Proposition d’une démarche d'éco-conception centrée sur l’intégration de matière plastique recyclée issue des DEEE dans le cadre d’une économie circulaire pour les équipements électriques et électroniques

Proposal of an eco-conception approach focused on the integration of recycled plastics from WEEE within the scope of a circular economy for electric and electronic equipment.

• Auteur / Autrice : Nicolas Nève
• Direction : Nicolas Perry, Carole Maudet-Charbuillet, Stéphane Pompidou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 30/08/2024
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux (2011-....) - Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux (2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Fayolle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Perry, Carole Maudet-Charbuillet, Stéphane Pompidou, Bruno Fayolle, Peggy Zwolinski, Didier Perrin, Claire Bonnafous
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Peggy Zwolinski, Didier Perrin
• DOI : 10.70675/6aa273c2zd187z4ad3z9615zecfe28cee8cf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets électroniques

Thèses et écrits académiques

Économie circulaire

Polymères

Mots clés libres

Écoconception

Deee

Polymères

Economie circulaire

Indicateurs de performance

Ecodesign

Weee

Polymers

Circular economy

Performance indicators

Résumé

La catégorie de déchets des équipements électriques et électroniques (DEEE) comporte des produits très variés, en masse, en quantité, et en composition. En outre, les DEEE sont des produits complexes, constitués de nombreux matériaux de natures diverses. Par conséquent, le processus de traitement d’un équipement est long et nécessite l’intervention de plusieurs acteurs de la filière du traitement des déchets. En sortie de la chaîne de recyclage, une matière plastique recyclée (MPR) peut être remise sur le marché, ce qui donne lieu à des études permettant de comparer la composition des DEEE en entrée de la chaîne de recyclage, et aux polymères recyclés présents à l’issue de cette dernière.Le recyclage des matières plastiques recyclées et leur réintégration dans de nouveaux équipements électriques et électroniques soulève donc plusieurs problématiques. De manière générale, les acteurs de la filière des MPR mettent en avant des obstacles liés à quatre aspects. Premièrement, l’état général de la matière semble être source d’inquiétude. Deuxièmement, les difficultés liées au recyclage des plastiques identifiées préalablement se montrent pertinentes. Ce manque de matière se traduit par une incertitude au niveau de l’approvisionnement potentiel en MPR, et érode la confiance des utilisateurs en ces matières.Afin d’améliorer la communication entre les différents acteurs de la filière des matières plastiques recyclées (MPR), un format de communication standardisé doit être créé. Ce document, un référentiel de qualité pour les MPR, prend la forme d’une liste de paramètres qui s’appuie sur 28 normes européennes concernant les méthodes d’évaluation de ces derniers. La qualité des plastiques recyclée est donc définie de manière exhaustive et objective, et cette définition peut donc être utilisée comme référence par les fournisseurs et utilisateurs de MPR. En outre, le contenu de ce référentiel pourra ensuite être utilisé comme base pour le calcul d’indicateurs de performance pour l’écoconception.Les indicateurs et indices de performance permettent de synthétiser des grandeurs physiques mesurées de nature parfois différente. Premièrement, certains indicateurs permettent une évaluation du choix des matériaux en conception. D’autres indicateurs sont utiles à l’évaluation des choix d’assemblage du produit. Enfin, les derniers ont pour but de s’assurer que l’équipement étudié pourra bien s’insérer dans une filière de traitement des déchets. Huit indicateurs mettant en jeu tous ces paramètres ont été créés à partir de sous-indicateurs, eux-mêmes calculés à partir de grandeurs physiques mesurées. Deux groupes de quatre indicateurs ont été agrégés afin de former deux indices : l’indice de récupérabilité des matériaux, et l’indice de réintégrabilité des matériaux.Il apparaît qu’une démarche d’écoconception gagne en efficacité si elle est mise en place au plus tôt dans le cycle de développement d’un produit. La comparaison de méthodes d’ACV simplifiée sur plusieurs études de cas détaillés dans la littérature nous a amenés à choisir de combiner nos indicateurs d’écoconception avec une méthode d’ACV dit matricielle, qui nous permet de communiquer les résultats de façon structurée, tout en gardant une évaluation environnementale quantitative des choix de conception pour un produit donné.Les choix d’indicateurs, et le choix de méthode d’écoconception effectués précédemment sont mis en œuvre sur deux cas d’application réels. Nous allons appliquer notre méthode d’écoconception à ces cas d’étude afin de valider notre démarche. Nous allons pouvoir évaluer les différents aspects de la conception de ces produits, et le cas échéant, dresser des lignes directrices d’écoconception pour améliorer ces derniers. Cette validation expérimentale a également pour but de s’assurer de la facilité d’utilisation de notre méthode, au travers de la mise en place des calculs, mais également de la communication des résultats.

Plastics recycling from WEEE is underperforming. The complexity of this type of waste, combined with the technological limitations of polymer regeneration processes, limit the volume of material available on the market. Therefore, recycled plastics are scarcely used for the manufacturing of new equipment. The lack of available data on these materials often induces a lack of trust towards the use of recycled plastics. To bring a solution to this issue, a common document has been created, that eases the communication between recycled plastics users and suppliers, while gathering useful and relevant information on the materials. In order to evaluate the retrievability and the capacity of re-integration into new equipment of recycled plastics, key performance indicators have been developed, in order to offer a multicriteria analysis of the design of EEE. Based on those indicators, an ecodesign method has been created, to evaluate the level of ecodesign of a product during the design phase and produce ecodesign guidelines when needed. The results of this method are presented in a matrix, in order to be as user-friendly as possible. The ergonomic aspect and the quality of evaluation of this method have been validated by assessing its results on a case study. An EEE in the field of sports and recreation has been evaluated, and targeted ecodesign guidelines have been drawn out.