Matières premières critiques

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Depuis 2011, la Commission européenne définie une liste trisannuelle de matières premières critiques[1] pour l'économie européenne dans le cadre de son Initiative Matières Premières, initiée en 2008[2]. A ce jour, 14 matières premières ont été identifiées comme critiques en 2011, 20 en 2014 et 27 en 2017.

Elles sont notamment nécessaires à un certain nombre des technologies de la transition énergétique et du numérique.

Listes européennes des matières premières critiques

2011 (14) 2014 (20) 2017 (27)
Antimoine Antimoine Antimoine
. . Barytine
Béryllium Béryllium Béryllium
. . Bismuth
. Borate Borate
. Chrome .
Cobalt Cobalt Cobalt
. Charbon à coke Charbon à coke
Fluorine Fluorine Fluorine
Gallium Gallium Gallium
. . Gomme naturelle
Germanium Germanium Germanium
Graphite Graphite Graphite
. . Hafnium
. . Hélium
Indium Indium Indium
. Magnésite .
Magnésium Magnésium Magnésium
Niobium Niobium Niobium
Platinoïdes Platinoïdes Platinoïdes
. Phosphorite Phosphorite
. . Phosphore
. . Scandium
. Silicium Silicium
Tantale . Tantale
Terres rares Terres rares légères Terres rares légères
Terres rares lourdes Terres rares lourdes
Tungstène Tungstène Tungstène
. . Vanadium

Théorie

Les matières premières critiques sont définies comme étant « celles qui présentent un risque particulièrement élevé de pénurie d’approvisionnement dans les dix prochaines années et qui jouent un rôle particulièrement important dans la chaîne de valeur » [1], en d’autres termes, elles sont à la fois caractérisées par un risque d’approvisionnement et une importance économique élevés.

Matrice de criticité théorique

Le risque lié à l’approvisionnement est directement influencé par la concentration géographique de la production des matières premières évaluées, ainsi que par la stabilité politique et/ou économique des pays producteurs. Ce risque est souvent amplifié par l’absence ou les possibilités réduites de substitution des substances évaluées dans leurs applications finales. Il s’agit d’un facteur non négligeable puisque les possibilités de substitutions permettent potentiellement d’atténuer le RA en cas de perturbation de l’approvisionnement.

L’importance économique est estimée en évaluant l’ensemble des applications dans les produits finis, en utilisant la nomenclature statistique des activités économiques dans la Communauté européenne (NACE) à deux chiffres, correspondant aux secteurs de production, et la valeur ajoutée de ces méga-secteurs en comparaison au produit intérieur brut total de l’UE. Cela permet de s’affranchir de taille du marché et du prix des matières premières évaluées, et de focaliser sur les bénéfices de ces matières premières sur l’économie de production de produits finis en vue d’assurer une comparaison entre chaque matière première individuelle.

L’estimation des seuils de criticité a été déterminée selon l’avis d’experts, et est donc sujet à des modifications lors des révisions de la méthodologie appliquée.

Enjeux

Les enjeux liés à ces ressources sont nombreux et concerne un grand nombre de personnes et d'activités humaines. Il est possible de distinguer :

  • des enjeux économiques. Le prix de métaux augmente aussi avec leur rareté ou inaccessibilité, et pas seulement en fonction de la demande. Dans le cadre de la transition écologique, l'économie circulaire invite à recycler ces ressources ainsi qu'à les économiser et/ou à les remplacer par des alternatives quand cela est possible ; ce qui pourrait être grandement facilité par une généralisation du principe des écotaxe et de l'écoconception[3]
  • des enjeux géostratégiques. Ces produits rares sont d'une part nécessaire aux industries impliquées par la défense et d'autre part sources de conflits pour leur appropriation (ex Coltan en Afrique) ;
  • des enjeux sociaux. Dans un contexte de mondialisation croissante, et de mobilité des individus, les télécoms et les réseaux sociaux dépendent de plus en plus de ces ressources
  • des enjeux sanitaires. Plusieurs de ces métaux ou minéraux sont toxiques ou reprotoxiques. Paradoxalement, certains sont toxiques mais également utilisés comme médicaments (et alors également non recyclés bien que très coûteux ; le coût moyen d'un traitement de cancer bronchique varie entre 20 000 et 27 000 euros[4],[5],[6]). Ainsi, le platine toxique et cancérigène est aussi très utilisé comme un anticancéreux sous forme de carboplatine ou encore cisplatine (qui sont cytotoxique) éventuellement utilisés avec d'autres molécules dont la gemcitabine (GEM), la vinorelbine (VIN), le docétaxel (DOC) et le paclitaxel (PAC).
  • enjeux énergétiques. La production de ces métaux et de leurs composés requiert une quantité importante et croissante d'énergie, et quand ils se raréfient il faut les chercher plus profondément, plus loin et le minerai est parfois moins concentré. En 2012 ils ont nécessité de 7 à 8 % de toute l'énergie consommée dans le monde[7]
  • enjeux environnementaux. Les mines dégradent l'environnement. La dispersion de minéraux et métaux toxiques non-recyclés le dégrade aussi. Par ailleurs, les aimants de moteurs électriques ou de turbines hydrauliques et de génératrices d'éoliennes, ou certains composants de panneaux solaires nécessitent d'utiliser des minéraux ou métaux rares.

