Juillet 2020
sommaire
Responsabilité & Environnement
Matières premières et nouvelles dépendances
Ce numéro a été coordonné
par Isabelle WALLARD
N° 99
Introduction : Isabelle WALLARD,
Ingénieure générale des Mines, Conseil général de l’Économie
Une pression accrue sur les matières premières sous l’effet combiné des transitions énergétique et numérique des pays développés et du développement économique des autres pays
De la structuration des chaînes de valeur aux mécanismes de formation des prix : une analyse englobante des marchés des métaux de base
Par Patrice CHRISTMANN
Consultant et chercheur indépendant, société Krysmine
et Yves JÉGOUREL
Maître de conférences à l’Université de Bordeaux, directeur-adjoint de Cyclope et Senior Fellow au Policy Center for the New South
Les matières premières minérales non énergétiques sont des intrants indispensables au fonctionnement des sociétés humaines. Cet article présente la structuration des chaînes de la valeur complexes et globalisées qui sont à l’origine de la production de la plupart des biens et services que les sociétés contemporaines utilisent au quotidien et illustre cette présentation par un descriptif des principaux flux mondiaux d’échange du cuivre, depuis la production et le négoce mondial des concentrés de minerai de cuivre jusqu’aux flux de cuivre contenus dans les biens de consommation objets d’un négoce mondial. Les produits miniers (concentrés) et métallurgiques (métaux raffinés, alliages) font l’objet d’un intense négoce international selon des modalités diversifiées, au sein duquel les principaux acteurs, souvent, ne sont pas les sociétés minières ou métallurgiques. Ces mécanismes de commercialisation, les divers processus de fixation des prix liant les acteurs industriels miniers ou métallurgiques aux industries manufacturières en aval de la chaîne de la valeur, le rôle central joué à cet égard par les négociants en matières premières, ainsi que les fonctions des marchés de produits dérivés sont présentés dans la seconde partie de cet article.
Impact de différents scénarios énergétiques sur les matières premières et leur disponibilité future
Par Olivier VIDAL
Institut des sciences de la terre (ISTerre), Université Grenoble Alpes, CNRS
La population mondiale, le PIB moyen/hab, ainsi que la consommation d’énergie et de matières premières affichent les mêmes croissances quasi exponentielles depuis plus d’un siècle. L’humanité utilise désormais des ressources minérales à un niveau sans précédent, avec 70 milliards de tonnes de matières extraites du sous-sol par an et un niveau de consommation desdites ressources par habitant jamais observé jusque-là (Graedel et Cao, 2010 ; Graedel, 2011 ; Wiedmann et al. , 2015 ; Elshkaki et al. , 2016, 2018). Les prévisions de consommation future sont dans la tendance des évolutions passées, et les quantités annuelles de métaux devant être produites d’ici à 2050 pourraient atteindre 3 à 10 fois les niveaux actuels (Graedel, 2011 ; Graedel et Cao, 2010). La quantité cumulée de métaux à produire au cours des trente-cinq prochaines années dépasserait alors la quantité cumulée produite depuis l’antiquité jusqu’à aujourd’hui. Les enjeux liés aux ressources minérales sont donc énormes, avec des implications de premier ordre dans tous les secteurs économiques et technologiques, dont, en particulier, celui de l’énergie. La présente contribution représente un survol de la question, en insistant sur le caractère multi-facteurs et dynamique des évolutions constatées
L’importance des métaux rares pour le secteur des technologies de l’information et de la communication, le cas d’Orange
Par Samuli VAIJA
Analyse cycle de vie et économie circulaire, Orange
et Éric PHILIPOT
Conseiller environnement
Depuis 2016, avec l’intégration de l’économie circulaire dans ses processus, Orange a lancé plusieurs projets pour améliorer ses connaissances dans le domaine des matériaux. Ainsi, la réalisation par le Groupe d’analyses de cycle de vie à visée d’identification des matériaux ayant le plus fort impact environnemental a été étendue aux équipements réseaux afin de renforcer en interne les connaissances sur ce sujet. Une mise à jour de la cartographie d’exposition du Groupe aux matériaux critiques a été lancée en 2018 pour couvrir les nouvelles technologies qui nécessitent potentiellement des matériaux spécifiques. Enfin, Orange s’est engagé dans les travaux de standardisation, dans le domaine de l’efficacité matière, qui se déroulent, par exemple, à l’ADEME ou à l’ITU-T, afin de pouvoir travailler sur la rédaction de l’état de l’art des exigences d’efficacité matière et ainsi les intégrer dans ses processus d’
Le recyclage ne suffira pas à répondre aux besoins
Illustration, à travers la légende classique des grains de blé placés sur un jeu d’échec, des limites incontournables de la croissance de la consommation des métaux et de la contribution du recyclage à leur approvisionnement
Par Jean-François LABBÉ
Ancien géologue économiste, ancien analyste de la criticité des matières premières minérales au BRGM
Le calcul du nombre de grains de blé nécessaires pour remplir les 64 cases d’un échiquier en partant de 1, puis en doublant à chaque case suivante, selon la légende, corrobore de manière imagée l’impossibilité de poursuivre de manière durable la croissance de la demande en métaux – une croissance observée pourtant de manière quasi continue, au niveau mondial, pour la grande majorité des métaux depuis le début de l’ère industrielle. Une déclinaison de cette légende prenant en compte le recyclage corrobore et illustre le fait qu’il est tout autant illusoire de penser qu’un recyclage, même optimal, même à 100 %, serait une solution pour rendre la croissance durable et pouvoir se passer de ressources naturelles primaires.
