Une étude sur les technologies émergentes confirme la demande croissante pour de nombreux métaux précieux, métaux stratégiques et terres rares. Forte dépendance vis-à-vis de certains États.
Le ruthénium pourrait bien connaître une véritable flambée de la demande d'ici 2040. Les besoins mondiaux en ce métal précieux, utilisé notamment dans les centres de traitement de données, les superalliages et les carburants synthétiques, pourraient – selon le scénario prospectif sur lequel repose l'étude – être multipliés par dix-neuf au cours des vingt prochaines années. La demande en scandium pourrait elle aussi augmenter considérablement d'ici là : elle pourrait être multipliée par huit.
Ces chiffres ont été calculés par les scientifiques de l'Institut Fraunhofer pour la recherche sur les systèmes et l'innovation (ISI) et de l'Institut Fraunhofer pour la fiabilité et la micro-intégration (IZM). Ils ont regroupé les résultats dans cette étude. “ Les matières premières au service des technologies émergentes 2021 ” réalisée à la demande de la Deutschen Rohstoffagentur (DERA).
La particularité de cette étude : elle ventile la demande future en matières premières non seulement selon cinq grands domaines d’utilisation (clusters), parmi lesquels “ la mobilité, l’aviation et l’espace ”, “ la numérisation et l’industrie 4.0 ” et “ les technologies énergétiques et la décarbonisation ”. Sur la base de scénarios d’avenir, l’étude montre également comment différentes trajectoires de développement mondial pourraient influencer concrètement la demande pour chaque matière première. Dans le cadre d’un développement mondial axé sur la durabilité, la demande en ruthénium, par exemple, ne devrait, selon l’étude, être multipliée que par 2,4 ; en revanche, dans le cas d’un développement axé sur les énergies fossiles, elle serait multipliée par dix-neuf. Dans le cas du scandium, les scénarios montrent l’effet inverse : un développement axé sur la durabilité multipliera la demande par 7,9, tandis qu’un développement axé sur les énergies fossiles ne la multipliera que par 0,7.
Cinq scénarios d'évolution socio-économique
Les scénarios futurs sur lesquels repose cette étude proviennent du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat. Dès 2011, cet organisme avait commencé à élaborer ce que l'on appelle Parcours socio-économiques partagés (SSP). Les SSP décrivent cinq scénarios différents de l'évolution possible de l'économie et de la société mondiales au cours des 20 prochaines années – allant d'un scénario axé sur le développement durable (SSP1) à un scénario où les énergies fossiles continuent de dominer (SSP5).
En gros, le scénario de développement durable (SSP1) part du principe que “ le monde s’orientera progressivement mais de manière généralisée vers une voie plus durable ” et mettra “ l’accent sur un développement plus inclusif respectant les limites écologiques ”. Dans ce scénario, la consommation future s’orientera vers “ une faible croissance matérielle et une moindre intensité en ressources et en énergie ”.
À l’autre extrémité de l’échelle des SSP se trouve la poursuite d’une voie de développement fondée sur les combustibles fossiles. Dans ce scénario, le monde “ accordera une confiance croissante aux marchés concurrentiels, à l’innovation et aux progrès technologiques rapides ”. Les marchés mondiaux sont de plus en plus intégrés tandis que, parallèlement, “ la recherche du développement économique et social va de pair avec l’exploitation de ressources abondantes en combustibles fossiles et l’adoption, partout dans le monde, de modes de vie grands consommateurs de ressources et d’énergie ”. Les hypothèses des SPP 2 à 4 se situent entre ces deux extrêmes.
Le scandium et le lithium sont très demandés dans un monde axé sur le développement durable
Il n’est donc pas surprenant, pour reprendre l’exemple du scandium, que ce métal des terres rares soit beaucoup plus recherché dans un monde axé sur le développement durable que dans un scénario reposant sur les combustibles fossiles. Après tout, le scandium est considéré comme indispensable, notamment pour les technologies émergentes telles que la production d’énergie à partir de piles à combustible. Il en va de même pour certains autres métaux stratégiques : la demande en lithium, par exemple, qui est notamment nécessaire aux batteries haute performance destinées à la mobilité électrique, devrait être multipliée par 5,9 dans un monde axé sur la durabilité (contre seulement 0,9 fois dans un monde reposant sur les énergies fossiles), la demande en iridium, une matière première importante pour la production d’énergie durable par électrolyse, devrait être multipliée par 5 (contre 0,3 fois dans un scénario fossile).
