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métaux – The Conversation
2024-01-31T15:55:37Z
tag:theconversation.com,2011:article/220605
2024-01-31T15:55:37Z
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Les nouveaux enjeux de l’expansion minière en Afrique
<p>La production minière a commencé à augmenter de <a href="https://reporterre.net/Une-ruee-miniere-mondiale">façon significative au cours des années 2000</a> dans le monde entier et en Afrique, principalement du fait de la poursuite de la libéralisation du secteur minier, notamment sur le continent africain, des cours élevés de l’or, et du développement, en de nombreux points de la planète, de nouvelles mines, essentiellement par des investisseurs anglo-saxons (Canada, Australie, etc.).</p>
<p>Cet essor s’est encore accéléré à partir de la seconde moitié des années 2010, du fait de la hausse des investissements internationaux (notamment en provenance de Chine, des Émirats, d’Inde, de Russie, des États-Unis, du Canada, du Japon ou encore du Maroc), bien sûr dans l’or mais aussi dans d’autres métaux (cuivre, cobalt, diamant, manganèse, bauxite, fer, titane, étain) puis, à partir de 2020, dans de nouveaux métaux (graphite, platine, terres rares, lithium…).</p>
<p><a href="https://afd.keepeek.com/publicMedia?t=pm0GgoI5rG&o=155257">L’Afrique joue une part importante dans ce boom minier mondial</a>, même si les investissements y restent encore modestes (moins de 14 % des IDE mondiaux dans le secteur entre 2018 et 2022 étaient à destination du continent).</p>
<h2>Quels sont les minerais concernés et dans quelles régions se trouvent-ils ?</h2>
<p>Le secteur minier du continent africain produit essentiellement quinze minerais. Les métaux précieux comptent pour 45 % des exportations de métaux du continent, loin devant les métaux ferreux (23 % des exportations), les métaux non ferreux (19 %) et les minerais industriels (12 %).</p>
<p>Les métaux dits de la transition énergétique – surlignés en rouge dans le graphique ci-dessous – sont ceux utilisés dans la fabrication de véhicules électrifiés (cobalt, cuivre, lithium, graphites), dans les piles à combustible (métaux du groupe platine) et dans les technologies de l’éolien et du solaire photovoltaïque (cuivre, lithium, cobalt, nickel). Ils représentent près de 29 % des exportations.</p>
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<span class="caption">Cliquer pour zoomer.</span>
<span class="attribution"><span class="source">UN Comtrade</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p><strong>– Métaux précieux : or et métaux du groupe du platine (MGP)</strong></p>
<p>Le dynamisme actuel du secteur minier africain est en grande partie porté par la production d’or. L’Afrique du Sud possède les premières réserves du continent et les troisièmes réserves mondiales.</p>
<p>Toutefois, l’Afrique de l’Ouest est en passe de devenir une place forte, notamment grâce au Ghana, au Burkina Faso et au Mali, qui possèdent des réserves non négligeables, encore peu exploitées. Les métaux du groupe du platine (MGP) nécessaires à la fabrication de piles à combustible sont produits principalement en Afrique du Sud, premier producteur de palladium et de platine au monde. Toutefois, la production minière d’or d’Afrique du Sud a beaucoup baissé en raison de la forte profondeur de plusieurs sites d’extraction importants anciens arrivés à leurs limites d’exploitabilité.</p>
<p><strong>– Métaux ferreux : cobalt, manganèse, coltan, chrome, nickel et fer</strong></p>
<p>L’Afrique est incontestablement le leader mondial du cobalt. Le continent possède plus de 50 % des réserves mondiales de ce métal non ferreux, dont 48 % se situent en République démocratique du Congo.</p>
<p>En 2022, le continent africain concentrait plus de 58 % des réserves de manganèse connues et est, dans son ensemble, le leader mondial de la production de manganèse. L’Afrique est aussi le plus gros producteur de coltan (72 % de la production mondiale) et de chrome.</p>
<p>Le continent est en revanche un modeste producteur de nickel et de fer avec respectivement 4 % et 3 % de la production mondiale, principalement en Afrique du Sud. Bien que de nombreux autres pays africains possèdent des réserves de taille substantielle, elles sont dans l’ensemble encore peu exploitées. C’est en particulier le cas de l’Afrique de l’Ouest, qui dispose de plusieurs gisements de taille mondiale.</p>
<p><strong>– Métaux non ferreux : bauxite, cuivre, zinc et lithium</strong></p>
<p>Le continent africain est un acteur majeur de la production de bauxite, essentiellement grâce à la richesse du sous-sol guinéen. Avec 23,8 % des réserves mondiales en 2022, le pays dispose des premières réserves mondiales.</p>
<p>D’importantes quantités de cuivre encore sous-exploitées sont aussi hébergées dans le sol africain. Les principales réserves exploitées du continent sont partagées entre la RDC et la Zambie dans la zone dite de la <a href="https://horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/divers16-09/010047833.pdf">« Copperbelt »</a>, les deux pays possédant respectivement les 7<sup>e</sup> et 11<sup>e</sup> réserves mondiales.</p>
<p>L’Afrique est cependant un petit producteur de zinc à l’échelle mondiale avec seulement 4 % de la production. L’Afrique du Sud en est depuis peu le premier producteur (30 % de la production du continent).</p>
<p>De nombreux projets d’extraction de lithium et terres rares sont en cours : au Burundi, en Tanzanie, en Angola, à Madagascar et en Afrique du Sud pour les terres rares ; en RDC, au Mali et au Zimbabwe pour le lithium. Le continent n’est toutefois pas un acteur leader sur ces minerais.</p>
<p><strong>– Minerais industriels : diamants, phosphate et graphite</strong></p>
<p>L’Afrique est particulièrement bien fournie en diamants, détenant en 2022 environ 43 % des réserves mondiales, réparties pour l’essentiel entre l’Afrique du Sud, la Namibie, le Botswana, la RDC et l’Angola.</p>
<p>Le continent dispose aussi d’immenses réserves de phosphate (environ 80 % des réserves mondiales), même si dans les faits, les réserves et la production africaines sont très largement dominées par le Maroc. Le pays, qui possède à lui seul environ 70 % des réserves mondiales, n’est pourtant que le second producteur mondial derrière la Chine.</p>
<p>Concernant le graphite, enfin, l’Afrique représente 20 % de la production mondiale et détient 20 % des réserves. Le Mozambique en est le 1<sup>er</sup> producteur africain devant Madagascar et la Tanzanie.</p>
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<span class="caption">Part de l’Afrique dans la production et les exportations mondiales. Cliquer pour zoomer.</span>
<span class="attribution"><span class="source">USG & UN Comtrade</span></span>
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<h2>Que représente le secteur minier pour ces économies ?</h2>
<p>Il est remarquable que la part des exportations des produits miniers dans le PIB n’a que faiblement ralenti lors de la chute des cours des produits miniers en 2015, puis a fortement augmenté depuis 2016. Plus encore, la part des exportations minières dans les exportations totales n’a pas ralenti : la moyenne sur le continent était de 25 % sur 2013-2021 contre 14 % sur 2005-2012.</p>
<p>Cette part des exportations minières dans les exportations totales est très significative dans de nombreux pays du continent avec des valeurs ressortant au-delà de 50 % pour la Zambie, la RDC, la Mauritanie, la Guinée, le Mali et le Burkina Faso. Le rebond a été particulièrement fort au Burkina Faso, au Ghana ou au Mali sur l’or, mais également en Sierra Leone et en Guinée. Une grande partie des exportations minières depuis dix ans sont constituées des produits or et diamant (représentant 12 % des exportations totales d’Afrique), des métaux (7,5 %) et des minerais (6 %).</p>
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<span class="caption">Évolution et part des exportations de ressources minières dans les exportations totales 2005-2012, 2013-2021. Cliquer pour zoomer.</span>
<span class="attribution"><span class="source">WITS, Banque mondiale</span></span>
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<span class="caption">Évolution et part des exportations de ressources minières dans les exportations totales 2005-2012, 2013-2021. Cliquer pour zoomer.</span>
<span class="attribution"><span class="source">WITS, Banque mondiale</span></span>
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<p>Cependant la contribution au PIB reste faible que l’on prenne comme indicateur la part des exportations de produits miniers dans le PIB – produit intérieur brut (A), la part de la rente minière dans le PIB (B) ou la part des ressources minières dans la richesse totale (C), 10 % en moyenne alors que pour les pays pétrolier cette ressource pétrolière représentait généralement 30 % du PIB.</p>
<h2>Quelles dynamiques dans l’exploitation de ces richesses ?</h2>
<p>On observe une double dynamique dans l’attribution des budgets d’exploration des ressources minières en Afrique. Les pays miniers historiques, quoique drainant des montants d’exploration supérieurs, sont en perte de vitesse relative vis-à-vis de nouveaux pays émergents dans la production minière.</p>
<iframe title="Part de la rente minière dans le PIB national" aria-label="Carte" id="datawrapper-chart-JwlYK" src="https://datawrapper.dwcdn.net/JwlYK/1/" scrolling="no" frameborder="0" style="width: 0; min-width: 100%!important; border: none;" height="776" data-external="1" width="100%"></iframe>
<p>Une part très élevée de pays miniers historiques concentrent depuis longtemps l’essentiel de la production africaine de quelques métaux-clés. On pense en premier lieu à l’Afrique du Sud ainsi qu’à la RDC, au Ghana, au Burkina Faso et à la Zambie qui sont les premières destinations des budgets d’exploration en Afrique et comptent le plus grand nombre de mines ouvertes sur leurs territoires entre les années 2000 et 2021.</p>
<p>Le budget d’exploration à destination de ces pays semble cependant stagner voire décliner depuis 2012, malgré un léger regain en 2018, révélant une relative faiblesse de l’attractivité du secteur minier africain. Cet essoufflement relatif s’explique essentiellement par la chute des cours des métaux, mais il est significatif de constater que les dépenses d’exploration de ces pays ne parviennent pas à repartir alors même que le secteur minier mondial repart à la hausse. Les raisons principales nonobstant des ressources importantes de grande qualité sont l’insuffisance ou la précarité de certaines infrastructures (énergie, rail, port), les problèmes de sécurité et une perception négative des risques politiques et économiques (prix de l’énérgie).</p>
<iframe title="Évolution du budget d'exploration de cinq pays africains" aria-label="Interactive line chart" id="datawrapper-chart-wsM30" src="https://datawrapper.dwcdn.net/wsM30/1/" scrolling="no" frameborder="0" style="width: 0; min-width: 100%!important; border: none;" height="400" data-external="1" width="100%"></iframe>
<p>De façon générale, on observe un intérêt renouvelé des pays africains pour leur secteur minier. C’est le cas au <a href="https://www.jeuneafrique.com/1429158/economie-entreprises/avec-son-hub-minier-le-senegal-veut-se-rendre-incontournable/">Sénégal</a>, en <a href="https://www.afrique-sur7.ci/485322-secteur-minier-cote-divoire-economie">Côte d’Ivoire</a> et au <a href="https://www.jeuneafrique.com/1477461/economie-entreprises/avec-un-nouveau-code-minier-le-mali-se-reapproprie-son-or/">Mali</a>. Plusieurs pays traditionnellement peu miniers tentent de se positionner sur le marché grâce au développement de leur cartographie minière et à la mise en œuvre de politiques attractives pour les explorateurs et les investisseurs. Ainsi, le Cameroun, la République du Congo, l’Ouganda, le Tchad, le Togo, Djibouti ou encore la République centrafricaine développent plusieurs projets miniers alors même qu’ils ne comptent actuellement aucune mine industrielle majeure.</p>
<h2>L’émergence de nouveaux acteurs</h2>
<p>La libéralisation du secteur portée par les <a href="https://www.erudit.org/fr/revues/raq/2010-v40-n3-raq0118/1009370ar.pdf">réformes promues par la Banque mondiale dans les années 1980</a> voit l’installation durable des acteurs canadiens, australiens et, dans une moindre mesure, suisses et américains dans le secteur minier africain.</p>
<p>À ce jour, si l’on observe la part de chaque entreprise dans la production minière africaine totale, on constate que les compagnies occidentales sont très largement en tête et représentent 80 % des investissements miniers en Afrique. Les entreprises Anglo American (Royaume-Uni, ex sud-africaine), Glencore (Suisse) et First Quantum Minerals (Canada) sont ainsi les champions de la production minière africaine et représentent à elles quatre près du quart de la production en 2018. Ces acteurs occidentaux continuent d’être très dynamiques via le financement de projets d’exploration et des activités d’expansion des mines existantes.</p>
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<p>Le <a href="https://www.cairn.info/revue-mondes-en-developpement-2020-1-page-99.htm?ref=doi">boom minier de 2009-2013</a> voit également l’apparition des nouveaux acteurs dits « émergents ». Parmi ces pays, la Chine est celui qui connaît la progression la plus fulgurante en Afrique. Dans la lignée de <a href="https://www.cifor.org/knowledge/publication/4321/">sa politique du « Going Out »</a> et pour répondre à sa demande croissante en minerais, la Chine s’implante solidement dans le secteur minier africain à partir des années 2010. En 2018, les entreprises chinoises représentaient ainsi 41 % de la production de cobalt africaine et 28 % de celle de cuivre.</p>
<p>La Russie, autre géant du secteur minier, a également profité de l’ouverture du secteur minier <a href="https://lejournaldelafrique.com/lexploitation-russe-des-diamants-africains-une-affaire-couteuse-et-urgente/">pour s’implanter en Afrique</a>, principalement dans le diamant et le platine en Afrique australe et dans l’or en Afrique de l’Ouest. Elle a particulièrement renforcé son influence sur le continent après <a href="https://theconversation.com/la-russie-les-sanctions-et-la-securite-europeenne-70424">l’imposition des premières sanctions internationales</a> suite à l’annexion russe de la Crimée en 2014 et continue d’entretenir d’étroites relations avec des pays comme le Mali, le Zimbabwe, l’Afrique du Sud ou la Centrafrique.</p>
<p>Moins étudiée que la Chine, l’influence indienne est pourtant bien réelle dans le secteur minier africain, principalement en Afrique australe. L’Inde cherche avant tout à sécuriser son approvisionnement en charbon dont elle est une grosse consommatrice (70 % de son mix énergétique). Elle se positionne également sur le fer africain pour nourrir son industrie de la sidérurgie mais également sur le zinc, le plomb, le cuivre et les pierres précieuses au travers du géant minier indien Vedanta.</p>
<p>Les pays du Golfe (Émirats arabes unis, Arabie saoudite, Qatar) quant à eux, partenaires commerciaux historiques dans le commerce d’or avec l’Afrique, s’implantent peu à peu dans le secteur du diamant et des métaux industriels comme le cobalt et l’aluminium.</p>
<p>L’Afrique du Sud a toujours fait figure d’exception à l’échelle du continent. Longtemps référence de la production minière africaine, elle compte un grand nombre de compagnies actives en Afrique du Sud même, en Afrique australe et sur le reste du continent, et de taille comparable aux plus grands investisseurs sur le sol africain. L’Afrique du Sud a développé ses propres compagnies minières d’envergure mondiale, notamment AngloGold Ashanti, Anglo American Platinum, Impala Platinum et Gold Fields qui figurent parmi les cinquante plus grandes entreprises minières.</p>
<p>Le Maroc a également développé une stratégie panafricaine au travers d’acteurs publics comme le <a href="https://www.jeuneafrique.com/1476249/economie-entreprises/freine-au-soudan-managem-creuse-sa-dette-pour-soutenir-son-expansion-ouest-africaine/">groupe Managem</a> ou l’<a href="https://www.jeuneafrique.com/1435671/economie-entreprises/le-geant-marocain-ocp-engrange-100-millions-de-dollars-pour-verdir-ses-activites/">Office Chérifien des Phosphates</a> (OCP). L’OCP a un monopole sur l’extraction, la transformation et la vente de phosphates au Maroc et est la plus grande société de phosphate mondiale (31 % du marché). Le groupe a mis sur pied une stratégie d’expansion à travers 12 pays africains. Managem est quant à elle le leader du secteur minier métallique marocain et exploite 15 mines à travers huit pays africains, notamment en Guinée, au Gabon, en RDC et au Soudan.</p>
<iframe title="Part des compagnies dans la production minière africaine en 2018" aria-label="Diagramme circulaire" id="datawrapper-chart-6tunn" src="https://datawrapper.dwcdn.net/6tunn/1/" scrolling="no" frameborder="0" style="width: 0; min-width: 100%!important; border: none;" height="433" data-external="1" width="100%"></iframe>
<p>Les pays africains ont donc engagé des politiques ambitieuses afin de bénéficier du <a href="https://www.afd.fr/fr/ressources/les-minerais-de-la-transition-energetique-et-numerique-une-opportunite-pour-lafrique">boom minier sur les matériaux critiques</a> de la transition énergétique mais également sur d’autres minerais de valeur tel que l’or. Mais ces pays doivent maintenant développer de nouvelles politiques pour inciter à la transformation de ces minerais sur le continent et accroître les revenus fiscaux tout en ménageant les impacts environnementaux et sociaux.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/220605/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Hugo Lapeyronie a reçu des financements de l'Association nationale de la recherche et de la technologie. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Julien Gourdon, Philippe Bosse et Émilie Normand ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.</span></em></p>
Alors que le secteur minier est en plein essor en Afrique, les pays du continent tentent de développer leurs programmes d’exploration pour prendre part à la dynamique.
Julien Gourdon, Economiste, Agence française de développement (AFD)
Émilie Normand, Économiste, IFP Énergies nouvelles
Hugo Lapeyronie, Doctorant en économie du développement, Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne
Philippe Bosse, Ingénieur géologue au département Afrique de l’AFD, Agence française de développement (AFD)
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tag:theconversation.com,2011:article/214398
2023-09-28T06:34:58Z
2023-09-28T06:34:58Z
Les « mines urbaines », ou les ressources minières insoupçonnées de nos déchets électroniques
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/550658/original/file-20230927-21-ul4bm0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Tas de téléphones et de smartphones usagés</span> <span class="attribution"><span class="source">Hellebardius</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span></figcaption></figure><p>Et si, plutôt que de développer de nouvelles infrastructures minières, on valorisait les gisements de métaux contenus dans les objets électroniques que nous n’utilisons plus (ordinateurs, smartphones, etc.) ? Il existe de très bonnes raisons de s’intéresser au potentiel de ces <a href="https://theconversation.com/recycler-100-des-metaux-un-objectif-atteignable-192573">« mines urbaines »</a>, ou mines secondaires, par opposition aux mines « primaires » où l’on exploite directement les ressources du sol.</p>
<p>Celles-ci permettraient même de faire d’une pierre trois coups, en réduisant la quantité de <a href="https://theconversation.com/le-volume-de-dechets-electroniques-explose-et-leur-taux-de-recyclage-reste-ridicule-143701">déchets électroniques</a>, en réduisant l’empreinte énergétique et les dégradations environnementales causées par l’industrie minière, et en préservant des ressources critiques stratégiques pour le continent européen. Mais aujourd’hui, ce potentiel reste encore largement sous-exploité.</p>
<hr>
<figure class="align-left zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/505718/original/file-20230122-28471-kntkja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/505718/original/file-20230122-28471-kntkja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/505718/original/file-20230122-28471-kntkja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/505718/original/file-20230122-28471-kntkja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/505718/original/file-20230122-28471-kntkja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/505718/original/file-20230122-28471-kntkja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/505718/original/file-20230122-28471-kntkja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/505718/original/file-20230122-28471-kntkja.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<h2>Un enjeu stratégique pour l’Union européenne</h2>
<p>Valoriser les déchets électroniques est intéressant car cela permet de réduire, mécaniquement, leur quantité. Ils constituent aujourd’hui l’un des <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652619325077">flux de déchets à la croissance la plus rapide</a>, dégradent les écosystèmes et représentent un <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969720332654">enjeu majeur de santé publique</a>.</p>
<p>L’exploitation de ces ressources secondaires permet aussi de diminuer la pression sur les ressources primaires du fait de l’exploitation minière – et donc de <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652619325077">réduire son impact environnemental élevé</a>. En effet, le recyclage de certains métaux est moins énergivore que leur extraction minière. C’est le cas de l’aluminium : sa production par recyclage nécessite <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11837-021-04802-y">dix à quinze fois moins d’énergie</a> que sa production primaire.</p>
<p>D’autant plus que plusieurs des métaux valorisés font partie de ressources critiques au niveau de l’Union européenne. Elles sont essentielles à l’industrie, en particulier dans un contexte de transition énergétique, et présentent un fort risque de tensions d’approvisionnement. À ce titre, l’Union européenne publie et met à jour régulièrement depuis 2011 la liste des métaux critiques qui devraient constituer des priorités de valorisation pour les mines urbaines.</p>
<p>La <a href="https://single-market-economy.ec.europa.eu/sectors/raw-materials/areas-specific-interest/critical-raw-materials_en">cinquième liste, publiée en 2023</a>, identifiait 34 métaux critiques, dont les terres rares, le lithium, le cuivre ou le nickel. Malheureusement, on ne peut que constater le fossé entre les recommandations de l’Union européenne et les pratiques de valorisation des mines urbaines.</p>
<h2>Un cycle de vie truffé d’obstacles au recyclage</h2>
<p>En cause, des obstacles techniques, organisationnels, réglementaires et économiques à chaque étape du cycle de vie d’un objet, qui limitent son potentiel de valorisation. Dès la conception des objets, on peut identifier certaines pratiques qui limitent la recyclabilité des métaux, comme le recours aux alliages, ou encore l’hybridation des matières, notamment utilisée pour l’emballage de liquides alimentaires. La plupart des briques de ce type sont ainsi constituées de carton et de PolyAl, un mélange de polyéthylène (un type de plastique) et d’aluminium.</p>
<p>Or, pendant longtemps, on a récupéré et recyclé le carton des briques alimentaires, mais pas le PolyAl, produisant ainsi une situation de recyclage incomplet. Dans ce cas précis, les entreprises Tetra Pak et Recon Polymers ont fini par mettre au point un procédé de séparation, et ouvrir une <a href="https://www.usinenouvelle.com/article/un-nouveau-debouche-pour-le-polyal.N1217752">usine de recyclage spécifique pour le PolyAl en 2021</a>. Mais un grand nombre d’autres produits continuent à être difficiles à recycler, précisément parce que cet aspect n’a pas été pris en compte au moment de leur conception.</p>
<p>Les <a href="https://www.cairn-sciences.info/quel-futur-pour-les-metaux--9782759809011-page-287.htm">usages dispersifs</a>, qui consistent à utiliser de petites quantités de métaux dans des produits pour en modifier les propriétés, sont une autre pratique qui pose problème pour le recyclage : des nanoparticules d’argent sont par exemple intégrées dans les chaussettes pour empêcher les mauvaises odeurs. Ou encore, quelques grammes de dysprosium, une terre rare, sont parfois utilisés pour booster les capacités magnétiques des aimants. Autant d’usages des métaux qui confisquent à jamais leur circularité.</p>
<h2>Hibernation électronique dans les greniers</h2>
<p>Une fois l’objet conçu et utilisé, le deuxième frein vient du consommateur, qui a tendance à stocker ses objets électroniques, qu’ils fonctionnent ou non, plutôt qu’à les déposer dans une filière spécifique pour qu’ils soient recyclés. Le phénomène est tel qu’on parle d’<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X16307607?via%3Dihub">hibernation électronique</a>. En 2009 déjà, une <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301479709001637">étude pionnière</a> estimait qu’en moyenne, les foyers américains abritaient 6,5 objets électroniques en hibernation dans leur grenier, et ce chiffre n’a fait qu’augmenter de façon exponentielle au fil des années.</p>
<p>En 2021, une <a href="https://www.gstatic.com/gumdrop/sustainability/electronics-hibernation.pdf">étude menée par Google</a> identifiait sept obstacles principaux au recyclage des appareils électroniques par les consommateurs : le manque de sensibilisation aux options de recyclage existantes, les attentes d’une compensation financière ou sociale, la nostalgie, la volonté d’avoir un terminal de rechange en réserve, la volonté de récupérer des données sur le terminal, ou encore de supprimer des données, et enfin le manque de praticité des filières de réemploi ou de recyclage.</p>
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<img alt="Principaux obstacles au recyclage des déchets électroniques pour les consommateurs" src="https://images.theconversation.com/files/550692/original/file-20230927-19-dqt564.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/550692/original/file-20230927-19-dqt564.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=509&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/550692/original/file-20230927-19-dqt564.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=509&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/550692/original/file-20230927-19-dqt564.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=509&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/550692/original/file-20230927-19-dqt564.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=640&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/550692/original/file-20230927-19-dqt564.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=640&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/550692/original/file-20230927-19-dqt564.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=640&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Principaux obstacles au recyclage des déchets électroniques pour les consommateurs.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Google</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<p>Une étude plus récente <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921800922003962">menée en Suisse</a> nuance cependant ces résultats : 40 % des répondants affirmaient être prêts à se séparer de leur vieux téléphone portable pour une compensation inférieure à cinq dollars. Il serait toutefois intéressant de mener la même enquête dans des pays moins riches que la Suisse…</p>
<p>Le troisième point de blocage, enfin, concerne les systèmes de collecte et les infrastructures de recyclage. En France, pour la plupart des filières de déchets spécifiques (déchets électroniques, emballages, pneus, etc.), tout est centralisé par des éco-organismes, des organismes privés qui peuvent avoir une responsabilité organisationnelle – ils organisent concrètement les opérations de recyclage – ou financière, auquel cas ils s’occupent uniquement de la gestion financière de la filière. Ces éco-organismes sont régulièrement au cœur de controverses : des analyses indiquent que la <a href="https://www.cairn.info/revue-mouvements-2016-3-page-82.htm">valorisation matière des flux de déchets gérés par les éco-organismes est souvent sous-optimale</a>, notamment à cause de leurs objectifs de rentabilité.</p>
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<img alt="Les principaux freins à l’exploitation des mines urbaines" src="https://images.theconversation.com/files/550697/original/file-20230927-17-m51mz8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/550697/original/file-20230927-17-m51mz8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=343&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/550697/original/file-20230927-17-m51mz8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=343&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/550697/original/file-20230927-17-m51mz8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=343&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/550697/original/file-20230927-17-m51mz8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=431&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/550697/original/file-20230927-17-m51mz8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=431&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/550697/original/file-20230927-17-m51mz8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=431&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Les principaux freins à l’exploitation des mines urbaines.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<h2>Impliquer ingénieurs, designers, politiques et consommateurs</h2>
<p>Pour accompagner les entreprises dans une démarche d’écoconception, il existe pourtant plusieurs initiatives, dont la <a href="https://upcyclea.com/en/cradle-to-cradle/">démarche Cradle to Cradle</a>, « du berceau au berceau », qui invite à considérer l’ensemble du cycle de vie des objets conçus, afin notamment de permettre leur recyclabilité.</p>
<p>Cependant, si on adopte une focale plus large, on ne peut ramener l’engagement des industriels en faveur du recyclage à une rationalité économique étroitement conçue. Cet engagement dépend de facteurs organisationnels, sociaux, voire anthropologiques qui, s’ils ne sont pas antinomiques avec la rationalité économique, <a href="https://www.cairn.info/revue-flux-2017-2-page-51.htm">appellent à penser le problème du non-recyclage de façon plus large</a>.</p>
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<p>Il existe des leviers pour développer l’exploitation des mines urbaines avec, à la clé, des avantages économiques, environnementaux et géopolitiques.</p>
<ul>
<li><p>Du côté des ingénieurs et des concepteurs de produits, cela passe par un design plus responsable, en prenant en compte l’entièreté du cycle de vie des produits au moment même de leur conception.</p></li>
<li><p>Du côté des consommateurs, cela implique une plus grande sensibilisation à la pratique du tri des flux de déchets spécifiques, notamment électroniques.</p></li>
<li><p>Les entreprises, pour leur part, doivent raisonner sur un temps plus long et pas seulement en fonction de la rentabilité à court terme, dans un contexte de volatilité du cours des métaux.</p></li>
<li><p>Les États, enfin, gagneraient à mettre en place des réglementations adaptées à la complexité du secteur, n’excluant pas des objectifs ambitieux de taux de recyclage spécifiques par type de métal, ainsi qu’une forme de planification territoriale pour mieux coordonner les flux.</p></li>
</ul>
<h2>La difficulté à tendre vers l’économie circulaire</h2>
<p>Rappelons enfin que même dans le cas idéal d’une exploitation optimale du gisement que constituent les mines urbaines, avec des taux de recyclage élevés pour tous les métaux, nous serions toujours loin d’une situation d’économie circulaire. En effet, chaque année, la demande en métaux continue d’augmenter de manière très significative.</p>
<p>La recyclabilité et le recyclage effectif des métaux sont donc des conditions nécessaires, mais non suffisantes à la mise en place d’une économie véritablement circulaire. En effet, seule une décroissance des flux de matière et d’énergie dans l’industrie permettrait aux mines urbaines de se substituer en partie, et non de s’ajouter, à l’exploitation des gisements primaires.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/214398/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Le contenu de cet article est issu en grande partie d'un travail de recherche post-doctorale effectué en 2013-2014 à l'ENS Lyon, et co-financé par le partenaire industriel Solvay.
Fanny Verrax est membre du parti politique Génération Ecologie. Elle ne reçoit aucun financement de ce parti.
</span></em></p>
Et si, plutôt que de développer l’extraction minière, on valorisait davantage les métaux qu’abritent les objets électroniques que nous n’utilisons plus (ordinateurs, smartphones, etc.) ?
