Des appareils électroniques qui peuvent être éliminés et même recyclés à l’aide d’un procédé classique de recyclage du papier ? C’est l’objectif du projet européen CircEl-Paper. À cette fin, le projet examine le développement de circuits imprimés fonctionnels basés sur la technologie du papier. Une telle approche, qui permet également une économie circulaire durable pour l’électronique, a suscité l’intérêt des chercheurs depuis quelques années et n’a pas encore été étudiée pour les dispositifs complexes et au sein d’un vaste consortium complémentaire. Si l’on tient compte du cycle de vie complet d’une carte de circuit imprimé, l’impact du projet peut être énorme.
Le recyclage en général est déjà bien établi dans l’UE, en particulier dans le domaine du recyclage du papier. Cependant, il y a encore des déficits importants dans le recyclage des déchets électroniques : sur 12 millions de tonnes de déchets électroniques produits en Europe, seulement 42 % ont été correctement collectés et recyclés, comme indiqué, entre autres, dans les rapports du Forum économique mondial. À l’échelle mondiale, 53 millions de tonnes ont été produites, seulement 17 % environ des déchets ont été collectés et éliminés de façon vérifiable, selon le
Global E-Waste Monitor 2020. Et même lorsque les déchets électroniques finissent dans le processus de recyclage, il y a un autre problème : les cartes de circuits imprimés électroniques (PCB) sont montées dans presque tous les produits électroniques, contenant des capteurs, des puces, des condensateurs, des résistances et plus encore. Ces BPC sont faits d’un polymère de fibre de verre, de circuits à base de cuivre et de divers métaux.
Parce qu’il y a tellement de matériaux différents dans les circuits imprimés, le recyclage complet est très complexe et coûteux.
Le processus de recyclage le mieux accepté par les consommateurs est celui des déchets de papier. C’est aussi l’un des processus de recyclage les plus éprouvés. Par conséquent, pour augmenter le taux de recyclage des composants électroniques, la voie de recyclage du papier est la plus prometteuse. Le but du projet CircEl-Paper est de découvrir si et comment cela est possible sans sacrifier les performances de l’électronique.
Une étape importante sur la voie des cartes de circuits imprimés recyclables est le remplacement du matériau composite standard FR4 fibre de verre-polymère par un substrat de papier. Pour l’empreinte écologique, cela signifierait une réduction pouvant atteindre 60 % en équivalents CO
2. Dans un projet de l’UE réalisé il y a deux ans, on a identifié des papiers, des procédés d’impression et divers matériaux fonctionnels qui convenaient à la production de la technologie des capteurs imprimés sur des substrats de papier. CircEl-Paper va encore plus loin, tant en termes de demandes possibles qu’en termes d’examen du processus dans son ensemble. Afin de transférer la technologie des circuits imprimés à l’économie circulaire, chaque étape du processus est examinée. De plus, d’autres approches sont en cours d’élaboration pour accroître la proportion de matières recyclables, à base biologique, à base de matières premières secondaires, ou du moins sans danger pour l’environnement.
L’équipe du projet CircEl-Paper présentera les différents domaines dans lesquels la technologie des PCB à base de papier peut être appliquée avec trois cas d’utilisation dans les domaines de la médecine, de la logistique et de l’électronique grand public : un capteur médical pour mesurer les niveaux de glucose sur la peau, l’emballage avec un indicateur de temps-température (TTI) intégré ou des cartes de vœux qui jouent de la musique illustrent la performance et l’adaptabilité de la technologie.
Le consortium international qui travaille sur le projet depuis septembre 2022 couvre l’ensemble de la chaîne de valeur. Un certain nombre d’institutions de recherche bien connues, de partenaires universitaires et de sociétés de production sont impliqués : l’
Institut Fraunhofer pour la recherche sur le silicate en tant que coordinateur du projet,
Joanneum Research GmbH en Autriche, l’Institut de recherche
RISE de Suède, le fabricant de papier italo-français
Fedrigoni, le fabricant d’encre français
VFP Ink Technologies, le fabricant de circuits imprimés
Malmö Mönsterkort en Suède, et
Grenoble INP - UGA, Institut d'ingénierie et de management, Université Grenoble Alpes.
Renseignements sur le projet
Le projet CircEl-Paper – Circular Economy Applied To Electronic Printed Circuit Boards Based On Paper – est financé par l’Union européenne.
Numéro de subvention : 101070114
Numéro de sujet : HORIZON-CL4-2021-DIGITAL-EMERGING-01-31
Contribution au développement de nouveaux concepts, conceptions et technologies dans le domaine de l’électronique pour soutenir et favoriser l’économie circulaire et la durabilité.
Plus d’informations sur
www.circel-paper.eu
