Les défis du recyclage sont souvent une affaire de chimiste. Comment, en effet, penser maintenir dans le circuit économique des ressources devenues lourdement chargées d’ACC (arséniate de cuivre chromaté) ? Des préservatifs à base de cuivre sont effectivement utilisés pour augmenter la durée de vie du bois, le fameux « bois traité » ! Dans le cas des piles, dans les premières phases du processus de leur recyclage, la poudre récoltée contenant les métaux d’intérêt est un complexe cocktail de Zn, Mn, Cd et Ni. Bien qu’une technologie permet d’obtenir une solution pure de NiSO4 il n’existe pas, actuellement, d’autres procédés hydrométallurgiques comparables, au Canada, capables de séparer et recycler les différents métaux présents dans les déchets de piles non-triées.
Pour revenir à l’arséniate de cuivre chromaté – appelé aussi arséniate de cuivre chromé – il n’est rien de moins qu’un des pesticides du bois aux principes fongicide et insecticide. Un brevet y a été attaché dès 1934 et il est notamment utilisé dans le milieu de la marine contre une variété de mollusque : les tarets (voir l’encadré). La population en général a cependant plus conscience de sa commercialisation sous forme de sels ou oxydes aqueux qui, alors qu’injectés dans le bois, en permet le traitement. Notamment celui des résineux destinés à l’exposition aux intempéries. Avec ce résultat devenu banal – causé par l’oxydation du cuivre – de donner au bois une teinte verte. Le hic… bien qu’une telle opération s’avère très efficace face au but visé, elle traine un effet toxique et cancérigène. Le produit est d’ailleurs devenu interdit dans de nombreux pays.
On le constate, le défi d’améliorer les technologies disponibles reste entier en matière de recyclage des produits ou lieux contenant des métaux à hautes toxicités. Qu’il s’agisse du bois traité, des piles domestiques et aussi plus globalement des sols. Trois enjeux pour lesquels nous avons trouvé des pistes de solutions.
Recyclage du bois traité usagé
2,5 millions! C’est le nombre de m3 de bois traité à l’ACC au Canada (9 aux États-Unis) qui sont disposés annuellement. Malheureusement incorrectement. Et la bonne manière de le faire reste encore à mettre au point.
Ce n’est pas d’hier que des préservatifs à base de cuivre sont utilisés pour augmenter la durée de vie du bois, le protégeant contre les insectes, ou les moisissures. Mais à la fin de sa vie utile, ça devient un réel obstacle à sa disposition, à son recyclage ou à sa réutilisation. Particulièrement dans le cas du bois traité avec le fameux ACC largement employé depuis les années 70’. Et encore pendant les années 2020, les quantités disposées annuellement demeurent en croissance et actuellement ce sont malheureusement des millions de mètres cubes de bois traité à l’ACC qui sont disposés incorrectement, chaque année, seulement en Amérique du Nord.
Si les mots-clefs : Déchet ; bois traité ; arsenic ; cuivre ; chrome ; décontamination ; lixiviation ; recyclage vous accrochent, vous devriez peut-être être mis en lien avec un chercheur de Québec. Attaché à une institution universitaire québécoise, il recherche un partenaire de développement pour de l’expertise ET-OU un apport de financement de 1 à 5 M$. Au fil de plusieurs années d’efforts, il a mis au point un procédé, déjà breveté au Canada, décontaminant ce type de bois. Avec son procédé, la fibre de bois AINSI QUE les métaux récupérés peuvent être réutilisés, ou éliminés, de manière sécuritaire, en respectant l’environnement.
La technologie est jugée pertinente :
– en Foresterie et transformation du bois;
– en Protection et gestion de l’environnement, en traitement ou valorisation des matières résiduelles;
– et en économie circulaire.
Actuellement, le projet est rendu à l’étape du prototype réel dans un environnement opérationnel, c’est-à-dire que sa maturité technologique a déjà passé l’étape de la démonstration dans un environnement simulé. Il n’existe pas de procédés comparables capables de décontaminer efficacement et économiquement les résidus de bois traité avec des préservatifs à base de cuivre.
À retenir ! L’implantation de ce type de technologie recevra certainement un bon accueil des autorités gouvernementales, et particulièrement le Québec alors que l’on vise à y bannir la disposition des déchets de bois des sites d’enfouissement dans un proche avenir.
