Face à la raréfaction des métaux : croissance verte ou low tech ?

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Face à la raréfaction des métaux :croissance verte ou low tech ?

Philippe Bihouix, Ingénieur, coauteur de« Quel futur pour les métaux ? » (2010)« L’âge des low techs » (2014)

3

Face à la raréfaction des métaux :croissance verte ou low tech ?

11 décembre 2014

Philippe Bihouix

4

Ressources renouvelables ou non renouvelables ?

1 jour

1 mois 1 000 ans

Rythme de renouvellementEau

Agriculture,

élevage

Forêts

Chasse,

pêche

Ressources

minérales

Ressources

énergétiques

1 an

10 ans

100 ans 10 000 ans

100 000 ans

1 million d’années

10 million d’années

100 million d’années

1 milliard d’années

Ressources renouvelables

Ressources non renouvelables

Eaux de ruissellement Eaux fossilesNappes phréatiques

Arbres fruitiers, vignesElevage

Pêche en eaux profondes

Exploitation de forêts anciennesPlantations

Aquaculture, pêche

Sel de mer Sables, graviers Soufre Métaux et autres minerais

Pétrole, gaz Charbon

Cultures annuelles

Echelle humaine

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

1H

2He

3Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne

11Na

12Mg

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25Mn

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42Mo

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

*72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Tl

82Pb

83Bi

**

*Lanthanides(Terres rares)

57La

58Ce

59Pr

60Nd

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu

**Actinides90Th

92U

1

2

3

4

5

6

7

Groupe Période

Les ressources minérales

Groupe du platineTerres rares

6

Fer

Zinc

Titane

Etain

Plomb

Nickel

Cuivre

Aluminium

CalciumSodium Silicium

Zirconium

Vanadium

Selenium

Tungstène

Rhenium

Potassium

Molybdène

Manganèse

Magnésium

Indium

Cobalt

Chrome

Antimoine

PlatineOr

Argent

Fluor

Phosphore

Hydrogène Oxygène

1

10

100

1 000

10 000

100 000

1 000 000

10 000 000

100 000 000

1 000 000 000

10 000 000 000

100 000 000 000

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000

Abondance des éléments dans la croûte terrestre

(*) Parties par millionSources : BRGM, USGS 2007

Réserves base

en milliers de tonnes

(échelle logarithmique)

Abondance dans

la croûte terrestre en ppm (*)

(échelle logarithmique)

1 000 10 000 100 000 1 000 000

Virtuellement

infinies

0.1% 1% 10% 100%

~46%~27%

~8%

~5%

~0.4%

~0.1%

12 éléments abondants = 99,23% du poids de la croûte terrestre

Eléments rares

Eléments très rares

7

Réserves et ressources

Potentiel

géologique

non identifié

Réserves :Ressources exploitables

au prix actuel

Réserves base :Ressources démontrées,

mais (encore) non

exploitables

économiquement

Réserves

« déduites » (*) :

Dimension économique

Ressources « ultimes »

(*) “Inferred reserves” en anglais

Potentiel

géologique

identifié mais

non exploré

Dimension géologique

Dimension technique

8

Interaction entre énergie et métaux

Minerais de moins en moins

concentrés

Extraction des matières premières requérant toujours

plus d’énergie

Energie toujours moins

accessible

Production d’énergie requérant toujours plus de matières

premières

9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

1H

2He

3Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne

11Na

12Mg

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25Mn

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42Mo

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

*72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Tl

82Pb

83Bi

**

*Lanthanides(Terres rares)

57La

58Ce

59Pr

60Nd

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu

**Actinides90Th

92U

1

2

3

4

5

6

7

Groupe Période

Les métaux pour les “nouvelles” énergies

10Sources : USGS

AluminiumFer

Cuivre

Plomb

2008

Millions de

tonnes

Milliers de

tonnes

2008

Titane

Croissance de la consommation mondiale

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

0

500

1000

1500

2000

2500

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Nickel

Minerai de fer Grands métaux non ferreux

11

On joue sur un stock, pas sur un flux

Crésus, roi de Lydie (de -561 à -547)

Pièce en or du Pactole

12

Les limites du recyclage #1… la thermodynamique

Le rétameur disparu de nos campagnes

13

99%, ce serait déjà très bien

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

1H

2He

3Li

4Be

5B

6C

7N

8O

9F

10Ne

11Na

12Mg

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

18Ar

19K

20Ca

21Sc

22Ti

23V

24Cr

25Mn

26Fe

27Co

28Ni

29Cu

30Zn

31Ga

32Ge

33As

34Se

35Br

36Kr

37Rb

38Sr

39Y

40Zr

41Nb

42Mo

44Ru

45Rh

46Pd

47Ag

48Cd

49In

50Sn

51Sb

52Te

53I

54Xe

55Cs

56Ba

*72Hf

73Ta

74W

75Re

76Os

77Ir

78Pt

79Au

80Hg

81Tl

82Pb

83Bi

**

*Lanthanides(Terres rares)

57La

58Ce

59Pr

60Nd

62Sm

63Eu

64Gd

65Tb

66Dy

67Ho

68Er

69Tm

70Yb

71Lu

**Actinides90Th

92U

1

2

3

4

5

6

7

Groupe Période

Source : UNEP / Recycling rates of metals 2011

Taux de recyclage des métaux

< 1% 1 – 10% 10 – 25% 25 – 50% > 50%

14

Les limites du recyclage #2… les usages dispersifs

Usages agricoles

Produits d’hygiène

et cosmétiques

14 juillet… Papier

EncresPeintures et pigments

15

Métal

% usage dispersif

(chimie hors

catalyse)

