Recyclage des catalyseurs

Recycler les catalyseurs pour préserver les métaux stratégiques et boucler les cycles de matière.

Recyclage des catalyseurs
Vision de la transition

Faire des catalyseurs usagés une ressource stratégique

La transition énergétique transforme les matières premières et les procédés de l’industrie. Les catalyseurs, qui accélèrent les réactions chimiques, accompagnent cette évolution, Leur rôle dépasse ainsi les usages historiques du raffinage. Ils interviennent notamment dans la production de carburants, la transformation de ressources biosourcées et, pour les nouvelles générations étudiées, dans la valorisation du CO₂ ou la production d’hydrogène.

Mais ces matériaux ont eux-mêmes un cycle de vie. Certains contiennent des métaux dont la valeur ou les risques d’approvisionnement rendent la récupération importante. Prolonger leur utilisation, puis recycler leurs constituants, contribue à préserver des ressources déjà extraites et transformées. 

En quelques chiffres :

  • 34 matières premières critiques, dont 17 considérées comme stratégiques, identifiées par l’Union européenne — Conseil de l’Union européenne 
  • 25 % de la consommation européenne de matières premières stratégiques devant pouvoir provenir du recyclage à l’horizon 2030 — Commission européenne 

Penser la circularité sur l’ensemble du cycle de vie

Recycler un catalyseur ne consiste pas seulement à extraire séparément chacun des métaux qu’il contient. L’enjeu est d’abord de prolonger son utilisation lorsque cela reste possible, puis de récupérer ses constituants dans une forme compatible avec la fabrication de nouveaux catalyseurs.

Défis

  • Allonger la durée d’usage des matériaux industriels.
  • Préserver les métaux et sécuriser les approvisionnements.
  • Assurer la qualité des matières recyclées pour leur retour dans les procédés.
  • Maîtriser les consommations d’énergie, d’eau et de réactifs.
  • Intégrer la fin de vie du catalyseur dès la conception.
     

Fort de son expertise en catalyse et en procédés, IFPEN développe des approches visant à prolonger l’utilisation des catalyseurs, à récupérer les métaux qu’ils contiennent et à intégrer leur circularité dès la conception.


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Recyclage des métaux : Nos réseaux
Solutions & innovations

Transformer les catalyseurs usagés en nouvelles ressources

IFPEN associe compréhension des mécanismes de désactivation, prolongation de la durée d’usage et récupération des métaux. L’objectif est de construire une boucle allant du catalyseur neuf au catalyseur usagé, puis à la préparation d’un nouveau matériau catalytique.

Un bref rappel pour comprendre

 

Un catalyseur devenu moins performant n’a pas nécessairement perdu toute sa valeur : il peut encore être réutilisé après traitement, ou contenir des métaux récupérables. Il faut donc distinguer la restauration de son activité du recyclage de sa matière. Son état détermine la voie à privilégier.

Prolonger la durée d’usage des catalyseurs

Objectif : mieux comprendre leur désactivation afin d’identifier les possibilités de régénération, de réjuvénation ou de recyclage.

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Solution en développement

  • caractérisation de la phase active et de son évolution 
  • étude des contaminants et des mécanismes de désactivation 
  • évaluation de la régénération et de la réjuvénation 
  • orientation du catalyseur vers une nouvelle utilisation ou vers le recyclage. 
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Applications

  • catalyseurs d’hydrotraitement de charges pétrolières ou biosourcées 
  • gestion du cycle de vie des catalyseurs industriels 
  • préparation de stratégies de recyclage adaptées à leur état. 

Découvrir les recherches sur le cycle de vie des catalyseurs

Recycler les métaux en boucle fermée

Objectif : extraire directement les métaux des catalyseurs d’hydrotraitement usagés pour les réutiliser dans la préparation de nouveaux catalyseurs.

Solution en développement

avec Axens et Eurecat

  • procédé d’extraction fondé sur la chimie des solutions 
  • récupération conjointe des métaux sans séparation systématique 
  • réutilisation de la solution obtenue pour préparer de nouveaux catalyseurs 
  • évaluation technique et économique de la boucle 
  • développement visé de catalyseurs intégrant exclusivement des métaux recyclés. 

Applications

  • catalyseurs d’hydrotraitement contenant notamment du cobalt, du nickel ou du molybdène 
  • traitement de catalyseurs ne pouvant plus être régénérés 
  • réintégration des métaux dans la production de nouveaux catalyseurs. 

Écoconcevoir les catalyseurs de demain

Objectif : intégrer les performances, la disponibilité des métaux et la recyclabilité dès la conception des futurs catalyseurs.

