Dans sa quête de ferrailles d'une qualité toujours supérieure, la sidérurgie voit émerger de nouvelles solutions tant pour la détection des éléments non désirés que pour leur séparation. Ces avancées, si elles confirment leur pertinence, seront aussi bénéfiques aux récupérateurs. Ces nouveaux horizons technologiques ont été exposés par les intervenants du centre de recherche d'ArcelorMittal de Maizières-lès-Metz, lors d'un récent colloque à Metz sur les défis scientifiques du recyclage, contribution de la chimie. L'amélioration de la connaissance chimique des volumes de ferrailles collectés vise à mieux traquer les stériles, ainsi que les éléments métalliques résiduels : nickel, chrome, molybdène, zinc, étain, cuivre, etc. « Nous ne cherchons pas à obtenir des ferrailles pures, mais à maîtriser la connaissance de leur composition afin d'optimiser leur réutilisation en fonction des besoins. Des teneurs plus élevées en nickel ou en chrome présenteront un intérêt pour certains aciers spéciaux, alors qu'elles seront proscrites pour l'acier de la construction ou la tôle automobile », souligne Philippe Russo, responsable du département recyclage. La fusion-test constitue le mode classique de caractérisation des ferrailles de récupération. Le centre de R&D lorrain d'ArcelorMittal est un spécialiste de référence mondiale. Toutefois, un nouvel outil non destructif fait son apparition : l'activation neutronique sur bande transporteuse en sortie de broyeur. La ferraille est pénétrée par des neutrons et réémet des rayons gamma qui détectent ses composants avec une précision de quelques dixièmes de pourcent. La technique est utilisée sur une vingtaine de broyeurs aux États-Unis et deux en Europe (Angleterre et Pays-Bas). Mais elle ne fournit pas la teneur en stériles qui détermine la valeur d'usage thermodynamique, information fondamentale pour optimiser les approvisionnements en ferraille. Il faut donc la peaufiner encore. Détection par fluorescence Pour l'extraction des non-ferreux, la question se focalise sur le cuivre, qui demeure indésiré, à de rares exceptions près, comme un type d'acier haut de gamme pour le bâtiment auquel il donne un aspect patiné. Or sa présence « naturelle » dans la ferraille a augmenté sous l'effet de la multiplication des petits moteurs électriques ou de l'électronique embarquée. « Son poids dans un véhicule a doublé en quelques années pour approcher 2 % », rappelle Benoît Husson-Tissier, ingénieur de recherche. Pour séparer le cuivre de l'acier, le tri magnétique est inopérant et le tri manuel garde ses limites. Des recherches ont porté sur le tri laser par la technique Libs – avec la création d'un plasma à la composition analysable par spectrométrie –, mais il reste d'une efficacité limitée dans le cas du cuivre. Plus prometteur est le tri automatique pour l'éjection du cuivre, basé sur la détection par fluorescence. ArcelorMittal a testé sur un site Galloo un équipement Titech reposant sur cette technique : la ferraille bombardée par rayons X émet des photons dont l'énergie est liée à la nature des atomes en présence. La machine distingue de la sorte la composition de la ferraille et en éjecte mécaniquement les fragments contenant du cuivre, par soufflage à l'air comprimé, comme pour un tri de bouteilles plastiques. La technique a besoin de confirmer son intérêt sur la durée, souligne ArcelorMittal. À ce stade, elle aboutit à des teneurs résiduelles de cuivre inférieures ou égales aux seuils d'acceptabilité européens : 0,25 % pour la ferraille broyée E 40 et 0,50 % pour la E 46 (ferraille incinérée broyée). Les fragments résiduels contenant du cuivre peuvent être récupérés, ce qui présente un intérêt économique pour les exploitants de broyeurs. D'après les tests en cours, ces fragments contiennent un peu moins de 10 % du précieux métal contre 15 à 20 % en tri manuel, mais ils peuvent être aisément retraités pour augmenter leur concentration en cuivre. Lors du colloque, les représentants d'ArcelorMittal ont aussi insisté sur l'intérêt de l'analyse du cycle de vie et sur les vertus de l'acier qui se recycle indéfiniment. « Une tonne d'acier qui tourne dans l'économie va mettre 12 tonnes de fer dans le circuit », souligne Jean-Pierre Birat, directeur développement durable du centre de recherche lorrain.