Conception pour le démontage : briser le cycle du produit prendre-faire-déchets

Neuf pour cent. C’est la part de tout le plastique jamais fabriqué qui a été recyclé, selon une étude. Analyse historique de 2017 dans Science Advances par l’Université de Californie. Dans les années qui ont suivi cette étude, le taux ne s’est pas amélioré. Appelez cela la règle des 10 % : concevez un produit avec des méthodes conventionnelles aujourd’hui et, statistiquement, moins d’une unité sur dix, quel que soit le matériau que vous y mettez, connaîtra un jour une seconde vie.

La règle des 10 % n’est pas une loi de la physique. Il s’agit d’un choix de conception, intégré dans chaque joint collé, chaque composite multi-matériaux, chaque produit expédié sans plan sur ce qui se passera en cas de rupture. La conception pour le démontage (DfD), qui repose sur un ensemble de principes d’ingénierie qui donnent la priorité à la séparation en fin de vie dès les premières étapes du développement du produit, existe pour briser ce modèle.

Comprendre pourquoi le système actuel échoue et à quoi ressemblerait un système mieux conçu est un contexte essentiel pour quiconque se soucie de la destination des produits lorsqu’ils quittent la maison.

Le problème d’élimination intégré

La plupart des produits de consommation sont des objets composites constitués de plusieurs matériaux liés, collés, soudés, cassés ou co-moulés de manière à rendre la séparation en fin de vie coûteuse, voire impossible.

• Un smartphone contient plus de 60 éléments du tableau périodiquela plupart étant présentes en quantités trop faibles et trop mélangées pour être récupérées économiquement dans les conditions actuelles.
• Un matelas standard fusionne de la mousse de polyuréthane, des ressorts en acier, du tissu et des retardateurs de flamme chimiques en une seule unité dont le démontage coûte plus cher que ne valent les matériaux récupérés.
• Une cafetière filtre est fabriquée à partir de polypropylène, de plastique ABS, d’acier inoxydable, de câblage en cuivre et de verre reliés de manière permanente par soudage par ultrasons.

Le résultat est ce que le L’EPA est considéré comme un déchet solide municipalun énorme flux de valeur récupérable rendue irrécupérable par conception. Le taux de recyclage global des déchets municipaux solides aux États-Unis oscille autour de 32 %, mais ce chiffre global flatte la réalité des différentes catégories de produits. Le recyclage des produits électroniques s’élève à environ 17 % dans le mondeselon le Moniteur mondial des déchets électroniques du PNUE. Les plastiques, comme le montrent les chiffres, sont dans une situation pire. La règle des 10 % décrit le sol, l’état commun de recyclabilité, ce n’est pas une valeur aberrante.

Le principal problème n’est pas la contamination dans le bac de recyclage, même si cela compte. C’est que les produits n’ont jamais eu de chemin de retour. La récupération des matériaux n’était tout simplement pas une exigence de conception.

Ce que signifie réellement la conception pour le démontage

DfD considère la séparation en fin de vie comme une exigence de premier ordre, aux côtés du coût, des performances et de l’esthétique de la conception d’un produit. L’objectif est que chaque matériau d’un produit soit identifiable, accessible et séparable sans détruire la valeur des composants adjacents au cours du processus.

En pratique, le DfD se présente comme un ensemble de choix qui semblent petits isolément mais qui ont une importance considérable tout au long de la vie d’un produit et dans l’ensemble de l’économie :

• utiliser un seul matériau par composant lorsque cela est possible ;
• spécifier des attaches mécaniques au lieu d’adhésifs ;
• sélectionner des ajustements à pression ou des vis standard au lieu de joints soudés ;
• mouler des codes d’identification des matériaux de moulage directement dans des pièces en plastique ; et
• construire des architectures modulaires qui permettent le remplacement au niveau des composants plutôt que l’élimination de l’unité entière.

Le Le cadre d’économie circulaire de la Fondation Ellen MacArthur identifie le DfD comme une stratégie fondamentale pour maintenir les produits et les matériaux utilisés de manière productive à leur valeur la plus élevée.

DfD nécessite également une décision en matière de modèle économique. Le design ne prend toute sa valeur que lorsque le fabricant a une raison de vouloir récupérer le produit, que ce soit via une responsabilité élargie du producteur obligation, un programme de reprise ou une opération de refabrication qui rend les matériaux récupérés économiquement intéressants.

Le design, la collection et l’économie doivent travailler ensemble pour rentabiliser la circularité.

Où ça marche : exemples tirés de la pratique

Plusieurs entreprises ont démontré que le DfD à l’échelle du consommateur est réalisable et non ambitieux.

Fairphonela société d’électronique néerlandaise, conçoit ses smartphones de manière à ce que les propriétaires puissent remplacer la batterie, l’écran et le module caméra à l’aide de tournevis courants. iFixit note la réparabilité sur une échelle de 10 points ; Fairphone se situe systématiquement au sommet de cette échelle, plus récemment avec un « 10 » pour son Fairphone 6. L’argument commercial est facile à comprendre : un téléphone qui dure plus longtemps maintient un client dans l’écosystème et garde les matériaux de grande valeur hors du flux de déchets.

