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Transition énergétique : le défi des matières premières propres et durables

drawv

26 janvier 2022

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Au cœur de la transition énergétique, l’expansion du marché des véhicules électriques va demander une utilisation importante de matières premières, notamment dans la fabrication des batteries Lithium-ion.

Cette croissance doit s’accompagner d’une attention particulière concernant ces métaux qui font l’objet d’une demande mondiale importante et, constituent un enjeu stratégique majeur.

L’amélioration du processus d’extraction de ces métaux pour les rendre éthiques et durables et la recherche d’une souveraineté Européenne sont les deux principaux défis à relever pour la réussite de cette transition énergétique.

Quelles sont les solutions pour obtenir des matières premières éthiques et durables et pour tendre vers une souveraineté Européenne ?

Mine nickel Crédit photo: Adrian Wojcik 

Etat des lieux

Quelles matières premières entrent dans la fabrication d’une batterie ?

Une batterie nécessite pour sa fabrication différentes matières premières, les principales sont : le nickel, le cuivre, le cobalt, le lithium, le manganèse et le graphite.

MP EN

    Où trouve-t-on ces métaux ?

    Ces métaux se trouvent partout dans le monde :

    • 80% des réserves de graphite naturel se trouvent en Chine, au Brésil et en Turquie.
    • 75% des réserves de manganèse se trouvent en Australie, Brésil, Afrique du Sud et en Ukraine.
    • 50% des réserves mondiales de cobalt se trouvent en République démocratique du Congo.
    • 44% des réserves exploitées de lithium se trouvent au Chili, et l’Australie quant à elle produit 49% du lithium mondial.
      Les ressources en Lithium sont cependant massives et assez bien reparties au niveau mondial. (cf : carte production et réserves mondiales de lithium en 2020)

    Map Lithium FR

    Les freins liés à la disponibilité de ces matières premières

    Impacts sociaux et environnementaux de l’extraction des matières premières

     

    Les conditions sociales, d’hygiène et de sécurité des mines dans certaines régions du monde pour l’extraction de métaux stratégiques sont l’objet d’une attention très forte. Les activités minières n’appliquant pas les règles et usages d’un développement durable peuvent engendrer de forts impacts environnementaux, notamment la pollution des sols et des eaux souterraines.

    L’« artisanal mining » est une pratique des populations habitant à proximité des mines. Des particuliers, souvent mal équipés, extraient par leurs propres moyens les métaux pour les revendre. Cette pratique n’est pas réglementée et génère des risques pour la santé et la sécurité des personnes. Elle représente typiquement une faible fraction des minerais extraits et commercialisés. L’enjeu est l’identification et l’isolation des minerais issus de ces pratiques

     

    Une dépendance vis-à-vis des ressources

     

    Le deuxième enjeu de ces matières premières est lié à la souveraineté. Actuellement, l’Europe fournit moins de 1% des matières premières pour les batteries lithium a souligné l’eurodéputée allemande Hildegard Bentele. Pour réussir sa transition énergétique, l’Europe est fortement dépendante des pays tiers et notamment de la Chine.

    L’Empire du Milieu est aujourd’hui très fortement positionnée mondialement en matière d’extraction et de raffinage ces métaux nécessaires à la fabrication des batteries pour les véhicules électriques. Elle a pris une position très importante, tant en approvisionnement qu’en traitement, dans de nombreuses mines sur le continent africain.

     

    Un problème de disponibilité des matières premières

     

    La croissance du marché du véhicule électrique demande nécessairement plus de ressources en matières premières et notamment en cobalt, en nickel et en lithium.

    Selon le scénario de “développement durable” de l’AIE (Agence International de l’Energie), d’ici 2040, pour la fabrication des batteries et notamment celles utilisées pour les véhicules électriques la demande de cobalt sera multipliée par 21, celle de nickel par 19 et celle de lithium par 42.

    Il y a un ainsi un risque de décalage entre l’expansion de l’extraction minière et les besoins de la transition énergétique.

    Cependant, l’AIE indique qu’il n’y a pas de rareté globale des ressources et que la croûte terrestre contient très largement assez de minéraux pour répondre à la demande liée aux véhicules électriques.

