Dans un laboratoire d’un centre de données Google àComté de Mayes, Oklahoma, les chercheurs ont passé l’automne 2019 à démonter à la main de vieux disques durs afin d’en extraire uncomposant connu sous le nom d’assemblage d’aimants. Composé de deux puissants aimants en terres rares, l’ensemble magnétique est un muscle essentiel du disque dur, contrôlant un bras d’actionnement qui permet à l’appareil de lire et d’écrire des données.

Au cours de six semaines, les scientifiques ont récolté 6 100 de ces muscles magnétiques, tous comme neufs. Les aimants ont ensuite été expédiés vers une usine de fabrication de disques durs en Thaïlande, où ils ont été placés dans de nouveaux disques et, finalement, redéployés vers des centres de données du monde entier.

On est loin de ce qui arrive à l’estimation 22 millions de disques durs qui vieillissent hors des centres de données nord-américains chaque année. En règle générale, lorsqu’un opérateur de centre de données remplace les anciens disques par de nouveaux, comme il le fait tous les trois à cinq ans, les disques mis au rebut sont déchiquetés sans ménagement. Les éléments des terres rares, qui ont nécessité une énergie et des ressources importantes pour être extraits et transformés en aimants, sont perdus dans une mer de déchets d’aluminium.

Mais depuis plusieurs années, Google et d’autres acteurs de l’industrie technologique ont tranquillement de travail pour changer ça. Motivé par les inquiétudes concernant futures pénuries d’approvisionnement en métaux des terres rares ainsi que le bilan environnemental de l’extraction de terres rares, qui jette un nuage sur leurs références écologiques, les entreprises technologiques, ainsi que des partenaires universitaires et gouvernementaux, étudient la possibilité d’exploiter des disques durs à la place. Jusqu’à présent, ces efforts ont attiré peu d’attention du public. Mais ils pourraient bénéficier d’un coup de pouce sous l’administration Biden, qui a récemment disques durs de centres de données gouvernementaux signalés en tant que source prometteuse des éléments de terres rares dont l’Amérique a besoin non seulement pour les dispositifs de stockage de données et l’électronique grand public, mais aussi pour technologies énergétiques qui sont essentiels pour lutter contre le changement climatique.

« Les aimants du disque dur sont importants car ils contiennent du néodyme et du dysprosium, qui sont essentiels pour les véhicules électriques et les éoliennes » Hongyue Jin, un scientifique de l’Université de l’Arizona qui étudie le recyclage des terres rares, a déclaré à Grist. Sur les 17 éléments de terres rares différents, « ces deux sont actuellement les plus importants et les plus critiques ».

Les centres de données, entrepôts d’ordinateurs qui forment l’épine dorsale physique d’Internet, sont un excellent endroit pour trouver ces éléments. Ce sont les plus gros consommateurs au monde de disques durs, qui sont l’une des plus grandes utilisations finales des aimants en terres rares. Contrairement aux disques durs à l’intérieur des ordinateurs personnels, qui ont tendance à accumuler de la poussière dans les sous-sols des gens lorsqu’ils atteignent la fin de leur vie, les opérateurs de centres de données ont des protocoles stricts pour la collecte et l’élimination des anciens disques durs afin de protéger la sécurité des données.

« Un disque dur installé dans votre ordinateur à la maison vous oblige, en tant que consommateur, à l’apporter à un recycleur », a déclaré Kali Frost, doctorant en durabilité industrielle à l’Université Purdue. « Les centres de données fournissent déjà des millions de disques durs. Les entreprises qui exploitent ces centres de données veulent les gérer de la meilleure façon possible et, de plus en plus, les optimiser pour la durabilité. »

Les États-Unis génèrent à eux seuls près de 17 pour cent de tous les disques durs utilisés — la plus grande part au monde — et les chercheurs ont estimé que si tous ces dispositifs de stockage de données étaient recyclés, ils pourraient fournir plus de 5 pour cent de toute la demande d’aimants de terres rares en dehors de la Chine, contribuant potentiellement à répondre à la demande du secteur des technologies de l’information ainsi que des entreprises d’énergie propre. Un consortium de chercheurs américains, d’entreprises technologiques, de fabricants de matériel informatique et de recycleurs de déchets électroniques a récemment commencé à explorer exactement comment ces terres rares peuvent être réexploitées et leur donner une seconde vie.

En 2019, ces intervenants publié un rapport identifier une multitude de stratégies potentielles, y compris l’essuyage et la réutilisation de disques durs entiers, le retrait et la réutilisation des ensembles d’aimants, le broyage d’anciens aimants de disque dur et l’utilisation de la poudre pour en fabriquer de nouveaux, et l’extraction d’éléments de terres rares purifiés à partir de disques déchiquetés. Chacune de ces stratégies a ses propres défis – le retrait des assemblages d’aimants à la main demande beaucoup de travail ; l’extraction des terres rares de la technologie peut être intensive en produits chimiques ou en énergie et produire des déchets importants – et pour que l’une d’entre elles soit étendue, il doit y avoir l’adhésion de nombreux acteurs à travers les chaînes d’approvisionnement mondiales.