Programme de remise à neuf de Caterpillarl’une des plus grandes opérations industrielles du DfD, reprend les moteurs, les composants hydrauliques et les transmissions usagés et les restaure selon leurs spécifications d’origine en vue de leur revente. Le programme réduit considérablement à la fois la consommation d’énergie et la demande de matières premières par rapport à la nouvelle fabrication.

La chaise Aeron de Herman Miller a été conçu avec une identification des matériaux sur chaque composant, des chemins de démontage accessibles et un programme de reprise. L’entreprise rapporte qu’un pourcentage élevé du poids de la chaise est recyclable, un chiffre qui n’est réalisable que parce que la conception permet la séparation.

Ce ne sont pas des expériences de niche. Ce sont des preuves que le plancher de 10 % n’est pas inhérent à la fabrication, mais qu’il est inhérent à la fabrication en l’absence de pratiques du DfD.

Les mathématiques du ménage

Concrètement, combien coûte la règle des 10 % à un ménage type ? Les Américains jettent des dizaines de millions de smartphones chaque année, chacun contenant des quantités faibles mais non négligeables de éléments d’or, de palladium, de cobalt et de terres rares dont la récupération dépend entièrement d’une conception permettant la séparation. Ces matériaux ont une réelle valeur économique, mais ils ne sont récupérables que si le produit a été conçu pour les libérer.

La même logique s’applique aux appareils électroménagers, aux outils électriques, aux matelas et aux meubles, les biens durables qui représentent la plus grande part de la consommation matérielle des ménages. Lorsqu’une machine à laver est mise en décharge parce que les pièces de rechange ne sont pas disponibles et que sa conception ne permet pas le démontage, l’acier, le cuivre et les polymères qu’elle contient quittent définitivement l’économie productive.

L’impact financier sur les ménages est diffus mais réel : l’incapacité de réparer comprime les cycles de remplacement et augmente les dépenses en biens tout au long de la vie. Un téléphone conçu pour un remplacement de batterie de 50 $ par rapport à un appareil de remplacement de 600 $ est une variable économique directe du ménage, et pas seulement une variable environnementale. Le Le Fonds américain pour l’éducation PIRG a estimé que les politiques de droit à la réparation pourraient permettre aux consommateurs d’économiser jusqu’à 49,6 milliards de dollars par an en réduction des coûts de remplacement.

L’argument en amont

DfD n’est pas seulement une histoire de gaspillage, c’est une matériaux vierges histoire d’extraction aussi. Chaque tonne d’aluminium récupérée lors du démontage est une tonne qui ne nécessite pas d’extraction de bauxite. Le recyclage de l’aluminium utilise environ 95 % moins d’énergie que la production primaire, selon l’Aluminum Association. La récupération de l’acier permet d’économiser plus de 60 % de l’énergie nécessaire pour produire de l’acier à partir du minerai de fer, selon la World Steel Association. La récupération du cuivre est tout aussi favorable. Ce sont des chiffres établis qui rendent les marchés des matériaux recyclés économiquement compétitifs lorsque l’approvisionnement est propre et séparé, exactement ce que permet le DfD.

Les choix de conception effectués par les ingénieurs produits lors des étapes de développement déterminent si ces économies en amont sont même possibles en aval. DfD déplace le point d’intervention là où il doit être : avant que le produit ne soit construit, et non après sa rupture.

Ce que vous pouvez faire

Actions individuelles :

• Choisissez des produits réparables. iFixit publie des scores de réparabilité pour l’électronique; traitez-les comme une cote de kilométrage lors de l’achat d’une voiture.
• Utilisez les programmes de reprise du fabricant. Pomme, Dellet Meilleur achat tous gèrent des programmes de reprise et de recyclage. Le produit est dirigé vers un flux de récupération conçu à cet effet.
• Réparez avant de remplacer. Une réparation d’appareil prolonge la durée de vie du matériau de plusieurs années. La recherche de recyclage d’Earth911 peut aider à localiser les services de réparation ainsi que les options de dépôt pour les articles difficiles à recycler.
• Achetez des modules lorsque cela est possible ; piles remplaçables par l’utilisateur, composants accessibles, fixations standard. Ce sont des caractéristiques qui définissent un produit bien fait, et non des accidents.

Leviers communautaires et politiques :

• Soutien législation sur la responsabilité élargie des producteurs (REP) dans votre état. Les lois REP imposent aux fabricants de financer la gestion de fin de vie de leurs produits ; c’est le mécanisme politique qui rend le DfD économiquement rationnel pour les entreprises qui ne le choisiraient pas volontairement.
• Remboursez les factures de droit à réparation. Le Rapport 2021 de la FTC au Congrès sur le droit à la réparation a documenté le cas du consommateur et de l’environnement. La législation obligeant les fabricants à mettre à disposition les pièces détachées et la documentation de réparation a été adoptée. adopté dans plusieurs États; d’autres choses sont en attente aux niveaux étatique et fédéral.
• Renseignez-vous auprès des détaillants sur la reprise lorsque vous achetez des biens durables. Les signaux du marché émis par les acheteurs modifient les décisions d’achat au fil du temps.

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