    Par conséquent quelles sont les solutions pour lever ces freins et garantir le succès de la transition énergétique ?

     

    Les solutions pour tendre vers des matières premières durables et responsables

    Les réglementations pour améliorer les procédés d’extraction

     

    Les certifications ISO vont permettre de réglementer au mieux les pratiques d’extraction. Le sous-comité de l’ISO sur la “gestion de la restauration des mines (ISO/TC 82/CS 7)” vient d’être créé afin de limiter les dommages liés aux activités minières grâce à des normes internationales.
    D’après l’ISO “[L’industrie minière] doit toutefois satisfaire aux exigences environnementales, et l’exploitation aveugle des ressources limitées ne doit pas se faire au détriment des générations futures. Cette industrie a donc un grand rôle à jouer pour garantir le développement durable.”

     

    La traçabilité des matières premières : il est nécessaire de renforcer les exigences de traçabilité et les acteurs comme les constructeurs automobiles auront un rôle à jouer dans ce processus afin de savoir d’où viennent les métaux et où ils sont produits. Cette traçabilité accélèrera le processus de recherche d’éthique dans la fabrication des batteries.

     

    La Critical Minerals Association (CMA) est un organisme visant à garantir des chaînes d’approvisionnement en minéraux critiques sûres et durables. Le CMA émet des rapports comme par exemple un état des lieux de l’exploitation minière durable, en termes d’empreinte carbone et de suivi. Ils ont également rédigé un livre blanc : une liste de souhaits de mesures sociales et de modes de traçabilité à appliquer pour les mines.

     

    L’ERMA (European Raw Materials Alliance) : Dans le cadre du plan d’action de « Critical Raw Materials » du 3 septembre 2020, l’ERMA a été créé avec pour objectif de favoriser des chaînes de valeur résistantes pour les écosystèmes industriels de l’Union Européenne. De réduire la dépendance vis-à-vis de ces matières premières et donc de renforcer l’approvisionnement national respectant les obligations internationales de l’Union Européenne.

     

    Des associations indépendantes vont surveiller et suivre les mines et notamment le “conflict dipping” ; les conflits d’intérêts liés à l’extraction des métaux. Elles réalisent des audits des mines et répertorient leurs pratiques illégales comme le financement de l’armement, l’emploi des enfants…

     

    Les mesures annoncées suite au Rapport Varin pour la sécurisation de l’approvisionnement en matières premières minérales du 10 janvier 2022

     

    Verkor était présent à la réunion interministérielle du 10 janvier 2022 afin de participer activement et contribuer à la mission de Philippe Varin portant sur l’approvisionnement de l’industrie en matières premières stratégiques.

    Les pouvoirs publics ont la volonté de veiller et d’améliorer la résilience des chaînes de valeurs et notamment sécuriser l’approvisionnement des matières premières stratégiques.

    Pour ce faire, de nombreux axes stratégiques ont été retenus par le Gouvernement. La France travaille sur la constitution d’un “fonds d’investissement dans les métaux stratégiques pour la transition énergétique” afin de garantir l’accès et l’approvisionnement des industriels français et européens. Un observatoire des métaux critiques va être créé ainsi que la nomination d’un délégué interministériel à la sécurisation de l’approvisionnement des métaux stratégiques. Le rapport préconise de planifier la recherche et les compétences dans ce domaine avec une feuille de route technologique pour les prochaines générations de batteries. Enfin, le concept de “mine responsable” va être traduit en norme ou en label, certifiable.

    Des appels à projet (AAP) ont également été lancés pour diminuer la dépendance vis-à-vis des pays tiers en développant des filières stratégiques pour la France et l’Europe. Agnès Pannier-Runacher (ministre déléguée chargée de l’Industrie) a déclaré : “Notre industrie reste, aujourd’hui encore, trop dépendante des filières d’approvisionnement extra-européennes en matière de métaux critiques. Alors que ces ressources sont limitées et que la concurrence mondiale est forte, le moment est décisif pour sécuriser nos approvisionnements en ressources minérales indispensables pour parvenir à la neutralité carbone en 2050.”

