Selon le dernier rapport annuel d’Ecosystem, la quantité de lampes collectées a augmenté entre 2020 et 2023, passant de 4 832 tonnes en 2020 à 5 320 tonnes en 2023. Cette progression constante reflète de l’engouement pour les LED (et dans une moindre mesure pour les ampoules connectées), désormais incontournables tant pour les particuliers que pour les professionnels, grâce aux différentes personnalisations possibles, leur faible consommation énergétique et leur longue durée de vie. Selon diverses sources, il se vend en France entre 30 et 120 millions d’ampoules LED / an.
Mais que deviennent ces ampoules en fin de vie ? Malgré des taux de collecte élevés (85%), leur recyclage reste un défi de taille en raison de la complexité des matériaux qu’elles contiennent. Composées à 88 % de verre, 5 % de métaux et 7 % de composants électroniques, elles renferment notamment des métaux stratégiques comme l’indium et le gallium, ainsi que des poudres luminophores riches en terres rares (dont l’yttrium).
Or, face à la raréfaction des terres rares, l’industrie s’intéresse de près au recyclage des LED, qui pourrait devenir une source précieuse de ces matériaux critiques. Quels sont alors les principaux défis à relever pour optimiser la gestion de ces déchets ?
Défis de recyclage des ampoules à LED
Diversité des modèles : un obstacle à la standardisation
Les lampes LED existent sous une grande variété de formes, de tailles et de compositions. Elles peuvent être intégrées dans des ampoules classiques, des tubes fluorescents, des panneaux lumineux ou encore des dispositifs spécifiques comme les phares de voitures et les écrans. Cette diversité complique la mise en place de chaînes de revalorisation, car chaque modèle peut nécessiter un traitement spécifique. Contrairement aux ampoules à incandescence ou aux lampes fluocompactes, qui présentent une certaine uniformité dans leur conception, les LED ne disposent pas encore d’une conception suffisamment standardisée facilitant leur démantèlement.
Fragilité des composants : un défi pour la récupération des matériaux
Les cartes électroniques présentes dans les LED sont faites de composants miniaturisés, souvent soudés et encapsulés dans du plastique ou du verre. Ces éléments sont très fragiles et risquent d’être endommagés lors du broyage ou du démontage des ampoules. Or, pour extraire efficacement les métaux précieux (or, argent, cuivre, bismuth, étain et terres rares), il est nécessaire de préserver l’intégrité des puces électroniques et des circuits imprimés. Une manipulation trop brutale peut rendre leur récupération quasi impossible. Des recherches sont en cours pour développer des technologies permettant un démontage plus fin et ciblé, sans détruire les parties recyclables des LED.
Une extraction complexe des métaux stratégiques
Une fois les cartes électroniques isolées, l’un des plus grands défis reste l’extraction des microgrammes de métaux stratégiques présents dans les puces électroniques. L’or, l’argent, le cuivre, ainsi que des terres rares comme l’indium et le gallium, sont essentiels pour l’industrie électronique et les nouvelles technologies. Cependant, leur récupération à partir des LED est encore complexe, car ces matériaux sont intégrés à l’échelle microscopique et souvent mélangés à d’autres composants. L’hydrométallurgie, qui utilise des solutions chimiques pour dissoudre et récupérer ces métaux, est actuellement étudiée comme une solution prometteuse. Un procédé innovant devrait voir le jour sous peu, permettant de recycler ces chips et de répondre à la demande croissante en matériaux stratégiques.
Un faible volume de déchets : un frein au développement des filières de recyclage
Paradoxalement, la longévité des LED représente un défi pour leur recyclage. En effet, leur durée de vie peut atteindre 25 000 à 50 000 heures, ce qui signifie qu’une grande partie des LED mises sur le marché il y a une dizaine d’années sont encore en fonctionnement. Le faible volume de lampes LED en fin de vie limite les investissements dans des infrastructures de recyclage adaptées. Sans un flux de déchets suffisamment important, les industriels hésitent à développer des procédés spécifiques qui nécessitent des coûts élevés en recherche et développement. Cette situation freine la mise en place d’une filière pérenne et efficace pour le traitement des LED usagées.
Complexité des matériaux et des processus de recyclage
Enfin, la composition même des LED pose un défi. Ces ampoules contiennent un mélange de plastiques, de verre, de métaux classiques et de métaux rares, qui sont difficiles à séparer sans altérer leur qualité. Contrairement à d’autres types de déchets électroniques, les LED ne contiennent pas de grandes quantités d’un seul métal facilement extractible, mais plutôt de petites fractions de nombreux matériaux précieux dispersés dans différentes couches. Ce mélange rend les méthodes de recyclage conventionnelles inefficaces et nécessite de nouvelles approches technologiques.
Malgré les avancées dans la collecte et l’intérêt croissant pour la récupération des matériaux critiques, le recyclage des ampoules LED reste un défi à relever. La diversité des modèles, la fragilité des composants et la complexité des procédés d’extraction limitent encore l’efficacité des filières existantes. De plus, le faible volume actuel de déchets LED freine les investissements dans des infrastructures adaptées. Pour surmonter ces obstacles, des innovations technologiques et une standardisation accrue de la conception des LED seront essentielles. Une coopération entre industriels, chercheurs et autorités publiques permettra d’optimiser leur recyclage et de mieux répondre aux enjeux de rareté des ressources stratégiques.
Pour aller plus loin
Rapport annuel Ecosystem 2023. Ecosystem, qui mène sa mission de collecte et de recyclage des déchets en toute transparence, produit chaque année un rapport d’activité public dans lequel on peut trouver différentes informations relatives aux performances de collecte et de traitement, aux actions de promotion de la collecte séparée, aux efforts de prévention, aux éléments financiers.
Recyclage des métaux critiques en France : enjeux et innovations. Les métaux critiques, tels que le cuivre, le lithium ou le cobalt, jouent un rôle central dans notre transition énergétique. Ils sont essentiels et mobilisés en grande quantité pour diverses applications : la production d’énergies renouvelables (comme la fabrication des panneaux photovoltaïques et des éoliennes), l’électromobilité (notamment les batteries), les réseaux électriques, ainsi que les dispositifs électroniques.
Le marché des lampes et ampoules – France. Le marché français des lampes et luminaires est estimé plus de 4 milliards €. Il se vend environ 33 millions d’ampoules par an.
Les médias en parlent
Où en est le recyclage des ampoules LED ? Natura-Sciences. Le marché des LED se développe. Utilisées dans nos écrans, nos voitures et nos ampoules, leur durée de vie exceptionnelle séduit. Mais qu’en est-il de leur recyclage en fin de vie ? Ecosystem nous fait un point de la situation.