Merci de vous intéresser à l’opportunité No : 1 de LiNNOVarium : « Recyclage du bois traité usagé ». Cliquez ici et on vous aidera à donner une suite.
| Mort aux tarets Les tarets (Teredinidae) sont des mollusques à corps très allongé aimant s’attaquer aux bois immergés dans l’eau de mer ou l’eau saumâtre. Des espèces vivent également en eau douce. Leur apparence, qui ne les rend pas facilement d’évident mollusques explique que les marins les désignent souvent sous le nom de « vers » (en anglais shipworm et en allemand schiffsbohrwurm). Eh oui, on parle donc ici des fameux « vers » des mers chaudes s’attaquant aux coques en bois des navires. Une véritable plait de fait. Surtout qu’il en existe une espèce géante, atteignant plus d’un mètre de long et 6 cm de diamètre, qui vit dans le sédiment, mais qui heureusement ne se nourrit pas de bois mort. Malheureusement, cette dernière est l’exception de l’espèce, car tous les autres tarets se nourrissent de bois mort et donc de navires en bois ! Y creusant de longues et nombreuses galeries, ils diminuent la résistance des pièces de bois qu’ils colonisent. Ils finissent même par les détruire complètement. Globalement, ils arrivent à causer des dégâts considérables à tous les types de constructions en bois en contact prolongé avec l’eau de mer. Dès l’Antiquité, on enduisait donc de goudron les coques des navires, pour améliorer leur étanchéité et aussi l’attaque du bois par des organismes divers, dont les tarets! |
| « Le jour de l’Épiphanie, j’arrivai à Veragua… En janvier, l’embouchure du fleuve se trouva fermée. En avril, les navires étaient tout dévorés par les tarets et ils ne pouvaient plus se soutenir sur l’eau… Je partis, au nom de la Sainte Trinité, la nuit de Pâques, avec des navires pourris, rongés par les tarets et tout percés de trous… Au bout de six jours, le calme étant revenu, je repris mon chemin, mais déjà dépouillé de tout gréement, les navires plus percés par les tarets que ne le sont les rayons de miel, et les hommes au comble de l’abattement et du désespoir… Quant à ce mal des tarets, il ne connaît nul remède ». Christophe Colomb |
| « (…) les mariniers et le charpentier étaient sous le tillac et recherchaient les trous et les fentes par où cette eau entrait et nous assaillait si fort. Ils firent tant qu’avec du lard, du plomb, des draps et autres choses qu’on n’était pas chiche de leur bailler, ils étoupèrent les plus dangereux... », relate aussi le Journal de bord de Jean de Léry en la terre de Brésil en 1557. Encore en 1731, on relate que les tarets ont ravagé les structures en bois destinées à protéger les digues en terre contre les assauts de la mer en Hollande. (Sources : Wikipédia) |
Recyclage de piles domestiques
Ce procédé a été développé – et breveté – afin de récupérer et recycler les métaux de valeur présents dans les déchets de piles usagées, comprenant les piles alcalines usagées seules ou mélangées à d’autres types de piles et batteries usagées. Des piles… on se doute instantanément qu’il est question ici de million et de millions d’unités, de montagnes de piles !
Oui, le marché des piles reste en forte croissance à travers le monde. Quelque 671 millions, au Canada, et 173 M d’unités de piles primaires au Québec ont été mises sur le marché en 2017. Si leur recyclage reste nécessaire, au cours des dernières années la plupart des déchets de piles alcalines ont été mis en décharge, en enfouissement ou aux incinérateurs. Des méthodes de gestion avec lourds effets négatifs environnementaux en raison du risque de lixiviation et d’émissions de gaz à effet de serre ou toxiques.
Au Canada, des efforts afin d’atteindre 25% de récupération des déchets de piles et de batteries ont été engagés en 2015 : le Gouvernement du Québec a, par exemple, mis en place un programme de collecte des piles et batteries usagées, dirigé par l’organisme Appel@Recycler. Ce sont habituellement des procédés pyrométallurgiques qui sont les plus utilisés pour le traitement et le recyclage de ce type de déchets (Batrec en Suisse, DK Recycle and Rohesion en Allemagne, Recytech ou Snam en France, Inmetco aux États-Unis). Par les fortes températures nécessaires et donc des consommations énergétiques des procédés très importantes entraînant des coûts très élevés, des procédés alternatifs faisant appel à des procédés hydrométallurgiques sont en développement (notamment pour les piles alcalines usagées).
