{"id":1266,"date":"2021-07-19T12:01:00","date_gmt":"2021-07-19T10:01:00","guid":{"rendered":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=1266"},"modified":"2021-07-19T17:51:07","modified_gmt":"2021-07-19T15:51:07","slug":"les-materiaux-un-en-jeu-critique-de-la-transition-energetique","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/pierrepapon.fr\/?p=1266","title":{"rendered":"Les mat\u00e9riaux : un enjeu critique de la transition \u00e9nerg\u00e9tique"},"content":{"rendered":"\n<p>La d\u00e9carbonation de l\u2019\u00e9nergie, un objectif cl\u00e9 de la lutte contre le r\u00e9chauffement climatique et en particulier du \u00ab Pacte vert \u00bb europ\u00e9en, le Green Deal, propos\u00e9 par la Commission Europ\u00e9enne (CE), le 14 juillet 2021, pour atteindre la neutralit\u00e9 carbone en 2050, conduira \u00e0 mettre en \u0153uvre un syst\u00e8me \u00e9nerg\u00e9tique o\u00f9 les \u00e9nergies \u00ab propres \u00bb dont la production et l\u2019utilisation n\u2019\u00e9mettraient pas de CO2, joueraient un r\u00f4le majeur, en particulier les fili\u00e8res de production de l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 (le nucl\u00e9aire, l\u2019hydraulique, le solaire et l\u2019\u00e9olien).Certaines d\u2019entre elles, en particulier les deux derni\u00e8res, utiliseront des min\u00e9raux qualifi\u00e9s de \u00ab critiques \u00bb comme dont il est utile de rappeler les enjeux car ils sont, en quelque sorte, la \u00ab face cach\u00e9e \u00bb des \u00e9nergies renouvelables.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignleft size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Solaire-SunPower-Californie.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1267\" width=\"-4904\" height=\"-2383\" srcset=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Solaire-SunPower-Californie.jpg 960w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Solaire-SunPower-Californie-300x146.jpg 300w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Solaire-SunPower-Californie-768x373.jpg 768w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Solaire-SunPower-Californie-100x49.jpg 100w\" sizes=\"(max-width: 960px) 100vw, 960px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Dans un rapport sur les d\u00e9pendances strat\u00e9giques de l\u2019Europe (<em>Strategic dependencies and capacities<\/em>, mai 2021) l<strong>a CE a mis en \u00e9vidence ses vuln\u00e9rabilit\u00e9s dans un certain nombre de domaines vis-\u00e0-vis de technologies et de mati\u00e8res premi\u00e8res<\/strong> indispensables \u00e0 son \u00e9conomie et \u00e0 des infrastructures \u00e9nerg\u00e9tiques. Certains min\u00e9raux qu\u2019elles utilisent (le lithium pour les batteries \u00e9lectriques notamment) sont produits par un nombre limit\u00e9 de pays qui sont parfois en position de monopoles et sont ainsi qualifi\u00e9s de critiques ou de strat\u00e9giques (Guillaume Pitron dans son livre, <em>La guerre des m\u00e9taux rares<\/em>, Les Liens qui lib\u00e8rent, 2018, avait d\u00e9j\u00e0 remarquablement mis en \u00e9vidence cette question) et la CE souligne la n\u00e9cessit\u00e9 d\u2019\u00e9valuer le caract\u00e8re critique de mat\u00e9riaux et d\u2019en tirer les cons\u00e9quences. <\/p>\n\n\n\n<p><strong>La CE, avait r\u00e9alis\u00e9 une premi\u00e8re \u00e9valuation du r\u00f4le de ces mat\u00e9riaux en 2020<\/strong> en relation avec le JRC (<em>Joint Research Center, Critical materials for strategic technologies and sectors in the EU, a foresight study,<\/em> 2020, cf. P.Papon <em>Futuribles Vigie<\/em>, 13 janvier 2021, www.futuribls.com ). La fabrication de la plupart des composants lourds et l\u00e9gers des syst\u00e8mes \u00e9nerg\u00e9tiques requiert des mat\u00e9riaux (m\u00e9taux, m\u00e9tallo\u00efdes, compos\u00e9s du carbone) dont certains sont qualifi\u00e9s de critiques car ils sont soit rares soit produits par un nombre limit\u00e9 de pays. Ce rapport \u00e9value la situation de technologies pour lesquelles se poseront, en Europe, d\u2019importants probl\u00e8mes d\u2019approvisionnement en mat\u00e9riaux. Il passe en revue, notamment, les besoins en mat\u00e9riaux (26 au total) de trois secteurs consid\u00e9r\u00e9s comme \u00ab strat\u00e9giques \u00bb (les \u00e9nergies renouvelables, la mobilit\u00e9 \u00e9lectrique, la d\u00e9fense et l\u2019a\u00e9rospatial). <\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignleft size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/Batteries-lithium.