Sommes-nous (in)dépendants des métaux rares ?

De nombreux éléments métalliques sont qualifiés de « critiques » : d’une part, ils jouent un rôle toujours plus important dans les technologies d’avenir et, d’autre part, il existe un risque élevé de pénuries d’approvisionnement.

Les PME, qui bien souvent ne savent pas vraiment de quels type de matériaux précis elles dépendent, sont également concernées par ce problème. Des stratégies pour une gestion plus durable des matériaux critiques ont été présentées et discutées à l’occasion d’un « Technology Briefing » à l’Empa.

En collaboration avec la fondation ESM « Entwicklungsfonds Seltene Metalle » (Fonds de développement pour les métaux rares), l’Empa a organisé un « Technology Briefing » autour du thème « Stratégies pour la gestion durable des matériaux critiques » à l’académie Empa de Dübendorf.

L’événement était censé montrer comment l’industrie et la recherche pouvaient faire face aux risques d’approvisionnement et aux conséquences d’une utilisation toujours plus accrue de ces matières premières. Comme l’a expliqué Patrick Wäger de la division « Technologie et société » de l’Empa, les matières premières ou matériaux sont considérés comme critiques, dès lors qu’ils revêtent une importance cruciale pour l’économie et la société, et qu’il existe en même temps un risque élevé d’approvisionnement.

Selon une étude commandée en 2014 par l’UE, toute une série de métaux « rares » (c.-à-d. des métaux présents dans la croûte terrestre avec une fraction massique de moins de 0.01 % en poids) tels que le gallium, le germanium, l’indium, le cobalt, les métaux du groupe du platine et les éléments de terres rares font partie de ces précieuses matières premières. Les raisons du risque élevé d’approvisionnement sont la concentration de la production des matières premières sur un nombre réduit de pays, des taux de recyclage bas, ainsi qu’une faible substituabilité.

Maren Liedtke de l’Agence allemande des matières premières DERA a thématisé le circuit de régulation de l’approvisionnement en matières premières et souligné que la baisse des capitaux dans le secteur minier et dans le traitement pouvait entraîner des déficits d’offres à moyen terme.

Les entreprises doivent donc observer les marchés et développer des stratégies de couverture et de repli. M. Liedtke est d’accord avec Wäger sur le fait que la disponibilité géologique de ces matières premières n’est pas le problème principal, même en cas de demande croissante. Ce qui est bien plus inquiétant, ce sont les effets écologiques et sociaux négatifs croissants de l’exploitation des matières premières. C’est pourquoi, selon Wäger, la science et l’économie devraient donc fournir davantage d’efforts dans le sens d’une gestion plus durable de ces matières premières. Figurent comme approches possibles la substitution par des matières premières non critiques, l’augmentation de l’efficacité des matériaux dans les processus de production et les produits, ainsi que la fermeture des cycles de vie des matières.

Solutions de l’industrie

Margarete Hofmann, directrice de l’ESM, a donné un aperçu des activités européennes dans le domaine des métaux critiques et en a déduit des mesures possibles pour une gestion plus durable des matières premières critiques dans les domaines de l’extraction, de l’efficacité des matériaux et de la substitution. Les mesures d’accompagnement importantes préconisées seraient la construction de plateformes servant à l’échange d’informations, la formation et la formation continue et l’analyse de stratégies et de systèmes, à l’aide par exemple d’analyses des flux de matières et de bilans écologiques.

Pour les représentants de l’industrie, tels que Ute Liepold de Siemens, Jensen Verhelle d’Umicore et Andreas Mai de Hexis, il est évident que leurs entreprises dépendent de matériaux critiques et qu’une gestion plus responsable de ceux-ci est donc nécessaire. Selon Liepold, la substitution, une utilisation plus économique des matériaux et le recyclage de déchets de production, ainsi que la réutilisation et le recyclage de biens de consommation usés en font partie. Pour ce qui est de la substitution, les difficultés résident, comme souvent, dans les détails, puisque de nombreux facteurs différents, tels que la performance et la qualité du produit, les coûts et l’apport en énergie, doivent être pris en considération. En outre, selon Liepold, la substitution exige « une longue préparation » et nécessite donc du temps. S’appuyant sur l’exemple du germanium, Verhelle a montré comment Umicore couvre aujourd’hui une grande partie de ses besoins grâce au recyclage.

Solutions de la recherche

La recherche sur les matériaux critiques à l’Empa est axée notamment sur la fermeture des cycles de matières et l’ «Urban Mining», c.-à-d. la récupération de matières premières à partir de sites de stockage crées par l’homme, p. ex. des bâtiments ou des biens de consommations usagés, tels que des appareils électriques ou électroniques. Patrick Wäger a présenté des projets en cours, dont l’enquête, en relation avec la « révision de l’ordonnance sur la restitution, la reprise et l’élimination des appareils électriques et électroniques » (OREA), sur la répartition de métaux rares dans des composants électroniques de véhicules et les fractions issues du traitement de véhicules hors d’usage dans des broyeurs automobiles.

Au niveau européen, l’Empa travaille depuis le début de l’année avec différents groupes de recherche sur l’établissement d’une banque de données relative à la présence de matières premières critiques dans l’« Urban Mine » européenne, dans le cadre d’un projet baptisé « Horizon 2020 ». Susanne Rotter de la TU Berlin, dont le groupe de recherche participe également au projet, s’engage pour qu’à l’avenir, le critère de recyclabilité soit davantage pris en compte lors de la conception et de la fabrication des appareils. En d’autres termes, les métaux rares doivent pouvoir être à nouveau séparés le plus facilement et avec le moins d’effort possible des appareils. Pour l’heure, cela reste, pour beaucoup d’appareils, très compliqué, laborieux et donc coûteux.

Pour que les entreprises puissent agir, elles doivent d’abord savoir quelles matières premières critiques elles utilisent actuellement dans leurs processus et produits et quels sont les risques encourus. C’est précisément l’information que l’outil web développé par Ernst Basler + Partner et des chercheurs de l’Empa veut fournir aux PME. Il permet d’évaluer les risques d’approvisionnement concernant plus de 30 métaux, les effets écologiques et sociaux de leur production, ainsi que la vulnérabilité de l’entreprise face à des interruptions d’approvisionnement. L’outil web sera prochainement disponible sur la page d’accueil de swissmem.