Un procédé hydrométallurgique développé par une équipe de chercheurs québécois permet de séparer et de recycler les métaux présents dans les déchets de piles alcalines seules, ou en mélange avec d’autres types de piles usagées. Les piles sont d’abord broyées – optionnellement – après avoir été congelées dans le cas de la présence de piles au lithium et aux hydrures métalliques. Les parties grossières, tels que les plastiques, papiers et boîtiers métalliques, sont ensuite enlevées par tamisage. La poudre récoltée, contenant les métaux d’intérêt, est traitée par une solution d’acide sulfurique en présence d’un agent réducteur. Après séparation solide/liquide, le lixiviat est acheminé à une filière de traitement comprenant six (6) grandes étapes :
- séparation du Zn par extraction par solvant, suivie par une étape d’électrodéposition du Zn métallique;
- récupération simultanée du Mn et du Cd par extraction par solvant;
- récupération sélective du Cd de la solution de Cd et Mn par électrodéposition;
- précipitation du Mn sous forme de carbonates;
- enlèvement des impuretés présents dans la solution résiduelle par extraction par solvant afin d’obtenir une solution pure de NiSO4;
- précipitation du Ni sous forme de carbonates.
Il n’existe pas, actuellement, d’autres procédés hydrométallurgiques comparables au Canada capables de séparer et recycler les différents métaux présents dans les déchets de piles non-triées. Recyc-Québec, l’organisme Appel@Recycler, ainsi que le Conseil de Recherche en Sciences Naturelles et Génie du Canada (CRSNGC) sont parmi les intervenants qui ont appuyé le processus de développement de cette technologie.
Merci de vous intéresser à l’opportunité No : 2 de LiNNOVarium : « Recyclage du piles domestiques ». Cliquez ici et on vous aidera à donner une suite.
Procédé de décontamination de sols
Au cours des dernières décennies, les activités de préservation du bois résultant d’une demande industrielle et domestique croissante ont entraîné la contamination de plusieurs sites, notamment des sols en sites extérieurs voire carrément dans la nature, à travers le monde. Jusqu’à récemment, les agents de préservation du bois les plus répandus étaient le pentachlorophénol (PCP), ainsi que l’arséniate de cuivre chromaté (ACC). On doit donc comprendre que les contaminants principalement présents sur les sites de production ou de stockage/entreposage du bois traité sont le PCP, les polychlorodibenzo-para-dioxines (PCDD) et les polychlorodibenzofuranes (PCDF), ces derniers étant des sous-produits de dégradation du PCP, ainsi que l’arsenic (As), le chrome (Cr) et le cuivre (Cu) provenant du bois traité à l’ACC.
Les facteurs écologiques – notamment les obligations environnementales imposées par les lois sur la gestion des sols et terrains contaminés – ainsi que le manque de surfaces exploitables pour de nouvelles activités ont favorisé la R-D pour des techniques de décontamination fiables, efficaces et économiques, applicables aux sites de préservation du bois. Des technologies appliquée à l’échelle industrielle permettant de traiter efficacement et simultanément des sols contaminés par du PCP, des PCDDF, de l’As, du Cr et du Cu et ce, à faibles coûts, sont en demande.
La technologie développée par une équipe de chercheurs québécois permet d’extraire simultanément les métaux et les contaminants organiques (PCP et PCDDF) présents dans les sites pollués de stockage de bois traité. Cette filière technologique comprend un agencement de procédés physiques (attrition, tamisage) et chimiques (utilisation de surfactant, lixiviation en milieu basique, précipitation/coagulation). Ce type de technologie devrait être idéalement exploité par une compagnie qui active dans le domaine de la décontamination et de la restauration de sites contaminés.
Ceci vous résume l’opportunité No : 3 de LiNNOVarium : « Procédé de décontamination de sols ». Tout ça vous intéresse vraiment? Cliquez ici et on vous aidera à donner une suite.