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-1029\" width=\"270\" height=\"180\" srcset=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/Batteries-lithium.png 275w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/06\/Batteries-lithium-100x67.png 100w\" sizes=\"(max-width: 270px) 100vw, 270px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Les batteries lithium-ion, les piles \u00e0 combustible, les \u00e9oliennes, les moteurs pour la traction \u00e9lectrique, les panneaux solaires photovolta\u00efques sont ainsi pass\u00e9s sous le microscope <\/strong>: quelle est leur \u00ab criticit\u00e9 \u00bb (abondance et \u00ab s\u00fbret\u00e9 \u00bb de la ressource) ? Comment la demande \u00e9voluera-t-elle ? Ainsi, les batteries lithium-ion qui \u00e9quipent la grande majorit\u00e9 des voitures \u00e9lectriques, utilisent une dizaine de mat\u00e9riaux qui, outre le lithium, le graphite (dans les anodes), le cobalt (dans les cathodes), et \u00e9ventuellement le titane, le silicium et le niobium sont consid\u00e9r\u00e9s comme critiques, le mangan\u00e8se et le nickel pourraient \u00eatre utilis\u00e9s dans des nouvelles anodes. <strong>La \u00ab criticit\u00e9 \u00bb sera d\u2019autant plus importante que la croissance de la demande sera forte <\/strong>(un sc\u00e9nario pr\u00e9voit une forte croissance du parc de voitures \u00e9lectriques dans le monde : 230 millions de v\u00e9hicules en 2050) et que l\u2019Europe est, aujourd\u2019hui, en position de faiblesse pour la production de batteries : la Chine en assurait 66% et l\u2019UE environ 1% (mais elle a lanc\u00e9 plusieurs projets industriels) la Chine, l\u2019Afrique et l\u2019Am\u00e9rique % du sud fournissant 74% des mat\u00e9riaux bruts n\u00e9cessaires \u00e0 leur fabrication. Les \u00e9oliennes constituent un autre cas de figure. En effet <strong>les terres rares (le n\u00e9odyme et le dysprosium notamment) ainsi que le bore sont des composants importants des aimants des turbines<\/strong> (des alliages n\u00e9odyme-fer-bore), et une quinzaine de m\u00e9taux constituants des pales et du m\u00e2t des \u00e9oliennes ; les terres rares sont consid\u00e9r\u00e9es comme des m\u00e9taux critiques car la Chine a un quasi-monopole de leur production (mais non des r\u00e9serves). L\u2019UE joue un r\u00f4le important, en revanche, au stade de l\u2019assemblage des \u00e9oliennes. Un troisi\u00e8me exemple est celui des piles \u00e0 combustible (utilisant notamment l\u2019hydrog\u00e8ne), dans lesquelles platine et le palladium sont utilis\u00e9s comme catalyseurs dans les \u00e9lectrodes, l\u2019Afrique du Sud assure 70% de la production mondiale de platine (environ 180 tonnes\/an). Selon la CE, la demande de lithium et de cobalt pour toutes les technologies triplerait entre 2030 et 2050 et celle de dysprosium et de n\u00e9odyme doublerait. <strong>Au plan politique, les experts de l\u2019UE recommandent un effort particulier d\u2019une part sur les batteries afin que l\u2019UE diminue sa trop forte d\u00e9pendance des importations en provenance d\u2019Asie, de Chine notamment,<\/strong> et d\u2019autre part sur la production des infrastructures destin\u00e9es \u00e0 la fili\u00e8re solaire photovolta\u00efque. La plupart de ces mat\u00e9riaux sont des piliers de la transition \u00e9nerg\u00e9tique, et la d\u00e9pendance de l\u2019UE par rapport \u00e0 des ressources ext\u00e9rieures pour les plus critiques d\u2019entre eux (les terres rares, les borates, le cobalt, le graphite, le germanium, le niobium, le magn\u00e9sium et les platino\u00efdes) est forte (vis-\u00e0-vis de la Chine pour les terres rares, de la RDC pour le cobalt, notamment). Cette liste n\u2019est pas nouvelle ainsi, en France, le BRGM et le Comit\u00e9 pour les M\u00e9taux strat\u00e9giques (COMES) en publient une r\u00e9guli\u00e8rement. On peut s\u2019\u00e9tonner que le cuivre qui un m\u00e9tal cl\u00e9 pour les technologies \u00e9lectriques, ne soit pas consid\u00e9r\u00e9 comme \u00ab critique \u00bb, ainsi d\u2019ailleurs que l\u2019argent et l\u2019or. <\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignleft size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Platine-002.