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Technologie de recyclage MHD révolutionnaire.

Note pour le lecteur : n’oubliez pas de lire (plusieurs fois si nécessaire) la date de parution de cet article avant de découvrir le détail de cette innovation technologique majeure. Vous êtes prévenu !

Les réserves en matières premières (et en minerais) s’épuisent de plus en plus. Cela favorise les technologies de recyclage des métaux dans l’industrie mais aussi dans le futur… chez les particuliers. La technologie SMSS (Super Metal Selective Sorting), développée par Moby Dickinson et sa société Selective Sorting Breakthrough est en passe de réaliser une percée révolutionnaire dans ce domaine en valorisant de manière décisive les matériaux. Le SMSS sépare en effet chaque matériau de manière individuelle à partir d’un mélange d’alliage à faible valeur.

La limitation des technologies actuelles de recyclage

Dans la plupart des pays industrialisés, des filières de recyclage des métaux se sont développées. Les recycleurs utilisent par exemple massivement le broyage (véhicules, …) suivi d’un tri magnétique qui permet de séparer les broyats ferreux des non ferreux. Au début du cycle de conception d’un produit, on part de matériaux nobles individualisés (chrome, nickel, cobalt, fer, aluminium, …), puis ces derniers sont mélangés pour former des alliages qui seront in fine broyés ensuite lors de leur recyclage. La limitation très pénalisante des technologies de recyclage est l’impossibilité actuelle de retrouver le niveau de pureté initial des métaux. Ainsi, au fur et à mesure des cycles de recyclage, on dégrade progressivement le niveau de pureté des métaux recyclés.

Le principe de la technologie SMSS

Dans son principe de base, l’alliage est tout d’abord chauffé puis passe au travers la «Super Selective Latent Heat sort MHD Cell ». Cette cellule – qui constitue le cœur de l’invention – couple le principe du champ MHD (Magnéto-Hydro-Dynamique) au différentiel de chaleur latente (différente pour chaque corps pur) afin de séparer de manière progressive les différents métaux. Le champ pulsé du MHD est réglé finement (3000 Hz à 7000 Hz) selon les alliages. Ensuite, les différents éléments métalliques (chrome, nickel, chrome, vanadium, …) s’écoulent de manière séparée par des orifices dédiés vers des creusets spécifiques. Cela permet de récupérer des métaux d’une grande pureté en partant d’un alliage (un acier inoxydable par exemple) à plus faible valeur ajoutée.

Le potentiel de la technologie SMSS (Super Metal Selective Sorting)

La technologie de tri sélectif SMSS (Super Metal Selective Sorting) est présentée par certains experts comme à même de révolutionner en profondeur le concept de recyclage des métaux. En effet, contrairement aux autres technologies existantes, qui aboutissent à un alliage à faible valeur ajoutée ou tous les métaux sont mélangés, cette nouvelle technologie permet de retrouver la pureté initiale des différents métaux de base qui peuvent alors être valorisés de manière économiquement très intéressante.

L’idée initiale de la technologie

Moby Dickinson a relaté assez souvent aux medias l’évènement déclencheur de son invention : “Je passais, étant plus jeune, mes vacances avec mon frère Roddy au bord du lac Bolton (Nouveau-Brunswick) dans le chalet de mon grand-père. Nous passions le plus clair de notre temps à vadrouiller dans la forêt autour du lac. Nous chassions et pêchions beaucoup à cette époque. L’idée du SMSS m’est venue en observant à la jumelle un renard qui venait d’attraper un lapin. Après s’être repu de sa proie, il séparait consciencieusement les restes par petits tas séparés : les os d’un côté, le pelage de l’autre, la tête d’un autre côté. Ensuite, de nombreux autres petits animaux venaient parfaire le travail du renard en emportant chacun un morceau. Je me suis dit que ce serait une avancée que de reproduire un phénomène naturel et pouvoir ainsi trier le métal (ou le plastique) en utilisant différentes technologies, dans l’objectif de décomposer la matière pour lui faire retrouver sa pureté originelle. Je tenais alors l’idée de base (mon driver) mais aucune technologie n’existait alors pour la concrétiser. C’est seulement en intégrant le MIT (Massachusetts Institute of Technology) que cette idée m’est revenue. Je l’ai développée et mise au point avec celui qui est devenu mon associé (Fred Brunner). Nous avons déposé nos premiers brevets et créé peu après la société Selective Sorting Breakthrough pour exploiter ces brevets et arriver à une technologie mature.»

