Le règlement Reach (Registration, evaluation, authorisation and restriction of chemicals) (EC 1907/2006) réglemente la fabrication, la mise sur le marché et l’utilisation des substances chimiques. Selon Reach, le plomb est considéré comme une « Substance of very high concern » (SVHC), c’est-à-dire une substance extrêmement préoccupante, et est soumis en tant que tel à des exigences en matière de documentation. Depuis le début de 2021, les vendeurs de produits dans le secteur automobile sont obligés de s’enregistrer dans la base de données SCIP (Substances of concern in articles as such or in complex objects (products)) en plus de l’IMDS (numéro de pièce, désignation, proportion de substance SVHC).
La directive 2000/53/EC VHU (sur les véhicules hors d’usage) réglemente le recyclage des matériaux des véhicules à moteur au sein de l’Union européenne. La valeur limite maximale de 0,1 pour cent s’applique au plomb. Une dérogation a été accordée pour les alliages de cuivre, autorisant une teneur maximale en plomb de quatre pour cent. Cette dérogation sera passée en revue en 2021.
La directive RoHS (Restriction of Hazardous Substances) définit également une concentration maximale en plomb autorisée dans les matériaux homogènes et la fixe à 0,1 pour cent du poids total. Toutefois, les « alliages de cuivre dont la teneur en masse ne dépasse pas quatre pour cent de plomb » sont autorisés en vertu de la dérogation 6c en vigueur. Cette dérogation devait expirer officiellement le 21 juillet 2021. Après cette échéance, les équipements électriques et électroniques dépassant la limite de 0,1 pour cent de plomb dans les matériaux ne pourront plus être vendus en Europe.
Comme prévu, le service compétent de l’Union européenne a reçu de nombreuses demandes de renouvellement de cette dérogation. Toutefois, il n’est pas conseillé aux fabricants de dispositifs ou d’assemblages électriques et électroniques de continuer à faire comme si de rien n’était. En effet, en fonction de la durée de développement et du cycle de vie du produit, une interdiction définitive du plomb dans les assemblages électroniques présenterait le risque de devoir reconcevoir une série en cours. Cela demanderait des efforts de conversion considérables et des investissements supplémentaires importants, qui auraient pu être évités si des décisions clairvoyantes avaient été prises en termes de conception.
Des alternatives au laiton contenant du plomb
Depuis plusieurs années, Würth Elektronik ICS cherche des alternatives au laiton contenant du plomb. Dans un premier temps, des recherches fondamentales approfondies ont dû être menées en coopération avec des fabricants de matières premières établis afin de développer des matériaux sans plomb adéquats. Par exemple, il s’est avéré nécessaire de vérifier comment les composants silicium, manganèse, fer, nickel, phosphore et indium affectent les propriétés mécaniques et électriques. Le terme « laiton d’usinage » donné au matériau pour lequel une alternative était recherchée indique clairement que le facteur décisif dans la production de contacts à courant élevé était bien l’usinage. Würth Elektronik ICS a dû développer et valider des paramètres de production, tels que l’optimisation des géométries de coupe, la vitesse d’usinage ou la sélection d’outils spécifiques – et ce, tout en conservant une efficacité économique. La qualification des Powerelements sans plomb pour des applications spécifiques a posé toute une série de questions, lors de l’étude et l’évaluation de différents matériaux sans plomb avec des bases d’évaluation identiques pour le traitement (technologie press-fit et soudage) d’une part et l’utilisation d’autre part, c’est-à-dire les propriétés mécaniques et électriques des éléments de contact assemblés. La phase de qualification comprenait, entre autres, des études sur les forces d’emmanchement, les forces d’arrachement, la soudabilité, les couples et le déclassement, ainsi que des tests environnementaux, des tests micrographiques et des tests de vibration.
150 nouveaux produits sans plomb
Würth Elektronik ICS a présenté les premiers 150 produits de sa nouvelle ligne de produits « LF » (lead-free, sans plomb) sous le slogan « Let it be Lead-Free ». Günter Behlau, ingénieur des procédés chez Würth Elektronik ICS, explique : « Nous avons trouvé les bons matériaux et avons adapté les processus de production en conséquence. Notre série LF est maintenant sur le marché – c’est un grand défi pour nous, mais ce n’est pas un grand changement pour nos clients. On pourrait exagérer et dire que la nouvelle série est « la même mais en vert » dans la pratique. » Les propriétés des nouveaux produits correspondent aux précédentes – sauf pour le couple, qui a été amélioré. Avant le lancement des alternatives sans plomb, nous avons analysé les applications communes du marché et compilé un portefeuille de produits standard de contacts à courant fort sans plomb dédié à ses applications. Il en résulte des variantes de composants qui répondent autant que possible aux besoins du marché. La gamme de produits standard est disponible dans la boutique en ligne Powerelement de Würth Elektronik ICS, où les personnes intéressées par l’offre de l’entreprise trouveront également des informations techniques sur ses produits sans plomb et pourront demander des échantillons gratuits.
Werner Nast, chef de produit chez Würth Elektronik ICS, résume l’importance stratégique des nouveaux produits : « La dérogation sera vraisemblablement prolongée en raison des nombreuses demandes qui ont été adressées à la Commission européenne compétente. Quoi qu’il en soit, nous avons décidé d’apporter notre contribution et de proposer des Powerelements sans plomb dès maintenant. Les projets de nos clients ont souvent une durée de vie totale de plusieurs années, du développement jusqu’à la fin de vie. Les Powerelements sans plomb permettent à nos clients de s’inscrire dans un avenir durable et de ne plus être dépendants des décisions politiques. De plus, ils permettent d’éviter des requalifications importantes et garantissent la fiabilité des processus dans le cade de nouveaux développements. C’est pourquoi de nombreux équipementiers de renom demandent déjà des solutions sans plomb, et nous sommes leur fournisseur. »