Dans un monde reposant sur les énergies fossiles, en revanche, les chercheurs estiment que, outre le ruthénium, la demande en platine connaîtra une hausse significative. Plus précisément, elle sera multipliée par 4,3 (contre seulement 0,3 dans le scénario axé sur la durabilité). Cela peut paraître déroutant à première vue, mais ce postulat repose sur des bases solides. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) part du principe que la voie de développement fondée sur les énergies fossiles sera, parallèlement, la plus avancée sur le plan numérique. En d’autres termes : dans le scénario fondé sur les combustibles fossiles, l’utilisation des technologies et des produits numériques, ainsi que les énormes quantités de données échangées à l’échelle mondiale qui en résultent, augmenteront considérablement la demande en centres de traitement des données et, par conséquent, la demande en ruthénium et en platine.
Les terres rares seront indispensables dans ces deux mondes
En revanche, parmi les métaux technologiques et les nombreuses terres rares, l’écart entre les prévisions de demande selon les différents scénarios est bien plus faible. Selon l’étude, de nombreuses matières premières connaîtront des niveaux de demande presque identiques dans les deux mondes. La demande en dysprosium et en terbium, que la DERA regroupe sous l’appellation HSE (terres rares lourdes), sera multipliée par 5,5 (scénario axé sur la durabilité) ou par 6,4 (scénario fossile). Cela s’explique par le fait que le dysprosium et le terbium sont non seulement nécessaires pour les moteurs de traction dans le domaine de l’électromobilité et pour les parcs éoliens, mais aussi pour la production de semi-conducteurs et dans l’industrie nucléaire. Pour la seule production mondiale de moteurs de traction électriques destinés aux véhicules à moteur, on prévoit que la quantité requise de HSE atteindra 34 000 tonnes métriques (scénario de durabilité) ou un peu moins de 32 000 tonnes métriques (scénario fossile). À titre de comparaison : en 2018, ce chiffre n’était que de 1 430 tonnes métriques.
La demande en néodyme et en praséodyme, regroupés par la DERA sous l’appellation LSE (terres rares légères), devrait également augmenter dans les deux scénarios. Outre la mobilité électrique et l’énergie éolienne, ces éléments sont notamment nécessaires à la fabrication des smartphones. La demande devrait être multipliée par 2,2, passant de 500 tonnes à 5 140 tonnes (scénario « durabilité ») ou à 7 680 tonnes (scénario « fossile »).
L'AIE met en garde contre la dépendance
Bien qu’elle s’appuie sur des chiffres bruts, cette étude poursuit des objectifs très concrets et spécifiques. Le DERA précise : “ L’objectif central de l’étude est d’identifier les domaines technologiques et les ressources pertinents, afin d’encourager la poursuite des travaux qui, d’une part, abordent de manière plus approfondie les défis liés aux différentes technologies et ressources et, d’autre part, préparent ou développent des mesures spécifiques. ” En d’autres termes : les entreprises et les producteurs qui dépendent de ces ressources de plus en plus recherchées peuvent et doivent se préparer suffisamment tôt aux futures pénuries ou prendre les mesures appropriées pour les éviter. Les gouvernements peuvent et doivent mettre en place des mesures et des réglementations afin de préparer leurs économies à la demande croissante en ressources essentielles pour l’avenir.
