Mettre en place des filières technologiques industrielles circulaires : l’exemple de l’aéronautique

Le projet PLANUM, financé par l'Union européenne - NextGenerationEU dans le cadre du programme "Plan National de Relance et Résilience" du Pôle MecaTech, est une initiative ambitieuse visant à créer une filière industrielle durable de démantèlement et de recyclage des avions en Wallonie. Cette conférence avait pour objectif de présenter la méthodologie développée dans le cadre de ce projet qui s'inscrit au cœur d'une transformation nécessaire vers l'économie circulaire.

Julien Amadou, Project Leader Circular Economy chez Sirris, a ouvert la réflexion en rappelant que le modèle industriel actuel reste majoritairement linéaire, basé sur une logique de production, d'utilisation et de rejet. Face à ce standard, l'économie du recyclage tente de valoriser les matières pour quelques cycles supplémentaires, mais c'est l'économie circulaire qui propose un véritable changement de paradigme en visant le maintien des produits, composants et matériaux dans le système opérationnel le plus longtemps possible. Il a souligné l'importance de cette approche dite « du papillon », inspirée de la nature, qui distingue les cycles biologiques des cycles techniques. Dans ce cadre, la priorité absolue est de prolonger la durée de vie des produits par la réparation ou la remise à niveau avant d'envisager le recyclage de la matière, et de n'envisager la récupération d'énergie ou l'enfouissement qu'en ultime recours.

L'urgence d'une telle transition est dictée par des chiffres alarmants : globalement, seulement 9,5 % des matières entrant dans le système économique sont réellement recyclées ou valorisées. Julien Amadou a illustré ce constat par les déchets électroniques, dont 50 millions de tonnes sont produites annuellement, et par la pollution plastique équivalente à un camion poubelle déversé chaque minute dans la nature. Au-delà de l'aspect environnemental, la circularité devient un enjeu de souveraineté. Les crises récentes ont révélé la fragilité des chaînes d'approvisionnement et la dépendance critique de l'Europe vis-à-vis de matériaux qu'elle ne produit pas sur son sol. Le recyclage, bien que non parfait, offre une alternative majeure : produire une tonne d'aluminium recyclé génère jusqu'à quarante fois moins de CO2 que la production primaire. Cependant, Julien Amadou a nuancé l'efficacité actuelle du recyclage en prenant l'exemple de l'aluminium dont le taux réel en Europe, après pertes de collecte et de tri, n'est que de 73 %, ce qui signifie qu'un kilogramme d'aluminium finit par disparaître dans la nature au bout d'un an pour des applications à cycles de vie courts.

C'est dans ce contexte que la Wallonie a déployé une stratégie circulaire ciblant notamment la métallurgie et la fin de vie des avions commerciaux, considérés comme de véritables mines urbaines riches en métaux critiques. 

Thibault Mohring, Ingénieur de Recherches à la Faculté des Sciences Appliquées, GeMMe, ULiège, a ensuite détaillé les aspects technologiques de ce défi. Il a expliqué que le projet PLANUM regroupe neuf entités collaborant pour transformer le territoire wallon, fort de sa tradition métallurgique, en un pôle d'innovation capable de requalifier la matière plutôt que de simplement la recycler. L'objectif est de trier plus de 140 avions par an d'ici 2029. Il a souligné que l'avion est un gisement extrêmement complexe, utilisant des alliages d'aluminium très spécifiques dont la valeur chute drastiquement s'ils sont mélangés lors d'un recyclage de basse qualité ou « downcycling ».

Pour éviter cette perte de valeur, le laboratoire GeMMe utilise le « sensor-based sorting », ou tri assisté par capteurs et intelligence artificielle. Thibault Mohring a décrit ce processus sophistiqué où les matériaux défilent sur un convoyeur à un mètre par seconde. La machine utilise d'abord la vision 3D pour localiser les pièces et déterminer leur volumétrie, puis une caméra hyperspectrale infrarouge pour identifier la signature énergétique de matériaux indissociables à l'œil nu, comme le cuivre et le laiton. Des rayons X en transmission permettent ensuite d'analyser la densité des pièces. L'innovation majeure réside toutefois dans la technologie LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), où un laser frappe la surface du métal pour générer un spectre lumineux dont l'analyse permet de déterminer la composition chimique précise, identifiant ainsi les familles d'aluminium (2000, 7000, etc.) en fonction de leurs teneurs en silicium, cuivre ou magnésium. Toutes ces données sont fusionnées et traitées par un algorithme de machine learning qui pilote ensuite des robots capables de trier les pièces en temps réel avec une précision chirurgicale. Selon Thibault Mohring, ce tri avancé permet d'extraire de la valeur, rendant le projet économiquement viable pour les industriels.

Cependant, si les métaux constituent le moteur économique du projet, Julien Amadou a rappelé que les fractions non métalliques, comme les composites et les plastiques, représentent un défi bien plus ardu. Sur un avion de génération ancienne comme le Boeing 737, les composites ne représentent que 1 à 2 % de la masse totale, ce qui rend leur extraction complexe. Les résidus de broyage léger forment un mélange hétérogène de mousses, de moquettes, de câbles... souvent pollués par des métaux résiduels. Il a expliqué que les tentatives de valorisation de ces déchets par moulage par intrusion ou compression se sont révélées techniquement et économiquement peu concluantes pour le moment, menant par conséquent à une valorisation énergétique ou à l'enfouissement. Des pistes plus prometteuses existent pour les fibres de carbone de haute qualité, que des partenaires comme l'UCLouvain parviennent à récupérer en dissolvant la résine environnante.

Une autre voie explorée par Julien Amadou concerne la réutilisation directe des pièces par le design. En collaboration avec Wallonie Design, des éléments comme les panneaux d'accès, les hublots en PMMA ou les rangements cabine ont été réimaginés en remorques pour vélos cargos, en assises de sièges ou même en bacs de végétalisation urbaine. L'arrivée prochaine d'avions de nouvelle génération, comme les Airbus A350 composés jusqu'à 50 % de composites, rend la recherche de solutions de recyclage viable encore plus urgente. 

Julien Amadou a enfin souligné les obstacles réglementaires et documentaires : les avions construits il y a vingt ans manquent souvent de traçabilité quant à leur composition (matière) et localisation, et l'évolution des normes environnementales complique la remise sur le marché de matériaux contenant des substances désormais jugées dangereuses, comme le chrome hexavalent utilisé dans les peintures ou les composés bromés. 

En conclusion, Julien Amadou a défini l'économie circulaire comme une « innovation sous contrainte » qui nécessite une collaboration étroite entre tous les acteurs de l'écosystème pour transformer les déchets des uns en ressources pour les autres, tout en s'appuyant sur une gestion rigoureuse des données pour planifier la fin de vie des produits dès leur conception.

La séance s’est clôturée par une présentation de Fanny Bozzi, chargée de projets chez EKLO, de l’appel à projet lancé dans le cadre du projet Interreg Key 2 Circularity.

Ce compte-rendu a été rédigé avec l’aide de l’IA.