Fanny Verrax, Professeur associé en transition écologique et entreprenariat social, EM Lyon Business School
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/207854
2023-06-25T14:56:37Z
2023-06-25T14:56:37Z
Plomb, mercure, arsenic… Pourquoi les cheveux sont de mauvais témoins des contaminations
<p>Ces dernières années en France, plusieurs cas de cancers inexpliqués, notamment chez des enfants, ont fait l’actualité. En Loire-Atlantique par exemple, un nombre anormal de leucémies avait été rapporté entre 2015 et 2019, poussant les familles à <a href="https://www.santepubliquefrance.fr/regions/pays-de-la-loire/articles/cas-groupes-de-cancers-pediatriques-communes-de-loire-atlantique">saisir l’Agence régionale de la santé</a> (ARS). Des enquêtes sanitaires avaient été lancées, pour identifier d’éventuels facteurs environnementaux.</p>
<p>Tragiquement, fin 2021 à Franconville (Val d’Oise), la petite <a href="https://www.leparisien.fr/societe/sante/shiloh-morte-a-13-ans-dune-tumeur-au-sein-sur-la-piste-dune-exposition-aux-metaux-lourds-18-05-2023-QFEALLTKFFB55FYXE5SPTUOSPQ.php">Shiloh décédait d’un rare cancer du sein à l’âge de 13 ans</a> après une longue errance médicale. Ses parents cherchent toujours à comprendre les origines de la maladie de leur fille.</p>
<p>Dans ces différents cas, la question qui est dans toutes les têtes est : des contaminations environnementales sont-elles en cause ? Des polluants métalliques et/ou organiques sont en effet suspectés de provoquer des cancers, en particulier dans des zones industrialisées, agricoles ou minières. Outre les actions des services nationaux de santé, les méthodes d’analyses toxicologiques sont-elles toutes fiables et accessibles aux familles qui voudraient en savoir plus ?</p>
<p>Nous allons revenir ici sur une question fondamentale : l’intérêt des analyses de cheveux.</p>
<h2>Des métaux dans les cheveux ?</h2>
<p>Dans la vallée de l’Orbiel (Aude), une <a href="https://www.lemonde.fr/planete/article/2019/08/13/pollution-a-l-arsenic-dans-l-aude-38-enfants-surexposes_5499068_3244.html">suspicion d’exposition à l’arsenic</a> après les inondations exceptionnelles de 2018 a amené les habitants à s’inquiéter pour la santé de leurs enfants – exposition qui avait été confirmée par l’ARS.</p>
<p>Plus récemment, comme l’ont également fait les familles en Loire-Atlantique et celle de Shiloh, les habitants ont voulu savoir ce qu’il en était de leur niveau d’exposition aux polluants. Ils ont donc fait appel à un laboratoire privé qui se proposait de mesurer les concentrations en métaux dans une mèche de cheveux par spectrométrie de masse à plasma induit : la technique de référence du dosage des métaux. Les cheveux peuvent en effet fixer les métaux par une de leurs protéines riches en soufre, la kératine, les métaux ayant une grande affinité pour cet élément.</p>
<p>Les résultats des analyses ont été envoyés aux familles sous forme de tableaux avec une longue liste de métaux plus ou moins toxiques, leurs concentrations totales dans les cheveux et un code couleur (vert, orange, rouge) pour indiquer si la concentration était basse, moyenne ou élevée. Les formes physique et chimique de ces métaux dont dépend leur toxicité n’étaient pas analysées. Le tout, sans explication médicale.</p>
<p>Dans cette longue liste, des cas de concentrations supérieures aux seuils affichés pouvaient légitimement créer de l’anxiété chez les personnes concernées même si les laboratoires proposaient une prestation d’accompagnement en cas de doses élevées.</p>
<p>Une telle procédure était-elle pertinente ? Pas forcément… Car si les cheveux peuvent être un bon marqueur de contamination pour certains éléments, ce n’est pas le cas de tous les métaux comme nous allons l’expliquer.</p>
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<h2>Un métal présent en surface ou en profondeur ?</h2>
<p>Il y a trois voies principales de contamination aux métaux : par contact dermique, par inhalation (après avoir traversé les poumons), et par ingestion (alimentation, et pour les enfants, exposition mains-bouche). On parle alors d’absorption, et elle témoigne de la présence des métaux à l’intérieur des cheveux.</p>
<p>Certains métaux ingérés ou inhalés peuvent, en fonction de leur forme chimique et après différents processus, passer dans le sang. De là, ils vont, en partie, se retrouver dans les phanères – dont les cheveux – en se liant à la cystéine, un constituant de la kératine. Au niveau du follicule pileux, ils vont être intégrés à la fibre capillaire en croissance. Ce processus est l’un des moyens d’élimination naturelle de certains métaux par l’organisme.</p>
<p>Par exemple, la présence de méthylmercure, une espèce chimique neurotoxique du mercure, dans les cheveux peut, en fonction de sa concentration, être le signe d’une contamination car on le retrouve principalement dans l’alimentation ; il est en concentration très faible dans l’atmosphère.</p>
<p>L’autre processus qui peut expliquer les concentrations de métaux dans les cheveux est l’adsorption, qui se produit lorsque des métaux présents dans l’air entrent en contact avec eux. Ils vont également se lier au soufre présent à la surface de la fibre, mais sans pénétrer à l’intérieur. Cette fois, les métaux n’ont pas transité par le corps et ne sont pas révélateurs d’une contamination par ingestion.</p>
<p>Dans certains cas, le métal peut être <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10653-021-00944-9">à la fois absorbé et adsorbé. C’est le cas par exemple du plomb</a> émis par diverses industries. La concentration de métal toxique qui y sera mesurée ne sera pas le reflet de la contamination réelle. Seules des analyses de sang permettront d’évaluer précisément l’exposition au plomb.</p>
<h2>Les limites de l’analyse des cheveux</h2>
<p>On pourrait penser qu’il suffit de laver les cheveux pour en « décrocher » les métaux… Ce n’est que partiellement vrai. De plus, les lavages peuvent être trop agressifs (acide ou détergent par exemple) et dissoudre une fraction de la fibre du cheveu.</p>
<p>Comme l’écrivent le chimiste Steven Steindel (Centers for Disease Control and Prevention fédéral) et le pathologiste Peter Howanitz (université de Brooklyn) :</p>
<blockquote>
<p>« Sachant que la séparation des éléments endogènes et exogènes est actuellement difficile, voire impossible, avec les méthodes de laboratoire classiques, il est compliqué de savoir ce qui est réellement mesuré. En attendant que les laboratoires soient sûrs de pouvoir évaluer ce qui a été absorbé, il est impossible de relier les mesures faites […] à des conditions biologiques. » (<a href="https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/193418">JAMA, 2001</a>)</p>
</blockquote>
<p>Le cheveu peut donc être utilisé pour repérer une contamination uniquement pour les métaux dont l’exposition par ingestion est beaucoup plus importante que l’exposition atmosphérique. C’est le cas par exemple de l’arsenic, du <a href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9353539/">méthylmercure</a> ou du <a href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28669939/">sélénium</a>. Pour ces métaux, une relation peut être établie entre la concentration dans le sang et celle dans les cheveux. Des doses de toxicité basées sur la concentration du métal dans les cheveux peuvent être données.</p>
<p>Cependant, très peu de limites de toxicité basées sur des analyses de cheveux sont disponibles à l’heure actuelle. C’est pourquoi, dans la <a href="https://www.inrs.fr/publications/bdd/biotox.html">base de données Biotox de l’Institut national de recherche et de sécurité</a> (INRS), qui reprend les propositions de l’<a href="https://theconversation.com/fr/search?q=Anses+m%C3%A9taux&sort=relevancy&language=fr&date=all&date_from=&date_to=">Agence nationale de sécurité sanitaire</a> (Anses), aucun dosage de métal ne se fait à partir des cheveux. Ce sont les urines ou le sang qui sont considérés, en fonction des éléments que l’on souhaite analyser.</p>
<h2>À chaque métal sa méthode de suivi</h2>
<p><a href="https://www.anses.fr/fr/system/files/ERCA2015SA0187Ra.pdf">Trois métaux font l’objet d’un suivi européen dans l’alimentation</a> depuis la directive 2001/22/CE. Si l’on veut connaître la contamination en ces métaux chez des personnes exposées, cela se fait de la manière suivante :</p>
<ul>
<li>Le plomb, avec mesure de la plombémie où le niveau de plomb est analysé dans le sang (comme ce fut le cas <a href="https://theconversation.com/notre-dame-de-paris-des-mesures-de-contamination-au-plomb-difficiles-a-interpreter-122302">après l’incendie de Notre-Dame de Paris</a> par exemple, ou en <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10653-021-00944-9">Guyane où le saturnisme</a> est <a href="https://www.ird.fr/amerindiens-de-guyane-contamines-par-deux-metaux-toxiques">particulièrement suivi chez les enfants</a>),</li>
</ul>
<hr>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/notre-dame-de-paris-des-mesures-de-contamination-au-plomb-difficiles-a-interpreter-122302">Notre-Dame de Paris : des mesures de contamination au plomb difficiles à interpréter</a>
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<li><p>Le <a href="https://theconversation.com/trop-de-cadmium-dans-les-engrais-francais-98343">cadmium</a>, de la cadmiurie dans les urines cette fois,</p></li>
<li><p>Le méthylmercure, dans le sang ou les cheveux si les personnes ne sont pas exposées au mercure atmosphérique. Pour les orpailleurs, exposés au mercure liquide et vapeur, l’analyse des cheveux n’est pas adéquate et l’on analyse les urines.</p></li>
</ul>
<p>On voit donc que chaque métal a un seuil de toxicité spécifique au type d’exposition et à sa forme chimique. Le choix d’une matrice d’analyse (sang, cheveu, urine, etc.) doit donc se faire au cas par cas, en fonction de chaque situation.</p>
<p>Nous souhaitons donc <a href="https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/193430">alerter sur l’utilisation des cheveux comme marqueur de contamination</a>. Si cela peut donner une indication sur l’environnement dans lequel on vit, il est nécessaire de faire des analyses complémentaires pour évaluer la contamination réelle. Vivre dans un site où l’on est exposé au plomb ne signifie pas forcément contamination : seule une mesure de plombémie (dans le sang) peut le déterminer.</p>
<p>Par ailleurs, les résultats des analyses des concentrations de métaux dans les cheveux ne peuvent, en aucun cas, servir de preuve devant un tribunal. Selon les sources de contamination, les analyses urinaires ou sanguines sont plus appropriées.</p>
<p>Ce recours à de telles mesures, non adaptées, témoigne de la difficulté d’accéder aux analyses d’imprégnation métallique adéquate – qui doivent être prescrites par un médecin. Si l’exposition est professionnelle, le médecin du travail peut être sollicité… mais c’est plus difficile auprès d’un médecin généraliste pour une exposition non professionnelle.</p>
<p>Il est à noter que l’occurrence de maladies habituellement rares chez plusieurs personnes sur une même zone géographique est un indice de pollution environnementale : dans ces cas-là, l’<a href="https://www.ars.sante.fr/">ARS doit être alertée de la situation</a>. C’est elle qui prendra en charge le suivi médical et environnemental.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/207854/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>
En cas d'exposition à des métaux dangereux comme le plomb, beaucoup se tournent vers les analyses de cheveux pour savoir s'ils ont été contaminés. Un mauvais réflexe… Voici pourquoi.
Laurence Maurice, Directrice de recherches, laboratoire « Géosciences environnement Toulouse », Institut de recherche pour le développement (IRD)
Laure Laffont, Docteure en géochimie, Université de Toulouse III – Paul Sabatier
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/197298
2023-02-20T17:17:48Z
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Dans l’Antiquité, comment la monnaie est-elle apparue ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/510367/original/file-20230215-20-zdm9nw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Tétradrachme athénien représentant Athéna, Ve siècle av. J.-C.</span> </figcaption></figure><p>Si aujourd’hui il nous semble parfaitement naturel de vivre dans un monde où tout est monétisé et de manipuler chaque jour pièces et billets, il n’en était pas de même dans la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Ach%C3%A9m%C3%A9nides">Perse achéménide</a>, la Phénicie ou l’Égypte des pharaons. L’argent métal y était pourtant omniprésent, mais ne s’échangeait qu’au poids, il n’était pas transformé en pièces de monnaie.</p>
<p>Pourquoi est-on passé du métal à la monnaie d’argent ? Pourquoi l’argent, plutôt que l’or ou l’électrum, a-t-il acquis un rôle central dans les transactions ?</p>
<p>Et enfin, comment l’argent circulait-il dans l’Antiquité, à quoi était-il employé ?</p>
<h2>Le trésor du royaume achéménide</h2>
<p>Si l’argent métal était présent autour de la Méditerranée depuis l’Âge du Bronze (3000-1200 av. J.-C.) comme acteur majeur du commerce, cet argent monnaie si familier n’apparut qu’à partir du 6<sup>e</sup> et V<sup>e</sup> siècles av. J.-C, avec le besoin de fluidifier le paiement des immenses armées de mercenaires grecs dont la technologie militaire allait faire et défaire les empires.</p>
<p>Quand, après avoir défait Darius III, Roi des Rois, en 331 av. J.-C. à Gaugamèles, Alexandre le Grand et ses phalanges macédoniennes entrent à Suse, Persépolis et Ecbatane, ils trouvent dans les palais les plus grands trésors d’argent et d’or <a href="https://www.persee.fr/doc/rea_0035-2004_1989_num_91_1_4385">jamais accumulés dans l’Antiquité</a>. Pour donner une idée de la masse de métaux précieux qui y étaient entreposés, il faut imaginer que son transport aurait nécessité un cortège de 150 poids lourds de 35 tonnes, ou, dans le contexte de l’époque, 60 000 mules.</p>
<figure class="align-left ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/511124/original/file-20230220-22-peuo4k.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/511124/original/file-20230220-22-peuo4k.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=606&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/511124/original/file-20230220-22-peuo4k.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=606&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/511124/original/file-20230220-22-peuo4k.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=606&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/511124/original/file-20230220-22-peuo4k.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=761&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/511124/original/file-20230220-22-peuo4k.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=761&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/511124/original/file-20230220-22-peuo4k.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=761&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Drachme à l’effigie d’Alexandre. Date ?</span>
</figcaption>
</figure>
<p>Le royaume achéménide n’utilisait que très peu l’argent dans sa forme monnayée, et ses émissions monétaires servaient essentiellement à payer les mercenaires. L’essentiel du métal était stocké dans le trésor royal sous forme de lingots, d’argenterie ou de statues que les conquérants macédoniens s’empressèrent de frapper sous forme de monnaies au standard de poids grec, la drachme et ses multiples. Ces frappes massives permirent à Alexandre et à ses successeurs – les Séleucides de Mésopotamie, les Ptolémées d’Égypte, et les Antigonides de Macédoine jusqu’à la mort de Cléopâtre en 31 av. J.-C. – de payer leurs troupes engagées dans des combats incessants.</p>
<h2>L’argent de la mer Égée</h2>
<p>Au-delà de ces chiffres vertigineux, une surprise de taille vint de la provenance de l’argent qu’une étude <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s12520-022-01537-y">basée sur les isotopes du plomb</a> place sur le pourtour de la Mer Égée, essentiellement dans les fabuleuses mines du Laurion à l’est d’Athènes, en Macédoine et en Thrace, mines que nous pouvons encore aujourd’hui visiter et qui étaient les sources principales du métal précieux de cette époque.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/511125/original/file-20230220-24-3vmk6m.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/511125/original/file-20230220-24-3vmk6m.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=463&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/511125/original/file-20230220-24-3vmk6m.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=463&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/511125/original/file-20230220-24-3vmk6m.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=463&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/511125/original/file-20230220-24-3vmk6m.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=582&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/511125/original/file-20230220-24-3vmk6m.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=582&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/511125/original/file-20230220-24-3vmk6m.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=582&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Mineurs grecs. Reproduction d’une plaquette en terre cuite de Corinthe.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Mines_du_Laurion#/media/Fichier:Mineurs_grecs_2.jpg">Wikimedia</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>L’historien grec Hérodote (525–484 av. J.-C.) raconte de façon assez précise la remise des tributs payés par les différentes satrapies – nous dirions aujourd’hui les préfectures – au roi des Perses : la Macédoine, les Grecs de la façade est de la mer Égée (Ionie), l’Asie Mineure, l’Assyrie, la Babylonie, le Levant et l’Égypte étaient tenus de verser chaque année l’équivalent de plusieurs tonnes d’argent métal au trésor perse. Cet argent était pesé, fondu, puis soigneusement stocké dans des jarres dans les trésoreries des palais royaux.</p>
<p>Ce qui est remarquable, c’est que ce tribut en argent, qu’il ait été payé par les Grecs, les Phéniciens ou les Égyptiens, provient presque toujours du pourtour de la mer Égée. Cette observation requiert que les Égyptiens ou les Babyloniens, qui ne possédaient eux-mêmes aucune mine d’argent, devaient se procurer le précieux métal du tribut et démontre la vigueur du commerce à l’échelle de la Méditerranée orientale et du Moyen-Orient.</p>
<p>En fait, cette vigueur n’est pas un phénomène nouveau. Elle est particulièrement mise évidence lors de l’invasion des coalitions de tribus proto-grecques de la fin de l’Âge du Bronze (vers 1200 av. J.-C.) qui causent la chute des civilisations mycéniennes et hittites, mettent la Phénicie et le Levant à feu et à sang, et ne sont arrêtées que par le pharaon Ramsès III. Il est bien établi que dans toute période de troubles, les populations cherchent à <a href="http://www.jstor.org/stable/26637388">dissimuler leur économies en argent</a>s ous les pavements ou dans les murs.</p>
<figure class="align-right ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/511135/original/file-20230220-28-dmqm1t.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/511135/original/file-20230220-28-dmqm1t.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=486&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/511135/original/file-20230220-28-dmqm1t.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=486&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/511135/original/file-20230220-28-dmqm1t.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=486&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/511135/original/file-20230220-28-dmqm1t.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=611&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/511135/original/file-20230220-28-dmqm1t.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=611&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/511135/original/file-20230220-28-dmqm1t.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=611&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Bracelet « papillons » de la reine Hétéphérès – argent, turquoise, lapis-lazuli cornaline – IVᵉ dynastie – règne de Snéfrou, découvert par Georges Reisner, en 1925, dans sa tombe G 7000x à Guizeh Originaux « complets » exposés au Musée Égyptien du Caire (JE 53266 et JE 52281).</span>
<span class="attribution"><span class="source">Musée égyptien du Caire</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les trésors enfouis ainsi trouvés dans les ruines du Levant du début de l’Âge du Fer sont largement dominés par l’argent de la mer Égée. Plus loin encore dans le temps, l’argent du bracelet de la reine Hétep-Hérès 1re (vers 2600 av. J.-C.), mère de Khéops, le constructeur de la pyramide qui porte son nom, provient des îles Cyclades au sud d’Athènes.</p>
<h2>L’argent, le métal de la monnaie</h2>
<p>L’argent est un métal rare, sans l’être trop, et sa méthode d’extraction est connue depuis l’âge du Bronze. Il est peu sensible à l’oxydation et, à la différence du blé, les souris ne le dévorent pas. Personne ne songe à payer son pain avec une pièce d’or, mais l’argent reste moins abondant que le cuivre ou le zinc. Il n’entre en compétition avec aucun autre métal pour la confection d’outils ou d’armes et n’est utilisé que pour la fabrication d’objets de décoration ou de culte. Si l’on s’en tient aux biens mobiliers, on n’est pas riche de céréales ni de poteries, mais de l’argent que l’on possède. </p>
<p>Quand les proto-Grecs envahissent le pourtour de la Méditerranée orientale à la fin de l’âge du Bronze, ils découvrent des paysages aux sols ravagés par l’agriculture. Les fermiers anatoliens, tels que ceux qui ont fondé la civilisation minoenne, ont <a href="https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.0611508104">domestiqué les animaux et introduit le labourage</a>. Ces techniques sont efficaces à court terme mais épuisent les nutriments, notamment le phosphore, et accélèrent fortement l’érosion des sols.</p>
<p>Dans <em>Critias</em>, Platon écrit au sujet de l’Attique : </p>
<blockquote>
<p>« La qualité du sol y était sans égale et pouvait nourrir une nombreuse armée. Depuis lors, les inondations ont dénudé le pays. Il était, en ce temps-là, couvert d’une terre grasse et fertile ; les montagnes étaient revêtues de forêts, et le sol gardait les pluies, qui alimentaient des sources et des rivières. »</p>
</blockquote>
<p>Seules les plaines du Nil, du Tigre et de l’Euphrate, où le limon des inondations renouvelle sans cesse les nutriments des sols, résistent aux envahisseurs. Ceux-ci ne se retrouvent maîtres que de contrées arides incapables d’assurer la subsistance de la population. C’est le cas de l’Asie Mineure, du Levant, mais aussi de la Grèce et de la Libye.</p>
<p>Dans ces conditions, le miracle qui permit aux colons grecs de subsister fut leur génie guerrier : à partir du VII<sup>e</sup> siècle av. J.-C., le citoyen grec sans terre <a href="https://www.musee-armee.fr/fileadmin/user_upload/Documents/Support-Visite-Fiches-Presentation/Hoplite-antiquite.pdf">se transforme en un hoplite</a> armé d’un casque, d’une lance, d’une épée et d’un bouclier rond. La formation hoplite, la phalange, s’avance comme un énorme hérisson dans laquelle le bouclier de chaque guerrier protège son voisin et les longues lances des rangs arrière abritent les premiers rangs les plus exposés. La recette fait miracle et les tyrans et aspirants-rois s’arrachent les mercenaires hoplites par dizaines de milliers.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Jona Lendering/Wikipedia" src="https://images.theconversation.com/files/511132/original/file-20230220-28-xbtrhw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/511132/original/file-20230220-28-xbtrhw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=605&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/511132/original/file-20230220-28-xbtrhw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=605&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/511132/original/file-20230220-28-xbtrhw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=605&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/511132/original/file-20230220-28-xbtrhw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=760&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/511132/original/file-20230220-28-xbtrhw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=760&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/511132/original/file-20230220-28-xbtrhw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=760&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Représentation d’un hoplite, Vᵉ siècle av. J.-C.</span>
<span class="attribution"><a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>L’avènement du salariat</h2>
<p>Comment ceux-ci sont-ils payés ? Au temps d’Homère, au VIII<sup>e</sup> siècle av. J.-C., le guerrier grec rentrait à la maison poussant devant lui bœufs et esclaves et les bras chargés de broches en fer et de lingots de bronze. Rapidement, le paiement se fit en argent et en or, plus durable, ce qui marqua de fait l’avènement du salariat. Les métaux précieux servirent aux mercenaires à acquérir des parcelles de champ, chez eux ou dans de nouvelles colonies en Sicile ou dans le Sud de l’Italie.</p>
<p>Mais payer la solde de dizaines de milliers de mercenaires est un vrai défi logistique car il faut garantir à chacun le poids et la finesse de l’argent versé. Les premières tentatives monétaires du roi de Lydie Crésus et de son père au VII<sup>e</sup> siècle sont infructueuses car l’or est simplement trop rare pour financer les nombreuses armées dont ils ont besoin face au Roi des Rois. Les premières émissions de masse de monnaies d’argent apparaissent vers 520 av. J.-C. à Athènes et sur les îles d’Égine et de Thasos dans la mer Égée.</p>
<p>Les vertus de l’argent monnayé sont multiples. Tout d’abord, l’autorité émettrice garantit le poids et la pureté de la pièce d’argent. Mais surtout, la monétisation rend l’argent bien plus fluide et le métal précieux s’écoule très rapidement de la bourse des mercenaires vers les circuits commerciaux autour de la Méditerranée orientale.</p>
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<p>Au retour des mercenaires au service des Perses après 480, on retrouve ainsi très vite quantité de monnaies grecques en Égypte, ce qui atteste de l’achat par les Grecs d’excédents agricoles produits dans le delta du Nil. Le nombre d’épaves gisant par le fond de la Méditerranée augmente brutalement à partir du VI<sup>e</sup> siècle démontrant une nouvelle vigueur des échanges commerciaux contemporaine de la monétisation de l’argent.</p>
<p>Ce développement fait lui-même apparaître les premiers grands emprunts et les premiers banquiers qui œuvrent au développement du commerce maritime. Par ailleurs, la force de la monnaie d’argent crée une classe moyenne puissante qui hausse la voix dans les affaires de la cité et s’oppose aux oligarchies en place.</p>
<p>L’irruption de l’argent des mercenaires coïncide avec l’apparition de la démocratie dans une cinquantaine de cités grecques, dont le modèle le plus sophistiqué fut défini à Athènes. Ailleurs, en Perse, à Sparte, Carthage et Rome, la résistance des oligarchies est plus forte. Quatre à six siècles seront nécessaires pour asseoir autour de la Méditerranée le concept d’argent monnaie qui, 2000 ans plus tard, règne encore, quoique sous d’autres formes, sur toutes nos sociétés.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/197298/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Francis Albarede a reçu des financements de l'ERC pour son programme de recherche « Silver ».</span></em></p>
Quatre à six siècles ont été nécessaires pour asseoir autour de la Méditerranée la monnaie d’argent.
Francis Albarede, Géochimiste, ENS de Lyon
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/197166
2023-01-11T17:39:07Z
2023-01-11T17:39:07Z
Métaux rares : comment impliquer les consommateurs face aux enjeux actuels ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/502948/original/file-20230103-3468-1356bj.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=55%2C0%2C1126%2C697&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">L'exploitation des métaux indispensables notamment à la fabrication de nos produits électroniques produit un impact important sur l'environnement, l'atmosphère, les sols et les eaux.
</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://pixabay.com/fr/photos/l-exploitation-minière-à-ciel-ouvert-1327116/">NoName_13/Pixabay</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span></figcaption></figure><p>Les métaux rares ont pris une place importante dans les sociétés occidentales et sont présents dans une <a href="https://theconversation.com/au-pays-des-puces-electroniques-linnovation-et-les-ressources-coutent-tres-cher-191977">majorité de produits</a> utilisés quotidiennement : ordinateurs portables, smartphones, ampoules à LED, panneaux photovoltaïques, batteries pour véhicules électriques, etc. L’Union européenne (UE), consciente de sa dépendance envers les principaux pays producteurs de ces métaux notamment révélée par la crise du Covid-19 et la guerre en Ukraine, a fait le choix de relocaliser l’extraction de certains métaux sur son territoire, avec l’ouverture de nouvelles mines.</p>
<p>En 2022, par exemple, la société Imerys projette de créer une <a href="https://www.francetvinfo.fr/economie/energie/mines-de-lithium-en-france-des-projets-mais-encore-beaucoup-d-interrogations_5546643.html">mine française</a> de lithium. En effet, la Russie reste l’un des principaux exportateurs de <a href="http://theconversation.com/war-in-ukraine-could-cut-global-supply-of-essential-elements-for-making-green-technology-179138">palladium et de platine</a>, tandis que l’Ukraine produit, quant à elle, une grande partie du <a href="https://theconversation.com/relocaliser-lextraction-des-ressources-minerales-en-europe-les-defis-du-lithium-138581">lithium</a> exporté en France.</p>
<p>Face à cette situation, les entreprises tentent également de s’adapter, et notamment le secteur automobile qui connaît une crise s’agissant de l’approvisionnement en semi-conducteurs. Certains constructeurs soulignent l’importance d’en relocaliser la production en Europe. Renault entend désormais entretenir une relation très étroite avec le fournisseur de puces français STMicroelectronics afin de sécuriser l’approvisionnement, essentiel dans la <a href="https://www.autojournal.fr/info-metier-de-lauto/crise-semi-conducteurs-reponse-constructeurs-279083.html">production automobile</a>.</p>
<p>Ces ruptures ne sont pas seulement un enjeu industriel, mais aussi un enjeu stratégique pour les États. C’est pourquoi la France a choisi d’injecter une enveloppe de 700 millions d’euros pour renforcer son tissu industriel et <a href="https://www.latribune.fr/economie/france/face-au-chaos-de-l-approvisionnement-bercy-lance-un-pret-de-700-millions-d-euros-pour-l-industrie-898379.html">technologique</a>. La France poursuit l’objectif de retrouver sa <a href="https://www.lefigaro.fr/vox/societe/souverainete-technologique-la-france-a-de-nouveau-un-role-singulier-a-jouer-dans-le-monde-20210409">souveraineté</a> technologique, en lançant notamment le projet « Nano 2022 », pour préserver le contrôle des technologies nécessaires aux secteurs de l’industrie et de la défense. </p>
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<p>De plus, la France entend investir massivement dans ce secteur, en propre et aux côtés de l’UE, en mettant en place un plan d’investissement « France 2030 », à hauteur de <a href="https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/livre-blanc/france-2030-industrie-futur-106762">30 milliards d’euros</a> pour permettre à la France de réaliser sa transition énergétique et numérique, tout en restant compétitive sur le plan industriel.</p>
<h2>Problématiques éthiques</h2>
<p>Tel est le cas du lithium par exemple, qui pourrait être exploité sur le territoire national. Cette relocalisation permettrait ainsi de limiter les impacts environnementaux, et de rendre la chaîne d’approvisionnement de ces métaux plus transparente. En effet, l’exploitation de ces métaux, et principalement des terres rares en Chine, a un impact important sur <a href="http://theconversation.com/en-chine-lexploitation-des-terres-rares-saccompagne-dune-pollution-massive-183676">l’environnement</a>, l’atmosphère, les sols et les eaux. Ces impacts, ainsi que les problématiques <a href="https://hir.harvard.edu/not-so-green-technology-the-complicated-legacy-of-rare-earth-mining/">d’éthique</a> liées aux conditions de travail, sont en partie imputables aux réglementations des pays producteurs. À cet égard, la relocalisation des productions minières en Europe permettrait dans une certaine mesure de limiter l’impact de ces activités.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Circuit imprimé" src="https://images.theconversation.com/files/502950/original/file-20230103-14-melcc4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/502950/original/file-20230103-14-melcc4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/502950/original/file-20230103-14-melcc4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/502950/original/file-20230103-14-melcc4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/502950/original/file-20230103-14-melcc4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/502950/original/file-20230103-14-melcc4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/502950/original/file-20230103-14-melcc4.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Les métaux rares sont présents dans une majorité de produits utilisés quotidiennement comme les ordinateurs portables.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://pixabay.com/fr/photos/partie-informatique-circuit-imprimé-7136373/">Joachim Schnürle/Pixabay</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les consommateurs, eux aussi, s’interrogent et s’engagent davantage sur les questions de <a href="https://www.bcg.com/publications/2020/sustainability-matters-now-more-than-ever-for-consumer-companies">développement durable</a>. Or, nos <a href="https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/16258312.2021.1984168">recherches</a> montrent que, dans le contexte actuel, les entreprises peuvent impliquer ces acteurs finaux afin de répondre aux enjeux environnementaux et éthiques. Cette <a href="https://www.researchgate.net/publication/229613900_Consumer_integration_in_sustainable_product_development">intégration</a> est donc devenue un axe stratégique pour les entreprises afin de répondre à plusieurs critères : que ce soit pour réduire les risques d’approvisionnement, augmenter la performance, améliorer la durabilité ou encore la disponibilité des ressources grâce au recyclage.</p>
<p>Par exemple, le 17 novembre 2021, le géant américain du numérique Apple a annoncé le <a href="https://www.apple.com/newsroom/2021/11/apple-announces-self-service-repair/">« Self Service Repair »</a>. Il s’agit d’un service permettant aux utilisateurs d’effectuer eux-mêmes certaines réparations, comme le changement de la batterie, de l’appareil photo ou de l’écran. L’utilisateur reçoit un manuel et des outils pour l’aider à effectuer ces réparations en toute sécurité. L’objectif de cette réparation par l’utilisateur est de répondre aux enjeux de durabilité en lien avec l’exploitation des métaux rares grâce à une longévité accrue des produits technologiques.</p>
<h2>Incitation au recyclage</h2>
<p>Cette méthode d’intégration, <a href="https://www.theses.fr/s207797">parmi d’autres</a>, fait référence aux « <a href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1540-5885.1840247">user toolkits</a> », et permet de transférer les tâches normalement effectuées par l’entreprise à l’utilisateur, rendant ainsi le processus moins cher et plus rapide tout en maintenant une qualité élevée. Cet exemple met en évidence que le consommateur peut jouer un rôle accru pour répondre aux enjeux environnementaux et éthiques liés aux objets comprenant des métaux rares. Les entreprises peuvent donc tirer avantage des consommateurs afin de proposer des produits plus durables.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/502945/original/file-20230103-70262-u895vi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Un homme répare un circuit imprimé" src="https://images.theconversation.com/files/502945/original/file-20230103-70262-u895vi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/502945/original/file-20230103-70262-u895vi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/502945/original/file-20230103-70262-u895vi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/502945/original/file-20230103-70262-u895vi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/502945/original/file-20230103-70262-u895vi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/502945/original/file-20230103-70262-u895vi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/502945/original/file-20230103-70262-u895vi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Faciliter la réparation des appareils, une piste pour impliquer davantage le consommateur dans la limitation de la consommation de métaux rares.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.pexels.com/fr-fr/photo/mains-technologie-sans-visage-ordinateur-4705634/">Pexels</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les États souhaitent également impliquer ces consommateurs. En France, en avril 2022, dans le cadre de l’élection présidentielle, le président de la République Emmanuel Macron a ainsi émis la possibilité de mettre en place un dispositif de <a href="https://www.usine-digitale.fr/article/emmanuel-macron-promet-une-prime-au-retour-pour-recycler-ses-vieux-smartphones.N1995352">collecte des objets</a> usagés (téléphones, tablettes, ordinateurs entre autres) moyennant une somme d’argent, permettant ainsi de favoriser la filière du recyclage.</p>
<p>Cette reconnaissance des enjeux liés aux métaux rares par les entreprises et les États, liée aux conjonctures actuelles (pandémie, guerre en Ukraine…), constitue une première étape vers une prise de conscience globale incluant ainsi les consommateurs en leur donnant un rôle actif. L’intégration des consommateurs permet ainsi de résoudre le problème de longévité grâce à la réparation et au recyclage, limitant les besoins en approvisionnement et de ce fait permettant la réduction de dépendance face aux métaux rares.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/197166/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>
En plus des politiques visant à limiter la dépendance aux pays miniers, les entreprises encouragent des pratiques durables comme la réparation et les États envisagent d’inciter davantage au recyclage.
