Les métaux : des flux, pas des stocks

[NDLR : ce thread a été écrit le 10 février sur Twitter, à l’occasion de la publication de la note du think tank Zenon Research, sur la question des métaux et de la transition énergétique.]

Dans le cadre de nos travaux sur les limites planétaires, le but était d’aller au delà de la question des ressources.

La consommation mondiale de métaux ne fait que croitre depuis 1850 avec une forte accélération depuis 1950. Le Fer représente 94% de la masse totale des métaux utilisés- utilisé sous forme d’acier dont la production est de près de 1.9 milliards de tonnes.

Si les quantités utilisées augmentent fortement, le nombre de métaux que nous utilisons est également en forte hausse. Il y a plus de 50 métaux différents dans un smartphone !

La transition énergétique doit nous voir passer vers des ressources qui nécessiteront plus de métaux par unité d’énergie que les sources fossiles. Les renouvelables sont par nature plus demandeurs en métaux.

À noter, que si la quantité de métaux augmente, les énergies fossiles étaient utilisées en quantités très élevées : environ 15 milliards de tonnes de charbon, pétrole, gaz. Une centrale à charbon nécessite 9000 tonnes de charbon par jour (pour 1GW d’électricité). La demande en métaux dans le secteur de l’énergie est donc vouée à fortement augmenter dans les années à venir. Ce qui pose, pour certains métaux, la question des ressources.

Certains métaux sont beaucoup plus abondants que d’autres : parmi eux le fer et l’aluminium sont très abondants dans la croûte terrestre. Certains métaux (or, rhodium,…) sont eux très rares. À noter : certaines terres rares sont très abondantes.

La tectonique des plaques et différents mécanismes ont mené à la formation de gisements où les métaux sont beaucoup plus concentrés et exploitables. Les ressources sont l’ensemble des quantités qui sont potentiellement exploitables. Les réserves sont la partie des ressources qui sont exploitables aux conditions techniques et économiques du moment.

Ces concepts sont dynamiques. Les ressources et les réserves évoluent avec le temps selon les efforts de prospection, l’évolution des techniques, et le prix des métaux sur le marché.

Souvent on entend parler du rapport entre les réserves et la production annuelle, pour qualifier le nombre d’années de réserves pour un métal donné. Les réserves et les ressources évoluant avec le temps c’est un indicateur assez peu pertinent.
L’exemple du cuivre est représentatif. Le rapport réserves/production est supérieur à 30 ans depuis 1960. Et ce alors que la production a fortement augmenté. Ce rapport est surtout utile par rapport aux échelles de temps nécessaire pour la mise en service de nouvelles capacités.

Le concept de criticité est une analyse multi-facteur qui va bien au-delà de la ressource. On s’intéresse aux risques sur l’approvisionnement, aux possibilités de substitution, à l’impact possible sur l’économie, aux enjeux environnementaux…

L’Europe établit depuis 2011 une liste des métaux critiques établie sur la base des risques sur l’approvisionnement et de l’importance économique. Cette liste compte 30 métaux :

Le problème n’est donc pas tant la ressource que la capacité à obtenir les métaux voulus. Notamment, au vu des échelles de temps très longues dans l’industrie minière les hausses de demande doivent être anticipées longtemps à l’avance.

Or l’augmentation des capacités peut être très capitalistique. L’IEA anticipe des tensions sur l’approvisionnement dans la décennie à venir pour le cuivre, le lithium, le cobalt. Cependant, l’évolution de la demande varie beaucoup selon les scénarios et les choix faits concernant l’infrastructure énergétique. Mais aussi les choix de mode de transport, la taille des véhicules électriques, etc…

Le recyclage, l’extension de la durée de vie, l’efficacité matérielle, sont des leviers d’action pour baisser la demande. Cependant, selon la durée de vie des installations, le recyclage ne devient intéressant qu’après des durées relativement longues.

On peut aussi mentionner la rationalité : est-il utile d’avoir des voitures électriques de 3 tonnes ?

Enfin, l’énergie ne représente qu’une partie de la demande en métaux Cette dernière a tendance a être très corrélée à l’évolution de l’économie (mesurée par le PIB).

Plus de détails dans l’étude publiée le 10 février.

✍️ L’auteur de l’article : Greg De Temmerman est physicien, spécialisé dans la transition énergétique. Il enseigne à l’école d’ingénieur MINES ParisTech, et est directeur du think tank Zenon Research. Retrouvez son thread au bout de ce lien.