Urgences

Selon l'ONU (2011[8], puis 2013) la demande en métaux rares dépassera rapidement de 3 à 9 fois le tonnage consommé en 2013[7], il est urgent et prioritaire de recycler les métaux rares (produits en quantité inférieure à 100 000 t/an) en circulation dans le monde pour économiser les ressources naturelles et l'énergie[7], mais cela ne suffira pas. Il faudrait limiter l'obsolescence programmée des objets en contenant, et recycler l'intégralité des éléments d'ordinateurs, de téléphones portables ou d'autres objets électroniques retrouvés dans les déchets d'équipements électriques et électroniques (DEEE), ce qui implique qu'on leur recherche des alternatives et qu'ils aient été écoconçus et que les consommateurs et collectivités changent de comportement en faveur d'un tri sélectif visant un recyclage quasi total des métaux. Il faut dans le même temps optimiser voire réduire la demande insistent Ernst Ulrich von Weizsäcker et Ashok Khosla, coprésidents du Panel international des ressources créé en 2007 par l'ONU (hébergé par le PNUE) pour analyser l'impact de l’utilisation des ressources sur l’environnement de 2013.

Rien qu'en Europe, environ 12 millions de tonnes de déchets métalliques ont été produits en 2012, et cette quantité tend à croître de plus de 4 %/an (plus vite que les déchets municipaux)[7]. Or, moins de 20 métaux, sur les 60 étudiés par les experts du Panel étaient recyclés à plus de 50 % dans le monde. Pour 34 composants, ils étaient recyclés à un taux de moins de 1 % du total jeté dans les poubelles.

Selon le PNUE, même sans technologies de pointe, ce taux pourrait être fortement amélioré[7].

L'efficacité énergétique des modes de production et de recyclage doit aussi être développée.

Les données précises et fiables sur la localisation des gisements accessibles ou existants de métaux et minéraux rares sont très peu disponibles (lacunaires ou tenues secrètes par les producteurs ?). Selon Patrice Christmann du BRGM, le Groupe international des ressources n'a pas pu trouver plus de deux articles scientifiques détaillant ce « patrimoine naturel minéral ».