Justine Marty, Assistant professor, Kedge Business School
Salomée Ruel, Professeure associée en Supply Chain Management et Management des Systèmes d'Information, Kedge Business School
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/194414
2022-12-16T14:40:28Z
2022-12-16T14:40:28Z
Voici pourquoi il est déconseillé de prendre une douche pendant un orage
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/495156/original/file-20221114-18-q4e8bi.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=8%2C2%2C989%2C663&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">En règle générale, si vous pouvez entendre le tonnerre au loin, alors vous êtes suffisamment proche de l’orage pour que la foudre vous atteigne, même s’il n’y a pas de pluie.</span> <span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span></figcaption></figure><p>Le <a href="https://www.metoffice.gov.uk/">Met Office</a>, service national britannique de météorologie, a émis plusieurs « alertes d’orages jaunes » pour le Royaume-Uni, soulignant le <a href="https://www.metoffice.gov.uk/about-us/press-office/news/weather-and-climate/2022/days-of-thunder-ahead-for-some">potentiel d’éclairs fréquents</a>. Bien que la probabilité que vous soyez frappé par un éclair soit faible, il est important de savoir comment demeurer en sécurité pendant un orage. Chaque année dans le monde, environ 24 000 personnes sont <a href="https://www.vaisala.com/sites/default/files/documents/Annual_rates_of_lightning_fatalities_by_country.pdf">tuées par la foudre</a> et 240 000 autres sont blessées.</p>
<p>La plupart des gens connaissent les règles de sécurité de base en cas d’orage, comme éviter de se tenir sous les arbres ou près d’une fenêtre, et ne pas utiliser un téléphone filaire (les téléphones cellulaires sont sans danger).</p>
<p>Mais saviez-vous que vous devriez vous abstenir de prendre une douche, un bain ou de laver la vaisselle pendant un orage ?</p>
<p>Pour en comprendre la raison, il faut d’abord expliquer un peu comment fonctionnent les orages et les éclairs.</p>
<p>Deux éléments fondamentaux favorisent le développement d’un orage : l’humidité et l’air chaud ascendant, qui vont bien sûr de pair avec la saison estivale. Les températures élevées et l’humidité créent de grandes quantités d’air humide qui s’élève dans l’atmosphère ; cette masse d’air peut alors se transformer en orage.</p>
<p>Les nuages contiennent des millions de gouttelettes d’eau et de glace et leur interaction est à l’origine de la <a href="https://www.weather.gov/safety/lightning-science-electrification">foudre</a>. Les gouttes d’eau qui montent entrent en collision avec les gouttes de glace qui tombent, leur transmettant une charge négative et repartant avec une charge positive. Lors d’un orage, les nuages agissent comme d’énormes générateurs Van de Graaff, séparant les charges positives et négatives pour créer de gigantesques différences de charge à l’intérieur des nuages.</p>
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<iframe width="440" height="260" src="https://www.youtube.com/embed/laDmuQFmK3Y?wmode=transparent&start=0" frameborder="0" allowfullscreen=""></iframe>
<figcaption><span class="caption">Le fonctionnement d’un générateur de Van de Graaff.</span></figcaption>
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<p>Lorsque les nuages orageux se déplacent au-dessus de la Terre, ils génèrent une charge contraire dans le sol, et c’est ce qui attire l’éclair vers celui-ci. L’orage cherche l’équilibre et il le trouve en se déchargeant entre les régions positives et négatives. Le trajet de moindre résistance est généralement emprunté par ce courant ; les objets offrant une plus grande conductivité (comme le métal) sont plus susceptibles d’être frappés pendant une tempête.</p>
<p>Le meilleur conseil en cas d’orage est le suivant : lorsque le tonnerre gronde, rentrez sans perdre une seconde. Toutefois, cela ne signifie pas que vous êtes totalement à l’abri. Certaines activités à l’intérieur peuvent être presque aussi risquées que de rester dehors pendant la tourmente.</p>
<h2>Trajet de moindre résistance</h2>
<p>À moins que vous ne soyez assis dans un bain à l’extérieur ou que vous ne preniez une douche sous la pluie, il est incroyablement peu probable que vous soyez frappé par la foudre. Mais si un éclair atterrit sur votre maison, l’électricité empruntera le trajet de moindre résistance jusqu’au sol. Des éléments tels que des fils métalliques ou de l’eau dans vos canalisations constituent un chemin conducteur idéal que le courant peut suivre pour rejoindre la terre.</p>
<p>La douche fournit ces deux choses (eau et métal), ce qui en fait un itinéraire parfait pour l’électricité. Une bonne douche apaisante pourrait se transformer en quelque chose de beaucoup moins relaxant. Aux États-Unis, les <a href="https://www.cdc.gov/disasters/lightning/safetytips.html">Centres pour le contrôle et la prévention des maladies (Centers for Disease Control and Prevention)</a> encouragent fortement les gens à éviter toute activité en rapport avec l’eau pendant un orage – même la vaisselle – afin de réduire le risque d’être touché.</p>
<p>D’autres dangers sont à craindre pendant un orage. L’un d’entre eux, qui peut ne pas sembler évident, consiste à s’appuyer sur un mur en béton. Bien que ce matériau ne soit pas lui-même très conducteur, s’il a été renforcé par des poutres métalliques (appelées « barres d’armature »), celles-ci peuvent représenter un bon chemin pour la foudre. Évitez également d’utiliser tout ce qui est branché sur une prise électrique (ordinateurs, téléviseurs, machines à laver, lave-vaisselle), car tous ces appareils peuvent constituer des voies d’accès pour l’éclair.</p>
<p>En règle générale, si vous pouvez entendre le tonnerre au loin, alors vous êtes suffisamment proche de l’orage pour que la foudre vous atteigne, même s’il n’y a pas de pluie. Les foudroiements peuvent se produire jusqu’à seize kilomètres de l’orage dont ils sont issus. En principe, une demi-heure après avoir entendu le dernier coup de tonnerre, on peut retourner sous la douche en toute sécurité.</p>
<p>Les orages aiment généralement une finale en apothéose, et la dernière chose que vous souhaitez, c’est faire partie du feu d’artifice !</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/194414/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>James Rawlings ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
La foudre tue 24 000 personnes chaque année. Voici comment rester en sécurité pendant un orage.
James Rawlings, Hourly Paid Lecturer in Physics, Nottingham Trent University
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/196412
2022-12-13T18:59:01Z
2022-12-13T18:59:01Z
Les métaux sont-ils le chaînon manquant pour comprendre la maladie d’Alzheimer ?
<p>Les maladies neurodégénératives sont caractérisées par une détérioration progressive des neurones, entraînant un dysfonctionnement du système nerveux et une perte graduelle des capacités cognitives et/ou motrices. La maladie d’Alzheimer représente la forme la plus courante de ces pathologies.</p>
<p>Bien que cette dernière ait un coût et un impact sociétal majeurs dans nos sociétés vieillissantes, très peu de progrès ont été accomplis au point de vue thérapeutique, malgré des efforts importants en recherche clinique. Ce paradoxe apparent pourrait s’expliquer par une compréhension encore trop partielle de ses mécanismes moléculaires.</p>
<p>Nous essayons d’apporter ici un éclairage original à ce sujet, en nous focalisant sur l’altération de la répartition des « métaux » dans le cerveau, laquelle pourrait favoriser la dégénérescence et la mort des neurones. Par souci de simplification, nous utilisons le terme « métaux » pour désigner les ions métalliques issus du zinc Zn(II), du cuivre Cu(I/II) et du fer Fe(II/III).</p>
<h2>Une origine toujours incomprise</h2>
<p>Dès 1907, les travaux originaux d’Alois Alzheimer avaient mis en évidence l’existence de plaques dites « amyloïdes » (dépôt de protéines agrégées) dans le cerveau d’une <a href="https://doi.org/10.1007/s004060050027">patiente décédée ayant souffert de démences caractéristiques de la maladie qui portera plus tard le nom de ce médecin bavarois</a>. Mais plus d’un siècle plus tard, de nombreux aspects de la maladie demeurent dans l’ombre.</p>
<p>Les plaques amyloïdes résultent de l’<a href="https://doi.org/10.1016/j.cell.2005.02.008">agrégation de protéines nommées Amyloïdes-β (Aβ)</a>, identifiées par George Glenner et Caine Wong (université de Californie) dès 1984, puis de leur accumulation. L’agrégation est le phénomène par lequel ces protéines se regroupent pour former des ensembles très stables. Les protéines Aβ proviennent de la coupure d’une protéine parente, plus longue, appelée « protéine précurseur de l’amyloïde » (APP). Les fonctions de l’APP, tout comme celles de l’Aβ, restent encore largement inconnues et partiellement incomprises.</p>
<p>La théorie dite « amyloïde », selon laquelle la maladie d’Alzheimer est causée par la présence de ces fameuses <a href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1566067/">plaques amyloïdes dans le cerveau</a>, a été formulée initialement par le généticien John Hardy (University College London) et le neurobiologiste Gerald Higgins (National Institute on Aging) en 1992. Mais la contribution réelle des agrégats de protéines à l’évolution de la maladie reste aujourd’hui encore sujette à débat.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Plaques amyloïdes dans le cerveau de patients atteints de la maladie d’Alzheimer" src="https://images.theconversation.com/files/500432/original/file-20221212-110235-p3m533.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/500432/original/file-20221212-110235-p3m533.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/500432/original/file-20221212-110235-p3m533.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/500432/original/file-20221212-110235-p3m533.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/500432/original/file-20221212-110235-p3m533.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/500432/original/file-20221212-110235-p3m533.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/500432/original/file-20221212-110235-p3m533.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Les plaques amyloïdes (ici en fuchsia), constituées de protéines agglutinées entre les cellules cérébrales, peuvent être présentes dans le cerveau des malades atteints d’Alzheimer.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Pics56</span>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Une autre théorie est également formulée, mettant cette fois en cause une agrégation intracellulaire anormale de la protéine Tau. Cette dernière, associée aux microtubules (qui participent à la formation du squelette cellulaire) et régulant leur dynamique de formation et déformation, peut entraîner des enchevêtrements fibreux capables de se propager d’un neurone à l’autre et à l’ensemble du cerveau.</p>
<p>Habituellement, Tau reçoit un groupement chimique nommé phosphate, ce qui <a href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnagi.2019.00204/full">régule ses fonctions cellulaires</a>. Or, dans certaines conditions, Tau se trouve chargée de beaucoup trop de phosphates. Cela va favoriser son agrégation et induire une perte fonctionnelle puis, <em>in fine</em>, la mort neuronale.</p>
<p>Ces deux théories, « amyloïde » et « Tau », ont conduit au développement de nombreuses recherches pour le développement de médicaments. <a href="https://doi.org/10.1038/s41392-019-0063-8">Médicaments qui, pour l’heure, restent peu efficaces…</a>. Beaucoup sont en effet basées sur l’utilisation de modèles animaux transgéniques (génétiquement modifiés) ou de protéines synthétiques qui reproduisent imparfaitement la pathologie humaine.</p>
<p>Par ailleurs, on sait aujourd’hui que des plaques amyloïdes peuvent être présentes dans le cerveau de patients ne souffrant pas de démences et, inversement, être absentes (ou peu s’en faut) chez des patients ayant souffert de démences. Bref, il ne semble pas y avoir de corrélation étroite entre la quantité de plaques amyloïdes et la <a href="https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/emmm.201606210">sévérité des symptômes de la maladie</a>.</p>
<p>Il parait donc maintenant important et urgent d’envisager la maladie d’Alzheimer non plus à l’aune d’une seule hypothèse, mais de la considérer selon une approche multifactorielle.</p>
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<h2>Envisager de nouvelles approches</h2>
<p>Un des premiers arguments en faveur d’une approche multifactorielle provient des études génétiques qui ont permis de mettre en évidence des gènes de susceptibilité à la maladie, autrement dit des gènes dont certains variants peuvent augmenter ou diminuer le risque de développer cette pathologie. Le premier et principal d’entre eux est le variant 4 du gène APOE (APOE4) codant pour l’apolipoprotéine E (impliquée dans le transport des lipides).</p>
<p>Depuis cette découverte, des études complémentaires ont permis d’étendre le nombre de gènes dont des variations sont à considérer. De manière intéressante, beaucoup touchent au métabolisme des lipides, ce qui pourrait représenter un axe de recherche complémentaire aux recherches sur Aβ et Tau.</p>
<p>Parmi les hypothèses complémentaires, on peut également citer les dysfonctions du cycle des neurotransmetteurs, de la cascade mitochondriale mais aussi prendre en compte des pathologies comme le diabète, qui sont associées à une augmentation du risque de développer la maladie.</p>
<p>Comme nous l’avons indiqué en préambule, nos laboratoires travaillent sur une hypothèse complémentaire, encore peu étudiée dans ses aspects thérapeutiques, qui porte sur une altération de la régulation des métaux. Fer, cuivre et zinc sont en effet autant de micronutriments essentiels pour la santé un déséquilibre dans leurs concentrations de notre corps est incompatible avec son bon fonctionnement.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Un arc cible la multitude de facteurs possiblement impliqués dans la maladie d’Alzheimer (Aβ, Tau, radicaux libres… et les métaux fer, zinc et cuivre)" src="https://images.theconversation.com/files/500426/original/file-20221212-99176-ygz235.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/500426/original/file-20221212-99176-ygz235.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=432&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/500426/original/file-20221212-99176-ygz235.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=432&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/500426/original/file-20221212-99176-ygz235.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=432&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/500426/original/file-20221212-99176-ygz235.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=543&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/500426/original/file-20221212-99176-ygz235.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=543&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/500426/original/file-20221212-99176-ygz235.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=543&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">La maladie d’Alzheimer est multifactorielle. Après les protéines amyloïdes β et Tau, les métaux, dont le cuivre, semblent être une piste de recherche importante et une future cible thérapeutique possible.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Christelle Hureau/Cordis</span>, <span class="license">Author provided</span></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>L’hypothèse de l’anomalie métallique</h2>
<p>Notre modèle se fonde sur l’observation d’un changement dans la localisation dans le cerveau de certains métaux, principalement le zinc (Zn), le fer (Fe) et le cuivre (Cu), et sur le fait que l’Aβ est capable de s’y lier ce qui en favorise l’agrégation. De plus, le fer ou le cuivre liés à l’Aβ sont aussi capables de favoriser la production de molécules réactives de l’oxygène, principalement des radicaux libres, qui sont toxiques sinon létaux pour les neurones. Ce type de toxicité est aussi connu sous le nom de « stress oxydatif », et est constaté dans les stades précoces de la maladie d’Alzheimer.</p>
<p>Plusieurs études ont révélé des concentrations en métaux différentes (Cu, Zn et Fe) entre personnes saines et patients atteints de la maladie. Au-delà des concentrations globales au niveau du cerveau, <a href="https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2022.104403">ce qui compte est la répartition des métaux entre milieu extra et intracellulaire</a>.</p>
<p>Bien que les niveaux cérébraux pour ces trois métaux soient impactés, le cuivre a été choisi comme cible thérapeutique privilégiée car, se retrouvant principalement <a href="https://doi.org/10.1002/anie.201807676">sous forme de nano-particules</a>, il peut participer au stress oxydant, contrairement au fer et au zinc.</p>
<p>À ce jour, deux essais cliniques ont été conduits pour restaurer l’homéostasie des métaux (leur bon équilibre interne), mais ils ont dû être stoppés par manque de spécificité et de pureté des molécules testées pour leur transport.</p>
<p>Pour surmonter ces problèmes, nous avons conçu une <a href="https://doi.org/10.1039/d2sc02593k">nouvelle molécule capable de véhiculer spécifiquement le cuivre</a>. Elle est non seulement capable de se lier très préférentiellement avec ce métal, mais peut aussi l’extraire de l’Aβ. Elle stoppe également la production d’espèces réactives de l’oxygène, et ramène le cuivre à l’intérieur des cellules neuronales, où il est normalement utilisé par diverses protéines et enzymes pour leur bon fonctionnement physiologique.</p>
<h2>Des espoirs pour demain</h2>
<p>Cette molécule, capable de faire naviguer le cuivre de l’extérieur - où il est néfaste - vers l’intérieur de la cellule - où il est nécessaire - représente donc un nouvel outil précieux en recherche fondamentale. Elle devrait permettre de mieux comprendre les implications d’une dérégulation des quantités de cuivre dans la maladie d’Alzheimer. De plus, en repositionnant correctement ce métal, elle présente des applications thérapeutiques potentielles.</p>
<p>Elle pourrait être capable de cibler plusieurs facteurs tels que l’agrégation de Aβ modulée par les métaux, la production d’espèces réactives de l’oxygène par le cuivre lié au Aβ toxiques pour les neurones, et le manque de cuivre intracellulaire qui nuit au bon fonctionnement cellulaire. </p>
<p>Avant d’envisager son utilisation thérapeutique, nous poursuivons nos travaux sur des modèles plus intégrés, comme des coupes d’hippocampe en trois dimensions de cerveaux de souris. Ces modèles permettent de mieux étudier l’impact de la dégénérescence neuronale dans un modèle ayant conservé l’organisation dans l’espace de cette zone cérébrale majeure.</p>
<p>Lorsque l’on cherche à élucider les mécanismes d’une maladie multifactorielle telle que la maladie d’Alzheimer, car il est nécessaire de s’intéresser à plusieurs cibles thérapeutiques (protéines Aβ, Tau, métaux…). Et ce, aux stades les plus précoces de la mise en place de la maladie, afin d’obtenir une amélioration des manifestations cliniques.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/196412/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Nicolas Vitale a reçu des financements de l'Idex et de l'ITI Neurostra de l'Université de Strasbourg.
Nicolas Vitale est directeur de recherche à l'INSERM.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Christelle Hureau a reçu des financements de l'agence européenne de la recherche (ERC StG 638712 "Alzheimer and zinc: the missing link". </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Michael Okafor a reçu des financements de IdEx et Neurostra. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Peter Faller est Professeur de Chimie à l'Université de Strasbourg membre senior de l'Institut Universitaire de France et a reçu des financements de programme IdEx PhD de l'Université de Strasbourg . </span></em></p>
Malgré un siècle d’étude, la maladie d’Alzheimer reste mal comprise et sans solution thérapeutique. Une nouvelle piste, étudiant le déséquilibre cellulaire de métaux (tel le cuivre), est prometteuse.
Nicolas Vitale, Directeur de recherche, Inserm
Christelle Hureau, Directrice de recherches CNRS, Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
Michael Okafor, Doctorant à l'Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives et l'Institut de chimie, Université de Strasbourg
Peter Faller, Professeur de chimie, Université de Strasbourg
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/194749
2022-11-23T20:11:05Z
2022-11-23T20:11:05Z
Métaux stratégiques : et si les pays producteurs se regroupaient en cartel du type OPEP ?
<p>Dans le contexte de transition énergétique et numérique mondial, la demande en <a href="https://theconversation.com/fr/topics/metaux-24903">métaux</a> est appelée à croître considérablement et rapidement dans les prochaines décennies. Tel est plus particulièrement le cas des métaux nécessaires aux <a href="https://theconversation.com/fr/topics/batteries-61300">batteries</a> des véhicules électriques (cobalt, <a href="https://theconversation.com/fr/topics/lithium-61289">lithium</a>, nickel) dont la demande pourrait, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), être multipliée respectivement <a href="https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions">par 21, 42 et 19 à l’horizon 2040</a> dans un scénario climatique contraint – c’est-à-dire un scénario de développement durable (SDS).</p>
<p>Les matériaux stratégiques ou <a href="https://theconversation.com/pourquoi-parle-t-on-de-criticite-des-materiaux-105258">critiques</a> constituent ainsi aujourd’hui un enjeu majeur des politiques de décarbonation mondiales qui impose de réfléchir à trois questions : (1) la disponibilité géologique des minerais, (2) la dépendance stratégique des pays consommateurs et (3) la cartellisation de certains marchés de métaux, à l’image de <a href="https://www.opec.org/opec_web/en/">l’Organisation des pays exportateurs de pétrole</a> (<a href="https://www.opec.org/opec_web/en/">OPEP</a>).</p>
<p>Ce dernier point revêt une acuité et une actualité toutes particulières depuis que l’<a href="https://theconversation.com/fr/topics/indonesie-23273">Indonésie</a>, premier producteur mondial de nickel, s’est interrogée fin octobre 2022 – par la voix de son ministre de l’Investissement Bahlil Lahadalia auprès du <a href="https://www.ft.com/content/0990f663-19ae-4744-828f-1bd659697468"><em>Financial Times</em></a> – sur la possibilité de créer un cartel des principaux pays producteurs de métaux des batteries.</p>
<h2>Des marchés particulièrement concentrés</h2>
<p>Cependant, maintenir dans le temps des organisations souhaitant influencer les prix sur les marchés se heurte à deux difficultés.</p>
<p>La première tient aux outils utilisés, comme les quotas de production ou d’exportations ou les taxes à l’exportation. Sans la mise en place d’une instance de contrôle, il est très difficile de s’assurer à court terme de la réalisation des objectifs assignés pour chacun des pays membres. Cela incite certains pays producteurs à profiter des réductions de production des autres partenaires sans s’y associer et à se positionner ainsi en passager clandestin.</p>
<p>La seconde difficulté tient à l’hétérogénéité des pays membres de l’organisation. L’incitation à entrer dans une organisation et à respecter les accords dépend de variables en rapport avec le marché (poids dans la production et dans les exportations, part dans les recettes d’exportations globales d’un pays), des réserves estimées, mais également d’autres facteurs économiques et sociaux (niveau de diversification et positionnement dans la chaîne de valeur, niveau du PIB, taille de la population). L’OPEP, aujourd’hui composée de 13 membres, apparaît comme la seule organisation à avoir survécu à la volatilité des prix du marché du pétrole depuis plus de 60 ans. Elle est même, dans certaines situations, considérée comme une force stabilisatrice du marché.</p>
<p>En ce qui concerne les métaux stratégiques, ces difficultés sont aggravées par le fait que les marchés sont beaucoup plus concentrés en matière de réserves ou de production que celui du pétrole (voir tableau ci-dessous).</p>
<p><strong>Niveau de concentration des marchés</strong></p>
<p><iframe id="AqNNT" class="tc-infographic-datawrapper" src="https://datawrapper.dwcdn.net/AqNNT/2/" height="400px" width="100%" style="border: none" frameborder="0"></iframe></p>
<h2>Un triangle du lithium déséquilibré</h2>
<p>Une cartellisation régionale sur le marché du lithium telle que celle actuellement envisagée par l’Argentine, la Bolivie et le Chili (près de 55 % des ressources potentielles en 2021), appelée <a href="https://www.ft.com/content/359d5287-d0ab-46ae-9c6b-09517ec9fb0c">triangle du lithium</a>, pourrait par exemple paraître attractive. Toutefois, elle semble peu probable aujourd’hui.</p>
<p>En effet, le Chili – deuxième producteur mondial – et l’Argentine – au quatrième rang – représentent plus de 30 % de la production mondiale et plus de 50 % des réserves, mais la Bolivie – premier pays détenteur de ressources localisées principalement dans le Salar d’Uyuni – produit très peu de lithium actuellement. Celle-ci ne figure même pas dans les producteurs mondiaux de l’Institut géologique américain (<a href="https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-lithium.pdf">USGS</a>, voir carte ci-dessous).</p>
<p><strong>Production et réserves mondiales de lithium en 2021 (en tonnes)</strong></p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=319&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=319&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=319&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=401&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=401&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/495837/original/file-20221117-18-pcb4uc.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=401&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption"></span>
<span class="attribution"><span class="source">U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, janvier 2022. Carte créée avec Mapchart.net @IFP Energies nouvelles</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Le rapport qu’entretient la Bolivie avec le lithium constitue en outre un sujet politique depuis près de trois décennies. Nationalisme des ressources et fermeture du pays depuis 2005, résistance des populations de la région de Potosi, volonté d’un meilleur partage des retombées des exploitations minières sur les populations locales et droits miniers peu définis ont bridé le développement des activités sur ce métal stratégique.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=25%2C3%2C1115%2C657&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Vue aérienne d’une mine de lithium dans le Salar de Uyuni, en Bolivie" src="https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=25%2C3%2C1115%2C657&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=336&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/495601/original/file-20221116-20-3qk7e0.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=422&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Vue aérienne d’une mine de lithium dans le Salar de Uyuni, en Bolivie.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/observacao-da-terra/43000042851">Coordenação-Geral De Observação Da Terra/INPE/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Pour le Chili et l’Argentine, la principale difficulté à se coaliser réside dans le rapport qu’entretiennent les différents gouvernements avec les investisseurs étrangers et aux compagnies minières internationales opérant sur leur territoire. S’il existe une société minière publique d’envergure au Chili (<a href="https://www.sqm.com/en/">SQM</a>) qui exploite le lithium (aux côtés d’une compagnie chinoise et d’une compagnie américaine), ce ne sont que des compagnies privées en Argentine.</p>
<p>Ainsi, sauf à envisager là encore une nationalisation des actifs miniers dont les conséquences sur les autres secteurs seraient potentiellement très dommageables, une cartellisation régionale reste peu envisageable. Il en est de même au niveau international avec, notamment, le premier producteur mondial australien (52 % de la production en 2021).</p>
<h2>Le poids des majors…</h2>
<p>En effet, le marché du lithium est, depuis plusieurs années, structuré par d’importantes <em>majors</em> intégrées verticalement qui se diversifient à la fois géographiquement et technologiquement (lithium de salar et lithium de roches). Ce facteur de stabilisation des chaînes de valeur internationales n’exclut toutefois pas un risque de développement d’un important pouvoir de marché de certaines entreprises.</p>
<hr>
<p>
<em>
<strong>
À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/pourquoi-parle-t-on-de-criticite-des-materiaux-105258">Pourquoi parle-t-on de « criticité » des matériaux ?</a>
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</p>
<hr>
<p><a href="https://www.albemarle.com/">Albemarle</a> (compagnie américaine présente en Australie, au Chili, aux États-Unis), <a href="https://livent.com/">Livent</a> (présente en Argentine, Australie, États-Unis), les deux compagnies chinoises <a href="http://en.tianqilithium.com/">Tianqi Lithium</a> et <a href="http://www.ganfenglithium.com/about1_en.html">Jiangxi Ganfeng Lithium</a> (présentes sur l’ensemble des régions productrices) et la compagnie chilienne <a href="https://www.sqm.com/en/">SQM</a> (présente au Chili et en Australie) représentent plus de 80 % de la production mondiale en 2021, ce qui nécessite de dépasser la simple approche géographique de production nationale. En outre, ces compagnies ont de multiples participations croisées sur de nombreux territoires.</p>
<p>Au total, l’incertitude principale sur le marché du lithium ne porte pas tant sur la création d’un cartel de pays que sur le pouvoir de marché des <em>majors</em> qui pourraient brider l’entrée ou la montée en puissance de nouveaux acteurs sur le marché en influençant les processus de formation des prix.</p>
<h2>Des situations politiques extrêmement différentes</h2>
<p>En ce qui concerne le marché du nickel, comme s’agissant du marché du lithium, la question de l’exploitation des ressources minières nationales interroge le concept de cartellisation puisque, même en Indonésie, pays porteur de l’initiative, des entreprises chinoises ou brésiliennes réalisent une partie de la production.</p>
<p>Se pose en outre la question du type de gisements opérés. Au niveau mondial, les ressources sont composées à 60 % de dépôts de latérite (principalement en Asie du Sud-Est) et sont issues à 40 % de gisements de sulfures (Afrique du Sud, Canada, Russie). Or le nickel dit de classe 1 (teneur en nickel supérieure à 99,98 % contre moins de 99,98 % dans le cas du nickel de classe 2 utilisé principalement dans la fabrication d’acier inoxydable), pouvant servir à la production des sulfates de nickel employés dans la fabrication de batteries, est extrait des seconds et peu abondant en Asie.</p>
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<p>Il est possible de produire du nickel de classe 1 avec les dépôts de latérite présents en Indonésie, mais cela nécessite des investissements importants dans des technologies très intensives en énergie – investissements que l’Indonésie et les Philippines ont commencé à réaliser. Aujourd’hui, la majorité du nickel de classe 1 est issue des gisements opérés en Russie, en Australie et au Canada, des pays aux situations politiques et géopolitiques extrêmement différentes.</p>
<p>Si un cartel du nickel reste à ce jour peu probable, l’initiative de l’Indonésie n’est toutefois pas une surprise. Le pays a en effet entrepris en 2020 de mettre en place une politique interdisant l’exportation de minerais non transformés pour bénéficier de retombées économiques plus importantes en remontant la chaîne de valeur vers des produits à plus forte valeur ajoutée.</p>
<h2>Le rôle central de la Chine</h2>
<p>Au total, si la question d’une cartellisation des métaux des batteries reflète la volonté de certains pays d’affirmer leur rôle dans la transition énergétique mondiale, les caractéristiques spécifiques et les situations particulières de chacun des marchés de métaux nécessaires aux batteries empêchent de considérer le cartel comme l’option la plus probable.</p>
<p>Cela l’est d’autant plus eu égard au <a href="http://www.cepii.fr/PDF_PUB/lettre/2022/let428.pdf">rôle majeur joué par la Chine</a> dans le domaine. Comme près de 70 % des métaux des batteries sont aujourd’hui raffinés en Chine et que cette dernière produit plus de 65 % des batteries de véhicules électriques, un cartel questionnerait à coup sûr les alliances de l’empire du Milieu avec certains pays producteurs – ces derniers, faisant partie de l’initiative des routes de la soie, accueillant de nombreuses entreprises chinoises sur leur territoire et bénéficiant de financements ou prêts chinois.</p>
<p>Un autre obstacle à la formation d’un cartel des métaux des batteries mérite d’être signalé : le recyclage. Si ce secteur est encore peu développé, l’essor des p<a href="https://theconversation.com/fr/topics/organisation-des-pays-exportateurs-de-petrole-opep-117798">link text</a> politiques de recyclage fait aujourd’hui partie des priorités affichées et pourrait alors contrecarrer les tentatives de création d’un cartel. En outre, un cartel sur le cobalt ou le nickel inciterait à l’utilisation des batteries LFP (Lithium-Fer-Phosphate) pour le contourner.</p>
<p>Plus globalement, agiter le chiffon rouge de la cartellisation est une manière de montrer le rôle essentiel que les métaux sont appelés à jouer dans les relations internationales dans les années à venir. C’est aussi un moyen de mettre en avant que les métaux, à l’instar du gaz et du pétrole dans la géopolitique actuelle, pourraient devenir une arme économique et diplomatique dans la transition énergétique mondiale.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/194749/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Emmanuel Hache a reçu des financements de l'Agence nationale de la recherche (ANR) pour le projet GENERATE (Géopolitique des énergies renouvelables et analyse prospective de la transition énergétique) entre 2018 et 2020. Il est chercheur associé au laboratoire Economix de l’université Paris Nanterre et directeur de recherche à l’Institut de Relations Internationales et Stratégiques (IRIS).</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Valérie Mignon est conseiller scientifique au CEPII, membre du Cercle des économistes, présidente de la section 05 (sciences économiques) du CNU et secrétaire générale de l'AFSE.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Pauline Bucciarelli ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
La proposition formulée récemment par l’Indonésie pourrait notamment se heurter à l’hétérogénéité des politiques de production des pays producteurs et à la place des acteurs étrangers.
