Projet SDC2 : vers l’économie circulaire 4.0

Projet SDC2 : vers l’économie circulaire 4.0
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Le projet SDC2 (Smart Disassembly Cell for Circularity) développe des solutions pour intensifier la bascule vers une économie circulaire. 

Six laboratoires Carnot ARTS dont quatre Arts et Métiers sont impliqués dans le projet SDC2 (I2M, LISPEN, L2EP, LCFC, LAMIH, ESTIA Recherche), en partenariat avec la Région Nouvelle Aquitaine et les Carnot CETIM et Energies du Futur (G2ELAB et G-Scop à Grenoble). Cette large mobilisation d’acteurs permet à SDC2 de s’inscrire en synergie avec le projet européen MAXIMA sur les moteurs électriques performants et conçus pour être circulaires (piloté par le L2EP) et avec l’ANR VIVAE (piloté par G-Scop) sur le développement d'une approche d'économie circulaire pour les convertisseurs de puissances.
Nicolas Perry enseignant chercheur à l’I2M et membre du comité de direction du Carnot ARTS accompagne le projet.

Quels sont les grands enjeux de ce projet ?

Les enjeux écologiques n’échappent à personne. Désormais, la règlementation pousse les fabricants à afficher leurs indices de réparabilité et va bientôt imposer la réparation et la prolongation de la vie des produits, comme objectif prioritaire de fin de premier usage.
D’un point de vue géostratégique et macro-économique, il est devenu clair qu’il fallait gagner en souveraineté matières et composants pour sortir des dépendances d'approvisionnements. Si la récupération fonctionnelle n'est pas pertinente, un sur-tri des composants permettra de flécher des voies de recyclage des matériaux performantes, plutôt que d’avoir recours à un broyage global qui dilue les fractions d’intérêts, tout en réduisant l'efficacité de récupération matière.
En termes économiques, il faut impérativement gagner en performance de traitement des produits. Les opérations de tri et de désassemblage sont encore très manuelles, ce qui réduit leur rentabilité et freine leur généralisation. L’idée est de n’avoir à mobiliser les opérateurs que sur des étapes clés ou critiques.
Il y aura donc également un enjeu humain fort pour assurer la sécurité des opérateurs dans leur nouvel environnement de travail, tout en l'enrichissant des données et de l’aide technologique nécessaires pour piloter et mener l’intégralité du processus de désassemblage.

Le projet a retenu trois cas d’études. Comment s’est opéré le choix ?

En retenant les moteurs électriques, le gros électroménager et les convertisseurs de puissance, nous avons privilégié des objets qui montent en quantité, en tant que produits en fin de vie.
Les systèmes liés à la transition électrique (moteur électrique, convertisseurs de puissance) ont des enjeux de matériaux et ressources critiques (cuivre, terres rares...). Les études sur les batteries se concentrent actuellement sur les contraintes de sécurité opérateurs pour limiter les risques de chocs électriques et de départs de feu.
Les DEEE (déchets d'équipements électriques et électroniques) sont un gisement de masse et donc un enjeu fort des filières de recyclage. Nous serons particulièrement attentifs au gros électroménager car il pose des difficultés de manipulation pour les opérateurs et ouvre des voies de réparation, tout autant que de désassemblage.

Quels sont les verrous technologiques à lever pour accélérer l’adoption des modèles d’économie circulaire ?  

L'objectif est de faire pivoter les technologies pour passer de l'industrie 4.0 vers la circularité 4.0.
Le premier verrou est lié à la variabilité produit. Un produit en fin de vie est une somme d'incertitudes, notamment liées sur à ses conditions d’utilisation passées. 
Il faut aussi travailler sur la capacité à identifier les composants et pièces d'intérêt à récupérer, non seulement en fonction de leur criticité mais aussi de leurs contraintes et perspectives de recyclage. Selon les marchés, la requalification des composants de seconde vie exigera des tests ou des certifications. Cela devra être anticipé lors des procédures de désassemblage.

Carnot ARTS , un label d’excellence

Attribué par le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, le label Carnot distingue l’excellence des laboratoires de recherche publique engagés dans les transferts de technologie et l’innovation pour les entreprises. En France, le Réseau des Carnot, composé de 39 instituts, représente 55% de la recherche partenariale entre le public et le privé.
L’institut Carnot ARTS, historiquement porté par Arts et Métiers, est labellisé depuis 2006. Il rassemble 23 laboratoires en France, dont les 15 laboratoires Arts et Métiers. Il est géré par AMVALOR.

Les projets qui bénéficient de l’abondement Carnot permettent à nos laboratoires d’explorer des technologies de rupture visant à anticiper les besoins industriels. En 2023, 17 projets ont bénéficié de ce ressourcement scientifique. 
Parmi les projets les plus structurants et ambitieux qui sont en cours ou viennent de se terminer : ScCRYO2 sur l’assistance à l’usinage par CO2, RehaByExo dans le domaine de la santé, SMARTFOIL sur les navires du futur, SCD 2 sur les enjeux de l’économie circulaire et OptUseH2 sur la filière hydrogène.

 

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