Le recyclage des cartes électroniques en France
Par Christian THOMAS
Fondateur et directeur scientifique de TND, président du pôle de compétitivité TEAM
Les cartes électroniques en fin de vie des équipements les contenant constituent, après récupération, une matière riche en métaux précieux et critiques. Leur recyclage est donc non seulement pertinent, mais également rentable. La mise en place de dispositifs réglementaires relatifs au traitement des DEEE et des VHU a permis d’améliorer leur collecte et leur traitement de premier niveau. La France a entrepris un important effort de R&D pour extraire et purifier les métaux contenus dans ces déchets particulièrement difficiles à traiter. Cependant, elle ne dispose pas encore d’une industrie métallurgique suffisamment forte ; de fait, l’essentiel des métaux contenus dans nos déchets partent à l’étranger, notamment en direction de l’Asie du Sud-Est. Nous dressons dans cet article un tableau de la situation actuelle, des acteurs du marché français et des projets émergents.
Les industriels français face aux risques qui pèsent sur leurs approvisionnements
Le CSF Mines et métallurgie et l’approvisionnement en métaux et matériaux stratégiques de l’industrie française
Par Christel BORIES
Présidente du CSF Mines et métallurgie et PDG du Groupe ERAMET
L’approvisionnement en métaux stratégiques constitue un enjeu essentiel pour la souveraineté nationale, que porte le CSF Mines et métallurgie, organe multipartite devenu incontournable dans la relation entre les pouvoirs publics et les acteurs de la filière considérée. La crise du Covid-19 a renforcé l’urgence de sécuriser nos approvisionnements, notamment en métaux et matériaux stratégiques, et de développer en la matière une politique publique ambitieuse.
Les métaux critiques pour l’économie française
Par Gaétan LEFEBVRE
BRGM, direction des Géoressources
La qualification de critique donnée à un métal découle d’une évaluation, et donc d’un niveau de perception donné. Un métal critique combine de forts risques de déficit en matière d’approvisionnement avec de forts impacts en cas de non disponibilité. Pour les industriels français, les sources de risques sont nombreuses. Ils peuvent provenir de goulots d’étranglement dans la chaîne d’approvisionnement, d’une compétition exacerbée entre secteurs ou encore d’une impossibilité de substitution de la substance en question pour un usage précis, ou d’une indisponibilité géologique ou technique. Les études de criticité, dont celles réalisées par le BRGM, ont pour objectif de fournir une meilleure connaissance de ces risques, permettant d’orienter les acteurs vers des solutions adaptées pour s’en prémunir, par des actions concrètes.
Les enjeux pour l’industrie française de son approvisionnement en titane : situation actuelle et analyses prospectives
Par Pierre-François LOUVIGNÉ
Consultant
Le titane est un matériau irremplaçable pour de nombreuses applications industriels de haute technologie, telles que l’aéronautique, l’espace, le nucléaire, l’armement, la pétrochimie, le médical, etc. La France, et plus globalement l’Europe, sont dépendantes pour leurs importations de titane en provenance de grandes puissances comme les États-Unis, la Russie ou la Chine, alors que ces mêmes pays sont des concurrents sur les secteurs d’application précités. Dès lors, bâtir une stratégie d’approvisionnement nécessite une bonne connaissance du marché et une analyse dynamique des facteurs de risque liés à la dépendance, en particulier en situation de crise. Pour ces raisons, le titane fait l’objet d’une veille économique et géostratégique, laquelle est soutenue par les grands groupes industriels français et les services de l’État concernés par les problématiques d’accès aux matières premières.
