Recycler ? Oui… mais avec intelligence

Ce que la matière n’oublie pas

On me demande souvent si le recyclage est une bonne chose. Ma réponse tient en deux temps. Oui, et mille fois oui : refondre un métal coûte une fraction de l’énergie qu’il faut pour le produire à partir du minerai, il contribue à la fois à une diminution très sensible des gaz à effet de serre, et notre planète, elle, n’aura pas besoin de se dégarnir d’un produit dont les stocks ne sont pas inépuisables.

Mais, car il y a un mais, le métal recyclé n’est pas tout à fait le même que celui d’origine, que le métal primaire. Et, pour paraitre toujours et encore plus vert, cette nuance est, presque toujours passée sous silence, et c’est ce qui nous sépare la réussite d’un sinistre.

Le métal, en effet, se souvient ; à chaque refonte, il garde un peu de tout ce qu’on a fondu avec lui.

Les métallurgistes ont un joli mot pour ces intrus : les éléments résiduels ou vagabonds. Ainsi pour l’aluminium, le fer, le zinc, le cuivre s’invitent sans carton au bain de fusion, ils s’y installent, et ne repartent plus. Certains ne les voient pas, certains ferment les yeux en expliquant qu’ils sont en très faibles quantités et sont acceptables selon les normes en vigueur, on les oublie, et un jour ils se rappellent à nous, sans crier gare et souvent au plus mauvais moment.

1. Refondre n’est pas purifier

Contrairement à une idée répandue, la refonte ne nettoie pas la matière. Ce traitement ne sait faire qu’une chose : oxyder. Ainsi, les éléments qui s’oxydent plus volontiers que le métal de base migrent dans le laitier ; les autres, plus nobles, restent et restent pour de bon.

Le cuivre est le champion de cette « obstination », que ce soit dans l’aluminium ou dans l’acier.

Dans l’aluminium recyclé, on le décrit sans détour comme le facteur limitant du recyclage¹ ; le fer, une fois entré, ne fait plus que s’accumuler. Côté acier, le cuivre et l’étain jouent la même partition, rejoints par le zinc des tôles galvanisées.

Comme on ne sait pas les retirer, il ne reste qu’un recours : les diluer avec du métal neuf pour rester sous un seuil tolérable, acceptable. C’est certes efficace, mais c’est aussi un aveu de faiblesse ; on utilise des métaux primaires pour diluer des produits qui le sont moins.

2. Des invités qui détériorent le domicile

Ces éléments ne sont pas du tout de simples spectateurs. Chacun, à sa manière, dégrade quelque chose : la tenue à la corrosion, la solidité, l’aptitude à être mis en forme, coulé ou soudé.

L’acier offre l’exemple le plus significatif. Au-delà d’une teneur pourtant faible, le cuivre, que l’étain aggrave, provoque ce qu’on appelle la « fragilité à chaud ». Au laminage, ce cuivre trop noble refuse de s’oxyder, se concentre juste sous la calamine et, fondu localement, s’infiltre dans les joints de grains. La surface se détériore². Aucun traitement ultérieur ne réparera cela : le mal est fait à chaud, et une fois pour toutes.

Le fer, dans l’aluminium, est plus sournois mais tout aussi fidèle : il cristallise en plaquettes dures et cassantes qui amorcent les fissures, rabotent la ductilité et compliquent la coulée³. Je pourrais allonger la liste : chaque élément a sa signature. Mais la morale ne change pas : un ingrédient qu’on n’a pas choisi finit toujours par se rappeler à l’usage.

3. La corrosion, une condamnation prononcée dès la coulée

L’aluminium illustre le versant corrosion, le plus insidieux, parce qu’il se voit tard. Une part du cuivre se rassemble en minuscules particules plus nobles que le métal alentour. Chacune se comporte comme une pile : elle devient cathode, l’aluminium autour devient anode et se sacrifie⁴. Ajoutez un peu d’humidité et une pincée de sel, et la micro-pile se met en marche. Nous sommes à l’échelle du micron, et pourtant tout est déjà joué, bien avant la moindre couche de peinture.

Le pire, c’est que l’attaque s’auto-alimente : l’aluminium qui se dissout acidifie son voisinage, les chlorures s’y concentrent, et la corrosion creuse patiemment sa propre galerie. Sous la peinture, elle avance en fins filaments : c’est la corrosion filiforme, la hantise des menuiseries laquées en bord de mer. Et la règle est implacable : plus le métal est chargé en cuivre, plus les foyers sont nombreux. Et cette sensibilité n’a rien d’un accident ; elle est écrite dans la composition, un peu comme l’ADN du produit.