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Solution développée

  • association de la chimie expérimentale et de la chimie computationnelle
  • étude de nouvelles voies d’activation électrocatalytique et photocatalytique 
  • modélisation moléculaire couplée à l’intelligence artificielle pour guider les expérimentations 
  • synthèse de matériaux innovants et évaluation de leurs performances catalytiques 
  • exploration future de critères liés au cycle de vie, à la criticité des métaux et aux impacts environnementaux et sociétaux

Applications

  • conversion de la biomasse 
  • valorisation du CO₂ 
  • production d’hydrogène 
  • procédés bas carbone et moins consommateurs de ressources. 

Découvrir le Labcom ERACLECE

Des catalyseurs aux biocarburants et aux bioproduits

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Gros plan sur des tubes à essai en verre, avec une goutte verte, sur fond vert

Découvrir les procédés qui transforment la biomasse et autres ressources biosourcées

La catalyse intervient dans la production de carburants et de molécules biosourcées. Les pages dédiées présentent ces voies de transformation et leurs applications.

Voir la page Biocarburants et e-fuels

Voir la page Bioproduits

Des catalyseurs aux batteries : un enjeu commun de récupération des métaux

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Gros plan sur des cellules de batterie aux reflets bleutés et lumières colorées

Explorer d’autres boucles de recyclage.

IFPEN développe également des procédés de récupération des métaux des batteries et de préparation de nouveaux matériaux actifs. Ces travaux mobilisent, eux aussi, des compétences en séparation, purification et transformation de la matière.

Voir la page de cette thématique

Impacts

Des avancées pour la circularité des catalyseurs

Climat — préparer des procédés moins énergivores

  • Procédés moins énergivores visés par les recherches d’ERACLECE. 
  • Évaluation environnementale envisagée pour préciser les bénéfices et les limites des voies étudiées.

Ressources & circularité — prolonger l’usage et préserver les métaux

  • Prolongation de l’utilisation des catalyseurs par régénération et réjuvénation. 
  • Récupération des métaux étudiée pour fabriquer de nouveaux catalyseurs. 
  • Recyclabilité intégrée dès la conception dans les recherches d’ERACLECE.

Industrie — développer une boucle de recyclage

  • Premiers jalons techniques et économiques franchis pour le projet d’extraction directe.
  • Retour des métaux dans de nouveaux catalyseurs au cœur du développement.

Filière — relier fabrication et services de fin d’usage

  • Complémentarité des métiers de fabricant de catalyseurs et de spécialiste de leur régénération et de leur recyclage.
  • Rapprochement industriel renforcé par l’acquisition d’Eurecat par Axens, finalisée en février 2026.
Recherche & expertise

Une expertise scientifique sur tout le cycle de vie des catalyseurs

Issue de son expertise historique dans les catalyseurs de raffinage, la recherche d’IFPEN s’étend à leur réutilisation, à leur recyclage et à l’écoconception de nouvelles générations. Elle associe synthèse des matériaux, caractérisation expérimentale et modélisation moléculaire pour comprendre leur évolution et guider leur conception sur l’ensemble du cycle de vie.

Compétences scientifiques mobilisées

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Sciences chimiques 
Génie chimique et génie des procédés
Modélisation et simulation des systèmes Cinétique de la catalyse et des réactions Synthèse organique et minérale Techniques de séparation et adsorption Chimie théorique Analyse chimique Analyse structurale et imagerie Essais mécaniques et thermiques Thermodynamique et modélisation moléculaire Science des données Méthodes numériques et optimisation Microéconomie et économie industrielle Évaluation des impacts environnementaux et analyse du cycle de vie. 

Accéder à toutes les compétences

Infrastructures

  • Laboratoire commun ERACLECE

    → cadre de recherche partagé entre l’ENS de Lyon, le CNRS, Lyon 1 Université et IFPEN, lancé en 2026 

    → accès aux équipements de synthèse, de caractérisation et de calcul du Laboratoire de chimie de Lyon 

    → articulation entre expériences et simulations pour étudier la préparation et le recyclage des catalyseurs.
    Découvrir ERACLECE

  • Dispositifs de caractérisation avancée

    → couplage des spectroscopies Raman et d’absorption des rayons X pour analyser les espèces chimiques 

    → mesures in situ, dans les conditions de l’expérience, pour suivre les transformations des matériaux.
    Découvrir les dispositifs mobilisés dans l’étude des catalyseurs

Accéder aux infrastructures
 

Utilité publique & tiers de confiance

Éclairer les choix de recyclage et les enjeux d’approvisionnement

Recycler les catalyseurs répond aussi à un enjeu de souveraineté : préserver des métaux dont dépendent plusieurs filières industrielles. En complément de ses recherches technologiques, IFPEN analyse l’évolution des besoins, les risques d’approvisionnement et les leviers de réduction des dépendances. Ces travaux prospectifs et économiques contribuent à son rôle de tiers de confiance auprès des acteurs publics et industriels.