    Dans le cadre du plan France 2030, 1 milliard d’euros seront mobilisés dans le but de renforcer la résistance des chaînes d’approvisionnement en métaux.

     

    Des industries minières durables et responsables

     

    Face à ces enjeux stratégiques, des entreprises minières développent des pratiques et des procédés innovants pour une industrie durable et responsable.

    L’eurodéputée allemande, Hildegard Bentele note qu’“Aujourd’hui il y a de bons exemples de pratiques minières durables. Si on le fait en Europe, ce sera fait avec un niveau de normes et de technologies très élevé : ce sera plus propre qu’en Chine ou en République Démocratique du Congo”.

     

    Y-a-t-il un avenir pour les start-ups européennes dans le domaine minier et métallurgique ?

     

    Dans ce contexte, les startups ont toute leur place pour proposer et développer des technologies innovantes qui devront offrir des alternatives en terme d’accès à la ressource, de souveraineté et surtout d’impact sur l’environnement. Une entreprise comme Vulcan ambitionne par exemple une extraction de Lithium neutre en carbone à partir de sources géothermales de la haute vallée du Rhin en Europe.

    Afin de ne pas épuiser ces réserves, il est nécessaire que les entreprises minières intègrent parfaitement le LCA (L’Analyse du cycle de vie) du produit. Le LCA mesure l’impact environnemental de la production, l’utilisation et la mise au rebut des produits et services conformément aux normes internationales ISO 14040/44.

    De plus les sites miniers tendent à devenir plus responsables : utilisation de l’énergie solaire pour leur fonctionnement, installation de caténaires pour électrifier les dumpers transportant les roches (par exemple l’exploitant Boliden dans une mine de fer en Suède), utilisation de nouveaux procédés pour économiser l’eau et réduire les déchets.

    Relocalisation de l’extraction des métaux stratégiques

     

    La France abrite des ressources en roches, minéraux industriels et métaux tels que le plomb, le zinc, le cuivre et le lithium (notamment dans le massif central), un potentiel encore sous-valorisé.
    En Europe, les ressources en Lithium se trouvent aussi en Serbie, au Portugal, en Finlande, en Espagne et en Autriche.

    Ce potentiel dépassant les 200 000 tonnes de lithium métal pourrait rendre la France et l’Europe autonomes grâce à la mise en place de procédés de traitement des minerais.

     

    Recyclage des batteries

     

    Afin de pallier les manques et les tensions liées à l’approvisionnement de certains métaux, une autre solution va jouer un rôle important : le recyclage des batteries.
    En effet, à long terme le recyclage prendra une place majeure dans la fourniture des métaux nécessaires à la fabrication des batteries électriques.

    L’avenir sera un mix entre les métaux extraits des sols et les matières premières recyclées. L’Union Européenne a émis un projet de règlementation sur les taux de métaux recyclés présents dans une batterie.

    D’ici 2030, les batteries pourraient devoir contenir au moins 4% de lithium recyclé et en 2035 ce taux augmenterait à 10%. Pour le nickel, 4% de nickel recyclé en 2030 et 12% en 2035.

    Le rapport établi par la Commission Européenne, “la mise en œuvre du plan d’action stratégique sur les batteries”, indique que “Le recyclage des batteries des véhicules électriques pourrait contribuer à environ 10 % des besoins de l’UE en cobalt en 2030”.

     

     

    La transition énergétique est en cours et va nécessiter le développement de nouvelles ressources pour sécuriser l’approvisionnement de certaines matières premières dont celles entrant dans la composition des batteries pour les voitures électriques. Des solutions sont d’ores et déjà développées pour produire des matières premières durables et responsables et tendre vers une indépendance européenne pour la production de ces métaux stratégiques.

    Verkor s’engage en faveur d’un avenir technologique propre et local, en ayant une démarche vertueuse tout au long du cycle de vie de la batterie, depuis le choix des composants jusqu’à leur recyclage. L’objectif est d’assurer une traçabilité des performances de chaque matériau mais aussi d’analyser le cycle de vie des batteries.

    Verkor met tout en œuvre pour favoriser le développement durable en restant compétitif.

     

    Plus d’informations bientôt 

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