Emmanuel Hache, Économiste et prospectiviste, IFP Énergies nouvelles
Pauline Bucciarelli, Doctorante, laboratoire EconomiX, CNRS, Université Paris Nanterre – Université Paris Lumières
Valérie Mignon, Professeure en économie, Chercheure à EconomiX-CNRS, Conseiller scientifique au CEPII, Université Paris Nanterre – Université Paris Lumières
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tag:theconversation.com,2011:article/192573
2022-11-21T19:26:25Z
2022-11-21T19:26:25Z
Recycler 100 % des métaux, un objectif atteignable ?
<p>Popularisé par l’engouement autour de l’économie circulaire, le recyclage a le vent en poupe. Charriant la promesse d’un modèle fonctionnant en vase clos et marquant son indépendance par rapport à des ressources minières au bilan écologique souvent dénoncé, le recyclage multiplie les avantages théoriques sur le papier.</p>
<p>Cet apport de métaux recyclés dits secondaires se substitue en effet à une partie des besoins auparavant assurés par les mines (métaux dits primaires), et permet donc d’éviter les déchets et contaminations associés à la mine tout en diminuant notre dépendance à l’importation de métaux depuis des pays potentiellement sensibles géopolitiquement.</p>
<p>D’un point de vue énergétique, une tonne d’acier, d’aluminium ou de cuivre recyclée est en outre moins énergivore que son équivalent primaire – avec des économies d’énergie <a href="https://wedocs.unep.org/handle/20.500.11822/8607">allant de 60 à 90 %</a>. Les volumes de métaux recyclés réintroduits dans la boucle, enfin, sont autant de matières qui n’iront pas finir dans les décharges avec le lot de pollutions et de coûts qu’elles auraient pu générer.</p>
<p>Pourtant, et sans même viser la circularité parfaite, l’essor du « tout » recyclage pour l’ensemble des métaux est loin d’être aussi simple et relève davantage d’une route semée d’embûches.</p>
<h2>Comment on mesure le recyclage</h2>
<p>Commençons par préciser ce que l’on entend derrière ce vaste concept de recyclage. Quatre différentes façons de l’évaluer permettent de l’appréhender : le taux de collecte, le taux d’efficacité du recyclage, le taux de recyclage en fin de vie des éléments et le taux d’incorporation de <a href="https://wedocs.unep.org/handle/20.500.11822/8702">matière recyclée dans les produits</a>.</p>
<p>Le taux de collecte représente les quantités de métaux effectivement collectées chaque année sur le flux total qui parvient en fin de vie tandis que le taux d’efficacité du recyclage mesure la quantité recyclée sur la quantité qui est collectée. Le produit de ces deux derniers taux équivaut au taux de recyclage en fin de vie des éléments. Le taux d’incorporation, quant à lui, correspond à la part de matière recyclée dans le cycle de production.</p>
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<p>Chacun de ces indicateurs a son utilité. Pour minimiser la quantité de déchets à gérer dans les décharges, le taux de recyclage des éléments en fin de vie est plus pertinent, alors que pour réduire les ressources extraites à partir des mines (et l’énergie consommée associée), agir sur le taux d’incorporation de matière recyclée dans les produits aura plus d’incidence.</p>
<p>Si l’on exclut la possibilité d’une baisse de la production de produits (ou d’un découplage absolu), se rapprocher d’un taux d’incorporation de recyclé de 100 % nécessite un taux de recyclage des éléments en fin de vie de 100 %.</p>
<h2>Des produits complexes</h2>
<p>Jusqu’ici, les faits semblent contredire ce but. Une grande partie des métaux <a href="https://wedocs.unep.org/handle/20.500.11822/8702">ne sont pas ou peu recyclés</a>, c’est le cas de la plupart des métaux mineurs (parfois dits métaux rares, comme le lithium, le gallium ou l’indium). Et les métaux bien recyclés (acier, métaux de base et précieux) ont de leur côté atteint un plateau et ne progressent plus.</p>
<figure class="align-center zoomable">
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<span class="caption">Évolution des différents taux de recyclage selon les métaux.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Données de Krausmann et coll. 2017</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Il semblerait donc que le scénario du tout recyclé se heurte à la réalité de produits qui sont souvent : complexes (nombre de composants et d’éléments), variés et dont les concentrations en métaux – jouant à la fois sur les coûts et les recettes des recycleurs – ne sont pas toujours favorables à ces derniers par rapport à la mine classique.</p>
<figure class="align-center zoomable">
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<figcaption>
<span class="caption">Rapport entre les concentrations dans les mines et dans les circuits imprimés d’ordinateurs (PCB) pour plusieurs métaux.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Fizaine 2020</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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</figure>
<p>La diversité des produits et des composants complexifie le montage de lignes de recyclage adaptées et leur massification, d’autant plus que les courtes durées de vie technologique de certains produits peuvent rendre complètement caduc le modèle de recyclage auparavant pertinent.</p>
<p>Ainsi, le remplacement très rapide des lampes fluo compactes par leur équivalent en LED en quelques années a mis un terme aux expérimentations de recyclage des terres rares issues des premières, les flux traitables de déchets étant amenés à se tarir vite.</p>
<h2>Des conditions économiques parfois défavorables</h2>
<p>Pour continuer, le prix des métaux mais surtout sa volatilité associée n’est pas non plus toujours un terrain très favorable à la mise en place de chaînes de recyclage car celle-ci accentue l’incertitude sur le niveau des recettes. Quand bien même les prix des métaux atteindraient des niveaux élevés, différentes études passées ont démontré la faible réaction de l’offre secondaire des métaux <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0921344917300605?via%3Dihub">au prix de ces derniers</a>.</p>
<p>Du côté des coûts, l’extraction à partir de la « mine urbaine » n’est pas forcément un eldorado économique notamment lorsque l’on s’intéresse à la concentration des métaux mineurs. Pour ces derniers, les concentrations de la mine urbaine sont bien souvent très en deçà de celle de la mine classique. Associés à des prix moyens, ils ne représentent qu’une fraction mineure des recettes extractibles, il n’est donc pas surprenant que les métaux mineurs ne soient pas ciblés par les recycleurs.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/491900/original/file-20221026-27-el39uc.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/491900/original/file-20221026-27-el39uc.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/491900/original/file-20221026-27-el39uc.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=461&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/491900/original/file-20221026-27-el39uc.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=461&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/491900/original/file-20221026-27-el39uc.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=461&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/491900/original/file-20221026-27-el39uc.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=580&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/491900/original/file-20221026-27-el39uc.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=580&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/491900/original/file-20221026-27-el39uc.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=580&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Proportion des différents métaux dans la valeur totale contenue dans les circuits imprimés d’ordinateurs.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Fizaine 2020</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/491901/original/file-20221026-4292-gkq5h3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/491901/original/file-20221026-4292-gkq5h3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/491901/original/file-20221026-4292-gkq5h3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=367&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/491901/original/file-20221026-4292-gkq5h3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=367&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/491901/original/file-20221026-4292-gkq5h3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=367&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/491901/original/file-20221026-4292-gkq5h3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=461&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/491901/original/file-20221026-4292-gkq5h3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=461&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/491901/original/file-20221026-4292-gkq5h3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=461&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Relation entre prix, dilution, valeur et métaux recyclés dans les circuits imprimés d’ordinateurs.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Fizaine 2020</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Ensuite <a href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09593330.2016.1237552">d’autres études</a>) ont montré que la réduction en amont des quantités de métaux notamment précieux dans les produits électroniques (en particulier par la miniaturisation) a rendu beaucoup moins attractif le modèle du recyclage. Il y aurait alors, un arbitrage entre d’une part des produits complexes avec des concentrations faibles de métaux (donc économes en métaux) mais peu recyclables, et des produits plus simples mais plus gourmands en métaux et donc mieux recyclables. Le premier R de l’économie circulaire (c’est-à-dire diminuer) aurait ainsi tendance à chasser son dernier R (recycler).</p>
<p>Des effets similaires ont été observés pour les panneaux photovoltaïques dont les épaisseurs en baisse (et concentration) auraient des effets défavorables au recyclage des métaux contenus.</p>
<h2>Des contraintes multiples</h2>
<p>Enfin, il existe aussi d’autres obstacles, trop longs à développer ici, d’ordre technologiques, culturels et juridiques qui contraignent <a href="http://www.editionstechnip.com/fr/catalogue-detail/2166/les-metaux-rares-opportunite-ou-menace.html">l’atteinte du tout recyclé</a>.</p>
<p>Une mauvaise réaction face à ces constats consisterait à disqualifier l’intérêt du recyclage. Au contraire, le recyclage devra faire partie intégrante d’un modèle économique plus durable à la fois du point de vue des ressources et de l’environnement.</p>
<p>Comme le rappellent sans cesse les spécialistes des sciences de l’environnement, le recyclage n’est toutefois qu’une petite partie de la solution et sa maximisation est complexe, difficile et parfois incompatible avec d’autres leviers de l’économie circulaire. La recherche a donc encore du travail pour mieux comprendre comment dénouer ces contraintes et proposer de nouveaux modèles plus soutenables.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/192573/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Florian Fizaine ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
La « mine urbaine » semble à première vue un eldorado afin de récupérer et réutiliser les métaux. Mais les obstacles à sa mise en œuvre demeurent nombreux.
Florian Fizaine, Maître de conférences en sciences économiques, Université Savoie Mont Blanc
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/185748
2022-08-01T18:26:06Z
2022-08-01T18:26:06Z
Notre-Dame, la première cathédrale à avoir utilisé massivement le fer comme matériau de construction
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/476020/original/file-20220726-14-hve2vl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=5%2C0%2C3988%2C2245&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Vue de la croisée de Notre-Dame de Paris en décembre 2020. On voit à gauche les agrafes de fer ancrées au sommet des murs, là où se tenait auparavant la charpente incendiée.</span> <span class="attribution"><span class="source">Maxime L'Héritier</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span></figcaption></figure><p>Les recherches menées depuis une vingtaine d’années ont montré que les cathédrales gothiques du XIII<sup>e</sup> siècle, comme <a href="https://www.persee.fr/doc/bulmo_0007-473x_2016_num_174_4_12893">Bourges</a>, <a href="https://books.openedition.org/septentrion/31457">Chartres</a>, <a href="https://hmsjournal.org/index.php/home/article/view/159/155">Rouen ou Troyes</a> utilisaient le fer comme matériau de construction. Les grandes églises du XII<sup>e</sup> siècle demeurent en revanche relativement méconnues.</p>
<p>L’usage du fer relevé dans certaines d’entre elles (Noyon, Laon) semblait jusqu’ici anecdotique.</p>
<p>L’incendie de Notre-Dame de Paris a révélé que la structure de la cathédrale, élevée à partir des années 1160, était également renforcée de nombreuses armatures de fer. Certaines d’entre elles, des agrafes masquées dans la pierre ou par la charpente, étaient jusqu’à présent inconnues. Leur étude archéométallurgique et leur datation révèle aujourd’hui que Notre-Dame fut bien la première cathédrale à utiliser massivement le fer comme matériau de construction dès le milieu du XIIe siècle.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/les-sciences-au-chevet-de-notre-dame-180915">Les sciences au chevet de Notre-Dame</a>
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<p>Les méthodologies développées depuis plus d’une vingtaine d’années et <a href="https://classiques-garnier.com/aedificare-2019-2-revue-internationale-d-histoire-de-la-construction-n-6-varia-le-fer-et-le-plomb-dans-la-construction-monumentale-au-moyen-age-de-l-etude-des-sources-ecrites-a-l-analyse-de-la-matiere.html">déjà éprouvées sur plusieurs dizaines d’édifices médiévaux</a> permettent de questionner les fers de construction découverts à Notre-Dame afin de renouveler la connaissance de cet édifice et des techniques de construction anciennes, mais aussi celle de l’économie du fer à l’époque médiévale.</p>
<p>Plusieurs dizaines d’armatures de fer, abîmées par l’incendie ou déposées lors des restaurations, peuvent aujourd’hui être scrutées sous l’œil de microscopes optique et électronique. Il s’agit à la fois d’« agrafes » mises en œuvre dans la maçonnerie, dans les tribunes, dans les colonnes monolithes, et au sommet des murs sous la charpente incendiée, mais aussi d’armatures liées à la charpente elle-même (clous de tailles diverses, tiges clavetées et boulonnées) qui témoignent des restaurations au fil des siècles.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/476021/original/file-20220726-10345-jfmdu.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Pièce en fer visible au sein des pierres de Notre-Dame de Paris" src="https://images.theconversation.com/files/476021/original/file-20220726-10345-jfmdu.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/476021/original/file-20220726-10345-jfmdu.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=397&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/476021/original/file-20220726-10345-jfmdu.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=397&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/476021/original/file-20220726-10345-jfmdu.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=397&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/476021/original/file-20220726-10345-jfmdu.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=499&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/476021/original/file-20220726-10345-jfmdu.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=499&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/476021/original/file-20220726-10345-jfmdu.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=499&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Système de chaînage en fer posé par Lassus en 1846 faisant le tour des parties orientales de l’édifice (chœur et transept est).</span>
<span class="attribution"><span class="source">Maxime L’Héritier</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Les microstructures de ces éléments métalliques renferment une partie de l’histoire de Notre-Dame de Paris et de son chantier, qu’explorent aujourd’hui les archéologues, chimistes et archéomètres – les spécialistes de l’analyse physico-chimique des matériaux anciens, réunis au sein du <a href="https://notre-dame-de-paris.culture.gouv.fr/fr/node/975">groupe de travail Métal</a> du <a href="https://www.notre-dame.science/">chantier scientifique Notre-Dame</a>.</p>
<h2>Quels métaux pour les bâtisseurs de cathédrales ?</h2>
<p>La première question est celle de la <a href="https://books.openedition.org/pumi/37688">qualité du métal employé par les bâtisseurs</a>. Quels choix ont-ils faits tant à l’époque médiévale qu’au cours des restaurations ? L’incendie a-t-il altéré les propriétés de ces fers de construction ? L’observation de surfaces polies au microscope optique, après attaque avec des réactifs chimiques spécifiques permet de révéler la microstructure de ces alliages ferreux, leur mise en forme (replis, soudures…) et d’évaluer leur degré d’hétérogénéité.</p>
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<p>Les fers anciens sont en effet souvent hétérogènes, en lien avec les procédés de production utilisés, notamment les bas fourneaux, qui ne permettent pas une production du fer en phase liquide avant le milieu du XIX<sup>e</sup> siècle. Ils contiennent en particulier des teneurs variables en carbone ou en phosphore (les deux principaux éléments qui se combinent au fer), formant des matériaux composites entre <a href="https://books.openedition.org/pumi/37618">fer, acier doux et fer phosphoreux</a>.</p>
<p>Des tests de dureté peuvent être réalisés pour connaître leurs duretés respectives. Ces fers anciens contiennent également de nombreuses impuretés non métalliques, appelées « inclusions de scories », qui sont autant de points faibles dans la structure du matériau.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Pièce en métal provenant des murs de Notre-Dame" src="https://images.theconversation.com/files/476026/original/file-20220726-20-w0g371.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/476026/original/file-20220726-20-w0g371.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=179&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/476026/original/file-20220726-20-w0g371.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=179&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/476026/original/file-20220726-20-w0g371.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=179&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/476026/original/file-20220726-20-w0g371.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=225&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/476026/original/file-20220726-20-w0g371.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=225&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/476026/original/file-20220726-20-w0g371.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=225&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Agrafe de fer provenant du sommet des murs de la cathédrale déposée avant étude. L’agrafe était scellée au plomb dans la maçonnerie (un des scellements subsiste).</span>
<span class="attribution"><span class="source">Maxime L’Héritier</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>À partir de prélèvements d’objets entiers, il est possible d’usiner des <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89prouvette_(mat%C3%A9riau)">éprouvettes de traction</a>, c’est-à-dire des pièces de fabrication et de dimensions normalisées, pour leur faire subir des essais mécaniques et déterminer les propriétés physiques de ces matériaux (module d’élasticité, résistance à la traction, allongement à rupture…). À Notre-Dame, les analyses ont pu montrer que le fer médiéval, tout comme celui mis en œuvre au XIX<sup>e</sup> siècle, a des propriétés mécaniques moindres que celles des alliages contemporains, à <a href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15583058.2018.1563229">l’instar de ce qui a déjà pu être établi sur d’autres monuments médiévaux et modernes</a>.</p>
<p>L’incendie ne semble toutefois pas avoir altéré la microstructure du fer ni ses propriétés mécaniques, déjà limitées. Ces informations peuvent servir à la restauration et alimenter les réflexions autour du remploi de ces matériaux.</p>
<h2>Mieux comprendre la chronologie de la construction</h2>
<p>La deuxième question concerne la chronologie des armatures mises en œuvre.</p>
<p>Les faibles quantités de carbone présentes dans les zones aciérées de ces alliages ferreux (l’acier est un alliage fer-carbone) permettent d’accéder à des données cruciales en matière de datation. On sait en effet aujourd’hui <a href="https://www.academia.edu/download/61560725/ActesSMPC2_p57a6320191219-10163-wdywuz.pdf">extraire ce carbone</a>, qui provient du charbon utilisé dans le fourneau de réduction ayant produit le fer, pour en réaliser une datation au carbone 14.</p>
<p>Les zones aciérées révélées par l’attaque métallographique sont prélevées avec un foret, puis le carbone en est extrait par combustion et récupéré sous forme gazeuse (CO<sub>2</sub>) et enfin réduit en graphite. La spectrométrie de masse avec accélérateur de particule (AMS) réalisée au LMC14 permet ensuite de déterminer la quantité de carbone 14 restante et de la comparer aux <a href="https://c14.arch.ox.ac.uk/oxcal.html">courbes de référence</a> pour déterminer l’âge du matériau et en déduire la période de production du fer.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Vue par microscopie d’un échantillon de métal de Notre-Dame" src="https://images.theconversation.com/files/476022/original/file-20220726-16-3yiami.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/476022/original/file-20220726-16-3yiami.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=161&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/476022/original/file-20220726-16-3yiami.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=161&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/476022/original/file-20220726-16-3yiami.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=161&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/476022/original/file-20220726-16-3yiami.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=202&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/476022/original/file-20220726-16-3yiami.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=202&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/476022/original/file-20220726-16-3yiami.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=202&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Coupe métallographique d’une agrafe de fer de Notre-Dame de Paris vue au microscope optique après attaque au réactif Nital. On voit en clair les zones ferritiques et en foncé les zones plus aciérées (notamment une bande médiane allant jusqu’à 0,8 % de carbone). On remarque aussi la présence de nombreuses inclusions non métalliques de taille micrométrique à millimétrique allongées dans le sens du martelage.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Maxime L’Héritier</span>, <span class="license">Fourni par l'auteur</span></span>
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</figure>
<p>Cette technique, développée il y a moins d’une dizaine d’années pour dater les alliages ferreux anciens, permet de <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0305440314003860?via%3Dihub">distinguer des armatures contemporaines de la construction de celles rajoutées a posteriori au titre de consolidations</a>.</p>
<p>La comparaison de la datation des agrafes mises en place dans les tribunes du chœur de la nef, et celles du sommet des murs, permettra également d’éclairer l’insertion progressive de ce matériau dans le bâti et de reconstituer les réflexions des bâtisseurs qui l’ont mis en œuvre.
De même, dans la charpente, maintes fois remaniée et où de multiples armatures sont utilisées, la datation permettra de mettre en lumière les phases de restauration antérieures au XVIIe siècle, encore totalement méconnues, en croisant ces informations avec l’étude des bois réalisée en parallèle.
Les premiers résultats révèlent que les agrafes des tribunes du chœur sont bien contemporaines de l’élévation de cette partie de l’édifice dans les années 1160-1170. Celles du sommet des murs remontent pour leur part du début du XIIIe siècle, juste avant la pose de la charpente. Ces datations confirment ainsi que Notre-Dame est le premier édifice gothique à faire un usage massif du fer à des endroits précis de sa maçonnerie, dès les premières campagnes de construction et tout au long du chantier.</p>
<h2>D’où vient le fer de Notre-Dame ?</h2>
<p>La troisième interrogation concerne la provenance de ces matériaux. Où ces tonnes de fer ont-elles été produites ? Comment le chantier de construction était-il approvisionné en métal au XII<sup>e</sup> siècle, au XIII<sup>e</sup> siècle et pour les campagnes ultérieures ; <a href="https://books.openedition.org/efr/7867?lang=fr">sous quelles formes circulaient ces fers</a> ?</p>
<p>On sait en effet que le fer circulait au Moyen Âge dans les deux sens sur la Seine et pouvait aussi être approvisionné par voie de terre ; il aura pu être produit par des domaines de l’évêché ou du chapitre cathédral (le collège de chanoines en charge de la gestion de l’édifice), et particulièrement dans les nombreux domaines situés dans toute l’Île-de-France actuelle.</p>
<p>Il n’est en outre pas rare que <a href="https://www.mdpi.com/2075-163X/10/12/1131">plusieurs sources, locales et plus lointaines</a>, soient mêlées au gré des campagnes de construction. Les soudures observées dans la matrice des fers de Notre-Dame suggèrent l’assemblage de plusieurs pièces pour fabriquer chaque agrafe, dont les origines sont peut-être différentes. Les impuretés contenues dans ces alliages ferreux permettent d’aborder cette question de la circulation de ces matériaux.</p>
<p>Dans les procédés de production anciens en bas fourneaux, majoritairement employés jusqu’à la fin du Moyen Âge, le fer, produit à l’état solide, emporte dans sa matrice des petits fragments de scories (le déchet de la réduction), appelées inclusions de scories, dont la composition est tributaire de la fraction non réduite du minerai utilisé.</p>
<p>L’analyse chimique de ces inclusions, <a href="https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-662-49894-1_14">réalisée par spectrométrie de masse couplée à un module d’ablation laser</a>, qui facilite l’analyse de volumes d’un diamètre compris entre 30 et 100 micromètres, permet d’accéder à leur composition en éléments traces. La comparaison des résultats sur les différentes agrafes révèle que de multiples sources d’approvisionnement ont été convoquées pour leur fabrication, une diversité qui traduit certainement le dynamisme du marché du fer sur la place parisienne. Mais parfois, on observe aussi que plusieurs fragments de fer d’origines distinctes ont même été assemblés par soudure à la forge pour fabriquer une seule agrafe. Cette pratique témoigne peut-être d’un recyclage actif de vieilles ferrailles sur le chantier. </p>
<p>Cette composition peut enfin être comparée <a href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/arcm.12265">au moyen d’outils statistiques</a> à celle des macroscories rejetées par les métallurgistes sur les sites de production.</p>
<p>Ainsi, une vaste investigation archéologique est actuellement en cours, en <a href="https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03095515/">s’appuyant sur les découvertes existantes</a> dans la région, afin d’identifier les sites à scories ayant pu fournir ce fer et d’y réaliser les analyses nécessaires pour établir ces comparaisons de signatures chimiques.</p>
<p>L’enquête se poursuit.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/185748/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les recherches évoquées dans cet article sont organisées et financées par le CNRS et le ministère de la Culture dans le cadre du « chantier scientifique Notre-Dame ». Elles sont le fruit d'un travail collaboratif impliquant l'ensemble des membres et laboratoires du GT Métal (<a href="https://www.notre-dame.science/gt-metal-membres/">https://www.notre-dame.science/gt-metal-membres/</a>). Elles sont rendues possible par l'implication du Service Régional de l’Archéologie, de la Conservation Régionale des Monuments Historiques, des Architectes en Chef des Monuments Historiques (P. Villeneuve, P. Prunet, R. Fromont) et de l'Établissement Public Notre-Dame (RNDP), qui a financé une partie de ces travaux dans le cadre des études de diagnostic.</span></em></p>
En 2019, l’incendie de Notre-Dame a révélé que la structure de la cathédrale, élevée à partir des années 1160, était renforcée de nombreuses armatures de fer.