4. Ni le vernis ni la peinture n’effacent l’ardoise

Alors on se rassure : un traitement de surface, une belle laque, et le tour est joué, on ne voit plus rien, tout est sous le tapis. Ce n’est qu’une illusion. Les traitements modernes sont devenus si fins (quelques dizaines de nanomètres) qu’ils ne peuvent tout simplement pas recouvrir une particule de plusieurs microns⁵ : pour donner une image, c’est vouloir cacher un pavé sous une feuille de papier à cigarette. Quant à la peinture, elle ne supprime rien : elle diffère, elle ajourne.

Et c’est là que le temps devient trompeur. Selon le type de laquage, son épaisseur, son exposition, le défaut se déclenchera dans quelques mois ou dans quelques années, mais il se déclenchera, parce que sa cause n’est pas dans le revêtement, elle est dans le métal, dans le support. Un produit peut réussir tous ses essais et se dégrader ensuite, tranquillement, sur la façade d’une maison. La peinture qui cloque n’est jamais la coupable : elle est le témoin visible d’un procès plaidé bien plus bas.

5. Recycler, oui, mais en connaissance de cause

Qu’on me comprenne bien : le recyclage n’est pas l’ennemi. L’ennemi, c’est de traiter un métal recyclé comme s’il était primaire, vierge. Tous les industriels sérieux le savent, et ils ajustent :

• ils connaissent la composition réelle de chaque coulée (Cu, Fe, Zn, Sn…), au lieu de se fier à une nuance « en principe » ;
• ils choisissent des alliages tolérants et diluent avec du primaire pour rester sous les seuils, comme les sidérurgistes pour le cuivre, ou les producteurs d’aluminium pour les tôles de carrosserie, où l’on formule exprès des recyclés à bas cuivre⁶ ;
• ils adaptent la préparation de surface au métal qu’ils ont vraiment entre les mains, sans appliquer une recette figée identique à celle des supports non recyclés ;
• ils valident par des essais représentatifs, cycliques, avec alternance d’humidité, de chaleur et de sel, et se méfient du brouillard salin sur éprouvette idéale, qui ne raconte rien de la vraie vie de la vraie pièce.

Pour l’expert que je suis ou l’ingénieur en relation client que j’ai été, avant d’accuser le dernier maillon, le maillon visible, il faut remonter le fil jusqu’à la matière. C’est presque toujours là que se cache le premier domino, celui qui fait tomber tous les autres.

Pour conclure : un métal recyclé n’est en aucun cas un métal au rabais ; c’est simplement un métal différent, qui demande simplement qu’on prenne ses différences en compte. La matière n’oublie rien de ce qu’on lui a confié ; à nous de le savoir avant qu’elle ne nous le rappelle.

Références

1. Le cuivre est fréquemment le facteur limitant du recyclage de l’aluminium, essentiellement pour des raisons de corrosion (les alliages primaires sont limités à 0,01 à 0,03 % de cuivre). Cf. littérature sur la conception d’alliages tolérants aux ferrailles : Factors to Consider When Designing Aluminium Alloys for Increased Scrap Usage ; Springer, Journal of Sustainable Metallurgy.
2. Fragilité à chaud (hot shortness) de l’acier due au cuivre (au-delà d’environ 0,1 % en masse) et à l’étain (dès environ 0,04 %), quasi irrémédiable car le cuivre, plus noble que le fer, reste dans le bain : Springer, Metall. Mater. Trans. B, « Cu-Enriched Liquid Phases at the Steel/Oxide Interface » ; ACS, Environ. Sci. Technol., « How Will Copper Contamination Constrain Future Global Steel Recycling ? » ; MPIE (D. Raabe), « Hot shortness from copper contamination of steel scrap ».
3. Intermétalliques au fer dans l’aluminium (phase β-Al5FeSi en plaquettes) : baisse de ductilité, de ténacité et de coulabilité, sites d’amorçage de fissures ; accumulation en aluminium recyclé. Int. J. Cast Metals Research, « Influence of iron on castability and properties of aluminium silicon alloys » ; « A Formation Map of Iron-Containing Intermetallic Phases in Recycled Cast Aluminum Alloys ».
4. Les particules intermétalliques riches en cuivre agissent comme cathodes couplées galvaniquement à la matrice d’aluminium (corrosion localisée, corrosion filiforme sous peinture) : ScienceDirect, « Filiform corrosion, an overview » ; SINTEF, « Corrosion of aluminium in marine environments ».
5. Effondrement de l’épaisseur du traitement de conversion : d’environ 0,25 à 1 µm pour la chromatation (CrVI) à quelques dizaines de nm pour les alternatives Ti/Zr ; un film nanométrique ne peut recouvrir une particule micronique. Revues sur les traitements de conversion sans chrome (J. Coat. Technol. Res. ; IOPscience).
6. Les producteurs formulent des recyclés spéciaux, à haute qualité de surface, pour les tôles de peau automobile : Novelis, alliage Advanz 6F-e170RC (au moins 75 % de recyclé, peau extérieure) et bobine issue à 100 % de ferrailles automobiles en fin de vie (2025).