'Union européenne a publié, le 17 juin dernier, un rapport inquiétant sur la pénurie de certaines matières premières minérales « critiques », utilisées dans les technologies émergentes. Parmi les filières touchées, de nombreuses industries environnementales, comme le photovoltaïque en couches minces, le véhicule électrique ou hybride, l'éolien ou encore les diodes électroluminescentes. Des secteurs d'activité que le manque de matières premières pourrait freiner si les industriels et les États ne prennent pas de précautions. Les experts de l'Union européenne ont examiné quarante et une substances, et en ont recensé dix qu'ils qualifient de « critiques » à l'échéance de dix ans : l'antimoine, le béryllium, le cobalt, la fluorite de calcium, le gallium, le germanium, le graphite, l'indium, le magnésium, le néodyme, les métaux du groupe platine, les terres rares, le tantale et le tungstène. Afin de calculer les risques de pénurie pour chaque substance, ils ont pris en compte la stabilité des pays producteurs, la concentration de la production, la possibilité de substitution et le taux de recyclage. L'impact sur l'économie de la pénurie dépend bien sûr des risques qui pèsent sur l'approvisionnement, mais surtout de l'importance économique du secteur (cf. schéma p. 28). Les experts de l'UE soulignent que l'accès aux matières premières est un enjeu fondamental pour l'Europe, car les pénuries touchent surtout les technologies émergentes, les plus compétitives. Ce qui rend d'ailleurs les prévisions très difficiles : un changement technologique peut considérablement augmenter la demande pour une substance. Étonnamment, le lithium, qui a fait l'objet de nombreux articles alarmants, ne figure pas sur la liste des produits « critiques ». Pourtant, la demande devrait augmenter très fortement. Si une batterie de téléphone portable contient moins d'un gramme de lithium, celle d'un ordinateur en renferme une dizaine de grammes et celle d'une voiture... 30 kilogrammes ! Autant dire que si les ventes de véhicules électriques explosent, les besoins en lithium n'auront rien à voir avec la demande actuelle. Celle-ci devrait être multipliée par deux d'ici à dix ans, et par vingt d'ici à quarante ans. Pourtant, le lithium ne fera pas défaut. « Les lacs salés (salars) contiennent 11 millions de tonnes de lithium », rappelait Anne de Guibert, directrice de la recherche de Saft, lors d'un colloque organisé par l'Institut français du pétrole en janvier dernier. La Bolivie, notamment, contient d'énormes réserves qu'elle n'exploite pas encore, et n'est pas le seul pays dans ce cas. La question n'est donc pas tant géologique qu'industrielle. « Il faut au moins cinq ans pour ouvrir une nouvelle exploitation », assure Anne de Guibert. Une vision que partage Thierry Koskas, directeur du programme véhicules électriques de Renault. « Il y a 180 millions de tonnes d'équivalent carbonate de lithium dans le monde ; soit assez pour construire 10 milliards de voitures électriques, souligne-t-il. Il faut juste que les exploitations démarrent, ce qui se produira dès que le marché existera. Une dizaine de projets sont déjà en cours. Aujourd'hui, il y a seulement trois grands producteurs, mais le marché est en train de s'ouvrir, on ne voit pas de risques monopolistiques. » Exit, donc, les inquiétudes sur le lithium. En revanche, selon le fabricant de piles Dow Kokam, le lithium s'avère moins sensible que le cobalt, également utilisé dans les piles et dont les prix sont plus variables. Or, sa substitution est difficile et son approvisionnement dépend surtout du Congo (40 %) et de la Zambie (9 %), deux pays peu stables. Mais, les batteries ne sont pas les seuls sujets d'inquiétude pour les nouveaux véhicules. En effet, les véhicules hydrides ont besoin d'un autre matériau, le néodyme, utilisé dans la fabrication des aimants permanents les plus puissants (les véhicules électriques utilisent des aimants « à induction », sans néodyme). Cet élément appartient à la famille des terres rares qui, contrairement à ce qu'indique leur nom, ne sont pas rares, mais sont produites à 97 % en Chine. « Il existe trois gros gisements de terres rares : en Chine, en Australie et en Californie, explique un expert de l'Union européenne qui a participé au rapport sur les matériaux critiques. Mais en 1985, la Chine a éliminé toute concurrence en faisant chuter ses prix, si bien que les mines australiennes et californiennes, non rentables, ont fermé. Aujourd'hui, ces pays essaient de les rouvrir, mais c'est difficile, notamment parce que l'extraction des terres rares est polluante et les contraintes environnementales fortes. » L'Europe reste donc dépendante de la Chine, qui n'entend pas ouvrir les robinets. Au contraire, elle freine ses exportations, pas tant pour faire grimper les prix que pour promouvoir ses propres industries. Plutôt que vendre son néodyme, elle préfère l'utiliser pour développer et exporter ses propres aimants, ses propres batteries, voire ses propres véhicules électriques. La pénurie de néodyme pourrait également freiner l'industrie éolienne. Rares sont celles qui utilisent aujourd'hui les aimants au néodyme, plus