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Inventions de l'année 2019

Pyrocycle: la chimie pour recycler nos cellulaires

03-10-2019

À la tête de Pyrocycle, Mohamed Khalil réduit en poudre des produits électroniques pour récupérer les métaux. Photo: Jean-François Hamelin

Passez des appareils électroniques au broyeur et vous obtiendrez une poudre grise. Un véritable trésor, selon Pyrocycle, qui mise tout sur ces grains, composés notamment de plastiques, parfois contaminés, et de métaux.

« Les déchets électroniques constituent une mine d’or. Dans le vrai sens du mot ! » assure Jamal Chaouki, professeur au Département de génie chimique de Polytechnique Montréal et directeur de la technologie chez Pyrocycle.

Il y a bien de l’or et d’autres métaux précieux dans les appareils électroniques − en concentration souvent plus grande que dans les minerais d’ailleurs. Or, les procédés actuellement employés pour les récupérer occasionnent des pertes et des émissions néfastes, en plus de se dérouler souvent loin de chez nous, aux États-Unis. Quant aux plastiques contaminés par des retardateurs de flammes, leur recyclage est un échec.

Photo: Jean-François Hamelin

Mohamed Khalil a mis au point une solution dans le cadre de son doctorat réalisé sous la supervision du professeur Chaouki et de Jean-Philippe Harvey (également de Polytechnique Montréal). Il l’a testée à l’incubateur J.-Armand-Bombardier au cours de la dernière année et il fera un essai à plus grande échelle dans un entrepôt d’Anjou ces prochains mois − la jeune compagnie aura même son premier employé !

Un réacteur de la taille d’une voiture est utilisé pour effectuer la « pyrolyse » des appareils électroniques − d’où le nom de l’entreprise. Cela consiste à chauffer la matière, sans oxygène, pour la décomposer et ainsi obtenir de nouveaux produits. La « recette » de Pyrocycle inclut l’ajout, dans le réacteur, de certaines substances (confidentielles, car une demande de brevet provisoire a été déposée) pour capter les émissions toxiques produites. « On parvient à stabiliser les retardateurs de flammes des plastiques », affirme M. Khalil, président-directeur général de l’entreprise. Puisque le traitement se fait à des températures relativement basses, les métaux ne sont pas sublimés ; il y a donc moins de pertes, indique l’équipe.

Au bout du procédé, Pyrocycle obtient une huile que l’industrie pétrochimique peut employer, ainsi que du noir de carbone et des métaux prêts à entamer une seconde vie. « On participe à la création d’une économie circulaire ; on transforme les déchets en matière réutilisable », dit Mohamed Khalil.

Déjà, quatre centres de tri de matières recyclables ont mentionné vouloir recourir aux services de l’entreprise. Sachant que les Canadiens produisent individuellement plusieurs kilos de déchets électroniques chaque année, le marché pour l’invention est immense. Et Mohamed Khalil compte bien le percer.

Comment ça marche?

  1. Les appareils électroniques sont déchiquetés et acheminés vers un broyeur à billes pour être réduits en poudre. Cela a pour effet d’augmenter la surface de contact traitée et donc d’accélérer la décomposition chimique des matériaux. L’équipe a défini la taille de particule idéale pour diminuer l’énergie nécessaire à la réaction.
  2. Les matériaux sont placés dans un réacteur et chauffés à des températures variant de 350 à 500 degrés Celsius, en l’absence d’oxygène.
  3. Comme les matériaux électroniques contiennent des retardateurs de flammes, des ingrédients sont ajoutés lors de la sublimation des plastiques (qui passent alors à l’état gazeux) afin de stabiliser et de capter les émissions susceptibles de contaminer les produits qui ressortiront du réacteur pour être valorisés.
  4. Les métaux sont libérés et demeurent à l’état solide. Quant aux plastiques, ils se voient convertis en solides (noir de carbone) et en gaz. Certains de ces gaz sont condensés pour former une huile vendue comme produit chimique. D’autres gaz non condensables (des hydrocarbures) sont utilisés pour chauffer des unités de l’usine.
  5. Comme les solides sortent mélangés du réacteur, il faut les séparer : noir de carbone, métaux de base (comme le cuivre et le nickel) et métaux précieux (tels que l’or, l’argent, le platine et le palladium). Ils sont revendus comme matière première.

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