Faire même les ajustements relativement mineurs de la chaîne d’approvisionnement nécessaires pour placer des aimants en terres rares usagés ou recyclés à l’intérieur des nouveaux disques « est difficile », a déclaré Jin. « Et surtout quand vous devez partir d’un petit montant avec une nouvelle technologie. »

Pourtant, certaines entreprises ont commencé à faire les premiers pas. En 2018, Google, le fabricant de disques durs Seagate et le rénovateur de produits électroniques Recontext (anciennement Teleplan) ont mené un petit projet de démonstration qui consistait à retirer les ensembles magnétiques de six disques durs et à les placer dans de nouveaux disques Seagate. Cette démonstration, selon Frost, a été le « catalyseur » de l’étude plus vaste de 2019 dans laquelle 6 100 assemblages d’aimants ont été extraits des disques durs Seagate dans un centre de données Google avant d’être insérés dans de nouveaux disques durs dans une usine de fabrication Seagate. Frost, qui a dirigé l’étude de 2019, pense qu’il s’agit de la plus grande démonstration du genre jamais réalisée.

Le résultats, qui sera publié dans un prochain numéro de la revueRessources, conservation et recyclage, ont non seulement montré que les aimants de terres rares pouvaient être récoltés et réutilisés à plus grande échelle, mais qu’il y avait des avantages environnementaux significatifs à le faire : Dans l’ensemble, les assemblages d’aimants réutilisés avaient une empreinte carbone 86 % inférieure ceux, selon l’étude. Frost dit que cette estimation a pris en compte de manière prudente le mix énergétique du réseau électrique local où le centre de données fonctionnait. Compte tenu de la consommation d’énergie renouvelable de Google presque 24 heures sur 24 à ce centre de données particulier, l’empreinte carbone des aimants réutilisés était encore plus faible.

Google a refusé de dire s’il avait des projets de suivi en cours, mais a dirigé Grist vers son objectif annoncé publiquement de développer un processus évolutif de recyclage des aimants en terres rares. Ines Sousa, responsable du programme d’impact environnemental des fournisseurs chez Google et co-auteur de la nouvelle étude, affirme qu’il reste quelques défis à surmonter avant que cela ne devienne une réalité.

Ceux-ci incluent la nécessité d’une propreté extrême lors du recyclage des aimants « car les disques durs modernes sont très sensibles aux petites particules », et le fait que les disques durs changent constamment, ce qui entraîne de nouvelles conceptions d’aimants toutes les quelques années.

« Il existe une opportunité de rendre la conception des aimants constante entre les générations afin que le processus de réutilisation puisse évoluer », a déclaré Sousa.

Le porte-parole de Seagate, Greg Belloni, a déclaré à Grist que la société s’était « engagée à travailler pour résoudre la complexité » du recyclage des terres rares en « étroite collaboration avec les clients ». Un autre de ses clients, le fabricant d’ordinateurs Dell, explore une autre approche du recyclage.

En 2019, Dell a lancé un programme pilote avec Seagate et Recontext pour récupérer les aimants des disques durs des ordinateurs collectés via un programme de reprise Dell, les écraser, extraire les terres rares et les utiliser pour former de nouveaux aimants. A ce jour, certains 19 000 livres des aimants en terres rares ont été récoltés pour être recyclés via cette collaboration. Le projet « reste un programme pilote alors que nous continuons à chercher des moyens d’évoluer au sein de nos propres opérations », a déclaré à Grist le porte-parole de Dell, Mel Derome.

Bien qu’il puisse s’écouler des années avant que les aimants de terres rares ne soient recyclés en masse par quelque approche que ce soit, l’administration Biden pourrait contribuer à accélérer ces efforts. Par l’intermédiaire du Critical Materials Institute du Ames National Laboratory, le gouvernement fédéral finance déjà plusieurs projets axé sur le développement de procédés plus propres et plus efficaces pour le recyclage des éléments des terres rares des aimants. Dans un récent rapport sur le renforcement de la résilience de la chaîne d’approvisionnement, les responsables de l’administration ont écrit que les 4 000 centres de données exploités par le gouvernement américain représentent une « opportunité à court terme » de récolter des aimants de terres rares en utilisant ce type de recherche et développement financés par le gouvernement fédéral.

Jin dit qu’un tel programme pourrait faire tomber les obstacles au recyclage dans l’industrie de la technologie, de la même manière que l’administration Biden projet d’électrification de la flotte fédérale pourrait donner un coup de pouce au marché plus large des véhicules électriques. Il pourrait également jeter les bases pour que le secteur des véhicules électriques développe ses propres approches de recyclage des aimants de terres rares.

« La mise en place d’un nouveau processus pour 6 000 disques n’est pas vraiment viable commercialement », a déclaré Jin, faisant référence au nombre d’aimants de disque dur recyclés dans l’étude de Google. « Mais si nous parlons de 4 000 centres de données, il est plus viable de modifier la chaîne d’approvisionnement et de mettre en œuvre de nouvelles voies de réutilisation et de recyclage. Je suis donc très heureux d’entendre cela.