Maxime L'Héritier, Maître de conférences en histoire médiévale, Université Paris 8 – Vincennes Saint-Denis
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/180752
2022-06-27T13:41:54Z
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En construction, mieux vaut préconiser le bois pour réduire l’empreinte carbone des bâtiments
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/460346/original/file-20220428-22-8amjci.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=5%2C1%2C989%2C664&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Parmi les mesures qui permettront de réduire l’impact carbone des constructions, on retrouve l’utilisation de matériaux de construction biosourcés, comme le bois.</span> <span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span></figcaption></figure><p>Les conclusions des deux derniers rapports du Groupe intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) sont sans équivoque ; l’augmentation récente des émissions de gaz à effet de serre (GES) est la <a href="https://report.ipcc.ch/ar6wg3/pdf/IPCC_AR6_WGIII_SummaryForPolicymakers.pdf">plus marquée de l’histoire de l’humanité</a>. Et elles continuent d’augmenter.</p>
<p>Les bâtiments occupent une place cruciale dans la transition vers une économie décarbonée, notamment vers des sources d’énergie utilisant peu ou pas de combustibles fossiles. Le secteur de la construction et de la rénovation a été responsable d’environ <a href="https://globalabc.org/sites/default/files/2021-10/GABC_Buildings-GSR-2021_BOOK.pdf">37 % des émissions</a> anthropiques mondiales de dioxyde de carbone (CO<sub>2</sub>) liées à l’énergie en 2020, dont 27 % causés par l’exploitation des bâtiments et 10 % attribuables à la fabrication de matériaux de construction.</p>
<p>Les émissions liées à l’exploitation des bâtiments proviennent notamment de la consommation énergétique liée aux besoins thermiques (chauffage et/ou climatisation et l’approvisionnement en eau chaude). Quant à la fabrication des matériaux de construction, les émissions sont principalement liées à la production très énergivore de ciment et d’acier. Ensemble, ces deux matériaux ont été responsables de <a href="https://wedocs.unep.org/20.500.11822/34572">plus de la moitié des émissions mondiales de CO₂</a> liées à la fabrication de l’ensemble des matériaux de construction en 2019.</p>
<p>Il est donc nécessaire d’utiliser des matériaux de construction sobres en émissions afin de réduire l’empreinte carbone de la construction et de la rénovation des bâtiments.</p>
<p>Mes collègues et moi travaillons sur l’évaluation des freins potentiels à l’utilisation du bois dans les bâtiments publics au Québec. Sachant que le bénéfice carbone de la construction de bâtiments en bois n’est pas un sujet traité fréquemment dans les médias, nous exposons ici une partie des résultats de notre recherche.</p>
<h2>Impacts des bâtiments au Québec</h2>
<p>Au Québec, une réduction draconienne de l’empreinte carbone des bâtiments résidentiels et non résidentiels est un objectif de première importance. En effet, en 2019, suivant les secteurs du transport et de l’industrie, les émissions de CO<sub>2</sub> des bâtiments résidentiels, commerciaux et institutionnels étaient responsables de <a href="https://www.environnement.gouv.qc.ca/changements/ges/2019/inventaire1990-2019.pdf">10 % des émissions</a> totales de la province.</p>
<p>Ces impacts imposants associés au secteur de la construction suscitent des inquiétudes au sein de l’industrie et des différentes entités gouvernementales. On observe donc une prise de conscience croissante de la part de ces acteurs, liée à la réduction de l’empreinte carbone d’un secteur clé pour l’économie québécoise.</p>
<h2>Quelles stratégies pour réduire l’empreinte carbone des bâtiments ?</h2>
<p>Afin de réduire l’empreinte carbone des bâtiments, le gouvernement provincial déploie <a href="https://www.quebec.ca/gouvernement/politiques-orientations/plan-economie-verte">notamment trois stratégies</a> : l’utilisation de sources d’énergie renouvelable pour les systèmes de chauffage (chauffage solaire, biogaz), l’efficacité énergétique (stratégies de ventilation qui réduisent la demande en énergie thermique, isolement des façades) ainsi que la substitution des matériaux de construction fortement carbonés, comme le ciment et l’acier.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/460348/original/file-20220428-18-q1q21f.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/460348/original/file-20220428-18-q1q21f.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/460348/original/file-20220428-18-q1q21f.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/460348/original/file-20220428-18-q1q21f.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/460348/original/file-20220428-18-q1q21f.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/460348/original/file-20220428-18-q1q21f.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/460348/original/file-20220428-18-q1q21f.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/460348/original/file-20220428-18-q1q21f.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">L’utilisation du bois permettrait de réduire les émissions carbone d’un bâtiment.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(Shutterstock)</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>À cause des besoins importants de chauffage, les efforts se sont surtout concentrés, dans les dernières années, sur les deux premières stratégies. Ainsi, à l’avenir, les émissions associées à la fabrication, au transport et à l’installation des matériaux de construction deviendront proportionnellement plus importantes que la consommation d’énergie des bâtiments. Ces derniers deviennent en effet de plus en plus efficaces sur le plan énergétique et s’approvisionnent davantage en énergie à faible teneur en carbone.</p>
<p>Il importe d’accorder une importance croissante à la substitution des matériaux de construction fortement carbonés pour atteindre les ambitions de neutralité carbone de la province.</p>
<p>Dans la suite du texte, nous souhaitons mettre en lumière la réduction carbone potentielle qui pourrait découler de l’utilisation du bois.</p>
<h2>Les bâtiments en bois parmi les solutions potentielles ?</h2>
<p><a href="https://www.nature.com/articles/s41893-019-0462-4">La plupart des études</a> s’accordent sur le fait que construire des bâtiments en bois permettrait de réduire les émissions de GES du secteur de la construction. Il importe cependant d’évaluer quelle quantité de GES pourrait être ainsi évitée.</p>
<p>Les bénéfices carbone découlant de l’utilisation du bois changent en fonction du choix des systèmes structuraux. Lorsque nous parlons de remplacer les matériaux conventionnels par le bois, cela ne veut pas dire qu’il n’y aura plus du tout d’acier ou de béton dans un bâtiment. <a href="https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09613218.2021.1905501?scroll=top&needAccess=true">On parle plutôt de bâtiments dans lesquels le bois est</a> :</p>
<ul>
<li><p>le seul matériau de structure utilisé ;</p></li>
<li><p>utilisé en combinaison avec d’autres matériaux dans une construction hybride (le système structurel est composé de deux matériaux voire plus) ;</p></li>
<li><p>utilisé dans une construction mixte (deux systèmes structurels ou plus se chevauchent).</p></li>
</ul>
<p>Il importe de noter que les bénéfices d’utilisation du bois varient également en fonction des choix méthodologiques et des données utilisées dans les études. Par exemple, une <a href="https://doi.org/10.1016/j.dibe.2020.100030">méta-analyse récente</a> a montré que les bâtiments en bois, lorsqu'utilisé en remplacement des matériaux de construction conventionnels, permettraient de réduire, en moyenne, 216 kg éq. CO<sub>2</sub> m<sup>-2</sup> (-69 %).</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/459880/original/file-20220426-22-bq2y8.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/459880/original/file-20220426-22-bq2y8.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=247&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/459880/original/file-20220426-22-bq2y8.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=247&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/459880/original/file-20220426-22-bq2y8.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=247&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/459880/original/file-20220426-22-bq2y8.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=311&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/459880/original/file-20220426-22-bq2y8.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=311&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/459880/original/file-20220426-22-bq2y8.jpeg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=311&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Typologies de bâtiments dans lesquelles le bois prévaut en proportion sur les autres matériaux de construction (bois (timber), steel (acier), concrete (béton)).</span>
<span class="attribution"><span class="source">Eduardo Wiegand & Michael Ramage (2022), étude publiée dans la revue Building Research & Information, Fournie par l’auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Qu’en est-il des bâtiments en bois au Québec ?</h2>
<p>Le Québec se retrouve dans une position favorable à la construction de bâtiments en bois. En effet,</p>
<ul>
<li><p>la province est un état forestier de classe mondiale, où les forêts sont aménagées selon des critères scientifiques rigoureux qui visent la durabilité (condition obligatoire pour que les constructions en bois soient envisagées) ;</p></li>
<li><p>les scieries ainsi que les usines de seconde et troisième transformation utilisent l’électricité parmi les moins carbonées au monde pour le fonctionnement de leurs usines ; et</p></li>
<li><p>contrairement au ciment et à l’acier, la production du bois n’émet pas du tout de GES issus de réactions chimiques.</p></li>
</ul>
<p>Lorsque nous nous penchons sur les études qui ont comparé les bâtiments en bois avec des matériaux conventionnels au Québec, l’utilisation du bois fait consensus. Par exemple, une <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652621038488">récente étude</a> a montré que si 80 % des structures non résidentielles au Québec étaient construites en bois d'ici 2050, cela permettrait d’éviter, en moyenne, 2,6 Mt éq. CO<sub>2</sub>. Cette quantité équivaut à 3,5 % de l’objectif de réduction des émissions de CO<sub>2</sub> du Québec en 2050 par rapport à 1990.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/459199/original/file-20220421-12397-16sn62.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/459199/original/file-20220421-12397-16sn62.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=187&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/459199/original/file-20220421-12397-16sn62.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=187&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/459199/original/file-20220421-12397-16sn62.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=187&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/459199/original/file-20220421-12397-16sn62.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=234&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/459199/original/file-20220421-12397-16sn62.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=234&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/459199/original/file-20220421-12397-16sn62.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=234&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Bénéfices carbone de l’utilisation du bois dans plusieurs types de bâtiments au Québec.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(Luciano Rodrigues Viana), Fourni par l’auteur</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>De manière générale, la performance carbone des bâtiments en bois est attribuable à plusieurs particularités, dont une utilisation moindre d’énergie fossile pendant la production du bois d’ingénierie ; l’évitement des émissions de carbone des processus industriels fortement carbonés, comme l’acier et le ciment ; l’utilisation des sous-produits issus de la production du bois en remplacement des combustibles fossiles ; le <a href="https://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/er-2013-0041#.XahvGS0lBZ0">stockage de carbone biogénique</a> dans le bois ; une moindre consommation d’énergie pendant la phase de construction et de démolition d’un bâtiment ; une moins grande quantité de matériaux nécessaires pour la structure ainsi que pour la finition des bâtiments.</p>
<p>Il est important de souligner que nous trouvons plusieurs exemples de construction en bois d’envergure mondiale au Québec, comme le <a href="https://mffp.gouv.qc.ca/les-forets/transformation-du-bois/programme-de-vitrine-technologique-batiments-solutions-innovantes-bois/repertoire-projets-realises/arbora-1/">projet Arbora</a>, qui constitue le plus grand complexe résidentiel construit en bois massif d’ingénierie au monde et le <a href="https://cecobois.com/wp-content/uploads/2020/04/CECO-11410_Etude_Cas_Origine_WEB-1.pdf">projet Origine</a>, un bâtiment de 13 étages, dont 12 construits de bois massif. La réalisation de ces projets d’envergure témoigne la volonté des acteurs de l’industrie du bois et du gouvernement provincial à promouvoir la construction des bâtiments en bois.</p>
<p><div data-react-class="InstagramEmbed" data-react-props="{"url":"https://www.instagram.com/p/BVXN-YaAE2-","accessToken":"127105130696839|b4b75090c9688d81dfd245afe6052f20"}"></div></p>
<p>La construction de bâtiments en bois n’est pas la panacée. L’exploitation de cette ressource génère une pression importante sur les écosystèmes forestiers, d’où l’importance de développer des stratégies qui optimisent à la fois le stockage du carbone en forêt et la protection de la biodiversité.</p>
<p>Le bâtiment le plus vert demeure celui qui n’est pas encore construit.</p>
<p>Mais en matière d’émissions de carbone, le bois semble être le matériau à privilégier au Québec lors de la construction et de la rénovation des bâtiments.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/180752/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Luciano Rodrigues Viana a reçu des financements du Conseil de Recherches en Sciences Naturelles et en Génie du Canada (CRSNG). </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Alejandra Zaga Mendez a completé un stage postdoctoral en Géographie à l'Université Laval. Elle est collaboratrice à la Chaire de recherche du Canada en économie écologique (UQO). Elle est membre de Québec solidaire. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Jean-François Bissonnette a reçu des financements du Conseil de recherche en sciences humaines du Canada, du Fonds de recherche québécois sur la société et la culture, ainsi que des des ministères de la Forêt, de la Faune et des Parcs, ainsi que de l'Environnement et de la Lutte aux Changements Climatiques. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Jean-François Boucher est professeur au département des sciences fondamentales de l'Université du Québec à Chicoutimi (UQAC). Il a reçu des financements Conseil de Recherches en Sciences et en Génie du Canada (CRSNG). </span></em></p>
Dans le contexte actuel d’urgence climatique, il importe de réduire les émissions de GES. Dans le secteur de la construction, une solution potentielle serait de préconiser l’utilisation du bois.
Luciano Rodrigues Viana, Doctorant en sciences de l'environnement, Département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi (UQAC)
Alejandra Zaga Mendez, Postdoctoral fellow, department of Geography., Université Laval
Jean-François Bissonnette, Assistant professor, geography, Université Laval
Jean-François Boucher, Professeur, Université du Québec à Chicoutimi (UQAC)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/182526
2022-05-11T18:54:29Z
2022-05-11T18:54:29Z
Le tableau périodique des chimistes se confronte aux limites du système terre
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/461503/original/file-20220505-15-3a90uw.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=52%2C0%2C5056%2C3602&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Ce tableau périodique des éléments indique leur abondance, leur disponibilité future, et leur utilisation.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.euchems.eu/euchems-periodic-table/">European Chemical Society</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/">CC BY-ND</a></span></figcaption></figure><p>Le <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Tableau_p%C3%A9riodique_des_%C3%A9l%C3%A9ments">tableau périodique des éléments chimiques</a> est une image imprimée dans la mémoire de la plupart d’entre nous. Vision immuable des salles de classe de chimie, on l’imagine aisément gravé dans le marbre pour l’éternité.</p>
<p>Pas du tout ! Depuis 2019 (et l’anniversaire des 150 ans de sa création par Dmitri Mendeleïev), le tableau périodique fait l’objet d’une évolution remarquable.</p>
<p>De statique et figé dans sa représentation classique un peu austère, le tableau devient dynamique, réussissant à intégrer l’aspect évolutif de la disponibilité des éléments, les impacts de leur utilisation, ou les enjeux géopolitiques qui les entourent.</p>
<h2>Une représentation visuelle…</h2>
<p>En 2019, la société européenne de chimie (EuChemS, pour European Chemical Society), représentant plus de 160 000 chimistes de 51 sociétés chimiques nationales et d’autres organisations liées à la chimie en Europe, décide de <a href="https://www.euchems.eu/euchems-periodic-table/">faire évoluer la représentation du tableau périodique</a>.</p>
<p>Pour cette occasion, elle décide de reprendre à son compte une modification de l’apparence du tableau proposée dans les années 1970. Au lieu d’être de simples rectangles de même taille, les cases prennent des bords arrondis, et une surface corrélée à l’abondance de chaque élément.</p>
<p>Puis, elle y ajoute une information codée par la couleur : verte, jaune, orange et rouge selon la criticité de la (sur-)utilisation vis-à-vis de la disponibilité… mais aussi, plus funeste, grise si l’élément est exploité dans des zones de conflits armés.</p>
<p>À titre d’exemple, on peut considérer le cas du cobalt (Co).</p>
<p>Cet élément est de <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/cobalt-transition-energetique-quels-risques-dapprovisionnements">plus en plus utilisé</a> dans la production et le stockage d’énergies renouvelables (comme les aimants des turbines des éoliennes) ou dans les batteries des véhicules électriques.</p>
<p>Les données actuelles montrent que 83 % des ressources en cobalt pourraient être consommées entre 2013 et 2050 selon le scénario le plus défavorable ; des <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/cobalt-transition-energetique-quels-risques-dapprovisionnements">scénarios</a> de mobilité soutenable abaissent ce chiffre à 62 %. Le cobalt a donc été classé en orange par l’EuChemS : « Menace croissante due à une utilisation accrue ».</p>
<p>En outre, on sait que ce métal est exploité très majoritairement en République Démocratique du Congo (70 % de la production minière en 2019) avec, notamment, des <a href="https://theconversation.com/dans-les-mines-du-congo-des-femmes-enceintes-et-des-enfants-vivent-dangereusement-164273">conditions de travail exécrables et qui incluent le travail des enfants</a>. En y ajoutant les conflits qui agitent le pays, la classification du cobalt pourrait donc évoluer pour se colorer en gris (minéral exploité dans des zones de conflit). Des réflexions sont en cours sur ce sujet à l’EuChemS.</p>
<h2>… et évolutive</h2>
<p>L’évolution du tableau continue. En 2021, l’EuChemS ajoute une <a href="https://www.euchems.eu/wp-content/uploads/2021/11/2111_Support_notes.pdf">nouvelle question à son analyse</a>, portant sur la durabilité des éléments. Le titre de son tableau périodique devient désormais « Les 90 éléments naturels qui composent notre monde : Combien en reste-t-il ? Y en a-t-il assez ? Est-ce durable ? »</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/461957/original/file-20220509-19-m9kf2e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="Deux version du tableau (2019 et 2021). Un gros plan sur la case du carbone montre qu’elle passe du vert à un mélange vert/orange/gris" src="https://images.theconversation.com/files/461957/original/file-20220509-19-m9kf2e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/461957/original/file-20220509-19-m9kf2e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=283&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/461957/original/file-20220509-19-m9kf2e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=283&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/461957/original/file-20220509-19-m9kf2e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=283&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/461957/original/file-20220509-19-m9kf2e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=356&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/461957/original/file-20220509-19-m9kf2e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=356&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/461957/original/file-20220509-19-m9kf2e.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=356&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Entre sa première version (2019) et sa seconde version (2021), le tableau a modifié ses critères d’évaluation en rajoutant la notion de durabilité.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.euchems.eu/euchems-periodic-table/">European Chemical Society</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/">CC BY-ND</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>En ajoutant la durabilité à la disponibilité, l’EuChemS manifeste une meilleure attention (ou moindre myopie…) à l’approvisionnement responsable dans la chimie, une science qui est aussi un maillon important de plusieurs chaînes de transformation et d’approvisionnement qui caractérisent notre monde.</p>
<p>Première cible de cette évolution 2021 du tableau périodique : le carbone. Jusqu’en 2019, son cas semblait réglé : le carbone est vert (offre abondante).</p>
<p>Évidemment, le carbone, c’est la vie ! Les plantes, les animaux, tous les êtres vivants sont basés sur leur ADN, qui est une molécule carbonée. Il n’est donc pas possible d’envisager la vie sans carbone.</p>
<p>Le tableau version 2019 tranche surtout la couleur du carbone sur son <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_cycle">bilan comptable</a>. Le carbone est quarante mille fois plus abondant dans la croûte terrestre (sous forme de composés inorganiques comme le calcaire) et deux fois plus abondant sous forme de composés précurseurs de carburants fossiles (tels le charbon, le gaz et le pétrole) que dans le vivant.</p>
<p>Et notre utilisation est (encore) bien en deçà des limites de disponibilités. Vert. Réglé.</p>
<p>Or, la combustion de ces ressources fossiles à base de carbone et le relargage subséquent de dioxyde de carbone (CO<sub>2</sub>) se produisent à une vitesse telle que les cycles naturels de fixation de CO<sub>2</sub> par les plantes (photosynthèse) et par dissolution aquatique (dans les océans) ne peuvent la soutenir. Ceci conduit à une accumulation dangereuse de CO<sub>2</sub> dans l’atmosphère, un fait majoritairement responsable du changement climatique anthropique que l’on vit aujourd’hui.</p>
<p>La verdure du carbone en prend alors un sérieux coup selon l’analyse 2021 de l’EuChemS : il y en a beaucoup (certes), mais son utilisation est-elle durable ?</p>
<p>À la suite d’une rencontre publique organisée par l’EuChemS en 2021 intitulée <a href="https://www.youtube.com/watch?v=Ug4f2VDynxM">« L’élément Carbone : la clef d’une société durable »</a>, le carbone a été <a href="https://www.euchems.eu/wp-content/uploads/2021/11/211103Press-Release_Periodic-Table.pdf">reclassifié par l’EuChemS</a> de vert à tricolore. Il a ainsi été ajouté au vert de la disponibilité :</p>
<ul>
<li><p>Le rouge pour la menace substantielle que la forte utilisation de combustibles fossiles à base de carbone fait peser sur le climat. Malgré des efforts, la part de ces combustibles fossiles représente encore près de 80 % de la consommation énergétique mondiale.</p></li>
<li><p>Le gris, parce les combustibles fossiles sont à l’origine de nombreux conflits armés ou que les revenus du pétrole et autres ressources fossiles servent à financer des conflits armés. Le conflit en Ukraine et les atermoiements de l’Union européenne pour <a href="https://theconversation.com/embargo-total-ou-partiel-consommer-moins-quelles-solutions-pour-couper-dans-les-importations-gazieres-de-russie-178814">arrêter les importations de gaz russe</a> en sont l’exemple actuel le plus frappant.</p></li>
</ul>
<p>Ce nouveau code couleur triple (vert, rouge et gris) pour le carbone reflète maintenant plus correctement la position particulière de cet élément : sa place majeure comme source d’activités humaines à l’échelle planétaire, mais aussi les problématiques posées par son utilisation anthropique trop importante, qui conduit à des enjeux géostratégiques et à des conséquences environnementales inquiétantes.</p>
<h2>Vers une chimie plus responsable ?</h2>
<p>La réflexion sur ce tableau n’est certainement pas terminée. D’autres éléments stratégiques pour la transition environnementale, comme le lithium (utilisé pour les batteries) ou l’azote (à la base des engrais, et donc un élément clé dans l’alimentation mais aussi dans l’eutrophisation et la pollution atmosphérique), font actuellement l’objet d’une réflexion par les chimistes européens pour favoriser une pensée publique et collective sur les <a href="https://www.nature.com/articles/461472a.pdf">limites planétaires</a>.</p>
<p>L’objectif profond est d’amener plus d’éthique et de responsabilité dans les pratiques des chimistes et des ingénieures et ingénieurs chimistes, via une analyse qui prenne en compte la finitude des ressources planétaires, faisant écho à cette invitation de Andrew Revkin, citée par Peter Mahaffy dans ses réflexions sur le <a href="https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed5001922">rôle des chimistes à l’époque de l’anthropocène</a> :</p>
<blockquote>
<p>« Considérez ceci : il y a deux milliards d’années, les cyanobactéries ont oxygéné l’atmosphère et ont puissamment perturbé la vie sur Terre… Mais elles ne le savaient pas. Nous sommes la première espèce à avoir une influence à l’échelle de la planète et à être conscientes de cette réalité. »</p>
</blockquote><img src="https://counter.theconversation.com/content/182526/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Xavier Carrier a reçu des financements publiques (Agence National de la Recherche, ANR) et privés (IFPEN, Saint-Gobain, Arcelor-Mittal) pour mener ses recherches. Il est membre de la SCF (Société Chimique de France). </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Elsje Alessandra Quadrelli est membre de la Société Chimique de France, SCF. Ses recherches sont actuellement co-financées notamment par l'Agence Nationale de la Recherche ( ANR) et par des organismes de financement de la recherche en lien avec la Commission Européenne de l'UE.</span></em></p>
Pour mieux prendre en compte la sur-exploitation des ressources terrestres, la société européenne de chimie a proposé une nouvelle présentation du fameux tableau périodique des éléments.
Xavier Carrier, Professeur de chimie, Sorbonne Université
Elsje Alessandra Quadrelli, Directrice de Recherche en chimie, Université Claude Bernard Lyon 1
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/179252
2022-03-22T19:34:13Z
2022-03-22T19:34:13Z
Images de science : Le métal qui se prenait pour du verre
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/452145/original/file-20220315-27-qf3y8w.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=25%2C35%2C1173%2C979&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Cette spirale ne mesure que 6mm de diamètre !</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://images.cnrs.fr/photo/20220011_0003">Loïcia Gaudillière/SIMAP/CNRS</a></span></figcaption></figure><p>Cette spirale qui semble fossilisée dans la matière n’a rien d’un phénomène géologique… Il s’agit du résultat d’un essai mécanique de thermoformage sur verre métallique.</p>
<p>Le thermoformage est un procédé de mise en forme utilisé dans de nombreux domaines, qui consiste à chauffer la matière pour la ramollir, puis à la déformer par compression sur un moule, afin de lui faire prendre la forme ou le motif désiré. C’est ce qui est utilisé couramment pour la mise en forme des plastiques, comme les barquettes alimentaires.</p>
<p>Le verre métallique, quant à lui, est un alliage métallique dont l’organisation atomique s’apparente à celle d’un verre, ce qui lui confère son nom. Il est élaboré par refroidissement très rapide d’un métal liquide, créant alors un matériau amorphe. L’objectif est de figer la structure de l’état liquide (avec ses atomes désorganisés) avant que les atomes n’aient le temps de s’organiser, ou plutôt de cristalliser, comme le feraient classiquement les métaux. Ainsi, là où les solides cristallins ont des atomes ordonnés selon des schémas prévisibles, les structures amorphes présentent des atomes désorganisés et dépourvus d’ordre à longue distance. Cela permet notamment d’obtenir un <a href="https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/materiaux-a-proprietes-mecaniques-42535210/proprietes-mecaniques-des-verres-metalliques-n2720/">matériau plus résistant et plus dur</a>. C’est l’étude de la déformation à chaud de ce matériau qui est au cœur de mes travaux de thèse.</p>
<p>Tout comme le verre classique peut être déformé lorsqu’il est chauffé (comme le montrent si bien les souffleurs et fileurs de verre), le verre métallique peut lui aussi être déformé une fois monté à haute température, ici 480 °C. La matière est ensuite comprimée dans un moule pour reproduire un motif, comme ici cette spirale.</p>
<p>Seul bémol de ces essais, le verre métallique est bien plus résistant que le moule ! Ce dernier finit par se fissurer sous la pression appliquée. On peut donc voir sur l’image, en plus de la spirale attendue, des lignes irrégulières, qui sont simplement les fissures du moule, également thermoformées sur la surface.</p>
<h2>Thermoformage, verre métallique, et applications</h2>
<p>De manière générale, les verres métalliques possèdent des propriétés intéressantes pour des <a href="https://www.vulkam.com/applications/">applications de miniaturisation</a>, par exemple dans le biomédical, l’horlogerie ou encore la microélectronique. Notre spirale ne mesure finalement que 6 mm de large !</p>
<p>Acquise grâce à un microscope optique, cette photo reflète le résultat d’un des premiers essais de thermoformage connu sur cette nuance de verre. Son but était de déterminer s’il était possible de reproduire le motif, et de confirmer ou non le choix des paramètres, tels que la température ou la vitesse de déformation du verre métallique.</p>
<p>Par la suite, de nouveaux motifs pourront être testés afin de modifier les propriétés de surface du matériau, comme le rendre hydrophobe en imitant la morphologie des feuilles de lotus, ou créer des motifs en nid d’abeille pour améliorer la résistance à l’usure des pièces. On combinera ainsi les avantages généraux des verres métalliques avec de nouvelles propriétés de surface accessibles par thermoformage.</p>
<hr>
<p><em>Cette image fait partie des lauréats du concours Mécapixel 2021.</em></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/179252/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Loïcia Gaudilliere a reçu des financements de l'IDEX (bourse IRS). </span></em></p>
Particulièrement résistants, les verres métalliques peuvent être déformés après chauffage, ce qui permet de leur donner des effets de texture.
Loïcia Gaudilliere, Doctorante en science des matériaux, Université Grenoble Alpes (UGA)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/163780
2021-09-21T19:31:39Z
2021-09-21T19:31:39Z
Alexis : « Si on a besoin de fer, pourquoi on ne peut pas manger du métal ? »
<p>Manger un élément sous forme métallique implique de pouvoir le mastiquer dans un premier temps avant de le dégrader dans notre estomac dans un second temps. L’étape de mastication a pour but de réduire la taille de l’aliment ingéré pour faciliter la digestion.</p>
<p>On peut déjà voir un premier problème : si cet élément est ingéré sous forme de barres métalliques nos mâchoires seront inefficaces pour le fragmenter. Deuxième problème il doit être assimilé par l’organisme, c’est-à-dire qu’il doit pouvoir être absorbé au niveau intestinal pour ensuite être redistribué dans l’organisme.</p>
<p>Or l’être humain ne dispose pas d’enzymes (qui sont des moteurs pour transformer les molécules) capables de prendre en charge directement les éléments sous forme métallique.</p>
<p>Pour autant cela ne veut pas dire que nous ne « mangeons » pas des métaux. Nous ne les mangeons tout simplement pas sous une forme solide avec l’aspect métallique tel qu’il est facile de les imaginer. Les métaux tels que le fer, cuivre, zinc… font d’ailleurs partie d’une classe de composés appelés oligo-éléments, que l’on trouve en petite quantité dans notre alimentation. Ils sont indispensables au bon fonctionnement de notre organisme, même s’ils y sont présents en toute petite quantité. Un manque de fer se manifeste par exemple par de la fatigue et un teint pâle.</p>
<p>Si nous continuons avec l’exemple du fer, le corps d’un homme adulte en renferme environ 4 grammes, soit l’équivalent d’une pièce de 1 centime. Ce fer est réparti dans tout notre organisme, avec des quantités plus importantes au niveau du foie (1 g) et dans notre sang (2 g dans nos globules rouges). Tous les jours, une petite partie de ce fer (1-2 mg) est excrétée (perdue) et doit être remplacée pour maintenir le stock de fer de l’organisme constant. Ainsi tous les humains mangent quotidiennement environ 10-20 mg de fer.</p>
<p>Sous quelle forme ingère-t-on le fer ? Pas sous forme métallique, mais sous une forme masquée (liée à des molécules biologiques dans nos aliments), soluble dans l’eau. La solubilisation est une étape fondamentale de l’assimilation, car rappelons que le corps humain est fait à 65 % d’eau.</p>
<p>Il existe deux grandes familles d’aliments riches en fer : la viande et certains légumes tels que les épinards. L’absorption s’opère de deux façons différentes selon la source de fer, et la voie d’assimilation du fer d’origine végétale sera moins efficace. C’est pour cette raison qu’il est conseillé aux personnes anémiques, c’est-à-dire carencées en fer, de manger beaucoup de viande rouge et pas forcément des épinards.</p>
<p>On peut donc dire qu’on ne mange pas le métal sous la forme d’un solide métallique brillant mais quotidiennement sous la forme d’oligo-éléments cachés dans nos aliments.</p>
<hr>
<figure class="align-left ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/251779/original/file-20181220-103676-bvxzth.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption"></span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.dianerottner.com/">Diane Rottner</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span>
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<p><em>Si toi aussi tu as une question, demande à tes parents d’envoyer un mail à : <a href="mailto:tcjunior@theconversation.fr">tcjunior@theconversation.fr</a>. Nous trouverons un·e scientifique pour te répondre</em>.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/163780/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>
Pour bien fonctionner, le corps humain a besoin de différents métaux : fer, cuivre et zinc par exemple. Pourquoi ne pas manger directement sa fourchette avec son repas ?
