaux et d’énergie.
Des capteurs de haute technologie pour l’analyser des déchets métalliques en vrac
Le reforgeage des métaux est probablement la plus ancienne pratique de recyclage au monde, utilisée depuis plus de 2 000 ans. Les usines de transformation des métaux modernes utilisent la ferraille comme matière première secondaire dans leurs processus de fusion. Sa composition étant très variable, les fabricants privilégient des types de déchets plus coûteux aux propriétés connues, voire des matières premières primaires, afin de garantir la qualité de leurs produits recyclés finaux. Selon Bernd Kleimt, coordinateur du projet, officiant au BFI: «REVaMP a développé des capteurs en ligne basés sur l’analyse par activation neutronique basée sur le rayonnement (PGNAA) et sur la spectrométrie d’émission atomique de plasma induit par laser (LIBS). La PGNAA et la LIBS ont été utilisées pour l’analyse en vrac de déchets métalliques dans de grands conteneurs, par exemple des camions, ce qui n’avait jamais été réalisé auparavant». Combinés aux méthodes statistiques développées par les partenaires du projet, les capteurs ont permis une caractérisation complète des types de ferraille utilisés. Cela permettra aux industries d’utiliser une plus grande quantité de ferraille moins chère et de faible qualité tout en maintenant la qualité du produit.
Des capteurs et des outils TIC pour économiser de l’énergie et des matériaux
«Les systèmes d’aide à la décision de REVaMP déterminent le mélange de charges (les matériaux introduits dans le four) avec des coûts minimaux pour une qualité de produit donnée, en utilisant les caractéristiques réelles des matériaux de rebut utilisés. Nos systèmes de contrôle basés sur des modèles permettent une adaptation dynamique de l’énergie et des matériaux utilisés pour répondre aux besoins de chaque fonte. Cela permet de réduire l’énergie et les ressources utilisées par les fours de fusion de la ferraille», explique Bernd Kleimt. Dans les trois cas d’utilisation (sidérurgie électrique à base de ferraille, raffinage de l’aluminium et recyclage du plomb) l’utilisation de l’outil de mélange optimal des charges et du système de contrôle basé sur un modèle a permis de réduire la consommation d’énergie, les émissions, le volume de matériaux et les coûts liés à ces derniers. Par exemple, dans le secteur du raffinage de l’aluminium, la consommation de gaz naturel du four de fusion a été réduite d’environ 15 % et les émissions de CO2 d’environ 5 %. En outre, les coûts liés à la consommation d’alliages purs ont été réduits de 3 à 18 %. L’optimisation de la sélection des lingots de plomb dans le secteur du recyclage du plomb a permis d’économiser environ une tonne de matériaux d’alliage par an.
Reproduction aisée dans d’autres IGCE
La plupart des technologies de modernisation développées peuvent être appliquées à d’autres IGCE qui utilisent des matières premières secondaires comme base, soit directement, soit avec de petites adaptations. Bernd Kleimt conclut: «Les résultats de REVaMP renforcent la circularité de l’industrie métallurgique en améliorant l’utilisation de la ferraille et d’autres résidus métalliques. Les économies de matières premières et d’énergie, ainsi que la réduction des émissions de CO2 liées à la production, aideront l’UE à respecter ses engagements dans le cadre du pacte vert pour l’Europe».
Mots‑clés
REVaMP, métal, énergie, déchets métalliques, capteurs, recyclage,industries grandes consommatrices d’énergie, industries de transformation, PGNAA, LIBS, contrôle des processus
