Des chercheurs de l’université de Glasgow ont établi une nouvelle méthode d’impression de circuits électroniques à base de zinc sur des supports écologiques comme le papier et les bioplastiques. Résultat : une fois que les circuits sont hors d’usage, les chercheurs revendiquent l’élimination sans danger à 99% des matériaux par compostage ou par dissolution dans des produits chimiques courants comme le vinaigre.
Dans la revue Communications Materials, l’équipe explique comment elle a mis en œuvre un « procédé de fabrication additive par croissance et transfert » qui génère des pistes métalliques conductrices sur des surfaces biodégradables. A l’inverse des PCB traditionnels qui utilisent le cuivre pour conduire l’électricité, l’équipe écossaise a recours au zinc pour créer des pistes métalliques d’une épaisseur de cinq microns. Pour cela, elle dépose par électrolyse du zinc conducteur sur un support temporaire, lequel est ensuite transféré sur une base biodégradable. Les circuits obtenus offrent des performances comparables aux circuits traditionnels, dans des applications comme les capteurs tactiles, les compteurs de Led et les capteurs de température. L’équipe écossaise a aussi mis en exergue la stabilité des performances des matériaux, à la suite d’une année d’exposition à température ambiante.
Par ailleurs, elle a dirigé une analyse du cycle de vie, de manière à comparer l’impact environnemental potentiel de ces PCB inédits à celui des circuits conventionnels. L’analyse laisse apparaître que les PCB biodégradables réduiraient de 79% le potentiel de réchauffement climatique et de 90% l’épuisement des ressources.
Selon Jonathon Harwell, de l’École d’ingénierie James Watt de l’université de Glasgow, « ces travaux constituent une avancée majeure vers l’électronique circulaire, où les appareils sont conçus dès le départ pour être réutilisés, recyclés ou dégradés en toute sécurité. Les appareils mis au rebut génèrent déjà des dizaines de millions de tonnes de déchets chaque année. Nos recherches pourraient donc entraîner des répercussions considérables sur l’électronique grand public, les objets connectés et les capteurs jetables ». Rappelons qu’en 2024, 62 millions de tonnes de déchets électroniques ont été jetées, dont moins de 17% ont été recyclées dans l’Union européenne.
Son confrère, le professeur Jeff Kettle, explique : « Un aspect essentiel de nos travaux réside dans la possibilité d’utiliser presque n’importe quel substrat, du papier et des bioplastiques pour des applications réalistes, au chocolat pour des démonstrations savoureuses mais probablement peu pratiques. Nous explorons actuellement des pistes pour adapter cette technique à d’autres domaines, tels que l’électronique moulable ou la biodétection, qui pourraient également bénéficier d’une méthode économique et polyvalente pour fabriquer des circuits de haute qualité à faible impact environnemental ».
Ces recherches s’inscrivent dans un projet plus global mené au sein du Centre pour l’électronique responsable et les technologies circulaires (REACT), piloté par l’Université de Glasgow. Alimenté par plus de 6 millions de livres sterling de l’UKRI (UK Research and Innovation), il figure parmi cinq centres d’économie verte qui s’efforcent de trouver de nouvelles solutions pour rendre les industries plus durables. Les chercheurs du centre étudient des technologies complémentaires telles que le traitement et le recyclage à grande échelle des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE).