Les auteurs de l'étude du DERA citent spécifiquement quatre mesures visant à “ garantir l'approvisionnement en matières premières de l'économie ” :
- Développement et amélioration de l'efficacité de l'extraction minière et de la métallurgie extractive
- Substitution au niveau des matériaux et des technologies
- Utilisation rationnelle des ressources dans la production et l'application
- Le recyclage, assuré par une conception favorisant le recyclage, des stratégies de réutilisation et des technologies de recyclage efficaces
La pandémie de Covid a très clairement mis en évidence l'importance de garantir l'approvisionnement en matières premières. D'énormes pénuries d'approvisionnement qui ont duré des mois, notamment dans le domaine des semi-conducteurs, ont mis l'industrie automobile, ainsi que d'autres secteurs, sous une pression considérable. Hans-Dieter Pötsch, président du conseil de surveillance du groupe VW, prévoit que les effets négatifs de la crise des puces électroniques continueront de se faire sentir jusqu'à la mi-2022. Ola Källenius, président du directoire de Mercedes-Benz, va encore plus loin : il ne s'attend pas à ce que la situation s'améliore avant 2023.
Et les crises telles que la pandémie de Covid et l’augmentation générale de la demande ne sont pas les seuls facteurs qui posent un défi à la gestion mondiale des ressources. La dépendance vis-à-vis d’une poignée d’États dans lesquels se concentrent l’extraction et la production de nombreuses ressources essentielles pour l’avenir peut représenter une difficulté considérable pour les pays industrialisés. Dès le mois de mai, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) avait donc mis en garde contre cette dépendance croissante. Lors de la présentation d’une nouvelle étude, Fatih Birol, directeur de l’AIE, a évoqué un “ décalage croissant ” entre les objectifs climatiques de plus en plus stricts et la disponibilité des minéraux critiques et des terres rares indispensables à la réalisation de ces objectifs (selon preview.rohstoff.net/).
En Allemagne, le gouvernement fédéral a publié la deuxième édition de son Stratégie en matière de matières premières en janvier 2020 (le premier document stratégique sur les matières premières remonte à 2010). La nouvelle version précise : “ Sans un approvisionnement sûr en matières premières, l’Allemagne risque de perdre son avantage concurrentiel dans des technologies émergentes importantes telles que l’électromobilité, la numérisation et la transition énergétique. En effet, les matières premières constituent le fondement de la création de valeur industrielle et ont donc une influence considérable sur les secteurs économiques en aval. ” L’objectif de la stratégie sur les matières premières est de soutenir l’industrie grâce à un approvisionnement en matières premières sûr, responsable et durable. Outre les subventions accordées aux projets de recherche et développement dans le domaine de la transformation des matières premières, les 17 mesures adoptées par le gouvernement allemand prévoient la mise en place d’une “ table ronde ” avec les acteurs du secteur, dans le but d’accroître l’utilisation des ressources minérales secondaires issues du recyclage.
Les principaux pays en matière d'extraction Reste à voir si des mesures de ce type suffiront à garantir le bon déroulement des activités sur un marché mondial des ressources où la concurrence est de plus en plus rude. D’autant plus que, à maintes reprises, les événements sur la scène politique mondiale jouent un rôle majeur dans l’apparition de goulots d’étranglement. Dans le cas des terres rares, par exemple, cela apparaît particulièrement clairement : au-delà de 80 à 90 % de la demande mondiale en terres rares sont extraites et produites en Chine. Ainsi, si la Chine – pour quelque raison que ce soit – augmente ou réduit sa production, les industries du monde entier en subissent les conséquences. Mais les économies mondiales ne se concentrent pas uniquement sur la Chine en tant que fournisseur. D’autres pays revêtent également une importance considérable en matière de matières premières d’avenir. Au début de l’année, l’Agence allemande de coopération internationale (GIZ) et l’Institut fédéral des géosciences et des ressources naturelles (BGR) ont publié un liste mise à jour de certaines matières premières essentielles commandée par le ministère fédéral allemand de l'Économie. Selon cette liste, le Chili est actuellement le premier pays producteur de cuivre, couvrant à ce jour 28 % de la demande mondiale, la République démocratique du Congo 72 % pour le cobalt, l’Australie 63 % pour le lithium et 29 % pour la bauxite. L'Afrique du Sud couvre 31 % de la demande mondiale en manganèse et l'Indonésie 26 % de la demande en nickel.
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