Damien Jouvenot, Maître de Conférences en Chimie, Université Grenoble Alpes (UGA)
Fabrice Thomas, Professeur en chimie bioinorganique et spectroscopie, Université Grenoble Alpes (UGA)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/159391
2021-06-16T17:30:55Z
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Systèmes à base de graphène : où en est-on du difficile passage à l’échelle industrielle ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/404769/original/file-20210607-28372-11rxxdg.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=16%2C7%2C1005%2C872&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le graphène, combiné avec d'autres matériaux, permet d'attendre de nombreuses propriétés physiques et chimiques, ouvrant la voie à de potentielles applications. Ici, des nanofibres de carbone couvertes de graphène.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/zeissmicro/31235545401/">ZEISS Microscopy, Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span></figcaption></figure><p>Lorsqu’en 2004, Konstantin Novoselov et Andre Geim de l’Université de Manchester ont annoncé dans le <a href="http://www.condmat.physics.manchester.ac.uk/pdf/mesoscopic/publications/graphene/Science_2004.pdf">journal Science</a> avoir isolé une feuille unique de graphène – un cristal bidimensionnel de carbone ayant une structure en nid d’abeille, l’onde de choc dans le monde scientifique a été immense.</p>
<p>La technique utilisée par Konstantin Novoselov et Andre Geim est extrêmement simple : ils ont utilisé du scotch pour isoler pas à pas des couches de graphite, comme celles que l’on trouve dans les traces de simples crayons à papier, pour obtenir au final une couche unique, du graphène. Ce coup de génie leur a valu le prix Nobel de Physique en 2010.</p>
<h2>Des propriétés qui sortent de l’ordinaire</h2>
<p>La structure du graphène lui confère une série de propriétés extraordinaires même à température ambiante. Regardons-les d’un peu plus près. En étant purement bidimensionnel et d’épaisseur d’un atome, le graphène est un matériau extrêmement léger : une surface équivalente à un champ de foot pourrait être recouverte par une couche de graphène pour un poids total inférieur à un gramme. En étant de l’épaisseur d’un atome de carbone, une feuille de graphène assure la transmission de l’amplitude d’un rayon de lumière blanche à plus de 95 %, ce qui le place bien au-dessus du verre classique, qui n’en transmet que 80 %.</p>
<p>Sa structure lui confère une conductivité thermique extraordinaire, bien supérieure à celle du cuivre et même au-delà de celle du diamant lorsque le graphène est « suspendu », c’est-à-dire qu’il n’y a pas de « substrat », de surface dessous pour le soutenir.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/le-graphene-ou-la-revolution-programmee-de-lelectronique-cest-pour-bientot-157436">Le graphène ou la révolution programmée de l’électronique : c’est pour bientôt ?</a>
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<p>L’enthousiasme du monde académique pour le graphène a été immédiat et de nombreuses applications ont vu le jour rapidement notamment dans le domaine de l’électronique.</p>
<h2>Du laboratoire au grand public</h2>
<p>De par ses propriétés extraordinaires, le graphène est déjà inclus ou est en passe de l’être dans le renforcement des matériaux en <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079642517300968">remplacement des nanotubes de carbones</a>, le traitement des surfaces de verre <a href="https://www.nature.com/news/graphene-the-quest-for-supercarbon-1.14193">pour les vitres intelligentes, les lunettes et pour les écrans tactiles</a>, en passant par la <a href="https://www.graphene-info.com/graphene-water-treatment">filtration de l’eau</a> grâce à sa structure en nid d’abeille atomique, les <a href="https://www.graphene-info.com/graphene-batteries">batteries électriques</a> et l’<a href="https://www.graphene.manchester.ac.uk/learn/applications/electronics/">électronique flexible</a> pour des systèmes enroulables et pliables extrêmement fins. </p>
<p>Dans le domaine de la santé, le graphène participe à des <a href="https://www.chemeurope.com/en/publications/702661/graphene-quantum-dots-band-aids-used-for-wound-disinfection.html">pansements intelligents</a> et à des <a href="https://www.theengineer.co.uk/graphene-production-200-times-capacity/">traitements contre le cancer</a> malgré une <a href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrestox.0c00340">potentielle toxicité</a> selon les cas.</p>
<p>Toutefois, pour le moment il est essentiellement utilisé comme composant secondaire ou d’appoint.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/404770/original/file-20210607-27-1r57buz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/404770/original/file-20210607-27-1r57buz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=480&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/404770/original/file-20210607-27-1r57buz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=480&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/404770/original/file-20210607-27-1r57buz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=480&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/404770/original/file-20210607-27-1r57buz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=603&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/404770/original/file-20210607-27-1r57buz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=603&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/404770/original/file-20210607-27-1r57buz.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=603&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Un dispositif électronique à base de graphène en laboratoire, vu en microscopie optique.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/cambridgeuniversity-engineering/9415593436/">Matteo Bruna, Department of Engineering, University Of Cambridge/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span>
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</figure>
<p>C’est comme substituant du silicium que l’utilisation du graphène pur présente de nombreuses promesses pour réaliser un véritable bond technologique. Dès 2011, IBM a présenté le premier circuit intégré ayant un <a href="https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/34726.wss">transistor exclusivement en graphène</a>.</p>
<p>Cependant, aujourd’hui encore la majorité des produits développés s’arrêtent à la phase du prototypage et une utilisation dans des systèmes commerciaux du graphène reste encore problématique.</p>
<h2>Le difficile passage à l’échelle industrielle</h2>
<p>En effet, plusieurs facteurs empêchent une vraie industrialisation à large échelle. Le coût d’obtention de plaquettes de graphène (de taille micronique sur une épaisseur atomique) reste encore trop élevé, autour de 100 à 700 euros par kilogramme. La largeur de cette fourchette de prix est influencée par <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/abddcd">plusieurs facteurs</a>, tels que la qualité du graphène souhaitée, la taille des plaquettes et la technique de production. Par exemple, une feuille de 1 centimètre carré de graphène pur coûtera bien plus cher à faire qu’une multitude de plaquettes représentant la même surface au total.</p>
<p>La mise en place et l’optimisation de procédés industriels adéquats demandent des investissements considérables. Plusieurs méthodes ont été développées afin d’aboutir à la production de feuillets de graphène, par exemple l’<a href="https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/cs/c3cs60217f">exfoliation mécanique en phase liquide</a>, le <a href="https://science.sciencemag.org/content/324/5932/1312.abstract">dépôt chimique en phase vapeur</a>, l’<a href="http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/penicaud2.htm">oxydation de graphite en milieu acide</a> et récemment la <a href="https://www.nature.com/articles/s41586-020-1938-0">méthode du chauffage flash</a> de produits carbonés comme les déchets alimentaires, les plastiques. Des entreprises commencent aussi à développer des <a href="https://www.theengineer.co.uk/graphene-production-200-times-capacity/">approches nouvelles</a> pour produire du graphène à grande échelle. Ces techniques sont efficaces, mais leur mise en place et leur optimisation requièrent des moyens encore considérables.</p>
<h2>Niche du marché malgré les milliards investis</h2>
<p>Ainsi, les produits à base de graphène constituent, pour le moment, une niche du marché qui ne réussit pas vraiment à décoller. En 2019, la <a href="https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/graphene-industry">taille du marché</a> du graphène a été estimée à « seulement » 79 millions de dollars, alors que celle du <a href="https://www.alliedmarketresearch.com/carbon-nanotube-market">marché des nanotubes de carbone</a> par exemple a été estimée à 2,6 milliards de dollars. D’ici 2027, la croissance du marché du graphène devrait être de 38 %, mais dans le même temps celui des nanotubes de carbone devrait atteindre 5,8 milliards de dollars. L’industrie du graphène est toujours perçue par les potentiels investisseurs comme un marché encore immature à cause d’un <a href="https://www.nature.com/articles/s41563-021-00999-0">manque de standardisation et de fiabilité</a> sur les propriétés du produit vendu. Cette vision par les bailleurs de fonds du marché du graphène reste le principal frein d’expansion et de développement de ce marché spécifique.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/404771/original/file-20210607-13-1rj5t8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/404771/original/file-20210607-13-1rj5t8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=599&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/404771/original/file-20210607-13-1rj5t8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=599&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/404771/original/file-20210607-13-1rj5t8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=599&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/404771/original/file-20210607-13-1rj5t8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=752&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/404771/original/file-20210607-13-1rj5t8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=752&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/404771/original/file-20210607-13-1rj5t8y.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=752&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Encre de graphène, à base de graphite en poudre dans de l’alcool. Les encres électroniques comme celles-ci permettent d’imprimer des circuits électroniques avec des imprimantes jet d’encre.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/cambridgeuniversity-engineering/29839773526/">James Macleod, Department of Engineering, University Of Cambridge/Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/">CC BY-NC-ND</a></span>
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</figure>
<p>Néanmoins, diverses industries et de grands groupes comme Samsung ont commencé depuis 2014-2015 à investir dans des programmes internes de plusieurs milliards d’Euros afin de développer de nouveaux produits à base de graphène, ou du moins utilisant certaines des propriétés remarquables de celui-ci. L’Union européenne a alloué un <a href="https://graphene-flagship.eu/collaboration/about-us/the-graphene-flagship/">programme de financement</a> décennal d’un milliard d’Euros depuis 2013 pour le développement du secteur de la R&D autour du Graphene. En 2020, celle-ci a complété ce programme par un <a href="https://cordis.europa.eu/project/id/952792">autre programme de financement</a> de quatre ans de 20 millions d’euros avec l’objectif le développement et l’introduction dans le marché de nouveaux composants électroniques à base de graphène.</p>
<p>Des initiatives similaires ont été mises en place dans le monde. En 2015, la Corée du Sud a alloué un investissement quinquennal de 108 millions de dollars pour encourager la commercialisation du graphène. En Chine, le gouvernement a identifié l’industrialisation du graphène comme une des priorités dans son plan de développement pour la période 2016-2020. En 2013, le « Graphene Council » a été fondé aux États-Unis. Cette association a pour but de servir de réseau pour la communauté mondiale du graphène. Elle propose par exemple des <a href="https://www.thegraphenecouncil.org/page/VerifiedProducer">services de certification pour les différents producteurs de graphène</a> pour créer des standards de production et de qualité qui puissent être reconnus par de potentiels investisseurs.</p>
<p>Les systèmes « tout graphène » ne sont pas encore prêts pour passer des applications en laboratoire vers l’industrie. Cependant, les investissements et les progrès sont réels. Si nos ordinateurs ont un jour des fréquences de calcul de plusieurs térahertz sans surchauffer, ou que nos véhicules électriques alimentent nos logis en électricité, il y a de fortes chances pour que le graphène ait quelque chose à voir là-dedans.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/159391/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.</span></em></p>
Le graphène suscite de grands espoirs applicatifs mais peine à parvenir à l’échelle industrielle.
Serena Gallanti, Assistant Professor - Energy storage, ECE Paris
Filippo Ferdeghini, Enseignant-chercheur en nanoscience, ECE Paris
François Muller, Enseignant-Chercheur en nanosciences et nanotechnologies, ECE Paris
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/157436
2021-06-08T17:30:49Z
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Le graphène ou la révolution programmée de l’électronique : c’est pour bientôt ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/403572/original/file-20210531-13-1q1jkfn.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=21%2C21%2C4723%2C3137&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Flexible, résistant, aux propriétés électriques et électroniques inhabituelles, le graphène a de nombreux atouts en laboratoire, mais les applications peinent à voir le jour. Ici, le Museo Soumaya à Mexico.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/zMs57lrKgUA">David Villasana, Unsplash </a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>« Matériau du XXI<sup>e</sup> siècle », « matériau révolutionnaire », voici comment le graphène est caractérisé depuis sa découverte en 2004 par Konstantin Novoselov et Andre Geim. Les travaux sur le graphène de ces deux scientifiques leur ont valu le <a href="https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2010/summary/">prix Nobel de physique en 2010</a>, mais qu’en est-il réellement, 17 ans après cette découverte ?</p>
<p>Le graphène est mondialement connu pour ses propriétés remarquables, que ce soit mécanique, thermique et électrique. Sa parfaite structure en nid d’abeille composée d’atomes de carbone est la raison pour laquelle le graphène est un matériau performant dans de nombreux domaines. Sa morphologie, sous forme de feuillet épais de l’ordre d’un atome, lui permet d’intégrer la famille des matériaux 2D. Les industriels ont, depuis sa découverte, accentué la recherche autour du matériau. Des applications variées ont pu voir le jour, notamment en exploitant les performances électriques du graphène. Plusieurs secteurs sont visés, comme l’aéronautique, l’automobile et la télécommunication.</p>
<h2>Y a-t-il du graphène dans l’avion ?</h2>
<p>Le graphène est exploité pour son statut de champion de la conductivité électrique, mais également pour sa faible densité et sa flexibilité. Ces propriétés lui ont permis de rejoindre le <a href="https://graphene-flagship.eu/innovation/industrialisation/roadmap/composites-bulk-applications-and-coatings/">club très fermé</a> des matériaux utilisés dans le domaine de l’aéronautique.</p>
<p>Les éclairs et l’accumulation de glace sur la coque sont des problèmes fréquemment rencontrés lorsque les avions sont en haute altitude. L’impact de la foudre sur une surface non conductrice cause de graves dommages pouvant aller jusqu’à l’inflammation de l’appareil. L’ajout de graphène, de par sa haute conductivité électrique, permet de dissiper ce courant de haute énergie. Le design des avions est conçu de telle sorte à acheminer le courant le plus loin possible des zones à risques, réservoirs de carburant, câbles de commande et éviter ainsi la perte de contrôle de l’appareil, voire l’explosion.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/403571/original/file-20210531-15-x3uhcl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/403571/original/file-20210531-15-x3uhcl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/403571/original/file-20210531-15-x3uhcl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/403571/original/file-20210531-15-x3uhcl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=600&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/403571/original/file-20210531-15-x3uhcl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/403571/original/file-20210531-15-x3uhcl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/403571/original/file-20210531-15-x3uhcl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=754&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">L’histoire du graphène commence ici.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/GQ4VBpgPzik">Umberto/Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
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<p>Un revêtement composé d’une résine renforcée par du graphène, on parle alors de « nanocomposite », est utilisé en remplacement des revêtements métalliques. En effet, sa faible densité permet d’obtenir des matériaux plus légers que ceux d’origine, limitant la masse de l’appareil et donc la consommation de carburant. Les matériaux conducteurs électriques, nécessaires pour dissiper l’énergie de la foudre, présentent par contre l’inconvénient de réfléchir les ondes électromagnétiques empêchant l’utilisation de ce type de matériau pour des applications furtives dans le secteur militaire.</p>
<p>Pour remédier à ce défaut, différentes formes du graphène ont été élaborées permettant de conserver sa conductivité électrique tout en améliorant la furtivité. La « mousse de graphène » figure parmi ces nouvelles structurations. L’onde pénètre le matériau, un phénomène de réflexions de cette dernière dans toutes les directions de l’espace la piège et atténue progressivement ses traces. Il n’y a aucun retour possible de l’onde jusqu’au radar, l’appareil devient furtif, et on parle de « blindage électromagnétique ».</p>
<h2>Du graphène pour le stockage d’énergie</h2>
<p>Le graphène a également largement trouvé sa place dans le <a href="https://graphene-flagship.eu/innovation/industrialisation/roadmap/energy-generation-storage/">domaine du stockage d’énergie électrique</a>.</p>
<p>Le graphène est un candidat idéal en tant qu’électrode pour les batteries Li-ion et les supercondensateurs. D’une part car sa conductivité électrique est élevée, d’autre part car sa haute surface spécifique (correspondant à la surface disponible sur le graphène pour accueillir les ions et favoriser l’échange des électrons entre l’électrode en graphène et le lithium) permet d’obtenir une grande « capacité de stockage ». En effet, un grand nombre d’ions peuvent facilement s’insérer entre les feuillets de graphène, ce qui permet d’échanger plus d’électrons avec le collecteur de courant, augmentant la capacité de stockage d’électricité et donc l’autonomie de la batterie. La facilité des ions à s’insérer dans l’électrode de graphène et la conductivité électrique élevée de cette dernière (pour un transfert d’électrons rapide) permettent un cycle décharge/charge beaucoup moins long de la <a href="https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783338">batterie</a>. La haute conductivité du graphène permet de délivrer une grande quantité d’énergie en très peu de temps permettant ainsi d’augmenter la puissance des supercondensateurs. Le graphène est aussi un bon conducteur thermique, ce qui limite la montée en température des batteries en dissipant de la chaleur.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/403573/original/file-20210531-19-yn42ze.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/403573/original/file-20210531-19-yn42ze.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=398&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/403573/original/file-20210531-19-yn42ze.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=398&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/403573/original/file-20210531-19-yn42ze.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=398&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/403573/original/file-20210531-19-yn42ze.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=500&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/403573/original/file-20210531-19-yn42ze.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=500&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/403573/original/file-20210531-19-yn42ze.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=500&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Les batteries électriques sont de plus omniprésentes dans la vie moderne. Le graphène pourrait améliorer leurs performances.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/vXtFlg7hZnU">Markus Spiske/Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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<p>À l’échelle industrielle, il existe déjà une batterie externe élaborée par Real Graphene, affichant une recharge complète d’un téléphone portable en <a href="https://realgrapheneusa.com/">17 minutes</a>. Dans un tout autre domaine, Mercedes travaille sur un prototype de voiture avec une batterie composée d’électrodes en graphène, annoncée avec une <a href="https://www.mercedes-benz.com/en/vehicles/passenger-cars/mercedes-benz-concept-cars/vision-avtr/">autonomie de 700 kilomètres pour une recharge de 15 minutes</a> – à l’heure actuelle, ces valeurs semblent surprenantes à première vue, surtout pour des véhicules électriques nécessitant des batteries à capacité de stockage élevées.</p>
<h2>Trouver sa place en électronique</h2>
<p>Là où le graphène peine à se démarquer par rapport au semi-conducteur, c’est <a href="https://graphene-flagship.eu/innovation/industrialisation/roadmap/electronics-photonics/">dans le domaine de l’électronique</a>. Ses propriétés électroniques – dues à sa « structure de bande » – rendent le contrôle des électrons impossibles et le graphène se comporte alors comme un semi-métal. De ce fait, l’utilisation du graphène pour l’électronique binaire – numérique – reste compliquée, en particulier pour les transistors, plutôt constitués de semi-conducteurs. </p>
<p>Pour utiliser du graphène dans un transistor, il faut modifier sa structure de bande, ce qui a généralement pour conséquence de dégrader sa structure en nid d’abeille et ses autres propriétés électriques. Si l’on souhaite conserver cette structure 2D, il faut changer la nature chimique des atomes composant le matériau en utilisant par exemple le nitrure de bore ou les dichalcogénures de métaux de transition, qui font également partie de la <a href="https://lejournal.cnrs.fr/articles/les-nouveaux-materiaux-inspires-du-graphene">grande famille des matériaux 2D</a>.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/403574/original/file-20210531-16-mbz3hw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/403574/original/file-20210531-16-mbz3hw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=599&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/403574/original/file-20210531-16-mbz3hw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=599&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/403574/original/file-20210531-16-mbz3hw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=599&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/403574/original/file-20210531-16-mbz3hw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=752&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/403574/original/file-20210531-16-mbz3hw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=752&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/403574/original/file-20210531-16-mbz3hw.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=752&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Microscopie de l’interface entre du graphène et du nitrure de bore (h-BN).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://www.flickr.com/photos/oakridgelab/16155413329/in/photostream/">Oak Ridge Natinal Laboratory, Flickr</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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</figure>
<p>Si l’on souhaite néanmoins utiliser du graphène, il faut viser des applications dans lesquelles des propriétés mécaniques (flexibilité) seront également recherchées comme pour les capteurs, les électrodes et certains transistors réservés à l’électronique analogique, comme les <a href="https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/graphene-field-effect-transistor-gfet-construction-benefits-challenges/">transistors de graphène à effet de champ</a>. Les géants de la téléphonie travaillent également sur l’élaboration d’écrans de téléphone portable flexibles pour une meilleure ergonomie.</p>
<p>La <a href="https://inp.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/une-nouvelle-phase-topologique-pour-le-graphene">fabrication des prochains ordinateurs quantiques</a> pourrait bien faire appel aux matériaux appelés « isolants topologiques ». Ce sont des matériaux conducteurs électriques en surface, mais isolants au cœur. Les recherches s’accentuent actuellement sur la phase topologique du graphène avec une conduction électrique uniquement sur les bords.</p>
<p>La diversité des applications du graphène démontre tout le potentiel de ce matériau et permet d’envisager de nouveaux horizons dans des domaines différents tels que l’<a href="https://graphene-flagship.eu/graphene/news/graphene-spintronics-from-science-to-technology/">optoélectronique et la spintronique</a>.</p>
<p>Ce matériau a déjà pu faire ses preuves dans le milieu industriel sans pour autant le révolutionner à l’heure actuelle. Cependant, les recherches en cours permettent de découvrir chaque année de nouveaux champs d’applications possibles. En parallèle, des méthodes de synthèses se développent constamment pour réduire le prix du graphène au kilogramme et permettre l’obtention d’un matériau de meilleure qualité.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/157436/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Thibaut Lalire ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Les promesses technologiques du graphène suscitent des investissements importants en R&D. Énergie, aéronautique, électronique – quelles sont les applications déjà au rendez-vous ?
Thibaut Lalire, Doctorant sciences des matériaux, IMT Mines Alès – Institut Mines-Télécom
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/159846
2021-05-19T16:38:11Z
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Pourquoi les scientifiques cherchent-ils à s’affranchir du terme « métaux lourds » ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/401268/original/file-20210518-3808-1yugck1.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=85%2C23%2C5098%2C3856&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">De «&nbsp;métaux lourds&nbsp;» à «&nbsp;éléments potentiellement toxiques&nbsp;», des scientifiques militent pour des dénominations moins vagues et moins trompeuses.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/Ri0B7qh38z4">Dan-Cristian Pădureț, Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span></figcaption></figure><p>Des centaines de tonnes de plomb dans la flèche et le toit de Notre-Dame ont fondu lors de l’incendie du 15 avril 2019 selon <a href="https://www.nouvelobs.com/sante/20191013.AFP6518/plomb-de-notre-dame-quels-dangers-pour-la-sante.html">plusieurs agences</a> de <a href="https://www.reuters.com/article/france-notre-dame-pollution-idFRKCN1UO227-OFRTP">presse</a>. L’Agence Régionale de Santé Île-de-France a <a href="https://www.iledefrance.ars.sante.fr/incendie-notre-dame-toutes-les-donnees-0">rapporté</a> que les concentrations de plomb restaient élevées à certains endroits à l’intérieur du bâtiment et dans le sol du parc et du parvis adjacents, ceux-ci ont été fermés temporairement au public après l’incendie.</p>
<p>Le plomb fait partie des métaux dits « lourds » et l’empoisonnement au plomb existe bel et bien. Également connu sous le nom de saturnisme, il se produit le plus souvent par ingestion du métal, plus particulièrement par ingestion orale de poussière et d’éclats de peinture contenant du plomb. Ce type d’empoissonnement est bien connu et particulièrement dramatique pour les <a href="https://www.inserm.fr/information-en-sante/dossiers-information/saturnisme">petits enfants</a>, mais au-delà de l’ingestion par voie orale, les mesures de contamination au plomb <a href="https://theconversation.com/notre-dame-de-paris-des-mesures-de-contamination-au-plomb-difficiles-a-interpreter-122302">sont encore difficiles à interpréter</a>.</p>
<h2>Qu’est-ce qu’un « métal lourd » ?</h2>
<p>Dans les cours de sciences à l’école primaire, on demande souvent aux enfants : « Quel est le plus lourd : un kilo de plomb ou un kilo de plumes ? » La réponse apparemment naïve à l’énigme familière est le kilo de plomb. C’est une question classique pour leur enseigner des notions rudimentaires en science. La réponse normale est évidemment qu’ils sont tous les deux aussi lourds. Suivant la définition donnée à « lourd », la réponse peut se discuter, lequel a la plus grande masse ? Lequel a le plus grand poids ? Lequel est le plus difficile à soulever ?</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/399222/original/file-20210506-23-1o3mkpl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/399222/original/file-20210506-23-1o3mkpl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=365&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/399222/original/file-20210506-23-1o3mkpl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=365&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/399222/original/file-20210506-23-1o3mkpl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=365&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/399222/original/file-20210506-23-1o3mkpl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/399222/original/file-20210506-23-1o3mkpl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/399222/original/file-20210506-23-1o3mkpl.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=459&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Tableau périodique des éléments chimiques le plus souvent considérés comme « métaux lourds » dans les articles scientifiques en science de l’environnement.</span>
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<p>Mais au-delà des discussions sur la masse et le poids, il n’est en fait pas facile de comprendre ce qu’est vraiment un « métal lourd ». De plus, les scientifiques remettent maintenant en question le nom de cette classe de matériaux.</p>
<h2>D’où vient le terme ?</h2>
<p>Les éléments chimiques sont bien caractérisés, et leur classification, dite « de Mendeleiv », a fêté ses 150 ans en 2019. Selon leurs propriétés et leurs structures électroniques, on les classe dans des séries. La série des « métaux lourds » a plutôt mauvaise presse.</p>
<p>Initialement, le terme « métaux lourds » était basé sur une catégorisation par densité (le rapport de la masse d’un objet à celle qu’aurait le même volume constitué d’eau) ou masse molaire (la masse d’une <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Mole_(unit%C3%A9)">mole</a> d’atomes). Cette définition originale des métaux lourds reste pertinente, bien que plusieurs éléments métalliques « lourds » aient une densité relativement faible. Par exemple, le zinc et le cuivre ont une densité et une masse molaire relativement faibles par rapport aux lanthanides et actinides, qui ont parmi les masses molaires les plus élevées des éléments du tableau périodique.</p>
<p>Mais liste des « métaux lourds » n’est en fait pas clairement définie. Le terme « métaux lourds » est souvent utilisé comme nom de groupe, mêlant souvent métaux et <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9tallo%C3%AFde">métalloïdes</a>. Les métalloïdes, comme l’arsenic, sont des intermédiaires entre métaux et non-métaux. Métaux comme métalloïdes sont associés à une contamination et à une toxicité potentielle dans l’environnement.</p>
<p>En définitive, le terme « lourd » associé à la toxicité du métal induit – légitimement – une forme de peur dans la société. Mais c’est un usage abusif, mais répandu, comme le soulignent plusieurs scientifiques, notamment en <a href="https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.08.043">sciences de l’environnement</a> et <a href="https://www.mdpi.com/1660-4601/16/22/4446">santé publique</a>, du <a href="https://www.mdpi.com/2071-1050/10/8/2879/htm">développement durable</a>, ou de la <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11631-021-00468-0">géochimie</a></p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/401269/original/file-20210518-23-sxxnox.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/401269/original/file-20210518-23-sxxnox.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/401269/original/file-20210518-23-sxxnox.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/401269/original/file-20210518-23-sxxnox.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/401269/original/file-20210518-23-sxxnox.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/401269/original/file-20210518-23-sxxnox.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/401269/original/file-20210518-23-sxxnox.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Historiquement, le terme « lourd » a été fixé en référence à la densité et à la masse molaire des éléments chimiques.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/Ba8700bbZp4">Dan-Cristian Pădureț/Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>En 1980, <a href="https://doi.org/10.1016/0143-148X(80)90017-8">Nieboer et Richardson</a> avaient déjà proposé le remplacement de ce terme indéfinissable par une classification biologiquement et chimiquement significative. De plus, selon l’<a href="https://doi.org/10.1351/pac200274050793">Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC)</a>, le terme « métaux lourds » est considéré comme imprécis (au mieux), et comme dénué de sens et trompeur (au pire). L’utilisation de ce terme est fortement déconseillée par l’IUPAC, d’autant plus qu’il n’existe pas de définition standardisée de ce terme.</p>
<h2>Comment devrait-on appeler les métaux « lourds » ?</h2>
<p>Avec <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11356-019-06835-y">plusieurs collègues</a>, <a href="https://www.mdpi.com/1660-4601/16/22/4446">nous proposons</a> de remplacer le terme par « éléments potentiellement toxiques ». En effet, du fait de leur persistance dans l’environnement et de leur caractère permanent (seuls des changements dans leurs espèces chimiques peuvent se produire), la plupart d’entre eux sont malheureusement capables de polluer définitivement les eaux souterraines ou les sols.</p>
<p>Tous les « métaux lourds » et leurs composés peuvent avoir une toxicité relativement élevée. Par exemple, l’exposition humaine au plomb par l’ajout de <a href="https://www.societechimiquedefrance.fr/Tetraethylplomb.html">plomb tétraéthyl</a> à l’essence comme agent anti-détonnant, ou à la <a href="https://www.anses.fr/fr/content/avis-et-rapport-de-lafsse-relatif-%C3%A0-d%C3%A9tection-du-plomb-dans-les-peintures-anciennes-0">peinture au plomb</a>, sont bien documentée. En revanche, les batteries au plomb ne constituent pas une menace directe pour la santé humaine lors de l’utilisation – c’est leur élimination en fin de vie qui peut générer une <a href="https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.06.001">pollution environnementale</a> liée au plomb.</p>
<p>En science de l’environnement, la spéciation chimique des éléments, c’est-à-dire leur forme moléculaire, est souvent négligée. Par exemple, sous forme pure, sous forme de sels simples ou de composé organique comme le plomb tétraéthyl, le plomb est plus ou moins mobile. Le fait que la spéciation chimique soit rarement prise en compte est dû au fait qu’elle est relativement coûteuse (en temps et en ressources) et par nature difficile à mesurer directement.</p>
<h2>La toxicité dépend de l’environnement du métal à l’échelle moléculaire</h2>
<p>Les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques d’une molécule dépendent de sa structure moléculaire et non seulement de ses constituants élémentaires. C’est donc aussi le cas de sa toxicité.</p>
<p>En effet, la toxicité de ces métaux ou métalloïdes, comme le plomb ou l’arsenic, dépend de leur spéciation et de leur concentration. Pour évaluer leur toxicité, il faut comprendre la « bioaccessibilité » et la « biodisponibilité » du plomb ou de l’arsenic dans une molécule spécifique, dans un milieu spécifique. La « bioaccessibilité » correspond à la fraction accessible d’une substance dans une matrice pouvant être libérée dans les sucs gastro-intestinaux (des hommes) et donc pouvant être absorbée dans le corps et provoquer d’éventuels effets. Seule la fraction « biodisponible » atteint réellement la circulation sanguine et les organes cibles au niveau desquels elle peut exercer son action toxique.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/401272/original/file-20210518-17-1nrrgh8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/401272/original/file-20210518-17-1nrrgh8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/401272/original/file-20210518-17-1nrrgh8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/401272/original/file-20210518-17-1nrrgh8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/401272/original/file-20210518-17-1nrrgh8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/401272/original/file-20210518-17-1nrrgh8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/401272/original/file-20210518-17-1nrrgh8.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">La toxicité des éléments chimiques dépend de leur environnement.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://unsplash.com/photos/EdULlCRj-x0">Pawel Czerwinski/Unsplash</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">CC BY</a></span>
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<p>Malgré cela, les éléments sont pour la plupart jugés toxiques en raison des preuves relatives à la toxicité de quelques-unes seulement des espèces chimiques dans lesquelles ils se trouvent.</p>
<p>Il est essentiel que les études environnementales prennent en compte les espèces présentes plutôt que le constituant élémentaire. Le fait de ne pas prendre correctement en compte la spéciation chimique des éléments peut conduire à une mauvaise évaluation des risques et à une mauvaise utilisation de la législation, comme pour le <a href="https://www.senat.fr/rap/l00-261/l00-261_mono.html">mercure</a> il y a quelques années. Les lois et règlements basés sur une simple analyse élémentaire peuvent considérer à tort les milieux ou produits environnementaux comme toxiques.</p>
<p>Les métaux ne sont pas toujours toxiques, et certains sont en fait essentiels : en fonction du dosage et des niveaux d’exposition et de l’organisme receveur ou de la population receveuse, ils peuvent être essentiels ou toxiques. Par exemple, le nickel est l’un des métaux les plus polyvalents que l’on trouve sur Terre. Connu pour son utilisation dans la pièce de cinq cents américaine, il est essentiel à la vie, pour son rôle essentiel à l’action de protéines enzymatiques. Sa carence s’accompagne de changements <a href="https://doi.org/10.1039/9781849739979-00381">histologiques et biochimiques</a>, et d’une réduction de la résorption du fer qui peut entraîner une anémie… mais le nickel joue aussi un rôle important dans le développement d’une infection pathogène (causée par la bactérie <a href="http://www.helicobacter.fr/informations-sur-helicobacter-pylori/">Helicobacter pylori</a>) et dans la production d’une enzyme dépendante au nickel, l’uréase, qui colonise l’estomac.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/159846/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Olivier Pourret ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Petit quiz : les métaux lourds sont-ils lourds ? Toxiques ? Ça dépend… mais de quoi ?
