La quantité d'électronique va augmenter et l'utilisation de matières premières dans ce secteur devrait doubler d'ici à 2050. La quantité de déchets électroniques a également presque doublé au cours des 16 dernières années, et seuls 20 % de ces déchets sont collectés efficacement. L'UE demande donc à l'industrie électronique de trouver des solutions plus durables. Le VTT les développe en combinant l'électronique imprimée, les matériaux biosourcés et l'éco-conception.
La charge environnementale de l'industrie électronique peut être considérablement réduite en passant des procédés de fabrication traditionnels à l'électronique imprimée et des matériaux d'origine fossile aux matériaux d'origine biologique. L'utilisation de procédés d'impression permet de remplacer jusqu'à 90 % des matériaux fossiles dans certaines applications. Dans le même temps, la consommation d'énergie peut être réduite d'un cinquième par rapport aux processus traditionnels. L'écoconception, quant à elle, encourage l'utilisation efficace, le recyclage et la récupération de matériaux précieux.
Le VTT dispose d'une expertise polyvalente dans tous ces domaines et peut fournir des connaissances approfondies à la fois sur la fabrication de l'électronique et sur les nouveaux matériaux respectueux de l'environnement. Dans le projet ECOtronics financé par Business Finland, cette expertise a été combinée pour évaluer la charge environnementale de l'électronique, développer des solutions durables et déterminer leur faisabilité.
"L'impact environnemental de l'électronique est dû, entre autres, aux matières premières utilisées et aux processus de fabrication, ainsi qu'à l'utilisation, au recyclage et au post-traitement des produits. La charge environnementale doit être examinée au cas par cas tout au long du cycle de vie du produit afin de trouver la bonne voie pour la réduire", explique Liisa Hakola, responsable du projet ECOtronics au VTT.
Solutions testées dans des cas de démonstration
Le VTT et les partenaires universitaires ont testé la faisabilité de nouvelles solutions durables par le biais de cas de démonstration. L'une des démonstrations portait sur une étiquette intelligente imprimée sur du plastique biosourcé, alimentée par un supercondensateur rechargeable par des panneaux solaires, même à l'intérieur. L'étiquette peut être ajoutée comme élément de l'emballage du produit et peut être utilisée pour surveiller, par exemple, les conditions de transport des aliments et des médicaments ou d'autres produits sensibles à la chaleur. La solution convient également à la surveillance de différents espaces et, entre autres, à la surveillance de l'humidité, de la pression ou des dommages subis par les sous-produits. Un autre cas de démonstration concernait une antenne biodégradable connectée à une carte de circuit imprimé, qui convient, par exemple, au transfert sans fil de données de mesure.
L'un des avantages des matériaux d'origine biologique est que leurs propriétés peuvent être modifiées de nombreuses façons. Cela permet des applications totalement nouvelles. "Par exemple, une étiquette intelligente est légère, mince et flexible. Elle convient, entre autres, à l'électronique portable pour laquelle les circuits imprimés traditionnels lourds, épais et rigides ne conviennent pas. Nous allons continuer à explorer ces possibilités", déclare Maria Smolander, chef d'équipe de recherche au VTT.
L'électronique durable au service des entreprises
Le VTT aide les entreprises de l'industrie électronique à trouver de nouvelles solutions pour une électronique durable. Huit entreprises intéressées par l'électronique durable ont participé au projet ECOtronics. Par exemple, l'opérateur de l'industrie de l'emballage Iscent a reçu de l'aide pour la sélection et l'essai des matériaux, et le développeur de technologies de santé GE Healthcare pour l'écoconception et l'évaluation de l'impact environnemental.
"Nous voulions explorer et tester de nouveaux matériaux biosourcés, et nous avons trouvé de nouvelles alternatives, dont l'une était parfaitement adaptée à notre client. Cela nous a permis de signer un contrat important", explique Raimo Korhonen, associé et chef de projet, Iscent Oy.
GE Healthcare souhaitait étudier l'impact environnemental de son nouvel oxymètre de pouls, qui est un appareil sans fil placé sur l'index du patient.
"Nous avons comparé la charge environnementale de notre concept de produit avec les alternatives disponibles sur le marché et examiné les avantages et les problèmes possibles en termes d'impact environnemental. Nous avons également évalué l'importance de la charge environnementale en la comparant à des exemples de la vie quotidienne, comme un litre de lait. Dans cette comparaison, les performances du concept de produit ont été excellentes", déclare Juha Virtanen, chef de projet matériel chez GE Healthcare.
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