Anticiper les besoins et les tensions sur les métaux

  • Scénarios de demande à long terme, selon les trajectoires énergétiques et les choix technologiques.
  • Analyse des dépendances géopolitiques, notamment pour le cobalt et le nickel, également utilisés dans certains catalyseurs.
  • Étude du rôle du recyclage dans la réduction des pressions sur les ressources.

Découvrir les travaux prospectifs sur les métaux et la transition énergétique

Mieux évaluer la criticité des métaux

  • Analyse des risques de rupture et de leurs conséquences pour les usages industriels.
  • Évaluation des indicateurs de concentration de la production, dont les limites ont été étudiées par IFPEN.
  • Prise en compte des interdépendances commerciales, au-delà de la seule disponibilité géologique.

Comprendre les recherches d’IFPEN sur la criticité des métaux

Appuyer les stratégies publiques et industrielles

IFPEN participe à l’Observatoire français des ressources minérales pour les filières industrielles — OFREMI, qui mutualise les expertises au service de la sécurisation des approvisionnements.

  • Veille stratégique, économique et technique sur les chaînes d’approvisionnement.
  • Analyse des besoins actuels et futurs des filières.
  • Éclairage des risques pour accompagner les décisions d’investissement.

Découvrir les missions de l’OFREMI

Partager les connaissances avec la société

  • Dialogue entre chercheurs, pouvoirs publics et industriels sur les approvisionnements et le recyclage, dans les Rendez-vous IFPEN consacrés aux métaux.
  • Explication du rôle des catalyseurs, notamment avec Céline Chizallet et Sébastien Roth dans l’émission Science en questions.

Comprendre les recherches en catalyse avec L’Esprit Sorcier

Criticité des métaux : quels critères pour l’évaluer ?

 

Visuel + lien https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/criticite-des-metaux-quels-criteres-levaluer

Rapport - Les ressources minérales critiques pour les énergies bas-carbone : chaînes de valeur, risques et politiques publiques.

Publié en juillet 2023, le rapport « Les ressources minérales critiques pour les énergies bas-carbone : chaînes de valeur, risques et politiques publiques » a été piloté par le Commissariat général au développement durable (CGDD) avec l'appui scientifique du BRGM, du CEA et de IFP Energies nouvelles (IFPEN). Il dresse un état des lieux des besoins en métaux (lithium, cobalt, cuivre, nickel, terres rares) indispensables au photovoltaïque, à l'éolien, aux réseaux et aux batteries.

Lire le rapport (sur le portail notre-environnement.gouv.fr)

Voir le Replay : RDV IFPEN | Les métaux et la transition énergétique

Table ronde sur les enjeux liés à la consommation croissante de métaux dans le cadre de la transition énergétique, notamment en termes d’approvisionnement, de géopolitique, de coûts et d’impact environnemental (9 décembre 2022)

 

Formation

Former aux catalyseurs circulaires

IFPEN forme par la recherche des spécialistes capables de relier chimie, matériaux, procédés et évaluation environnementale.

Formation par la recherche

Thèses
  • doctorats et postdoctorats consacrés à la préparation, à la caractérisation et au recyclage des catalyseurs 
  • thèse 2024-2027 sur l’extraction de métaux critiques par lixiviation de catalyseurs 
  • collaborations avec des laboratoires académiques et de grandes infrastructures de recherche. 

Découvrir les travaux d’Élodie Devers

Formation professionnelle

IFP training

• IFP Training accompagne les industriels dans l’évolution de leurs compétences.

→ Formation Géopolitique des métaux stratégiques et terres rares

Contribution aux filières

Ingénieur spécialisé

• formation des experts aux métaux critiques
• accompagnement de la transformation industrielle
• structuration des compétences sur les ressources stratégiques

Collaborer

Collaborer de la recherche au déploiement industriel

Du laboratoire à l’industrie, la circularité des catalyseurs repose sur la complémentarité des expertises. IFPEN collabore avec des partenaires académiques, des fabricants et des spécialistes du traitement des catalyseurs usagés pour relier recherche sur les matériaux, développement des procédés et préparation du transfert industriel.

FAQ

Foire aux questions

Vous trouverez ici les réponses aux questions les plus fréquentes.
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Contact

Arnaud Baudot

Arnaud Baudot

Responsable du programme "Recyclage des métaux des batteries"

Magalie Roy-Auberger

Magalie Roy-Auberger

Responsable du programme "Recyclage des métaux des catalyseurs"

Jérôme Sabathier

Jérôme Sabathier

Chef du département Economie et évaluation environnementale, direction Economie et Veille

Emmanuel Hache

Emmanuel Hache

Économiste-Prospectiviste, département Économie et Évaluation environnementale, Direction Économie et Veille

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