Ambition 2025 : la stratégie du Groupe Orange pour le développement d’un numérique plus sobre énergétiquement et plus économe en ressources et matériaux critiques
Par Philippe TUZZOLINO
Directeur Environnement du Groupe Orange
Les acteurs du numérique doivent réduire leur empreinte environnementale dans un contexte de croissance des usages de leurs clients et d’urgence climatique. Orange souhaite s’engager sur une trajectoire de réduction des émissions de CO2 liées à ses activités, conformément à l’objectif de limiter le réchauffement à 1,5°C et en alignement avec les recommandations du GIEC et les Accords de Paris. Cette ambition se traduit par un objectif de réduction de ses émissions absolues de CO2 en 2025 d’au moins 30 % par rapport à 2015. Cette réduction des émissions se fera principalement pour Orange au travers d’un développement additionnel de l’électricité d’origine renouvelable, avec plus de 50 % visé en 2025. Ces nouveaux objectifs vont s’accompagner d’un plan renforcé sur l’étude des ressources associées à cette politique. Orange ne fabrique rien directement, achetant l’ensemble de ses équipements à des fournisseurs. L’action du Comité stratégique sur l’économie circulaire, qui a été mis en place en 2017 et dont l’un des volets d’intervention porte sur les risques inhérents aux matières premières et aux ressources rares, a été renforcée par l’engagement d’une nouvelle étude de recherche sur les matières critiques pour le Groupe, en lien avec son processus
Matières premières, criticités et axes stratégiques dans les industries de l’automobile
Par Gildas BUREAU
Pilote du groupe de travail PFA Filière « Automobile et Mobilité » sur les matériaux stratégiques pour l’automobile
Forte de 400 000 emplois en France, la filière Automobile fait partie des industries stratégiques nationales. Cette industrie utilise de nombreux équipements technologiques de plus en plus complexes qu’elle a su rendre fiables et abordables. L’intégration de ces fonctions technologiques sont nécessaires pour la sécurité, le confort, le respect des normes environnementales ou pour la connectivité des véhicules. Ces performances techniques et économiques, à la fois durables et sûres, sont le fruit d’évolutions et de ruptures technologiques qui ont été rendues possibles grâce à l’utilisation industrielle de matières premières présentant des propriétés exceptionnelles, qu’elles soient électroniques, électriques, magnétiques, optiques... Si nous remontons la chaîne logistique de ces différents composants automobiles, nous y trouvons des matériaux et des matières premières. Même à l’heure de la digitalisation, une automobile reste un ensemble constitué de plus d’une tonne de matériaux. Comme nous le verrons ces matières premières sont au coeur d’un écosystème complexe, international et interdépendant, à forts enjeux. Dans ce contexte, différents leviers sont actionnables pour établir une, ou plutôt, devrais-je dire, des stratégies pour encadrer la gestion des matières premières stratégiques.
Les réponses des États et de la Commission européenne
La guerre des métaux rares ou la face cachée de la transition énergétique et numérique
Par Guillaume PITRON
Journaliste et réalisateur
La stratégie fédérale mise en place par les États-Unis pour sécuriser l’approvisionnement en minerais critiques de leurs industries
Par Alexis SAHAGUIAN
Direction générale du Trésor
FERNANDEZ
et David KREMBEL
Ambassade de France aux États-Unis – Service économique régional
L’enjeu des matières premières critiques aux États-Unis se structure autour d’un schéma nettement transversal, à la fois géopolitique (rivalité vis-à-vis de la Chine), industriel (rapatrier la production de biens relevant de secteurs stratégiques, sécuriser l’approvisionnement des chaînes logistiques), et idéologique (autonomie des États-Unis au regard d’autres nations, en vertu de la sécurité nationale). La stratégie fédérale se construit néanmoins méthodiquement, de façon pyramidale, chaque ministère apportant sa contribution et moyens d’action sur le fondement du décret présidentiel de décembre 2017, laissant cependant de côté nombre d’enjeux locaux environnementaux et commerciaux multilatéraux, sommés de s’effacer face aux objectifs de l’État fédéral.
