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Les volcans artificiels pourraient-ils résoudre le problème du recyclage des déchets électroniques?
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“Les volcans artificiels pourraient-ils résoudre le problème du recyclage des déchets électroniques?”


À l'âge de 12 ans, Dirk van Meer est devenu obsédé par une pierre volcanique noire et brillante que son père lui a donnée. Ce petit morceau d’obsidienne a suscité un profond intérêt pour les volcans et leur rôle dans l’écosystème terrestre. Maintenant étudiant à l'université, il a créé une équipe pour en construire un lui-même – un véritable volcan qui pourrait aider à rapprocher l'Europe d'un avenir durable et indépendant des ressources.

Les métaux précieux comme le cobalt et le lithium sont des composants essentiels de tous les appareils électroniques modernes tels que les smartphones et les ordinateurs portables. Les experts estiment qu'au rythme actuel de l'exploitation minière, ces métaux seront épuisés dans 35 ans. Étant donné le coût élevé du recyclage des métaux précieux, environ 20% seulement sont actuellement récupéré des déchets; le reste finit dans des décharges en Asie ou en Afrique. En outre, la plupart des métaux précieux sont extraits en Chine, ce qui crée une dépendance avec des effets secondaires géopolitiques indésirables.

L’équipe d’étudiants de Van Meer de l’Université technique d’Eindhoven (Pays-Bas) s’est associée aux multinationales de l’acier Nyrstar et Tata Steel pour développer une nouvelle technologie de fusion permettant de recycler des métaux précieux non seulement de manière durable mais aussi économiquement viable. Leur solution est mieux décrite comme un volcan artificiel, imitant la façon dont la Terre recycle ses déchets depuis des millions d’années. La première usine de recyclage utilisant leur technologie devrait être construite aux Pays-Bas en août 2020.

«Les architectes s’inspirent des structures de ruches pour concevoir des maisons, alors pourquoi ne pas copier le fonctionnement des volcans pour recycler les métaux précieux? Dans un volcan, les flux de déchets sont brûlés à des températures élevées qui sont ramenées à la surface de la terre par des flux de lave. L’équipe de Van Meer est en train de construire un réacteur capable de faire fondre les métaux aux mêmes températures élevées, produisant ainsi des «coulées de lave» contenant beaucoup de matériaux utiles.

«À l'intérieur d'un volcan, ce processus prend des millions d'années. Nous voulons le faire dans trois semaines », a-t-il déclaré.

Bien que van Meer n'ait que 20 ans, il étudie le recyclage des déchets électroniques depuis plus de quatre ans et est considéré comme un expert dans le domaine. À 16 ans, il rédige son article de profil sur le sujet au lycée, remportant ainsi un prix régional. "Mon lycée ne comprenait pas vraiment le sujet", me dit-il. "Ils voulaient me donner un score d'échec au début."

Pendant longtemps, on a ri de van Meer partout où il allait présenter son idée. Jusqu'à ce qu'il soit présenté à espace d'innovation, un projet universitaire où les étudiants s’organisent en équipes pour relever les défis de la vie réelle proposés par les entreprises. «Je suis immédiatement tombé amoureux de la communauté», a-t-il déclaré. «Pour la première fois, les gens n’avaient pas haussé les sourcils quand j’ai commencé à tirer au clair.» Chez innovationSpace, il a fondé l’équipe d’étudiants CORE pour donner vie à son volcan artificiel. En deux ans, l'équipe est passée de trois à 30 membres.

11 membres de Team Core posent pour une photo

Ci-dessus: une partie de l'équipe CORE

Le réacteur de l’équipe utilise de l’énergie électrique pour chauffer les flux de déchets qu’il souhaite recycler à 1 600 degrés Fahrenheit, la température d’allumage de la plupart des flux de déchets riches en énergie. La technologie de fusion du Team CORE se caractérise par le fait que la réaction chimique d’inflammation augmente encore la température à 3 500 degrés maximum, sans nécessiter d’énergie supplémentaire. «À ce niveau de chaleur, presque tout se fond dans ses éléments de base», a expliqué van Meer. La turbulence créée par la réaction d’allumage fait également en sorte que tous les composants fondus se mélangent et se retrouvent dans des couches différentes qui quittent le réacteur tandis que la lave coule à travers un robinet situé au fond.

