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Forschungsstelle
BAFU
Projektnummer
UTF 700.20.22
Projekttitel
Recyclage de l’acier avec un four solaire (Recyclage de l’acier inoxydable à l’aide d’un four solaire)

Texte zu diesem Projekt

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Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Ergebnisse gemäss Vertrag
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Projektziele
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Französisch)

Recyclage de l'acier, acier inoxydable, Four solaire

Kurzbeschreibung
(Französisch)

Le recyclage de l'acier entraîne entre autres une consommation d'énergie importante pour le traitement de la ferraille, les transports et la fusion. Malgré tout, le recyclage de l'acier est nettement plus écologique que la production d'acier neuf. De plus, il existe un potentiel d'optimisation grâce à une collecte et un traitement efficaces et ces deux aspects sont abordés dans le cadre de ce projet. 

En Suisse, la consommation annuelle d'acier inoxydable de très haute qualité classifié dans la catégorie AISI 316 est de 140'000 t/année, dont environ 51'800 t résultent en déchets. Ces déchets sont principalement issus des industries horlogères et médicales suisses, ils sont mélangés à d’autres déchets d’acier et quittent finalement la suisse pour le recyclage. Dans le cadre de ce projet, ces déchets vont être collectés localement dans une région de 50 km2 et ensuite, fondus dans une installation dont l’énergie est livrée par un four solaire. Des études d’écobilan montrent que l’empreinte de CO2 du recyclage par fonte solaire d’acier inoxydable collectés localement peut être réduit d’un facteur de 165 comparé à de l’acier issu de l’extraction minière. Grâce à des premiers essais de fusion faits avec l’entreprise française Four Solaire Développement à Mont-Louis en France, un premier lingot d’acier inoxydable entièrement recyclé a pu être produit. Pour donner suite à ces résultats encourageants, l’entreprise Panatere en collaboration avec l’entreprise ASH veut installer un premier four solaire industriel aux Crêtes de la Chaux-de-Fonds, au cœur du Watch Valley, pour pouvoir fondre après une phase de validation 200 t d’acier inoxydable par an. Si les résultats répondent aux attentes, il est prévu de monter en production ultérieurement à 400 t d’acier inoxydable par an en installant une deuxième unité.  

Le projet a été accepté sur la base de la demande de subside du 10.05.2022 à l’occasion de la séance de la Koko UT du 08.06.2022.

Ergebnisse gemäss Vertrag
(Französisch)

1. La procédure de collecte et de tri de l’acier inoxydable selon les nuances à recycler est optimisée. Le système de suivi est mis en place. Les détails  sur le réseau de collecte, l’organisation de la collecte, le tri et le système de suivi figurent dans un rapport intermédiaire.

2. Le four solaire qui peut fondre un volume de chargement de 43 l correspondant à 112 kg d’acier inoxydable avec une densité de 2400 kg/m3 est  installé.

3. Le four solaire est complémenté par un système de désenfumage qui assure le fonctionnement sans émissions et une alimentation d’argon qui  permet de fondre l’acier inoxydable sous atmosphère d’argon. Jalon 1

4. Un laboratoire de mesure avec un système OES (optical emission spectroscopy) ou XRF (X-Ray Fluorescence) pour la quantification des éléments  d’alliages permettant le nuançage par ajout d’autres nuances est mise en place. Le matériel de préparation des échantillons d’acier est disponible  (balances, scie, tour). Les tests spécifiques ont été réalisés chez PX Services SA et Metallo Tests SA et ont porté notamment sur:

  • L’analyse semi-quantitative / PMI par XRF-SPX (appareil de mesure : Niton XL2 Goldd).
  • Le dosage du carbone / souffre par combustion et analyse IR (appareil de mesure : Leco CS200-IH).
  • La métallographie par attaque des échantillons et observation de la microstructure (appareil de mesure : Zeiss Axio Imager).

5. La procédure de préparation du recyclât pour la fonte dans le four solaire est établie : le nettoyage, le broyage et la mise en forme du recyclât sont  optimisés. Le système permettant le processus de transfert de la zone de stockage vers le four est assuré par des box métalliques manutentionnés.

6. Le four solaire et le creuset sont adaptés pour optimiser l'homogénéité de la température lors de la fonte, pour assurer une isolation thermique idéale  et pour permettre de mélanger des recyclats. Le processus de chauffe et de refroidissement sont optimisés afin de garantir l’homogénéité de la  structure moléculaire de l’acier recyclé avec la composition voulue sans inclusions dérangeantes. Jalon 2

7. 50 t d’acier inoxydable provenant des déchets issus des industries horlogères et médicales locales ont pu être fondu par le four solaire développé et  ont pu être vendues à un prix compétitif. Un écobilan est calculé pour démontrer l’efficacité énergétique et écologique du processus de recyclage  avec four solaire par rapport à la production de l’acier en question à travers des matériaux miniers d’extraction primaire ou des matériaux recyclés  selon l’état de la technique actuelle.

8. Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1 à 7.

9. Eléments de textes, illustrations et au moins 3 photos (voir annexe 3) pour l’impression de publications à l’adresse du public.

10. Une présentation des résultats avec PowerPoint sera effectuée à la fin du projet pour les personnes intéressées de l’OFEV.

Projektziele
(Französisch)

La collecte locale - dans un rayon de 50 km2 - et le tri de l’acier inoxydable selon les nuances à recycler sont optimisés. Un système de suivi assure la traçabilité des matériaux. Pour la fonte en lingots à partir d’acier inoxydable entièrement recyclé un premier four solaire est développé et installé à La Chaux-de-Fonds. Les lingots à partir d’acier inoxydable peuvent être vendus à un prix compétitif aux sous-traitants des horlogers suisses.