Elon Musk entre au capital de Selective Sorting Breakthrough

Au démarrage, en 2005, SSB (Selective Sorting Breakthrough) était une startup financée par un investisseur chinois qui s’ait rapidement désengagé. C’est au salon d’affaire sur les technologies innovantes Can-Idea à Vancouver en Juin 2012 que Moby Dickinson rencontra le banquier suisse Ivan Chirhoff qui convaincu du potentiel de son invention le mis en contact avec Elon Musk, la patron de Tesla. Elon Musk investira plus de 50 M$ en 6 ans pour permettre le développement de la technologie et le passage du TRL 3 au TRL 7.

Le futur de la technologie

L’équipe de 170 personnes travaillant actuellement à Palo Alto sur l’amélioration de la technologie (au travers d’une trentaine de thèses et de l’appui du Central Research Department d’Elon Musk) progresse à grand pas. Sur le démonstrateur, le taux de pureté des métaux récupérés est ainsi passé en 5 ans de 97 % à 99,5 % avec une consommation électrique réduite de 50 % et une miniaturisation des composants de la cellule et des différents capteurs (température, viscosité, chaleur latente, puissance du MHD, …).

Une mise au point à partir de simulation multi-physique massive

La simulation numérique multi-physique a été utilisée massivement pour optimiser les différents paramètres en parallèle avec des campagnes expérimentales sur différents types de matériaux. La cellule occupait en 2015 un volume de près d’un mètre cube pour un poids de 400 kg. Cette «grosse bête»- comme l’appelle Moby Dickinson va être miniaturisée pour une première version industrielle (commercialisée en 2020) qui occupera le volume d’une grosse imprimante de bureau et pèsera dans les 70 kg pour un prix de vente autour des 50 000 $.

Une machine dans chaque cuisine en 2022 ?

Si les premières machines adressent un marché BtoB, le but final de Moby Dickinson et de sa technologie révolutionnaire est d’équiper chaque foyer qui pourrait ainsi trier et valoriser tous les déchets ménagers en cycle court. En effet, sa société travaille en parallèle sur une technologie quasiment identique dédiée aux polymères, la SPSS (Super Polymer Selective Sorting). A terme (2022), les 2 technologies seront hybridées et couplées dans une même machine (dite SMPSS) d’une dizaine de kilos qui occuperait la place d’un four micro-onde pour un coût de l’ordre de 500 $. Tout objet du quotidien constitué de métal et de plastique pourra être ainsi valorisé. Que feront les particuliers des métaux et polymères ainsi récupérés ? Moby Dinckinson est déjà en train de préparer le coup d’après. Il vient ainsi de signer un accord de collaboration avec une grande chaine de distribution (dont le nom n’a pas été révélé) pour pouvoir ouvrir des boutiques de rachats de matière première pour les particuliers.

Du recyclage à l’impression 3D

Des experts voient encore plus loin et imaginent que la matière noble pourrait être directement transformée en poudre métallique ou en fil polymère et alimenter des machines d’impression 3D installées chez les particuliers. Ainsi un particulier pourrait recycler quasiment en temps réel une casserole ou un fer à repasser obsolètes et détériorés et les transformer, via l’impression 3D, en de nouveaux objets. Une plateforme d’échange de matériaux pourra se mettre en place entre particuliers pour « troquer » aluminium en poudre contre du fil de polymère si nécessaire afin de rééquilibrer le flux de matériaux ainsi produit.

L’exploitation minière des astéroïdes

De nombreux projets d’exploitation minière des astéroïdes du système solaire voient le jour ces dernières années (Planetary Ressources, Deep Space Industries, …) et la société Metal Select Breakthrough a déjà proposé sa technologie à ces compagnies. Des cellules de recyclage de la taille d’un conteneur permettraient en effet une exploitation automatique couplant la récolte du minerai (par forage) et son tri et sa purification (MHD) en continue. Cette technologie éviterait le transport long et couteux du minerai des astéroïdes vers des usines en orbite circumterrestre. Moby Dickinson imagine déjà des machines autoreproductrices qui à partir de la matière première métallique extraite construiraient d’autres modules de recyclage qui se déplaceraient vers d’autres astéroïdes en se dupliqueraient à l’infini, colonisant ainsi de proche en proche l’ensemble du système solaire et préparant une future colonisation à grande échelle en construisant des stations spatiales sans intervention humaine. Si l’idée à court terme semble farfelue, à long terme, elle apparaît, aux yeux de l’ESA et de la NASA tout à fait prometteuse. On le voit, la SMPMS est promise à un bel avenir. Metal Select Breakthrough devrait être introduite en bourse dans l’année à venir pour assurer sa croissance et ses besoins de liquidité.

Remerciement à Metal Select Breakthrough pour les informations relatives à cet article.