Le défi technologique consiste à calibrer la composition exacte des flux de déchets proposés au réacteur. Van Meer a expliqué: «La réaction d'inflammation n'a lieu que si la valeur calorique du flux de déchets dépasse un certain seuil. Nous utilisons un modèle informatique qui calcule les valeurs caloriques de tous les flux de déchets reçus par l’usine. Sur la base de ces valeurs, il peut déterminer le bon mélange entre des déchets à haute énergie et des déchets à faible consommation d’énergie, de sorte que nous sachions combien de chaque flux de déchets est nécessaire pour alimenter le réacteur. ”

Une fois que le réacteur a atteint la température de démarrage nécessaire, la réaction chimique d'inflammation maintient la chaleur en cours. «C’est comme un feu de camp normal. Il suffit de mettre un nouveau journal pour maintenir le feu. Dans notre cas, ce journal constitue un nouveau flux de déchets », a déclaré van Meer. Outre les métaux précieux, l’équipe CORE souhaite également traiter d’autres flux de déchets auparavant «non recyclables», tels que les sols pollués, les boues et les déchets chimiques.

La technologie de fusion de l’équipe, appelée «retrait élémentaire», a été inventée par l’ingénieur néerlandais Leo Nevels, qui l’a utilisée pour récupérer l’argent d’un film photographique usagé au milieu des années 2000. Bien que la société de Nevels ait fait faillite en 2012, il n’a jamais publié la technologie. «De sa compagnie, nous avons constaté que cela fonctionnait», a déclaré van Meer. «Mais nous avons essentiellement dû procéder à une ingénierie inverse de l’ensemble du processus.»

En ajoutant ou en soustrayant de l'oxygène du processus de fusion, les étudiants affirment être en mesure de déterminer exactement les produits de fusion (coulées de lave) produits par leur volcan artificiel. Outre les métaux précieux et les scories – un sous-produit du processus de fusion souvent utilisé comme matériau de construction -, ils visent à produire un troisième flux constitué d'obsidienne. «Le principal avantage de l'obsidienne est qu'il peut capter et stocker le CO2», a déclaré van Meer. "Il pourrait être utilisé comme couche supérieure des routes pour capter les émissions des voitures."

Malgré toutes leurs prévisions optimistes, l’équipe CORE n’a pas encore prouvé la technologie à une échelle aussi grande qu’une centrale électrique. La réalité pratique est souvent indisciplinée, et van Meer admet que la technologie risque toujours de faire défaut. Néanmoins, l'équipe a réussi à convaincre trois provinces néerlandaises, une grande banque et plusieurs sociétés d'investir dans leur idée. Les premiers 16 millions d'euros (17,63 millions de dollars) destinés au financement d'une usine de recyclage dans la ville de Delfzijl sont déjà acquis. De grandes entreprises comme Tata Steel et la multinationale norvégienne de zinc Nyrstar sont également présentes. Ils vont extraire les métaux précieux des flux de métaux produits par le réacteur.

Et si l’usine ne réussissait pas? Van Meer: «Vous pouvez toujours l’utiliser comme une fonderie de métaux normale à base d’énergie électrique, ce qui ne représente jamais un gaspillage total d’argent ou de ressources. Les innovations courent toujours le risque d’échouer, mais cela ne veut pas dire que les bonnes idées ne doivent pas être essayées. ”

Bert-Jan Woertman est le fondateur de Social Machines, une société de conseil qui développe des écosystèmes d'innovation et des grappes d'entreprises sur les campus et les parcs scientifiques. Il travaille en tant que consultant à temps partiel pour l'espace d'innovation à l'Université technique d'Eindhoven. Divulgation complète: Il n’a aucun intérêt direct dans Team CORE.



https://venturebeat.com/2019/11/10/could-artificial-volcanos-solve-the-e-waste-recycling-problem/

« Nous piétinerons éternellement aux frontières de l’Inconnu, cherchant à comprendre ce qui restera toujours incompréhensible. Et c’est précisément cela qui fait de nous des hommes. », Isaac Asimov
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