Chapitre 3 Cas d’application pour la structuration de la méthodologie
3.2 Retour d’expérience du cas d’application
3.2.2 Extrapolation des résultats pour le recyclage du cuivre
3.2.2.1
Présentation du cas d’étude du recyclage des câbles en cuivre
MTB dispose d’une deuxième ligne de traitement des câbles, cette ligne est spécifiquement dédiée aux câbles en cuivre. La ligne de traitement des câbles en cuivre est très proche dans son synoptique à la ligne de traitement des câbles en aluminium. Les processus de recyclage sont les mêmes, seules des adaptations sur les types de technologies ont été conduites. La figure 2-21 présente une épure aérienne de cette ligne de recyclage. Nous avons souhaité étudier l’extrapolation des données de la base de connaissances à différentes études spécifiques.
Figure 3-20 Visualisation de la ligne de recyclage des câbles en cuivre chez MTB – phase affinage et séparation
Cette transposition correspond à une demande spécifique pour les faisceaux en cuivre des véhicules. Les valeurs ne sont donc pas représentatives de toutes les typologies de câbles en cuivre recyclés sur le site MTB. La marge d’erreur sur ces résultats est importante et ne constitue qu’une tendance des résultats de l’ACV complète à conduire pour valider l’extrapolation.
Tableau 3-8 Résumé des propriétés des matériaux utilisés pour les câbles électriques
Matériaux Masse volumique (kg.m-3) Conductivité électrique (S.m-1) Ratio câbles (%)
Aluminium 2 700 37,7.106 48,5
Cuivre 8 920 59,6.106 57,0
Ratio Cu/Al 30,3 % 63,2 % 84,3 %
PVC 1 380
La composition des faisceaux cuivre reste similaire à celle des câbles aluminium. Le tableau 3-8 présente les principales propriétés de chaque matériau utilisé dans la conception des câbles. La variabilité des polymères utilisés pour l’extrusion des câbles est très large. Par simplification dans cette étude, nous considérons un isolant exclusivement constitué de PVC et la gaine protectrice du câble est en PE.
3.2.2.2
Données d’inventaire de la ligne de recyclage du cuivre
Les valeurs présentées dans la partie précédente sont intéressantes pour comprendre la différence physique dans le broyage des câbles. Cependant, le mode de recyclage des câbles sur la ligne cuivre est très différent du mode de recyclage sur la ligne aluminium. Dans le premier cas, les câbles sont recyclés par lot et il existe donc une grande variabilité dans les données d’inventaire. À la différence de la ligne aluminium qui traite l’ensemble des câbles en mélange sans distinction de l’origine.
Les données électriques sont issues des relevés d’EDF sur les installations de MTB, l’ensemble de ces valeurs est présenté dans le tableau 3-9. Ces valeurs correspondent aux puissances installées après application du taux de charge. À noter l’absence d’une phase d’affinage pour la ligne aluminium, car elle est intégrée dans la phase de séparation. La ligne cuivre dispose d’installation pour l’affinage des métaux non ferreux en mélange. Cette phase d’affinage sur la ligne cuivre intègre aussi une étape de séparation électrostatique des plastiques. À noter que la différence de puissance installée est très proche entre les deux lignes.
Tableau 3-9 Récapitulatif des puissances installées sur les lignes de recyclage des câbles en cuivre et en aluminium Puissance moyennée (kW) Phase de broyage Phase de Granulation Phase de séparation Phase d’affinage Total Ligne aluminium 176,0 325,6 278,0 0 1 024 Ligne cuivre 264,0 313,8 220,0 157 1 065
Dans le cas d’étude, le débit de production est similaire pour le cuivre et l’aluminium, la masse broyée par unité de temps reste proche. En prenant en compte les données sur la masse volumique du tableau 3-8, nous sommes en mesure de considérer une différence de volume pour les deux typologies de matières. Ainsi les relevés de charge électrique sur les machines démontrent une bonne acceptation de la différence de masse volumique et la puissance consommée reste similaire pour une masse équivalente. Pour les faisceaux automobiles le débit moyen de la ligne cuivre est inférieur à la moyenne annuelle, cette situation est expliquée par la proportion cuivre souple et de plastique. Le débit est compris entre 1,5 et 2 t/h. Le tableau 3-10 permet de calculer le ratio entre les deux lignes.