performants mais plus chers. En revanche, l'essor de l'éolien offshore devrait s'accompagner d'une hausse de la demande pour ces aimants, moins exigeants en termes de maintenance que les aimants à induction. L'éolien n'est pas la seule énergie renouvelable touchée. Certaines filières photovoltaïques pourraient aussi pâtir de la pénurie de matériaux. La principale filière, celle au silicium cristallin, n'est pas concernée : il y avait certes eu, il y a quelques années, une pénurie de silicium de qualité photovoltaïque, mais il s'agissait uniquement d'un manque d'usines capables de purifier cette substance. Le silicium, lui, est très abondant, puisque c'est le principal composant du sable. Aujourd'hui, on se trouve plutôt en situation de surproduction. En revanche, deux des trois filières à couche minces sont concernées par de possibles pénuries. Les cellules à base de cadmium et de tellure (CdTe) pourraient souffrir de la rareté du tellure. « Aujourd'hui, il n'y a pas de problème, mais avec le rythme de croissance de ces couches minces, les pénuries pourraient survenir d'ici cinq à dix ans, estime Jean-Pierre Joly, directeur général de l'Institut national de l'énergie solaire ( Ines). Bien sûr, les promoteurs de ces filières se veulent rassurants, mais on ne connaît pas bien les quantités exactes de tellure. » En effet, First Solar, le leader mondial de ce type de cellule, affirme qu'elle ne subit aucune pénurie. « L'approvisionnement en cadmium et en tellure est suffisant pour nos besoins actuels et futurs », affirme la société américaine, qui revendique connaître, mieux que tout autre, la disponibilité de ces produits. Des controverses qui rappellent celle sur la quantité de pétrole disponible dans le monde. La filière au CIGS (cuivre, indium, gallium, sélénium) est aussi concernée, (lire encadré p. 31). Là, c'est surtout l'indium qui est rare, mais aussi le gallium. Il faut dire que le premier est très utilisé pour les écrans plats, tandis que le second se retrouve dans les diodes électroluminescentes (leds), en fort développement elles aussi. De plus, l'indium est un sous-produit (en faible quantité) du zinc, de même que le tellure est un sous-produit du cuivre. Les quantités produites sont donc proportionnelles à celles du zinc et du cuivre, et il est impossible d'augmenter fortement leur production à un coût acceptable. « Dès qu'il y aura pénurie de matières premières, ces filières chuteront, prévoit Jean-Pierre Joly. Mais le photovoltaïque lui-même n'est pas en danger : il suffira alors de se tourner vers les filières sans risque de pénurie, comme le silicium cristallin et le silicium amorphe. » N'oublions pas les métaux qui ont toujours été rares, comme le platine ou le rhodium, utilisés comme catalyseurs dans de nombreux procédés industriels, ainsi que dans les pots catalytiques des voitures. Leur rareté (et donc leur prix) est une des raisons du retard pris par les piles à combustible à basse température, utilisables notamment dans les voitures. « Si l'on installait les technologies actuelles de piles à combustible dans les véhicules électriques, la production mondiale de platine serait insuffisante, indique Hélène Burlet, du laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles au Commissariat à l'énergie atomique. Aussi, des recherches sont-elles menées pour tenter de diminuer les quantités de platine, en rendant chaque atome actif. L'objectif est de la limiter à celle présente dans un pot catalytique, soit 3 à 4 grammes. D'autres recherches, à plus long terme, visent à remplacer le platine par d'autres métaux comme le fer ou le nickel. Pour l'instant, leur pouvoir catalytique est plus faible. » Face à ces risques de pénurie, que faire ? L'Union européenne n'est pas très bien dotée en ressources minérales. Néanmoins, celles-ci doivent être exploitées au mieux. « Le secteur minier a une image très négative, alors que son impact environnemental a beaucoup diminué, assure l'expert de l'Union européenne que nous avons interrogé. Il existe des technologies d'extraction peu polluantes, et les carrières contribuent à la biodiversité grâce aux friches situées autour et à la réhabilitation après exploitation. Il existe aussi de la concurrence sur l'accès aux terrains, si bien qu'il est difficile d'ouvrir des carrières ou des mines en Europe. Il faudrait faciliter leur ouverture compte tenu de l'enjeu, par exemple en accélérant le traitement des dossiers ou en rendant possible les activités extractives dans les zones Natura 2000. » Les écologistes risquent de ne pas apprécier. Les autres solutions sont politiques : agir au niveau de l'Organisation mondiale du commerce (lire encadré p 30), nouer des accords bilatéraux avec des pays producteurs et mener une politique de développement en Afrique afin que ce continent exploite correctement ses gisements, de manière transparente et en profitant aux populations locales. Reste le recyclage de ces matériaux qu'il faut améliorer. Certains, comme l'indium, ne sont recyclés qu'à hauteur de 1 %. Le Programme des Nations unies pour l'environnement (Pnue) devrait d'ailleurs publier prochainement un rapport sur le sujet.