Tableau récapitulatif

Matière
première
Applications
(résumé)
Réserves
prouvées
Production
annuelle
Observations/
remarques
Cuivre électronique, joaillerie 630 millions de tonnes 16 millions de tonnes très malléable et très bon conducteur d’électricité.
Europium, terbium et yttrium électronique 10 000 tonnes au total LED.
Antimoine retardateur de flamme 1,8 million de tonnes 169 000 tonnes peintures, textiles, plastiques ; tous matériaux ignifugés.
Phosphore agriculture 71 milliards de tonnes en 2012 selon l'USGS[9] 191 millions de tonnes Essentiel au métabolisme de tous les êtres vivants, et capital pour la productivité de l'agriculture moderne.
Hélium Recherche scientifique 4,2 milliards de m3 180 millions de m3 Nécessaire à la recherche scientifique et aux grands programmes spatiaux.
Dysprosium et néodyme Aimant haute performance 20 000 tonnes au total Nécessaire pour transformer l’énergie mécanique en énergie électrique, dans la plupart des types de centrales électriques.
Rhénium aérospatiale, avion de chasse, avion de ligne 2,5 millions de tonnes 49 tonnes C'est le métal le plus difficile à obtenir au monde ; il permet aux turboréacteurs de résister aux plus hautes températures.
Uranium énergie, armement 2,5 millions de tonnes 54 000 tonnes Utilisé dans l'industrie nucléaire, ce minerai a déjà un rôle géopolitique mondial. Il n'est pas une source d'énergie renouvelable et sera épuisé un jour.
Rhodium et platine catalyseurs, joaillerie Pt : 30 000 tonnes. Rh : 3 000 tonnes. Pt : 200 tonnes. Rh : 30 tonnes. Indispensable dans le secteur du transport, notamment pour les pots catalytiques.
Or électronique, joaillerie 51 000 tonnes 2 500 tonnes C'est le métal le plus recherché au monde, avec une valeur stratégique millénaire.
Indium électronique, énergie 640 tonnes 11 tonnes Indispensable aux écrans tactiles et panneaux solaires photovoltaïques.
Zinc alliage 250 millions de tonnes 12 millions de tonnes Il tient un rôle capital dans l'industrie : il empêche l'acier de se corroder.
Technétium 99 et hélium 3 imagerie médicale, recherche scientifique, défense nulles produit artificiellement Le technétium 99 est utilisé dans le diagnostic des cancers et des maladies cardiovasculaires. Il n'est produit que par cinq réacteurs dans le monde, tous en fin de vie. Quant à l'hélium 3, la Terre n'en contient que 3,5 kg.
Argent électronique, joaillerie 300 000 tonnes 21 000 tonnes L'argent est un des meilleurs conducteurs électriques connus.
Germanium hautes technologies Sous-produit du zinc, indispensable aux fibres optiques.
Béryllium industrie nucléaire Extraction difficile car toxique, indispensable aux réacteurs nucléaires.
Scandium Aéronautique Indispensable pour renforcer l'aluminium des structures qui doivent être solides mais légères comme les avions.
Tritium bombes H
Tungstène métallurgie, armement. Sa grande résistance à la chaleur est utilisée pour faire les filaments des lampes à incandescence classiques et halogènes.
Gallium photovoltaïque Améliore la performance des panneaux solaires mais difficile à recycler.
Tantale électronique Indispensable pour faire des condensateurs miniaturisés en électronique. Métal avec une grande résistance chimique et à la chaleur.
Niobium Industrie Il donne toute sa résistance à l'acier des oléoducs.

Notes et références

  1. a et b (en) « Critical Raw Materials », sur ec.europa.eu (consulté le 18 novembre 2018)
  2. https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/policy-strategy_en
  3. Le CESE mise sur l'éco-conception et le recyclage pour économiser les ressources minérales Orienter l'économie française vers une industrie économe en matières premières est une priorité qui doit s'inscrire dans le cadre de la stratégie nationale de transition écologique, estime le CESE qui propose une série de mesures pour cela], actu-environnement 2014-01-14
  4. Comella P, Frasci, Panza N, Manzione L, De Cataldis G, Cioffi R, Maiorino L, Micillo E, Lorusso V, Di Rienzo G, Filippelli G, Lamberti A, Natale M, Bilancia D, Nicolella G, Di Nota A, Comella G (2000 ), Randomized trial comparing cisplatin, gemcitabine, and vinorelbine with either cisplatin and gemcitabine or cisplatin and vinorelbine in advanced non-small-cell lung cancer: interim analysis of a phase III trial of the Southern Italy ; Cooperative Oncology Group. J Clin Oncol 2000 ; 18 : 1451-7.
  5. Schiller JH, Harrington D, Belani CP, Langer C, Sandler A, Krook J, Zhu J, Johnson DH (2002 ) Comparison of four chemotherapy regimens for advanced non-small-cell lung cancer (; Eastern Cooperative Oncology Group). N Engl J Med ; 346 : 92-8.
  6. Schiller, D Tilden, M Aristides, M Lees, A Kielhorn, N Maniadakis, S Bhalla (2004), En France comme dans d’autres pays d’Europe, le coût du traitement d’un cancer bronchique non à petites cellules par cisplatine-gemzar est inférieur à celui des associations cisplatine-vinorebine, cisplatine-paclitaxel ou cisplatine-docétaxel (Retrospective cost analysis of gemcitabine in combination with cisplatin in non-small cell lung cancer compared to other combination therapies in Europe Lung Cancer) ; Revue des Maladies Respiratoires Vol 22, N° spécial juin 2005 pp. 185-198 Doi:RMR-06-2005-22-6-0761-8425-101019-200505465 J ; 43 : 101-12.
  7. a b c d et e Rapport du Panel international des ressources du Programme des Nations unies pour l'environnement (Pnue) du 24 avril 2013
  8. Rapport PNUE de mai 2011
  9. USGS, "Phosphate Rock" , consulté 2012-05-13.

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

  • Philippe Bihouix et Benoît de Guillebon, Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défit pour la société, EDP Sciences, 2010 (ISBN 978-2759805495).
  • Boris Bellanger et Vincent Nouyrigat, « Alerte à la pénurie », Science et Vie, no 1136, mai 2012.
  • D. Vaccari, « Phosphore : une crise imminente », Pour la Science, janvier 2010, p. 36-41.

Liens externes