Tableau 3-10 Consommation électrique pour la production normalisée d’aluminium et de cuivre sur les lignes de recyclage MTB
Puissance moyennée (kW) Débit de la ligne (t/h) Consommation (kW/t)
Ligne aluminium 1024 4 256
Ligne cuivre 1065 2 533
Le tableau 3-10 permet d’estimer le ratio de consommation entre la ligne de recyclage des câbles en aluminium et la ligne de recyclage des câbles en cuivre. Le tableau 3-11 présente les résultats en fonction du débit de la ligne cuivre. Ce ratio est présenté selon trois débits différents : un débit pessimiste, un débit moyen et un débit optimiste. Le ratio obtenu dans le tableau 3-11 permet de faire la conversion entre les données de l’ACV aluminium pour le calcul des données de l’ACV des câbles en cuivre.
Tableau 3-11 Ratio de conversion entre la ligne de recyclage des câbles en aluminium et celle de recyclage des câbles en cuivre en fonction du débit
Débit pessimiste Débit moyen Débit optimiste
Valeur du débit (t/h) 1,5 2 2,5
Valeur du ratio 2,77 2,08 1,66
3.2.2.3
Résultats de l’ACV simplifiée du cuivre
Nous avons utilisé le ratio pessimiste d’une valeur de 2,77 pour réaliser les calculs de l’extrapolation des valeurs de l’impact environnemental sur la ligne cuivre. Ce ratio correspond à un débit final faible de 1,5 t/h sur la ligne de traitement du cuivre. La figure 3-21 présente les résultats de la caractérisation pour le recyclage du cuivre issu des faisceaux automobile.
Figure 3-21 Caractérisation du recyclage mécanique chez MTB des faisceaux automobiles (ratio pessimiste 2,77) – Méthode CML Baseline
Le calcul de la figure 3-21 est fait pour des produits issus d’un démantèlement de véhicule en France. Les résultats sont donnés en utilisant le mix électrique spécifique à l’entreprise MTB. La gestion aval des coproduits n’est pas incluse dans la modélisation, mais l’impact de leur séparation est intégré dans le sous-système des procédés MTB. Comme pour le recyclage de l’aluminium sur le site de MTB à Trept, les impacts du cuivre recyclé se concentrent sur les étapes de recyclage et de transport. En effet, le transport amont jusqu’au point de traitement représente entre 25 et 60 % de l’impact total. La masse prise en compte pour le transport amont des faisceaux à recycler est de 1,75 tonne par tonne de cuivre produite. Cette valeur est obtenue à partir de la valeur du rendement moyen des faisceaux automobiles.
La figure 3-22 présente l’analyse d’incertitude sur la modélisation du recyclage des faisceaux cuivre chez MTB. Cette incertitude est relativement importante, quel que soit l’indicateur. Pour l’analyse d’incertitude, nous utilisons le ratio moyen avec une valeur de 2,08 pour la transposition. Sur le jeu d’indicateurs choisi, l’avantage de la grenaille MTB se dessine clairement.
Figure 3-22 Analyse d’incertitudes sur la modélisation du recyclage mécanique des faisceaux en cuivre chez MTB
La figure 3-23 propose de mettre en perspective les résultats de la performance environnementale de la grenaille de cuivre avec les autres méthodes de production du cuivre : primaire et recyclage par électrolyse. Ce graphique utilise le ratio moyen. Nous observons une nette différence entre les trois systèmes. Une tendance nette se dégage sur les résultats de la figure 3-23. Le système grenaille de cuivre recyclé chez MTB est largement moins impactant sur l’ensemble du jeu d’indicateurs. L’étude des réseaux apporte des précisions. En premier lieu, le diesel utilisé par le transport amont des faisceaux contribue à hauteur de 50 %. En second lieu, l’impact sur cet indicateur est couvert à 22 % par les consommables en métal de la ligne.
Figure 3-23 Caractérisation de 3 systèmes de production de cuivre – Méthode CML Baseline
La marge de sécurité utilisée sur l’ensemble des données d’inventaire de cycle de vie de la ligne aluminium est importante, et nos calculs démontrent que le ratio moyen d’une valeur de 2,08 est suffisant pour conserver une bonne représentativité et des résultats avec une marge de sécurité suffisante. Les résultats de l’ACV simplifiée sont donnés à titre indicatif. Ils reposent sur une transposition des résultats de la ligne aluminium et ne sauraient être des valeurs attestées. Nous avons lancé une étude d’ACV complète afin de confirmer les valeurs issues de l’ACV simplifiée. Il s’agit pour nous de conduire une étude qualité sur notre extrapolation.