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1270\" width=\"256\" height=\"143\" srcset=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Platine-002.jpg 678w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Platine-002-300x169.jpg 300w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Platine-002-100x56.jpg 100w\" sizes=\"(max-width: 256px) 100vw, 256px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>L&rsquo;Agence internationale de l\u2019\u00e9nergie (AIE) a publi\u00e9 r\u00e9cemment un rapport qui compl\u00e8te celui de la CE <\/strong>(IEA,<em> The role of critical minerals in clean energy transitions,<\/em> mai 2021, <a href=\"http:\/\/www.iea.org\">www.iea.org<\/a>, cf. P.Papon, <em>Futuribles Vigie<\/em>, 19 juillet 2021; <a href=\"http:\/\/www.futuribles.com\">www.futuribles.com<\/a> ) Elle fait l\u2019hypoth\u00e8se que la production d\u2019\u00e9nergies propres va s\u2019acc\u00e9l\u00e9rer (la puissance install\u00e9e des fili\u00e8res \u00e9oliennes et solaire photovolta\u00efque triplerait d\u2019ici 2040 et les ventes de voitures \u00e9lectriques seraient multipli\u00e9es par 25\u2026) et, constatant que <strong>depuis 2010 la demande de min\u00e9raux critiques a augment\u00e9 de 50%, celle-ci \u00ab exploserait \u00bb d\u2019ici 2040.<\/strong> La forte concentration g\u00e9ographique de la production des min\u00e9raux et des m\u00e9taux qui en sont extraits (la Chine dominant la production des terres rares) posera le probl\u00e8me de la s\u00e9curit\u00e9 des approvisionnements. L\u2019AIE passe en revue la demande pour neuf groupes de m\u00e9taux utilis\u00e9s dans les fili\u00e8res et les \u00e9quipements \u00e9nerg\u00e9tiques (les batteries notamment). Dans son sc\u00e9nario le plus volontariste, la demande globale quadruplerait, elle serait domin\u00e9e en poids par le cuivre (utilis\u00e9 dans les lignes et les moteurs \u00e9lectriques), le graphite et le nickel.<strong> La demande de lithium serait multipli\u00e9e par 42 et celles du cobalt et de nickel par 21 et 19\u2026. <\/strong>celle des terres rares, des constituants des aimants permanents des turbines d\u2019\u00e9oliennes et des moteurs \u00e9lectriques (en particulier le n\u00e9odyme) serait multipli\u00e9e par 7.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignleft size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Lithium.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1281\" width=\"-4288\" height=\"-2401\" srcset=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Lithium.jpg 1023w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Lithium-300x168.jpg 300w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Lithium-768x430.jpg 768w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Lithium-100x56.jpg 100w\" sizes=\"(max-width: 1023px) 100vw, 1023px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p> <strong>La croissance du vecteur \u00e9nerg\u00e9tique hydrog\u00e8ne, produit par \u00e9lectrolyse de l\u2019eau, provoquerait une forte demande de <\/strong>platine (cf. photo d&rsquo;une mine en Afrique du Sud) et de zirconium et de nickel pour les \u00e9lectrolyseurs. Ni le nucl\u00e9aire ni les bio\u00e9nergies ne sont des gros consommateurs de m\u00e9taux critiques, le solaire photovolta\u00efque \u00e9tant tr\u00e8s demandeur d\u2019aluminium et de cuivre. Des perc\u00e9es techniques changeraient la donne, des nouvelles cellules solaires n\u2019utilisant pas le silicium mais des p\u00e9rovskites (des compos\u00e9s du plomb ou de l\u2019\u00e9tain, cf. D. Lincot \u00ab La p\u00e9rovskite donne un solide avantage au solaire \u00bb, futuribles, avril-juin 2021, p.122), ou le cadmium et le gallium, d\u00e9placeraient la demande tandis que le remplacement des aimants permanents par des \u00e9lectroaimants diminuerait celle de n\u00e9odyme (cf. photo d&rsquo;un cristal de perovskite).<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignleft size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Perovskite.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1269\" width=\"182\" height=\"197\" srcset=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Perovskite.jpg 280w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Perovskite-277x300.jpg 277w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/Perovskite-92x100.jpg 92w\" sizes=\"(max-width: 182px) 100vw, 182px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p> <strong>L\u2019AIE estime que les r\u00e9serves de minerais m\u00e9talliques peuvent r\u00e9pondre \u00e0 la demande, mais leur concentration diminuerait <\/strong>(c\u2019est d\u00e9j\u00e0 le cas pour le cuivre et le lithium), une augmentation des co\u00fbts de production est donc probable (avec une plus forte consommation d\u2019\u00e9nergie) \u00e0 moins que des nouveaux proc\u00e9d\u00e9s m\u00e9tallurgiques augmentent les rendements d\u2019extraction et que le recyclage des m\u00e9taux ne fasse des progr\u00e8s (actuellement tr\u00e8s limit\u00e9 pour les terres rares).