La consommation durable des ressources naturelles : un enjeu planétaire
Par Doris NICKLAUS
Ingénieur en chef des ponts, des eaux et des forêts
et Dominique VIEL
Contrôleur général économique et financier honoraire
Dans un contexte de forte croissance de l’extraction mondiale des ressources matières, la soutenabilité de leur utilisation est devenu un objet à part entière des politiques publiques, au niveau mondial comme aux niveaux européen et national. Un premier plan Ressources a vu le jour en France en juillet 2018. Un second plan focalisé sur les ressources minérales de la transition bas-carbone et accompagné d’une politique industrielle de recyclage ambitieuse est en cours d’élaboration dans le cadre de la feuille de route pour l’économie circulaire. Ces travaux montrent que la France et l’Europe sont dépendants pour leurs approvisionnements en minerais et composants métalliques, dont la demande ne cesse de croître, y compris pour répondre aux besoins de la transition bas-carbone et du développement du numérique. La crise économique liée à la pandémie du coronavirus révèle cette fragilité et nous interroge sur les enjeux de relocalisation des activités industrielles, y compris minières et de première transformation.
La politique française des matières premières minérales non énergétiques
Par Rémi GALIN, Jean-François GAILLAUD
Direction de l’Eau et de la Biodiversité (DGALN/MTES)
La dépendance de la France pour les métaux n’est pas nouvelle. Les objectifs d’approvisionnement doivent tenir compte d’une nouvelle donne. La vulnérabilité de nos filières industrielles d’excellence, la multiplication des substances, la pression sur la planète sont autant de nouveaux paramètres qui nécessitent d’inscrire l’approvisionnement en ressources minérales dans un modèle économique plus vertueux, celui de l’économie circulaire. La France s’est dotée d’un cadre stratégique dynamique avec le plan de programmation des ressources. De plus, elle peut s’appuyer sur l’expertise opérationnelle des Comités stratégiques de filières du CNI, notamment celui de la filière Mines et métallurgie. La mobilisation de l’échelon européen, de nos acteurs du domaine minier, et de ceux de la métallurgie et de l’innovation doit nous permettre de concrétiser des projets industriels à partir des ressources primaires ou secondaires de notre territoire ou en collaboration avec des opérateurs partageant les mêmes valeurs que nous.
La stratégie européenne dans le domaine des matières premières
Par Gwenole COZIGOU
Directeur, direction Industrie durable et Mobilité, direction générale Marché intérieur, Industrie,
Les matières premières sont essentielles à notre style de vie moderne. Elles sont utilisées dans un large éventail d'applications allant des matériaux de construction et des industries alimentaires, à l'énergie propre ou l'électronique. Les matières premières resteront à l’avenir un élément essentiel pour la compétitivité et la résilience des chaînes de valeur industrielles, à la fois dans l'Union européenne (UE) et dans l'économie mondiale. Dans un cadre où la crise du Covid-19 a mis en évidence les vulnérabilités des chaînes de valeur, l’Europe doit poursuivre activement une approche plus stratégique de l’accès aux ressources comme facteur essentiel pour réduire sa dépendance aux matières premières critiques et réaliser sa transition vert
Hors dossier
Production d’hydrogène décarboné : la troisième voie
Par Laurent FULCHERI
Directeur de recherche, Université PS
L’hydrogène sera très probablement amené à jouer un rôle clé au cours des prochaines décennies. Malheureusement, la méthode actuelle de production d’hydrogène à échelle industrielle la plus courante – reformage à l’eau (SMR) – s’accompagne, en moyenne à l’échelle mondiale, de plus de 10 tonnes de CO2eq par tonne d’hydrogène ! L’électrolyse de l’eau est évidemment une option idéale à long terme pour la production d’hydrogène « décarboné » (H2 vert). Malheureusement, la réaction de dissociation de l’eau est extrêmement énergivore. Une troisième voie souvent appelée « H2 bleu », suscite aujourd’hui un intérêt croissant. Cette voie est basée sur la pyrolyse du gaz naturel à haute température pour la coproduction d’hydrogène et de carbone solide. Le principal avantage de cette méthode est qu’elle est thermodynamiquement beaucoup moins énergivore que la dissociation de l’eau. Des recherches sur la pyrolyse du méthane par plasma thermique sont menées à MINES-ParisTech depuis plus de vingt-cinq ans. La technologie est maintenant mature et une première usine commerciale destinée à la coproduction d’hydrogène et de noir de carbone est aujourd’hui en construction aux États-Unis par Monolith Materials, Inc.