Olivier Pourret, Enseignant-chercheur en géochimie et responsable intégrité scientifique et science ouverte, UniLaSalle
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tag:theconversation.com,2011:article/158669
2021-04-22T12:46:26Z
2021-04-22T12:46:26Z
L’exploitation minière dans l’espace n’est pas de la science-fiction, et le Canada pourrait y occuper une place de choix
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/396411/original/file-20210421-17-pf8cef.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=25%2C0%2C2880%2C1784&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Falaises dans de la glace ancienne sur Mars.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia24147.jpg">(NASA)</a></span></figcaption></figure><p>En cette époque de <a href="https://www.un.org/fr/un75/climate-crisis-race-we-can-win">crise climatique</a>, l’exploitation minière spatiale est de plus en plus d’actualité. La nécessité d’avoir une <a href="https://www.canada.ca/fr/services/environnement/meteo/changementsclimatiques/plan-climatique/carboneutralite-2050.html">économie carboneutre</a> requiert une augmentation de l’offre de ressources naturelles non renouvelables, telles que les métaux dont on se sert pour <a href="https://www.mining.com/accelerating-cross-border-north-american-integration-of-battery-ev-and-critical-mineral-supply-chains/">fabriquer des batteries</a>.</p>
<p>Cela constitue la toile de fond d’une nouvelle course à l’espace mettant en scène des nations et le secteur privé.</p>
<p>Le Canada est un pays qui mène des <a href="https://financialpost.com/technology/canadas-space-industry-set-for-relaunch-decades-after-its-last-big-achievement">activités spatiales</a>, un chef de file dans <a href="https://www.rncan.gc.ca/nos-ressources-naturelles/mines-materiaux/faits-mineraux-metaux/les-mineraux-et-leconomie/20604">l’exploitation minière</a> et un acteur important de <a href="https://www.carbonbrief.org/the-carbon-brief-profile-canada">l’économie mondiale du carbone</a>. Il se trouve bien placé pour <a href="https://financialpost.com/technology/canadas-space-industry-set-for-relaunch-decades-after-its-last-big-achievement">participer activement</a> au domaine émergent des ressources spatiales.</p>
<p>Cependant, les questions qui se posent dans ce domaine dépassent le cadre du Canada, puisqu’elles concernent l’avenir de l’humanité, sur Terre et dans l’espace.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Une fusée décolle de sa base" src="https://images.theconversation.com/files/392379/original/file-20210329-21-1muls3k.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/392379/original/file-20210329-21-1muls3k.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/392379/original/file-20210329-21-1muls3k.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/392379/original/file-20210329-21-1muls3k.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/392379/original/file-20210329-21-1muls3k.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/392379/original/file-20210329-21-1muls3k.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/392379/original/file-20210329-21-1muls3k.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=502&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Une fusée Atlas V de United Launch Alliance décolle de la base de lancement de Cap Canaveral en juillet, en Floride. La mission a envoyé un rover sur Mars pour y chercher des signes de vie et explorer la géologie de la planète.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(AP Photo/John Raoux)</span></span>
</figcaption>
</figure>
<h2>Forte demande de métaux pour batteries</h2>
<p>Sur Terre, les mesures de lutte contre le réchauffement climatique comprennent le passage à une <a href="http://www.scientifique-en-chef.gouv.qc.ca/impacts/ddr-etre-carboneutre-decembre-2019/">économie carboneutre</a> grâce au développement de parcs de véhicules électriques et à des investissements dans des infrastructures de production d’énergie renouvelable à grande échelle. Pour y parvenir, il faut de grandes quantités de <a href="https://www.mining.com/nickel-cobalt-price-10-charts-show-chinas-grip-on-battery-supply-chain-to-last-decades/">métaux pour batteries</a> (lithium, cobalt, nickel), de <a href="https://www.mining.com/ontario-to-develop-first-critical-minerals-strategy/">minéraux essentiels</a> (cuivre) et de <a href="https://www.mining.com/china-continues-dominance-of-rare-earths-markets-to-2030-says-roskill/">terres rares</a>, à tel point que des analystes des marchés ont mis en garde contre un éventuel <a href="https://www.allnews.ch/content/points-de-vue/mati%C3%A8res-premi%C3%A8res-le-d%C3%A9but-d%E2%80%99un-super-cycle">super-cycle des métaux</a>. Dans un super-cycle, la demande dépasse largement l’offre, ce qui cause une flambée des prix.</p>
<p>C’est pourquoi l’industrie minière cherche activement de <a href="https://www.mining.com/web/rare-metal-mining-goes-to-new-heights-and-depths/">nouvelles possibilités d’exploitation minière</a>. On parle notamment <a href="https://www.mining.com/circular-economics-reprocessing-waste-and-mining/">d’économie circulaire</a> (recyclage et gestion améliorée des déchets miniers), <a href="https://www.mining.com/web/deep-sea-mining-could-destroy-undiscovered-species-says-ocean-panel/">d’exploitation minière en eaux profondes</a> ainsi que dans l’espace. Cette dernière offre des possibilités de grandes retombées, tout en engendrant d’importants défis.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Surface de la planète Mars" src="https://images.theconversation.com/files/392381/original/file-20210329-23-vljp49.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/392381/original/file-20210329-23-vljp49.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/392381/original/file-20210329-23-vljp49.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/392381/original/file-20210329-23-vljp49.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=338&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/392381/original/file-20210329-23-vljp49.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/392381/original/file-20210329-23-vljp49.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/392381/original/file-20210329-23-vljp49.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=424&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Photo de la surface de Mars prise lors de la mission du rover Persévérance.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(NASA)</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Un défi de taille est l’absence d’un cadre réglementaire cohérent pour régir l’exploitation minière dans l’espace. Si le <a href="https://www.unoosa.org/pdf/publications/STSPACE11F.pdf">traité sur l’espace de 1967</a> a été signé par toutes les puissances spatiales et est largement considéré comme le document constitutionnel du droit de l’espace extra-atmosphérique, il présente des lacunes en ce qui a trait à son interprétation.</p>
<p>Le texte stipule qu’aucune nation ne peut s’approprier un corps céleste (comme la Lune), mais il ne parle pas de la possibilité d’en posséder les ressources dérivées.</p>
<p>Les <a href="https://www.mining.com/how-earth-bound-mining-lawyers-think-about-space-mining/">avocats sur Terre qui se penchent sur des projets d’exploitation minière dans l’espace</a> sont appelés à en examiner quatre aspects : la sécurité d’occupation, le régime fiscal, la bancabilité des projets et leur faisabilité. Décortiquons-les.</p>
<h2>1. Sécurité d’occupation</h2>
<p>Dans le domaine minier, la <a href="https://open.uct.ac.za/handle/11427/20801">sécurité d’occupation</a> signifie avoir des droits sûrs et stables tout au long du cycle d’exploitation. Le traité sur l’espace extra-atmosphérique de 1967 n’est pas clair sur la question de la propriété des ressources extraites, et les interprétations varient.</p>
<p>Jusqu’à présent, le <a href="https://theconversation.com/how-luxembourg-is-positioning-itself-to-be-the-centre-of-space-business-120436">Luxembourg</a> et les <a href="https://www.mining.com/obama-boosts-asteroid-mining-signs-law-granting-rights-to-own-space-riches/">États-Unis</a> ont adopté une législation qui permet de revendiquer des ressources extraites, apportant ainsi la sécurité d’occupation <a href="https://www.sciencesetavenir.fr/espace/le-luxembourg-legifere-sur-l-exploitation-miniere-des-ressources-spatiales_114764">aux sociétés minières spatiales basées dans ces juridictions</a>.</p>
<h2>2. Régime fiscal</h2>
<p>Cette question fait référence au paiement de taxes, de redevances ou autres. C’est ici que le <a href="https://www.unoosa.org/pdf/gares/ARES_34_68E.pdf">traité sur la Lune</a> de 1979 entre en jeu. Seules deux puissances spatiales l’ont signé : l’Inde et l’Australie.</p>
<p>Le rôle que le traité sur la Lune devrait jouer dans le droit de l’espace ne fait pas l’unanimité. <a href="https://theconversation.com/who-owns-space-us-asteroid-mining-act-is-dangerous-and-potentially-illegal-51073">Certains affirment qu’il ne concerne</a> pas les pays non-signataires ; d’autres <a href="https://theconversation.com/who-owns-space-33222">suggèrent l’existence de parallèles</a> avec la Convention des Nations unies sur le droit de la mer (UNCLOS). Les deux textes font référence au « patrimoine commun de l’humanité ».</p>
<p>UNCLOS a créé un organisme international de réglementation, <a href="https://www.isa.org.jm/">l’Autorité internationale des fonds marins</a>, chargée d’accorder des licences d’exploitation minière en eaux profondes sur la base du paiement de redevances. Ces redevances doivent ensuite être réparties équitablement entre toutes les nations de la planète. Certains plaident pour <a href="https://theconversation.com/all-of-humanity-should-share-in-the-space-mining-boom-57740">qu’un système similaire</a> s’applique à l’espace extra-atmosphérique.</p>
<h2>3. Bancabilité du projet</h2>
<p>Le troisième point, la bancabilité du projet, concerne sa capacité à attirer du financement.</p>
<p>Cela sera déterminé en bonne partie par les deux points précédents : la sécurité d’occupation et le régime fiscal applicable, démontrant une fois de plus la nécessité de s’entendre sur un <a href="https://theconversation.com/ive-always-wondered-could-someone-take-ownership-of-a-planet-or-a-moon-101464">cadre juridique clair</a> avant de se lancer dans l’action.</p>
<h2>4. Faisabilité du projet</h2>
<p>Ce dernier point comporte plusieurs facettes. La faisabilité technique fait actuellement l’objet <a href="https://www.mining.com/luxembourg-to-create-space-resources-centre/">d’une grande attention</a>, car de nombreux travaux de <a href="https://www.mining.com/canadian-space-mining-developer-inks-deal-us-based-moon-express/">recherche et développement</a> sont consacrés à la robotique avancée et aux systèmes automatisés qui seraient nécessaires aux opérations d’exploitation minière dans l’espace.</p>
<p>Les progrès réalisés à ce jour comprennent la <a href="https://www.mining.com/water-from-near-earth-asteroids-could-fuel-space-mining/">découverte de cristaux d’eau sur la Lune</a> et sur <a href="https://theconversation.com/ice-mined-on-mars-could-provide-water-for-humans-exploring-space-83728">Mars</a>, ainsi que la capacité d’utiliser la technologie <a href="https://theconversation.com/want-to-build-a-moon-base-easy-just-print-it-59070">d’impression 3D</a> dans l’espace à des fins de fabrication. Ces percées rendent plus envisageable l’exploitation minière dans l’espace.</p>
<p>Les deux personnes les plus riches du monde étant désormais engagées dans la course à l’espace – <a href="https://www.cnbc.com/2021/01/14/jeff-bezos-blue-origin-aims-to-fly-people-on-new-shepard-by-april.html">Jeff Bezos avec Blue Origin</a>et <a href="https://www.nationalgeographic.fr/espace/elon-musk-dans-7-ans-spacex-pourra-envoyer-des-hommes-sur-mars">Elon Musk avec SpaceX</a> –, nous pouvons nous attendre à une grande accélération technologique.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="Jeff Bezos se tient devant une toile de fond étoilée" src="https://images.theconversation.com/files/392384/original/file-20210329-23-wou37g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/392384/original/file-20210329-23-wou37g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/392384/original/file-20210329-23-wou37g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/392384/original/file-20210329-23-wou37g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=400&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/392384/original/file-20210329-23-wou37g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/392384/original/file-20210329-23-wou37g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/392384/original/file-20210329-23-wou37g.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=503&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Jeff Bezos dans le cadre du dévoilement de l’atterrisseur lunaire Blue Moon de Blue Origin en mai 2019, à Washington.</span>
<span class="attribution"><span class="source">(AP Photo/Patrick Semansky)</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La<a href="https://theconversation.com/space-mining-is-closer-than-you-think-and-the-prospects-are-great-45707">faisabilité économique</a>suppose que l’exploitation minière de l’espace soit rentable. La pénurie imminente de ressources naturelles non renouvelables associée aux progrès technologiques et à la <a href="https://www.mining.com/infographic-the-facts-and-figures-that-make-space-mining-real/">richesse minérale époustouflante</a> que recèle un <a href="https://theconversation.com/mining-asteroids-could-unlock-untold-wealth-heres-how-to-get-started-95675">seul astéroïde</a> pourrait bien rendre la chose possible.</p>
<h2>Utilisation pacifique de l’espace</h2>
<p>Un autre aspect justifie la nécessité de conclure des <a href="https://theconversation.com/to-the-moon-and-beyond-4-whats-the-point-of-going-back-to-the-moon-120791">accords internationaux</a> et de coopérer dans le domaine de l’espace : l’utilisation pacifique de l’espace, conformément au traité sur l’espace.</p>
<p>En octobre 2020, huit pays ont signé les <a href="https://theconversation.com/could-corporations-control-territory-in-space-under-new-us-rules-it-might-be-possible-138939">accords Artemis</a>, une entente<a href="https://www.mining.com/web/nasa-seeks-to-set-law-for-space-mining/">pilotée par la NASA</a>. Parmi les pays signataires, on trouve les États-Unis, le Canada, l’Australie et le Luxembourg. <a href="https://www.mining.com/experts-warn-of-brewing-space-mining-war-among-us-china-and-russia/">La Russie et la Chine</a>, qui ont depuis choisi de collaborer entre elles sur des projets spatiaux, figurent parmi les absents notables.</p>
<p>Les questions juridiques relatives à la propriété des ressources spatiales doivent être <a href="https://theconversation.com/lunar-gold-rush-could-create-conflict-on-the-ground-if-we-dont-act-now-new-research-151645">traitées de toute urgence</a> afin d’éviter des guerres spatiales pour les ressources naturelles entre des superpuissances comme les États-Unis, la Russie et la Chine. Cela inclut le <a href="https://theconversation.com/lunar-gold-rush-could-create-conflict-on-the-ground-if-we-dont-act-now-new-research-151645">statut juridique des accords d’Artémis</a>. Idéalement, l’on devrait régler la question avant de se lancer dans l’exploitation minière de l’espace.</p>
<p>Enfin, l’exploitation minière de l’espace soulève certaines questions éthiques, comme celle de savoir si l’on devrait considérer la Lune comme une <a href="https://theconversation.com/can-the-moon-be-a-person-as-lunar-mining-looms-a-change-of-perspective-could-protect-earths-ancient-companion-144848">personne morale</a>, si cette activité va entraîner une nouvelle forme de <a href="https://theconversation.com/elon-musk-releases-details-of-plan-to-colonise-mars-heres-what-a-planetary-expert-thinks-79733">colonisation</a> et comment elle pourrait <a href="https://theconversation.com/lunar-gold-rush-is-about-to-start-and-we-could-exhaust-the-solar-system-in-fewer-than-500-years-117450">mieux servir le bien commun de l’humanité</a>.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/158669/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Elizabeth Steyn ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
L’exploitation minière de l’espace est peut-être plus proche que vous ne le pensez. Mais il est urgent de régler les questions juridiques relatives à la propriété des ressources spatiales.
Elizabeth Steyn, Cassels Brock Fellow and Assistant Professor of Mining and Finance Law (Western Law); Faculty Member of the Institute for Earth and Space Exploration (Western Space), Western University
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/156996
2021-04-07T18:47:08Z
2021-04-07T18:47:08Z
Rares, chers, essentiels : quelle actualité pour les métaux en période de pandémie ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/392246/original/file-20210329-21-13s21yn.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=14%2C5%2C1183%2C668&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Une mine à ciel ouvert dans le parc minier national de Huangshi, dans la province de Hubei en Chine.</span> <span class="attribution"><a class="source" href="https://www.shutterstock.com/fr/image-photo/panoramic-view-open-pit-iron-mine-1880125651">chuyuss, Shutterstock</a></span></figcaption></figure><p>Depuis fin 2019, la pandémie liée au virus SARS-CoV-2 remet en cause plusieurs fondamentaux sur nos stratégies et méthodes d’approvisionnement. Certains produits anodins et non stratégiques, tels que les masques ou encore les lits de réanimations, se sont transformés en produits à forts enjeux qui ont créé des tensions importantes dans les chaînes d’approvisionnement. Cette situation montre d’une part qu’un produit, sans enjeux à un moment donné, peut rapidement devenir essentiel et donc très critique, et d’autre part, que de nombreux pays se sont rendu compte des conséquences de leur forte dépendance envers certains pays, notamment la Chine.</p>
<p>Au-delà de la situation sanitaire actuelle et des produits médicaux, des questions se posent plus généralement pour tous les produits critiques, c’est-à-dire nécessaires et essentiels à un pays, dans un contexte de dépendance économique. Avec la transition écologique et la croissance exponentielle des objets connectés, les pays développés ont davantage besoin de métaux rares qu’auparavant pour alimenter les <a href="https://theconversation.com/internet-des-objets-une-dependance-aux-metaux-rares-source-de-grande-vulnerabilite-119194">industries électroniques</a>, proposant des produits tels que des smartphones, ordinateurs ou encore des voitures électriques.</p>
<p>Or, la plupart des pays développés n’ont pas accès à ces métaux rares et doivent donc les approvisionner auprès d’autres pays, <a href="https://www.europe1.fr/emissions/L-edito-eco2/la-chine-durcit-le-ton-sur-les-terres-rares-strategiques-pour-les-armees-du-monde-entier-4025775">notamment la Chine</a> qui aujourd’hui est l’acteur majeur. Ces approvisionnements soulèvent des problèmes <a href="https://www.monde-diplomatique.fr/2020/07/BORTOLINI/61981">géopolitiques</a>, éthiques et environnementaux. Le contexte pandémique que nous connaissons actuellement a eu des conséquences importantes sur ces approvisionnements et a poussé les différents pays à concevoir et mettre en œuvre des stratégies différentes pour les sécuriser autant que possible.</p>
<h2>Quels sont ces métaux ?</h2>
<p>Les <a href="http://www.mineralinfo.fr/page/minerais-metaux-0">métaux rares</a> représentent une quarantaine d’éléments du tableau périodique. Ils sont produits à faibles tonnages et sont nécessaires à un grand nombre d’industries. Leur rareté n’est pas nécessairement due à leur faible teneur dans la croûte terrestre, mais davantage à leur complexité d’extraction. En effet, il faut <a href="http://minesqc.com/fiches-dinformations/quentend-on-par-ressources-minerales-et-reserves-minerales-y-a-t-il-une-difference/">distinguer</a> les réserves, réellement exploitables, et les ressources, c’est-à-dire l’ensemble des gisements contenant les minéraux recherchés dans la croûte terrestre. Les métaux rares sont généralement présents à l’intérieur des minerais classiques. Ils proviennent, pour certains d’entre eux, des mines de zinc, de cuivre ou encore de nickel. On retrouve parmi ces métaux, l’indium, le gallium, le cobalt.</p>
<p>Parmi ces métaux rares, on distingue les fameuses terres rares. Certaines d’entre elles sont très recherchées pour leurs propriétés magnétiques et sont principalement produites et extraites en Chine, pouvant générer des conflits d’ordre géopolitique. Contrairement à ce que leur nom suggère, les terres rares ne sont pas si rares, mais leurs teneurs dans les gisements sont souvent très faibles et elles sont donc difficiles à exploiter.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/391664/original/file-20210325-17-19rgobk.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/391664/original/file-20210325-17-19rgobk.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=390&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/391664/original/file-20210325-17-19rgobk.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=390&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/391664/original/file-20210325-17-19rgobk.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=390&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/391664/original/file-20210325-17-19rgobk.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=490&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/391664/original/file-20210325-17-19rgobk.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=490&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/391664/original/file-20210325-17-19rgobk.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=490&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Des terres rares. Dans le sens des aiguilles d’une montre, en partant du haut : praséodyme, cérium, lanthane, néodyme, samarium et gadolinium.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rareearthoxides.jpg">Peggy Greb, USDA/Wikipedia</a></span>
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</figure>
<p><a href="http://www.mineralinfo.fr/page/matieres-premieres-critiques">Les métaux critiques</a> sont ainsi nommés par référence à la situation qui serait la nôtre s’ils venaient à manquer. Ils peuvent être propres à chaque entreprise, État ou région. Parmi ces métaux critiques, on distingue les métaux stratégiques qui sont critiques pour des secteurs à enjeux vitaux. Les industries de la défense et l’énergie utilisent ainsi des métaux qui sont stratégiques, car essentiels à leur activité, par exemple l’uranium, en particulier en France, qui est un métal stratégique pour l’industrie du nucléaire.</p>
<p><a href="https://ec.europa.eu/trade/policy/in-focus/conflict-minerals-regulation/regulation-explained/index_fr.htm">Les minerais de conflit</a> sont des métaux dont une partie – minoritaire – est issue de territoires sous tension. On parle des 3TG (pour Tantale, Tungstène, Tin et l’or) auxquels s’ajoute souvent le cobalt. Ils sont qualifiés « de conflits », car leur exploitation peut participer au financement de groupes armés, ou reposer sur le travail d’enfants ou <a href="https://www.franceinter.fr/monde/l-ue-mettra-t-elle-un-frein-a-l-exploitation-des-ouvriers-qui-extraient-les-minerais-pour-nos-smartphones">travail forcé</a> dans des mines artisanales illégales.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/392202/original/file-20210329-19-1m24y3t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/392202/original/file-20210329-19-1m24y3t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/392202/original/file-20210329-19-1m24y3t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/392202/original/file-20210329-19-1m24y3t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/392202/original/file-20210329-19-1m24y3t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/392202/original/file-20210329-19-1m24y3t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/392202/original/file-20210329-19-1m24y3t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/392202/original/file-20210329-19-1m24y3t.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Où sont les terres rares dans le tableau périodique des éléments ?</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7d/Tableau_periodique_terres_rares.svg/1280px-Tableau_periodique_terres_rares.svg.png">Wikimedia</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Chacun de ces métaux ou minerais est au cœur d’enjeux actuels forts pour chaque grande région, économie ou pays, comme l’illustrent les questions de terres rares en Chine, de métaux de conflit en Europe et de métaux rares et stratégiques aux USA.</p>
<h2>Pas de tension pour la Chine</h2>
<p>La Chine, premier producteur, extracteur et importateur de terres rares au monde a vu sa <a href="https://www.latribune.fr/opinions/blogs/commodities-influence/avant-l-election-americaine-la-chine-decouple-des-metaux-en-profiteront-860246.html">production légèrement baisser au début de la pandémie</a>, du fait des suspensions d’activités industrielles sur les sites de production, du manque de main-d’œuvre dû à la quarantaine et des problématiques logistiques. Avant cette situation, la Chine utilisait ses unités de transformation de terres rares à moins de 40 % de leur capacité, certaines d’entre elles ayant été fermées les années précédentes suite à des renforcements de contrôle environnemental. Les prix n’ont <a href="https://www.usinenouvelle.com/article/le-coronavirus-affecte-peu-la-production-chinoise-de-terres-rares.N933309">pas subi de forte augmentation</a> et la demande est toujours présente.</p>
<h2>Tentative d’émancipation des États-Unis</h2>
<p>Les États-Unis avaient déjà décidé de s’émanciper de la Chine pour la <a href="https://www.lesechos.fr/finance-marches/marches-financiers/washington-accelere-ses-investissements-dans-les-metaux-rares-1198605">production de leurs métaux stratégiques</a>. La crise de la Covid-19 a accéléré cette stratégie concernant l’ouverture de mines et la création de sites de transformation. Sous l’administration Trump, cette recherche d’indépendance vis-à-vis de la Chine était une priorité. Depuis l’arrivée de Joe Biden, la Chine menace encore davantage de <a href="https://www.lesechos.fr/monde/enjeux-internationaux/terres-rares-pekin-tente-par-un-nouveau-bras-de-fer-avec-washington-1290788">réduire ses exportations</a> vers les États-Unis, pour cibler et affaiblir <a href="https://www.lemonde.fr/economie/article/2021/02/17/la-bataille-des-terres-rares-passe-par-la-relance-de-la-production-hors-de-chine_6070272_3234.html">l’industrie militaire américaine</a>.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/392203/original/file-20210329-25-bupvdf.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/392203/original/file-20210329-25-bupvdf.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=371&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/392203/original/file-20210329-25-bupvdf.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=371&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/392203/original/file-20210329-25-bupvdf.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=371&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/392203/original/file-20210329-25-bupvdf.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=466&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/392203/original/file-20210329-25-bupvdf.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=466&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/392203/original/file-20210329-25-bupvdf.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=466&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Le site de Round Top Mountain, au Texas, États-Unis.</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ff/Round_Top_Mountain_Texas.png">Wikimedia</a>, <a class="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">CC BY-SA</a></span>
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</figure>
<p>En réponse, de forts investissements sont faits, notamment sur certains sites comme celui de <a href="https://www.lefigaro.fr/economie/au-texas-une-montagne-pour-briser-le-monopole-chinois-sur-les-terres-rares-20200716">Round Top Mountain au Texas</a>, qui abriterait 16 des 17 éléments composants les terres rares et 11 des 35 métaux critiques tels que l’uranium et le lithium. Cette montagne, connue comme étant le plus grand gisement de terres rares des États-Unis, pourrait permettre à ce dernier de s’approvisionner en métaux stratégiques pendant <a href="https://lvsl.fr/comment-son-quasi-monopole-sur-les-metaux-rares-permet-a-la-chine-de-redessiner-la-geopolitique-internationale/">130 ans</a>.</p>
<p>Toutefois, la mise en exploitation d’un tel gisement nécessite près d’une vingtaine d’années. La stratégie des Américains concernant ces métaux ne concerne pas uniquement l’extraction, ils misent également beaucoup sur la <a href="https://www.capital.fr/entreprises-marches/le-plan-des-etats-unis-pour-se-passer-des-terres-rares-de-la-chine-1340833">recherche et le développement</a> pour notamment trouver des méthodes de recyclages ou de substitutions pour les métaux stratégiques.</p>
<h2>La traçabilité des métaux pour l’Europe</h2>
<p>En Europe, l’ensemble des États mise sur la <a href="https://www.francetvinfo.fr/monde/afrique/rwanda/l-union-europeenne-impose-le-tracage-des-metaux-rares-pour-lutter-contre-le-trafic-des-minerais-du-conflit_4259099.html">traçabilité des minerais de conflits</a>. Depuis le premier janvier 2021, l’Union européenne impose une totale traçabilité de ces métaux, tout comme les États-Unis qui l’avaient mise en place dès 2010 à travers le <a href="http://www.mineralinfo.fr/ecomine/lunion-europeenne-compte-encadrer-commerce-minerais-conflits">Dodd-Frank Act</a>.</p>
<p>Au cœur de cette stratégie, la République Démocratique du Congo (RDC) avec la province du nord Kivu, région frontalière du Rwanda et de l’Ouganda. En effet, la RDC est connue, depuis des décennies, pour le trafic de métaux impliquant des problématiques de conflit armé. À l’époque, l’or et les diamants étaient déjà sous les feux des projecteurs, mais dorénavant avec l’explosion des nouvelles technologies, ce sont les métaux tels que le tantale ou le tungstène qui sont ciblés. La <a href="https://ec.europa.eu/trade/policy/in-focus/conflict-minerals-regulation/regulation-explained/index_fr.htm">nouvelle loi européenne</a> « prévoit l’obligation pour les entreprises européennes intervenant dans la chaîne d’approvisionnement de veiller à ce que leurs importations de ces minerais et métaux proviennent exclusivement de sources responsables et ne soient pas issues de conflits ».</p>
<p>Si le virus SARS-CoV-2 a été un catalyseur des tensions internationales sur certains métaux critiques et/ou rares, les stratégies des grandes puissances différaient déjà avant la crise. L’explosion des nouvelles technologies va continuer d’engendrer des besoins accrus et met en lumière les enjeux de régionalisation des chaînes d’approvisionnement.</p>
<hr>
<p><em>Cet article a été coécrit par Pablo Maniglier</em>.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/156996/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Marty Justine a reçu des financements.