<strong> La concentration g\u00e9ographique de la production de certains d&rsquo;entre eux pose un probl\u00e8me : comme la CE, l\u2019AIE constate les positions dominantes de la Chine pour la production des terres rares, du Congo (RDC) pour le cobalt, <\/strong>l\u2019Australie et le Chili jouant un r\u00f4le cl\u00e9 pour le lithium (cf.photo d&rsquo;une mine www.notre-plan\u00e8te.info), l\u2019Indon\u00e9sie et les Philippines \u00e9tant leaders pour le nickel (mais avec une production importante de la Nouvelle Cal\u00e9donie), l\u2019Am\u00e9rique latine (le Chili notamment), le Congo et la Chine dominant le march\u00e9 du cuivre et l\u2019Afrique du Sud celui du platine (cf. photo d&rsquo;une mine). <strong>L\u2019AIE s\u2019interroge, enfin, sur la \u00ab durabilit\u00e9 \u00bb de l\u2019exploitation de ces min\u00e9raux dont l\u2019impact sur l\u2019environnement est important<\/strong> : utilisation de grands volumes d\u2019eau dans des r\u00e9gions soumises \u00e0 un stress hydrique (au Chili notamment), pollution de l\u2019air et de l\u2019eau, rejets importants de d\u00e9chets. Enfin les conditions de travail sont souvent tr\u00e8s dures sur les sites miniers, parfois encore avec le recours au travail des enfants. <\/p>\n\n\n\n<p><strong>Le \u00ab pacte vert \u00bb de l\u2019UE tout comme les strat\u00e9gies nationales pour la transition \u00e9nerg\u00e9tique n\u2019ont pas encore pris en compte la nouvelle donne g\u00e9opolitique que repr\u00e9sentera la mont\u00e9e en puissance des \u00e9nergies renouvelables<\/strong> : l\u2019acc\u00e8s \u00e0 des mat\u00e9riaux \u00ab critiques \u00bb (la liste propos\u00e9e par l\u2019AIE \u00e9tant plus compl\u00e8te que celle de la CE) constituera un enjeu g\u00e9opolitique majeur, les risques de domination du march\u00e9 par des producteurs, comme la Chine (elle a limit\u00e9 ses exportations de terres rares pendant plusieurs ann\u00e9es) ne pouvant \u00eatre ignor\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"alignleft size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/Monde-de-lEnergie.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1072\" width=\"182\" height=\"182\" srcset=\"http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/Monde-de-lEnergie.jpg 500w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/Monde-de-lEnergie-150x150.jpg 150w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/Monde-de-lEnergie-300x300.jpg 300w, http:\/\/pierrepapon.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/Monde-de-lEnergie-100x100.jpg 100w\" sizes=\"(max-width: 182px) 100vw, 182px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p> La strat\u00e9gie \u00ab z\u00e9ro carbone \u00bb rend n\u00e9cessaire : la programmation des investissements pour garantir la s\u00fbret\u00e9 des approvisionnements, une politique de promotion des innovations techniques, notamment en m\u00e9tallurgie et pour le recyclage des m\u00e9taux. Elle suppose aussi une strat\u00e9gie mini\u00e8re europ\u00e9enne \u00e0 travers des participations dans des soci\u00e9t\u00e9s mini\u00e8res hors de l\u2019Europe (la France ayant une carte \u00e0 jouer avec le nickel de Nouvelle Cal\u00e9donie\u2026). Faute de quoi de Green Deal de l\u2019Europe s\u2019exposera \u00e0 de fortes d\u00e9convenues.<\/p>\n\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La d\u00e9carbonation de l\u2019\u00e9nergie, un objectif cl\u00e9 de la lutte contre le r\u00e9chauffement climatique et en particulier du \u00ab Pacte vert \u00bb europ\u00e9en, le Green Deal, propos\u00e9 par la Commission Europ\u00e9enne (CE), le 14 juillet 2021, pour atteindre la neutralit\u00e9 carbone en 2050, conduira \u00e0 mettre en \u0153uvre un syst\u00e8me \u00e9nerg\u00e9tique o\u00f9 les \u00e9nergies \u00ab [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1268,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1266"}],"collection":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=1266"}],"version-history":[{"count":12,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1266\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1285,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1266\/revisions\/1285"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/1268"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=1266"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=1266"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/pierrepapon.fr\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=1266"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}