Exemples d’applications

Cadmium 20% Pigments (plastique, verre, céramique), stabilisant (plastique)…

Chrome ~10% Pigments, tannage des cuirs…

Cobalt 17% Pigments, pneus, colles, savons, siccatifs…

Étain 14% Stabilisant (PVC), peintures anti-algues, préservation (bois)…

Manganèse 10% Piles, additif (céramique), pharmacie purification (eau) …

Molybdène ~30% Pigments, lubrifiants…

Plomb 12% Additif (verre / cristal, céramique), stabilisant (PVC), pigments…

Titane 95% Pigments, cosmétiques, dentifrices…

Zinc 6% Pigments, pneus, cosmétiques, pharmacie…

Sources : Société Française de Chimie, BRGM (Mineralinfo), Fédérations industrielles

Les limites du recyclage #2… les usages dispersifs

16

Les limites du recyclage #3… alliages, pureté et « dégradation de l’usage »

17

Le cercle « vertueux » du recyclage

Usages dispersifs

Perte mécanique, Mise en décharge

“Recyclage” avec perte fonctionnelle

(usage dégradé)

Recyclage sans perte fonctionnelle

18

La « croissance verte » emballe le système

Lutte « high tech » contre les

émissions de CO2 dans le bâtiment

La recherche du graal de

l’auto « propre »

19

Le « remède » est souvent pire que le mal

Nanotechnologies… et usages dispersifs

Hyperconnectivité, machinisation à outrance,

“électronicisation”… Big data ?

Obsolescence technique par recherche de performance

20

La croissance verte va faire (a fait ?) long feu

Le fossé à venir est trop grand : il faut travailler sur la demande, pas seulement sur l’offre

Le bon temps des « ingénieurs » thaumaturges est révolu

Il ne faut pas s’en remettre à une « sortie par le haut » technologique

Plus que jamais, besoin d’innovation, d’intelligence : mais pas celle qui a prévalu jusqu’à présent…

Il faut passer du HIGH TECH au LOW TECH !

21

Les « 7 commandements » des low tech

22

Difficile

Impact fort sur le

« confort »

Facile

Impact faible sur

le « confort »

Très utile

Forte économie de ressources,

déchets, pollution…

Moins utile

Faible économie de ressources,

déchets, pollution…

Pneus rechapés Couleursnaturelles

Vitessemaximale

Chauffage réduit

Fin des prospectuspublicitaires

Plus d’eau enbouteille

Abolition dessacs plastiques

Moins de produitscosmétiques

Moins de viande

Journaux enpapier toilette

Remettre en cause les besoins :La matrice « écolo-liberticide »

1

23

Concevoir et produire réellement durable

Des objets :

- Réparables- Modulaires- Réutilisables- Faciles à démanteler- …

Privilégier :

- La robustesse- La simplicité- Le mono matériau- Le choix des matières- Le moins d’électronique possible- …

2

24

Orienter le savoir vers l’économie de ressourcesOn en est encore loin...

3

25

Rechercher l’équilibre entre performance et convivialité

4

+

vs.

-Technologies de pointe, mondialisées- Production des sous-systèmes, pièces détachées…- Ressources- Adaptation des réseaux électriques- Bases logistiques- Routes d’accès-…

?

27

(Mauvais) exemple sur l’intégration

4

GPSWiFiBluetoothCapteurs de proximitéCapteur de lumièreInfrarougeThermomètreHygromètreBaromètreAccéléromètreGyroscope à 3 axesMagnétomètre2 micros2 caméras4 microprocesseurs 1,9 GHz (60 images / seconde)

Ouf !

… et dans un volume en baisse de 10%

28

Ou et comment agir ? Approche « chaîne de valeur »

Matières

premières

Produits

finis

Biens

d’équipements

Biens

d’usage

Produits

intermédiaires

ServicesMatériaux

transformés

Produits

finis

Produits

finisEnergie

Consommation de ressources croissante (?)

Industries

de procédés

Manufactures

Bâtiment

Transports

Réseaux

Grande

consommation

29

Volumes en jeu

Durée de vie des produits

Elevés

Faibles

Courte Longue

Bâtiment

Aéronautique

Automobile

Energie

Electroménager

Sports et loisirs

Electronique /

Télécoms

Alimentaire /

Emballages

Infrastructure

Filières

majoritairement B2B

Filières

majoritairement B2C

Ou et comment agir ?Approche sectorielle

30

Questionnement

du besoin

Conception

du produit

Niveau de

« performance »

Agriculture Intrants

AutomobilePuissance moteur

Poids

Matériaux

Pneus rechapés

Suréquipement

Finition

Bâtiment

Surfaces multi-usages

Climatisation

Contenu électronique

Réemploi existant

Matériaux

Simplicité / robustesse

Choix esthétiques

Produits blancs / bruns Contenu électroniqueMatériaux

Réparabilité

Suréquipement

Finition

Distribution

Zéro emballage

Consigne

Consommation de sol

Circuits courts

RéseauxCompostage

Suppression du jetableMachinisation (B2C)

Ou et comment agir ? Approche sectorielle

Exemples possibles d’innovations / initiatives low tech

31

Ou et comment agir ?Approche par acteurs

Etat et / ou au-delà

EntreprisesFédérations industrielles

Collectivités territoriales

•Soutien à une autre innovation

•Normes et réglementations

•Arbitrage énergie / ressources / travail

• Impulsion sur les projets, approche volontariste

(déchets ménagers, circuits courts…)

•Soutien aux initiatives locales / régionales

•Réflexion sur le contenu en emploi des achats /

des projets

•Echanges d’idées et de pratiques

•Réflexions sectorielles

•Nouvelles approches innovantes

•Pilotes

•Simplification, utilisation de l’existant

•Un peu d’audace et de préoccupation du bien

commun…

32

Il n’y a plus qu’à…

Merci pour votre attention !

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