Décryptage

« La disponibilité des matériaux jouera un rôle clé pour réussir la transition »

À la suite de la parution des scénarios de l’ADEME pour atteindre la neutralité carbone en 2050 - Transition(s) 2050 -, onze feuilletons complémentaires sont déjà parus. Le feuilleton « Matériaux de la transition énergétique » analyse le caractère critique des matériaux nécessaires au déploiement des énergies renouvelables et véhicules électriques. De ce point de vue, tous les scénarios ne se valent pas. Le point avec Stéphane Barbusse, coordinateur Recherche, développement et prospective transports et mobilité et Marie Sauze, ingénieure Impacts environnementaux des énergies renouvelables.

Pourquoi s’intéresser aux matériaux de la transition énergétique ?
Marie Sauze

Depuis la finalisation, cet automne, de notre exercice de prospective Transition(s) 2050, les différents scénarios capables de nous emmener vers la neutralité carbone sont bien documentés. Mais, entre la frugalité et la consommation de masse, les besoins en matériaux et métaux sont très différents. Or ceux-ci ne sont pas disponibles en quantité illimitée. Il était donc indispensable d’apporter cet éclairage complémentaire, pour faire les meilleurs choix.

Stéphane Barbusse 

Tous nos scénarios comportent une trajectoire qui s’appuie sur une très forte électrification des usages, et donc engendrent un fort appel à des solutions de stockage électrochimique comme les batteries des véhicules par exemple. Il était donc important d’estimer jusqu’à quel point ces scénarios sont robustes. Identifier les points de blocage potentiels peut d’ailleurs favoriser d’utiles efforts de substitution de matériaux par d’autres de la part des industriels. Cela peut aussi permettre aux pouvoirs publics de choisir les bonnes orientations en vue de la mise place d’une économie circulaire sur les matériaux en tension.

Dans cette incertitude, quels indicateurs avez-vous choisis ?
M.S. 

La criticité géologique est la première qui vient à l’esprit quand on pense aux ressources naturelles. Pourtant, de nouvelles méthodes d’extraction viennent régulièrement repousser ses limites, pourvu que les prix les justifient. La criticité géopolitique est bien plus contraignante. Pour les matériaux rares absents de notre sol, plus nos besoins dépassent notre part du PIB mondial (à ce jour 1 %), plus nous risquons de nous heurter à forte concurrence, face à des producteurs régulièrement en situation de quasi-monopole. Pour les autres matériaux, l’augmentation des quantités nécessaires en dit déjà long sur les tensions prévisibles…

S.B.

Nous nous sommes limités aux technologies mâtures offrant des données suffisantes : les véhicules légers particuliers et utilitaires, les EnR photovoltaïques et éoliennes et le nucléaire. Logiquement, ce sont celles qui présentent le plus fort potentiel de déploiement. Pour les autres, les perspectives demeurent trop incertaines et les données trop parcellaires. Mais nous remettrons l’ouvrage sur le métier dès que possible.

Quels sont vos principaux enseignements ?
S.B. 

Le premier n’étonnera personne : plus le scénario tend vers la sobriété, moins ses besoins en matériaux sont élevés, ce qui augmente ses chances de réalisation. Du point de vue de la menace climatique, c’est évidemment très important. À l’opposé, les scénarios les moins sobres annoncent des tensions qui seront difficiles à résoudre. Avec, en plus, trois angles morts : le numérique, le renouvellement du réseau électrique et la capture de CO2, qui vont également mobiliser des matériaux en grande quantité. Précisons quand même que le réemploi et le recyclage n’ont pas été pris en compte. Ils constituent une sorte de réserve que les industriels pourraient mobiliser, notamment en améliorant la conception de leurs produits.

M.S.

Dans le détail, quatre métaux ou groupes de métaux se dégagent du lot pour leur criticité. Les métaux des batteries, lithium en tête, voient leur consommation exploser dans tous les scénarios, multipliée par 3 pour le scénario 1 et par 8 pour le scénario 4. Viennent ensuite les terres rares, présentes dans les moteurs et les turbines électriques et, à nouveau, dans les appareils numériques. Dans le scénario 4, les besoins de la France pourraient atteindre 8,5 % de leur production mondiale actuelle… Suivent l’aluminium, indispensable pour alléger les véhicules, puis le cuivre, omniprésent dans le monde hyper-électrique qui s’annonce. Tous deux ont l’avantage d’être assez facilement recyclables mais l’inconvénient d’être mobilisés sur de longues périodes, notamment dans les infra-structures.

Que peut-on en conclure ?
M.S.

S’il s’agit de sécuriser nos approvisionnements, nous ne pourrons pas faire l’économie d’un débat sur le retour des mines en Europe. D’autant que c’est l’une des rares régions du monde où pourra se développer une extraction responsable.

S.B.

Que les pays en développement ne doivent surtout pas refaire nos erreurs, même de manière transitoire. Est-il judicieux d’équiper toute une population de véhicules individuels, adaptés à tous les types de trajets ? Ou de dimensionner les réseaux sur quelques pics saisonniers ? En matière de soutenabilité, nous pouvons difficilement nous considérer comme un modèle…

14 matières

et métaux étudiés : le béton, l’acier, le cuivre, l’aluminium, les terres rares, le silicium, l’argent, le verre, le titane, le lithium, le graphite, le nickel, le cobalt et l’uranium.

8 fois

plus de lithium qu’aujourd’hui pour réaliser le scénario 4.