Les ressources minérales : un enjeu pour demain ? (3/3)

La plupart des produits technologiques utilisent des ressources minérales, et ceux en phase de recherche et développement continueront à en utiliser. Ces dernières années ont vu naître des gains de rendement et même apparaître de nouvelles technologies grâce à la découverte de nouvelles propriétés de certains éléments. La gestion des ressources minérales revêt donc une importance particulière, qui porte tant sur la faculté à évaluer les besoins d’aujourd’hui et de demain, les dispositions à prendre pour y répondre, aussi bien en termes de production de nouvelles ressources que de récupération des ressources secondaires, leur rôle dans la transition énergétique, les impacts de leur production…

Les défis de la production des ressources minérales

Pour répondre à cette demande, deux sources d’approvisionnement sont possibles : la ressource dite primaire, contenue dans le sous-sol, et la ressource secondaire, contenue dans les produits en fin de vie ou les déchets.

La première ressource est largement dominante aujourd’hui. Les limites de production ou d’extraction du sous-sol ne sont pas tant l’épuisement physique de la ressource que les contraintes technico-économiques, les contraintes environnementales et, de plus en plus, l'acceptabilité sociétale. En effet, l’extraction minière et les opérations métallurgiques qui lui succèdent nécessitent des apports en énergie et en eau très conséquents et ont des impacts environnementaux, ne serait-ce que sur le paysage, et de plus en plus de collectivités humaines sont réticentes à l'idée de sites d'extraction de ressources minérales. De surcroît, les gisements les plus riches ayant déjà été exploités, l’industrie minière doit se tourner vers des gisements à plus faible teneur, qui nécessiteront davantage d’apports en eau et en énergie.

Consommation globale en énergie (Pj/y)

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Consommation d’énergie de l’industrie minérale et métallurgique mondiale, données pour les métaux de base (Cu, Ni, Pb, Zn), l’aluminium et l’acier en distinguant les activités d’extraction minière des activités métallurgiques – UNEP, 2013

Cette consommation énergétique implique des émissions de gaz à effet de serre. On constate de grandes disparités entre sites de productions : les produits manufacturés en Chine génèrent bien plus d’émissions CO₂ (intensité en kgCO₂.kg-1) que les produits fabriqués en Europe. Par exemple, la fabrication d’un lingot d’aluminium en Chine a une intensité carbone 7 fois plus élevée qu’en Europe. La présence de normes environnementales plus contraignantes en Europe incite les industriels à moderniser leurs équipements et ainsi à augmenter les rendements et diminuer les émissions. Cependant, malgré un bilan environnemental plus favorable, la part des productions européennes ne cesse de diminuer au profit notamment des productions chinoises.

Intensité CO2 (kgCO2.kg-1)

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Cycle de vie des émissions de CO₂ pour 10 productions en Chine et en UE, intensité (moyenne nationale (kgCO₂.kg^-1)). Adapté de l’article Targeted opportunities to address the climate–trade dilemma in China (Zhu Liu et al).

La Chine, principal pays producteur de matières premières et de produits manufacturés, est devenue le premier émetteur de CO₂. Néanmoins après prise en compte des échanges commerciaux, lorsque les émissions CO₂ sont réattribués aux consommateurs des produits finis, les principaux contributeurs en émissions CO₂ deviennent les Etats-Unis puis l’Europe, comme l’illustre cet article.

http://www.unal.edu.co/diracad/catedras/gaitan/2016-I/gaitan_2016_I/docs/lecturas/s01/Targeted.pdf

Le recyclage des métaux : un secteur à fort potentiel pour l’Europe

Le marché européen offre une ressource importante de produits en fin de vie. Concernant les métaux de base, les filières de recyclage sont déjà en place et permettent d’avoir des taux de recyclage supérieurs à 50%. Les marges de progression sur ces métaux sont désormais assez faibles.

Concernant les autres métaux, de nombreux programmes de recherche et développement sont en cours. Une photographie du taux de recyclage actuel des éléments du tableau périodique montrent la grande variabilité existante aujourd’hui.

La mise en œuvre du recyclage nécessite de surmonter de nombreux défis : la rentabilité par rapport à la ressource primaire, la volatilité des prix, les substitutions et les ruptures technologiques qui peuvent rapidement diminuer l’apport de certaines substances dans les produits en fin de vie (exemple des lampes fluocompactes désormais remplacées par les LED). La miniaturisation des composants et la complexification des assemblages (alliage, couches minces…) aboutit à des produits dont le nombre de composants dépasse largement la diversité rencontrée dans les gisements naturels, et nécessite d’adapter les procédés métallurgiques existants et d’innover. Enfin, certaines dispositions règlementaires comme par exemple la sortie du statut de déchet ou les dispositions de REACH (Registration, Evaluation and Authorisation of CHemicals) peuvent constituer des opportunités ou des freins : les déchets contiennent de plus en plus de substances, et la liste des substances nécessitant la constitution de dossiers dans le cadre de REACH s’élargissant, le secteur du recyclage sera de plus en plus contraint.

Dans une volonté de développement durable, il est important d’encourager la production de métaux secondaires avec des unités métallurgiques de technologie plus économes en énergie. Avec un marché considérable de produits en fin de vie, l’Europe dispose des cartes pour être un acteur majeur. Le recyclage des métaux nécessite de disposer d’infrastructures industrielles métallurgiques très performantes respectant des normes environnementales élevées et, bien entendu, des compétences et du savoir-faire associé. En l’absence de tissu industriel métallurgique, le recyclage des métaux ne pourra se développer en Europe.

Taux de recyclage dans les produits en fin de vie de 60 éléments du tableau périodique – UNEP, 2011

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Produire des ressources secondaires mais pas seulement

Les ressources minérales appartiennent donc à notre quotidien et contribueront à façonner notre futur. A l’échelle mondiale, la consommation des métaux reste anticipée à la hausse comme présenté en début d’article. A l’échelle de la France, les besoins en infrastructures pour le bâtiment ou pour la production d’électricité, par exemple les éoliennes, vont nécessiter des besoins en ressources qui ne seront pas compensés ni par des démolitions ni par le désassemblage d’anciennes éoliennes. Une consommation de métaux croissante signifie que les besoins de l’année en cours sont supérieurs à ceux de l’année précédente, par conséquent le recyclage « idéal » de l’ensemble des quantités de l’année précédente reste inférieur au besoin de l’année en cours. A titre indicatif, un taux de croissance annuel de la consommation en un métal de 2% implique que sa consommation doublera au bout de 35 ans. La contribution du recyclage, bien que nécessaire, ne sera pas suffisante pour alimenter ce besoin croissant. Cette capacité de recyclage est par ailleurs affectée par plusieurs facteurs limitant : la quantité disponible pour le recyclage ne représente qu’une portion de l’ensemble du stock (elle ne concerne que produits en fin de vie ou hors d’usage, tandis que la majorité des produits restent en cours d'usage), et la collecte et le tri ne permettent pas de rassembler l’ensemble des produits hors d'usage disponibles.

L’approvisionnement par le recyclage contribuera à couvrir nos besoins mais seulement partiellement, la partie restante devra être assurée par du minerai extrait du sous-sol. L’Europe dispose d’un sous-sol intéressant et d’un cadre réglementaire permettant une exploitation des ressources minérales dans le respect de règles environnementales et sociales parmi les plus exigeantes. L’extraction de minerais et la production métallurgique au sein de l’Europe pourraient contribuer à diminuer une dépendance à des ressources minérales provenant essentiellement d’autres continents et à assumer de manière responsable leur consommation.