Recyclage des dispositifs plastroniques : caractérisation, séparation et stratégies de circularité

Contexte et enjeux

La plastronique, qui combine électronique et plasturgie, permet l’intégration de fonctions électroniques directement dans des structures plastiques 3D. Ces dispositifs trouvent des applications croissantes dans les secteurs de l’automobile, du médical ou encore des objets connectés, en raison de leur compacité, légèreté et multifonctionnalité.

Cependant, leur fin de vie pose des problèmes majeurs : absence d’éco-conception, structures complexes multi-matériaux (polymères, métaux, colles, composants électroniques), impossibilité de les démanteler ou recycler efficacement dans les filières actuelles. Cela entraîne une perte importante de ressources, notamment de métaux critiques et de matières plastiques techniques.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la Chaire Mines Urbaines, qui vise à développer des approches innovantes pour la valorisation des déchets électroniques (DEEE), en lien avec l’économie circulaire. Elle portera sur l’étude du recyclage de dispositifs plastroniques existants, dans le but d’élaborer des stratégies efficaces, scientifiquement solides et opérationnellement réalistes.

Objectifs de la thèse

Le travail de recherche mené en collaboration avec des industriels visera à :

• Caractériser finement un panel représentatif de dispositifs plastroniques (composition, architecture, typologies de matériaux).
• Identifier les verrous au recyclage, liés à l’assemblage ou à la nature des matériaux.
• Développer et évaluer des procédés de séparation mécaniques et chimiques, permettant d’extraire les fractions valorisables (métaux, polymères conducteurs, substrats plastiques).
• Développer des techniques de recyclage chimique sélectives permettant la récupération des métaux et des plastiques.
• Contribuer à la formulation de recommandations d’éco-conception, en s’appuyant sur les résultats expérimentaux et des critères d’analyse de cycle de vie (ACV).

La thèse se déroulera à Chimie ParisTech – PSL, grande école d’ingénieurs en chimie fondée en 1896, membre de l’Université PSL. Reconnue pour l’excellence de sa formation et de sa recherche, elle accueille de nombreux laboratoires de pointe dans le domaine de la chimie et des matériaux.

Le doctorant sera accueilli au sein de l’Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP), une unité mixte de recherche CNRS – Chimie ParisTech – PSL, spécialisée dans la chimie des matériaux, la catalyse, l’énergie et les polymères. L’IRCP offre un environnement de travail stimulant, des équipements scientifiques de haut niveau et une forte dynamique collaborative, à l’interface entre recherche académique et applications industrielles.

Profil recherché :

• Master ou diplôme d’ingénieur en chimie des matériaux, chimie des polymères, chimie organique ou physico-chimie des matériaux.
• Intérêt pour les problématiques de développement durable, éco-conception, matériaux pour l’électronique.