Ce travail a bénéficié d'une aide de l'Etat gérée par l'Agence Nationale de la Recherche au titre du programme Investissements d'Avenir portant la référence ANR-15-IDEX-02</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Blandine Ageron a reçu des financements de ANR. </span></em></p>
Difficile de s’y retrouver entre les métaux rares qui le sont vraiment, les terres rares qui ne le sont pas toujours, et les métaux qui ont des rôles stratégiques et géopolitiques. On fait le point.
Justine Marty, Doctorante en Supply Chain Management, Université Grenoble Alpes (UGA)
Blandine Ageron, Professeur des Universités, Université Grenoble Alpes (UGA)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/155271
2021-03-01T14:38:34Z
2021-03-01T14:38:34Z
Le rôle stratégique et essentiel des métaux rares pour la santé
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/390472/original/file-20210318-21-3qvy6s.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C7%2C2619%2C1688&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">En plus des métaux stratégiques, qui sont au coeur de conflits, il existe des métaux essentiels à la santé. </span> <span class="attribution"><span class="source">Shutterstock</span></span></figcaption></figure><p>La pandémie de Covid-19 a mis en évidence que la plupart des pays ne disposaient pas d’une souveraineté sanitaire suffisante pour faire face à une telle crise. Des pénuries de masques, de respirateurs, de médicaments et maintenant de vaccins se sont fait sentir dans de nombreux pays, même les plus avancés. Ces problèmes montrent que nos sociétés sont dépendantes de certains pays pour des produits essentiels.</p>
<p>Qu’en est-il pour les métaux ?</p>
<p>Notre <a href="http://www.industrie-minerale-territoires.fr/index.en.htm">équipe de recherche</a> Franco-canadienne travaille depuis quelques années sur les interactions entre les sciences de la Terre et les sciences sociales, notamment autour du concept de géologie sociale et sur la dynamique des territoires riches en ressources.</p>
<h2>Des métaux stratégiques</h2>
<p>La notion de minerai critique et stratégique remonte aux guerres du 1IX<sup>e</sup> siècle. A la fin de la Seconde Guerre mondiale, les États-Unis ont constitué des stocks de métaux. Toutefois, la surabondance de métaux de la fin du XX<sup>e</sup> siècle et la mondialisation ont conduit les états occidentaux à abandonner leur politique pro active dans ce domaine. La prise de conscience d’une dépendance aux ressources minérales importées ne revint qu’à la fin des années 1990, avec l’émergence des économies asiatiques et de nouveaux monopoles.</p>
<p>La liste des métaux critiques et stratégiques varie selon les pays, allant d’une douzaine pour la Défense nationale française aux <a href="https://www.usgs.gov/news/interior-releases-2018-s-final-list-35-minerals-deemed-critical-us-national-security-and">35 métaux</a> répertoriés dans le décret de l’ex-président américain Donald Trump, en 2018.</p>
<p>Pourquoi ces listes de métaux ? Elles reflètent les grands enjeux du passé, ceux des guerres du XX<sup>e</sup> siècle et des conflits craints pour le futur. Plus généralement, elles marquent les crises technologiques et sociales qui ont frappé nos sociétés depuis 50 ans et qui ont mené à ce que le sociologue allemand Ulrich Beck a appelé la <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Ulrich_Beck">société du risque</a>.</p>
<p>Ainsi, chaque crise a laissé dans son sillage de nouvelles solutions technologiques, une sécurisation des chaînes d’approvisionnement et une conscience accrue de la dépendance, à chaque fois différente, envers divers métaux. Voici quelques exemples.</p>
<h2>Du pétrole à l’or</h2>
<p>En 1973, la crise du pétrole a souligné la fragilité de la plupart des pays développés en matière d’énergie. Certains pays se sont tournés vers le nucléaire, d’autres vers l’hydro-électricité. Des mines d’uranium sont alors mises en production un peu partout, de la Saskatchewan au Niger ; le prix du minerai flambe en 1978 et le pic de production est atteint en 1980.</p>
<p>La crise terroriste de 2001 a accéléré à son tour le développement des technologies de l’information dans les industries de la défense et la consommation de métaux de haute technologie a augmenté en conséquence. Le prix du tantale connaît un pic en 2000 et sa production mondiale est maximale en 2004. Cette demande encourage la production artisanale dans l’est du Congo, au cœur d’un conflit depuis 20 ans.</p>
<p>La crise du nucléaire à la suite des accidents de Tchernobyl (1986) et de Fukushima (2011) a encouragé le passage aux énergies renouvelables à forte intensité de métaux, notamment pour l’éolien. Le prix des terres rares a explosé pour atteindre un sommet en 2010, et la production a doublé depuis en 10 ans.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/386208/original/file-20210224-13-khyykl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/386208/original/file-20210224-13-khyykl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/386208/original/file-20210224-13-khyykl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/386208/original/file-20210224-13-khyykl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/386208/original/file-20210224-13-khyykl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/386208/original/file-20210224-13-khyykl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/386208/original/file-20210224-13-khyykl.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Minerai de terres rares (andradite NB), projet Kwyjibo (Côte Nord, Québec).</span>
<span class="attribution"><span class="source">fournie par les auteurs</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Enfin, en 2008, la crise financière a fragilisé les marchés mondiaux et entraîné une reprise des achats d’or, notamment par les banques centrales russes et chinoises, ce qui a permis de soutenir le cours du précieux métal.</p>
<p>On comprend ainsi que chaque crise s’accompagne de nouveaux besoins en minéraux et d’une sécurisation de ces nouvelles filières métalliques.</p>
<h2>Métaux et enjeux sanitaires</h2>
<p>Les métaux sont utilisés pour la santé humaine depuis des millénaires. La médecine <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Ayurveda">ayurvédique</a>, une médecine traditionnelle utilisée depuis 3000 ans en Inde, recourt au plomb, au mercure, et à l’arsenic pour soigner divers maux. Toxiques en trop grande quantité, ces métaux peuvent cependant devenir indispensables dans certains médicaments et équipements médicaux et orthopédiques.</p>
<p>Aujourd’hui, la pharmacopée mobilise plus d’une douzaine de métaux ou de métalloïdes agissant sur diverses pathologies : fer contre l’anémie, bismuth, cobalt et nickel contre les problèmes gastriques, lithium contre la dépression, antimoine contre la leishmaniose, platine ou métaux radioactifs contre le cancer, arsenic contre le psoriasis. L’or peut même traiter la polyarthrite rhumatoïde…</p>
<p>Les métaux sont aussi largement utilisés dans les prothèses : ainsi, une bouche traitée par un prothésiste dentaire pourrait contenir jusqu’à 32 métaux différents ! L’imagerie médicale recourt également à de nombreux métaux, des rayons X à la médecine nucléaire ; la résonance magnétique nucléaire (RMN) repose sur des aimants riches en terres rares, tandis que 20 % du gadolinium mondial sert pour des solutions qui augmentent le contraste des images de la RMN.</p>
<h2>Métaux et crise de la Covid-19</h2>
<p>Et la Covid-19 ? On retrouve des métaux tant dans la prévention que dans le traitement de cette nouvelle maladie.</p>
<p>Le cuivre a été le grand favori pour créer des <a href="https://www.huffingtonpost.fr/entry/pourquoi-le-cuivre-est-le-pire-ennemi-du-coronavirus-en-plein-air_fr_5e96c5c0c5b6ac7eb262b677">surfaces anti-Covid</a>, pouvant réduire les éclosions nosocomiales dans les hôpitaux et faisant disparaître virus et bactéries en moins de deux heures. Le zinc quant à lui peut renforcer les défenses immunitaires et a déjà été utilisé contre des virus.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/386210/original/file-20210224-23-1v7ib6t.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/386210/original/file-20210224-23-1v7ib6t.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/386210/original/file-20210224-23-1v7ib6t.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/386210/original/file-20210224-23-1v7ib6t.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=450&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/386210/original/file-20210224-23-1v7ib6t.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/386210/original/file-20210224-23-1v7ib6t.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/386210/original/file-20210224-23-1v7ib6t.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=566&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption">Exploration de métaux rares, projet North Rae (Ungava, Québec).</span>
<span class="attribution"><span class="source">fournie par les auteurs</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>L’argent prévient les infections et est présent partout dans les hôpitaux. Son utilisation en hygiène et en santé représente plus de 6 % de la production minière. Certains respirateurs contiennent du chrysocale, un alliage de cuivre, zinc et d’étain qui a d’ailleurs fait défaut en Europe au printemps 2020.</p>
<p>Ainsi, en plus des métaux stratégiques au cœur de conflits, il existe des métaux essentiels à la santé. La pandémie de 2020 a provoqué des pénuries en produits d’hygiène et pharmaceutiques ; des équipements médicaux de pointe, bourrés de composants électroniques et donc de métaux à haute valeur ajoutée, ont parfois fait défaut.</p>
<p>La plupart des pays occidentaux dépendent de métaux importés. Il serait donc temps d’établir avec plus de discernement ce qui est réellement indispensable, quels sont ces métaux essentiels dans le secteur de la santé, et comment en garantir l’approvisionnement pour les prochaines crises sanitaires.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/155271/count.gif" alt="La Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Michel Jébrak reçoit des financements de recherche pour des organismes publics (CRSNG, FRQNT) et privés (compagnies minières); il est membre de l'Ordre des Géologues du Québec.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Yann Gunzburger reçoit des financements de la part d'organismes publics et, sous forme de mécénat, de la part d'entreprises privées, notamment dans le cadre d'une chaire de recherche et de formation s'intéressant aux relations entre projets miniers et territoires. Il est adhérent de la Société de l'Industrie Minérale.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Jack-Pierre Piguet ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Le fer combat l’anémie. Le bismuth soulage les problèmes gastriques. Le lithium agit contre la dépression et l’or peut traiter la polyarthrite rhumatoïde… les métaux sont précieux pour la santé.
Michel Jébrak, professeur émérite en ressources minérales, Université du Québec à Montréal (UQAM)
Jack-Pierre Piguet, Professeur, Laboratoire GeoRessources, Université de Lorraine
Yann Gunzburger, Professeur des universités, laboratoire GeoRessources, Université de Lorraine
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/154969
2021-02-16T19:26:05Z
2021-02-16T19:26:05Z
Les pressions sur l’eau, face ignorée de la transition énergétique
<p>La question des matériaux utilisés pour produire les technologies bas-carbone (batteries, éoliennes, panneaux solaires, véhicules électrifiés, etc.) est fondamentale, et largement commentée. Celle de la consommation en eau nécessaire à l’extraction des minerais et la fabrication de ces technologies est beaucoup moins abordée, alors qu’elle est pourtant essentielle.</p>
<p>On parle en effet des pressions sur l’eau dans le cadre des usages agricoles, de l’élevage et plus <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10021-011-9517-8">particulièrement de la production de viande</a>, mais peu quand il s’agit du déploiement des technologies bas carbone. Dans un monde de plus en plus contraint par la ressource hydrique, cet enjeu va pourtant devenir incontournable, et l’est d’ailleurs déjà dans certaines régions.</p>
<p>Aux effets connus du réchauffement climatique <a href="https://www.nature.com/articles/s41558-019-0456-2">sur le cycle de l’eau</a> s’ajoutent les <a href="https://www.fao.org/aquastat/en/overview/methodology/water-use">pressions anthropiques croissantes</a> exercées sur les ressources en eau : entre 1900 et 2010, les prélèvements au niveau mondial ont été multipliés par plus de 7 alors que la population n’a été multipliée sur la même période « que » par 4,4. Certaines zones se retrouvent ainsi en état de fort stress hydrique, augurant des conflits d’usages croissants entre l’agriculture, l’industrie et la population, voire des tensions au niveau international.</p>
<h2>L’eau et les métaux de la transition</h2>
<p>Les technologies de la transition énergétique sont complexes et consomment certains matériaux en grande quantité. <a href="https://theconversation.com/les-materiaux-de-la-transition-energetique-le-lithium-105429">Le lithium</a>, le <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/cobalt-transition-energetique-quels-risques-dapprovisionnements">cobalt</a> ou encore le nickel sont ainsi devenus les métaux vedettes des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques. <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/cuivre-transition-energetique-metal-essentiel-structurel-et-geopolitique">Le cuivre</a>, déjà omniprésent dans notre quotidien, pourrait voir sa demande exploser en relation avec les nouvelles mobilités mais également avec le solaire photovoltaïque (PV).</p>
<p>De manière globale, la dynamique de transition énergétique mondiale ne pourra se réaliser qu’à travers <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/transition-energetique-bas-carbone-quelles-evolutions-geopolitique-lenergie">l’intensification des extractions minières à travers le monde</a> et donc engendrer une augmentation de la consommation d’eau.</p>
<p>À l’échelle d’un pays, le secteur minier se trouve souvent <a href="http://pdf.wri.org/working_papers/mine_the_gap.pdf">bien loin derrière l’agriculture</a> ou même d’autres secteurs industriels (au <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301420718301193">Pérou</a>, par exemple, il pèse pour environ 1 % de la consommation en eau du pays contre presque 89 % pour l’agriculture). Il n’en demeure pas moins un important consommateur, notamment lors des phases d’extraction et de traitement des minerais et génère de nombreuses externalités sur l’eau (déversements de substances, drainages acides, etc.).</p>
<p>En outre, pour bon nombre de métaux étudiés, la production minière ou les activités de transformation sont effectuées dans des pays où la pression sur la ressource en eau est déjà forte et pour lesquels la situation hydrique n’est pas, dans l’état actuel des choses, amenée à s’améliorer dans les décennies à venir.</p>
<p>Très gourmande en eau, l’industrie des terres rares illustre bien cette problématique. <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/article/les-terres-rares-transition-energetique-quelles-menaces-les-vitamines-lere-moderne">Nos résultats</a> révèlent en effet une pression accrue sur les ressources en eau dans au moins deux pays déjà soumis à des épisodes de fort stress hydrique : la Chine et l’Australie. Dans un scénario climatique contraint, la consommation en eau de l’industrie australienne des terres rares en 2050 représenterait plus de deux tiers (69,2 %) du prélèvement en eau de l’ensemble des secteurs industriels en 2015 ou encore 11,2 % de l’eau prélevée au total en 2015 dans le pays.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/383244/original/file-20210209-15-11dxs6y.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/383244/original/file-20210209-15-11dxs6y.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/383244/original/file-20210209-15-11dxs6y.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=339&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/383244/original/file-20210209-15-11dxs6y.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=339&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/383244/original/file-20210209-15-11dxs6y.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=339&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/383244/original/file-20210209-15-11dxs6y.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=426&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/383244/original/file-20210209-15-11dxs6y.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=426&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/383244/original/file-20210209-15-11dxs6y.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=426&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Classement des pays dans la production minière mondiale de certains métaux pour l’année 2020 et niveau de stress hydrique attendu en 2040.</span>
<span class="attribution"><span class="source">World Resource Institute, 2015 ; USGS, 2021</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Or les terres rares ne sont pas les seuls éléments concernés par la politique minière volontariste de l’Australie : celle-ci figure dans le top 5 des producteurs mondiaux pour le lithium, le nickel, le cuivre le cobalt ou encore l’aluminium. On ne peut alors qu’imaginer <a href="https://ofb.gouv.fr/documentation/eau-et-milieux-aquatiques-les-chiffres-cles-edition-2020">l’empreinte eau du secteur minier</a> dans un pays où les épisodes de sécheresse s’intensifient.</p>
<p>Bien que moins alarmant, le constat est similaire pour la Chine : la plus grande réserve de terre rares au monde – Bayan Obo en Mongolie intérieure – est située dans une zone de stress hydrique qualifié de « extrêmement élevé ».</p>
<h2>Des conflits sur l’eau de plus en plus fréquents</h2>
<p>Dans de nombreux autres pays miniers, les conflits autour de la ressource en eau représentent déjà une menace.</p>
<p>Au Chili par exemple, les activités d’extraction (cuivre et lithium) se concentrent dans le nord du pays, zone parmi les plus arides au monde. Ces dernières années, on constate un renforcement de la mobilisation des populations indigènes et des groupes environnementaux, appuyés récemment par le régulateur environnemental chilien, qui dénoncent l’épuisement de l’aquifère situé dans la zone du désert d’Atacama et les dommages causés aux écosystèmes. Les batailles juridiques se multiplient et ralentissent des projets miniers, comme celui de « Rajo Inca », un projet à 1,2 milliard de dollars mené par Codelco.</p>
<p>Malgré ses ressources en eau, le Pérou <a href="https://www.2030wrg.org/peru/background/">est soumis à un fort stress hydrique</a> en raison de leur inégale répartition, des pollutions diverses et de la fonte des glaciers de la région andine. <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301420718301193">La rareté de l’eau et les investissements miniers</a> élevés seraient les deux facteurs qui augmentent la prédisposition aux conflits dans la région. L’empreinte environnementale du secteur minier apparaît ainsi « la goutte de trop » : la <a href="http://cooperaccion.org.pe/wp-content/uploads/2016/10/GOBERNANZAAGUA.pdf">pollution de 16 des 21 fleuves les plus contaminées</a> serait due aux activités minières ou industrielles présentes ou passées selon l’Autorité nationale de l’eau (ANA).</p>
<h2>La désalinisation, fausse bonne idée ?</h2>
<p>La multiplication des conflits et la raréfaction de cette ressource mettent en péril les activités minières et demandent aux entreprises du secteur d’anticiper, de s’adapter et d’innover.</p>
<p>En réponse au défi de l’eau, ces dernières cherchent notamment à réduire leur consommation en améliorant l’efficacité de leurs procédés d’exploitation ou de transformation. Le développement d’un procédé innovant d’extraction directe du lithium adapté aux eaux des salars d’Argentine par <a href="https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/innovation-et-industrie/nos-expertises/climat-et-environnement/metaux-critiques-et-terres-rares/nos-solutions">IFP Energies Nouvelles et Eramet</a> illustre par exemple ce type de défis. L’entreprise chilienne SQM, spécialisée dans le lithium souhaite ainsi grâce à ses innovations réduire sa consommation en eau de 30 % d’ici 2030.</p>
<p><a href="https://www.cochilco.cl/Listado%20Temtico/2020%2010%2030%20Consumo%20de%20agua%20en%20la%20mineria%20del%20cobre%20al%202019_version%20final.pdf">Dans l’industrie du cuivre</a>, l’amélioration des processus de recyclage de l’eau a permis de faire passer la part d’eau recyclée dans la consommation totale du secteur de 72,7 à 76,4 % entre 2018 et 2019.</p>
<p>Une autre option connaît un franc succès dans la région ces dernières années : le recours à la désalinisation. Cochilco (la Commission chilienne du cuivre) estime ainsi que l’utilisation d’eau de mer <a href="https://www.cochilco.cl/Listado%20Temtico/2020%2010%2030%20Consumo%20de%20agua%20en%20la%20mineria%20del%20cobre%20al%202019_version%20final.pdf">devrait plus que tripler</a> à l’horizon 2029.</p>
<p>La <a href="https://www.mckinsey.com/industries/metals-and-mining/our-insights/desalination-is-not-the-only-answer-to-chiles-water-problems">viabilité d’une telle stratégie</a> interroge toutefois dans la mesure où les installations de pompage, de traitement de l’eau de mer et d’acheminement de l’eau sur des milliers de kilomètres à travers les Andes supposent des investissements ainsi qu’une consommation en matériaux et en énergie conséquente. En bref, un procédé énergivore et à forte intensité matière.</p>
<p>L’exploitation des aquifères grâce aux procédés de forage est une autre des possibilités exploitées pour faire face au manque d’eau. Début 2020, au plus fort de la sécheresse australienne, Glencore optait ainsi pour cette dernière solution <a href="https://www.wsj.com/articles/australia-is-dry-as-a-bone-and-miners-need-water-to-stay-afloat-11579170604">afin d’alimenter en eau</a> sa mine CSA de cuivre située en <a href="https://www.wsj.com/articles/australia-is-dry-as-a-bone-and-miners-need-water-to-stay-afloat-11579170604">Nouvelle-Galles du Sud</a>. Là aussi, ces forages effectués pour exploiter des eaux souterraines déjà menacées interrogent.</p>
<h2>L’empreinte eau, un indicateur mal connu</h2>
<p>Dans ce contexte, l’enjeu de la consommation en eau devrait faire l’objet d’une sensibilisation plus importante auprès des citoyens pour aller dans le sens d’une plus grande sobriété. Il est notamment incarné par la notion d’empreinte eau, qui pour une population donnée correspond à la quantité d’eau utilisée sur le territoire pour répondre à l’ensemble de ses besoins. Elle incorpore ainsi, en plus de l’eau du robinet consommée, celle nécessaire à la production des biens et des services produits sur le territoire national mais également importés.</p>
<p>L’empreinte eau des citoyens des pays de l’OCDE est, en moyenne, plus élevée que celle des pays hors-OCDE. Celle d’un Français est par exemple supérieure à 200m3/habitant/an alors qu’elle est de 167m3/habitant/an au niveau mondial.</p>
<p>Plus encore, il s’avère que l’empreinte eau française est environ trois fois supérieure au volume d’eau consommé à l’échelle domestique. À l’instar de l’empreinte carbone, une large portion du bilan en eau d’un français vient du fait que la consommation d’eau pour produire les biens et services importés en France est supérieure à celle des biens et services exportés de France.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/384017/original/file-20210212-15-mxboyi.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/384017/original/file-20210212-15-mxboyi.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/384017/original/file-20210212-15-mxboyi.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=346&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/384017/original/file-20210212-15-mxboyi.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=346&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/384017/original/file-20210212-15-mxboyi.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=346&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/384017/original/file-20210212-15-mxboyi.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=435&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/384017/original/file-20210212-15-mxboyi.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=435&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/384017/original/file-20210212-15-mxboyi.JPG?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=435&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Comparaison international des volumes d’eau consommée par personne et de l’empreinte eau, moyenne 1995–2016.</span>
<span class="attribution"><span class="source">D’après les données de base de données EXIOBASE3.7 ; MTES, 2020</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>Cette non-prise en compte de l’empreinte eau accentue le décalage entre la perception de l’usager sur sa consommation et la réalité des impacts de son mode de vie sur la ressource en eau. Cette perception est d’autant plus aggravée qu’il existe une forte tolérance vis-à-vis des <a href="https://www.novethic.fr/actualite/environnement/eau/isr-rse/en-france-20-du-reseau-d-eau-fuit-et-c-est-un-probleme-ecologique-148759.html">fuites d’eau potable des canalisations</a> (environ 20 % de l’eau serait perdue) par les citoyens et les opérateurs, évitant à ces derniers d’investir massivement dans la maintenance des infrastructures.</p>
<p>Comme pour la sobriété énergétique ou en matériaux, une modification des comportements d’achats est nécessaire et elle passera par une meilleure information du consommateur avec, par exemple, un étiquetage obligatoire du contenu en eau des produits.</p>
<h2>Recycler les minerais</h2>
<p>L’empreinte environnementale relative à l’eau des minerais recyclés est bien inférieure à celle des minerais directement extraits du sous-sol. La consommation en eau peut être divisée par 5 dans le cas des terres rares, par 10 dans le cas du cuivre ou même par 20 dans le cas du cobalt. Lorsque l’on sait que <a href="https://globalewaste.org/">seulement 42,5 % du total des déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE)</a> ont été recyclés au sein de l’Union européenne à 28 en 2019, la promotion de la collecte et du recyclage apparaît être un levier intéressant à mobiliser.</p>
<figure class="align-center zoomable">
<a href="https://images.theconversation.com/files/383247/original/file-20210209-19-l65zu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/383247/original/file-20210209-19-l65zu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/383247/original/file-20210209-19-l65zu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=229&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/383247/original/file-20210209-19-l65zu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=229&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/383247/original/file-20210209-19-l65zu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=229&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/383247/original/file-20210209-19-l65zu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=288&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/383247/original/file-20210209-19-l65zu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=288&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/383247/original/file-20210209-19-l65zu3.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=288&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
<figcaption>
<span class="caption">Quantité d’eau utilisée pour l’extraction de minerai ou la réutilisation de déchets de l’industrie minière.</span>
<span class="attribution"><span class="source">Sverdrup and Koca, 2016</span></span>
</figcaption>
</figure>
<p>La mise en place par les pouvoirs publics de politiques publiques allant dans le sens d’une économie circulaire pourrait par ailleurs être porteuse de bénéfices allant au-delà de la réduction de la pression sur les ressources.</p>
<p>Selon l’Institut de l’économie circulaire, elle permettrait la <a href="https://institut-economie-circulaire.fr/wp-content/uploads/2018/01/2015_iec_etude_emploi.pdf">création ou le renforcement de filières créatrices d’emplois</a>, argument d’autant plus pertinent dans le contexte de la crise économique générée par la pandémie de la Covid-19. Elle permettrait également de renforcer la souveraineté de l’État français et plus largement des pays de l’Union européenne dans leur approvisionnement en métaux critiques.</p>
<p>Enfin, appuyer la recherche et l’innovation autour des procédés industriels de pointe est également un levier pour améliorer la gestion de l’eau dans le secteur tout en consolidant le rayonnement des entreprises françaises à l’international.</p>
<h2>L’or bleu : bien commun ou bien privé ?</h2>
<p>L’industrie minière, mais également les populations vont aussi devoir faire face à l’augmentation de l’incertitude autour des conditions d’accès à l’or bleu. On voit en effet deux phénomènes antagonistes se développer.</p>
<p>D’une part, on observe un mouvement de marchandisation de la ressource en eau dont la dernière manifestation hautement symbolique est <a href="https://www.capital.fr/entreprises-marches/les-contrats-futurs-sur-leau-sechangent-pour-la-premiere-fois-a-la-bourse-de-chicago-1388069">l’introduction d’un contrat à terme sur l’eau</a> sur le Chicago Mercantile Exchange fin 2020.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1202085416909836294"}"></div></p>
<p>D’autre part, certaines populations ou collectivités revendiquent l’eau en tant que <a href="https://news.un.org/fr/story/2010/07/190352-lassemblee-generale-declare-que-lacces-leau-potable-est-un-droit-fondamental">droit humain fondamental</a> et entendent s’opposer à l’accaparement de celle-ci par le secteur privé.</p>
<p>Parmi les pays évoqués ici, le Chili est un exemple évocateur. Plébiscité par le peuple chilien, le <a href="https://dialogochino.net/en/climate-energy/38578-chile-opens-the-door-for-an-ecological-constitution/">projet de nouvelle constitution</a> pourrait redonner à l’eau, privatisée depuis 1981, le statut de bien commun, ce qui engendrera des incertitudes pour le secteur minier.</p>
<p>Ce mouvement de réappropriation de l’eau en tant que bien public est également observable dans certains pays occidentaux. C’est par exemple ce qu’il s’est passé à Paris avec la remunicipalisation du service public de l’eau en 2009 et, depuis 2010, la régie Eau de Paris en assure toute la distribution.</p>
<p>Bien qu’elle soit un modeste usager d’eau à côté du secteur agricole, l’industrie minière devra, comme tous les autres secteurs, composer dans un monde où le spectre de la <a href="https://www.un.org/sustainabledevelopment/water-action-decade/">crise de l’eau redoutée par les Nations-Unies</a> risque de devenir bien réel et où chaque goutte d’eau consommée comptera.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/154969/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Emmanuel Hache a reçu des financements de l'Agence nationale de la recherche (ANR) pour le projet Generate (Géopolitique des énergies renouvelables et analyse prospective de la transition énergétique) entre 2018 et 2020. Il est chercheur associé au laboratoire Economix de l’Université Paris Nanterre et directeur de recherche à l’Institut de relations internationales et stratégiques (IRIS).</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Charlène Barnet et Gondia Sokhna Seck ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.</span></em></p>
Les technologies bas-carbone nécessaires à la transition énergétique ne sont pas seulement gourmandes en métaux, mais également en eau.
Emmanuel Hache, Économiste et prospectiviste, IFP Énergies nouvelles, Auteurs historiques The Conversation France
Charlène Barnet, Économiste, IFP Énergies nouvelles
Gondia Sokhna Seck, Spécialiste en modélisation et analyse des systèmes énergétiques, IFP Énergies nouvelles
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tag:theconversation.com,2011:article/151951
2021-01-04T19:17:00Z
2021-01-04T19:17:00Z
Vers la fin du « King coal » : quel avenir pour le charbon et l’extraction minière ?
<p>À l’heure des énergies renouvelables, le charbon a-t-il un avenir ? Est-il en mesure de se transformer en <a href="https://www.connaissancedesenergies.org/le-charbon-propre-est-un-nouveau-type-de-charbon-150910">énergie propre</a>, comme le promettent certains ? Les exploitations minières laisseront-elles un jour derrière elles des terres vierges de pollution et des régions en mesure de se redynamiser ?</p>
<p>Le charbon constitue une source d’énergie présentant un certain nombre d’avantages : ses réserves mondiales sont importantes et pourraient, selon les estimations, être exploitées pendant encore un siècle et demi. Il se transporte aisément, n’est pas toujours coûteux, mais s’avère très polluant. Responsable de près de la moitié des émissions de CO<sub>2</sub> dans le monde, il rejette des gaz soufrés, des oxydes d’azote ainsi que des particules fines.</p>
<p>Actuellement, <a href="https://www.usinenouvelle.com/article/36-de-l-electricite-mondiale-reste-produite-au-charbon.N977641">36 % de l’électricité mondiale</a> est produite dans des centrales à charbon, dont le nombre augmente notamment dans des pays qui s’accordent… sur la nécessité de protéger le climat !</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"940260060474863618"}"></div></p>
<h2>De grands pays encore fortement dépendants</h2>
<p>Depuis quelques années, en Chine, de nombreuses centrales électriques ont <a href="https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/centrales-a-charbon-un-recul-inedit-sauf-en-chine-1228151">été construites</a>. Or, l’empire du Milieu est déjà le plus important émetteur de gaz à effet de serre dans le monde. Dans ce pays où 60 % des besoins en énergie primaire sont assurés par le charbon, un marché national du CO<sub>2</sub> a été mis en place fin 2017.</p>
<p>En Inde, la production et la consommation de charbon augmentent également et le secteur emploie quelque 350 000 personnes. 60 % de l’électricité indienne provient de la houille, mais comme en Chine, le gouvernement dit vouloir encourager les énergies renouvelables… En Asie du Sud-Est, en Indonésie et au Bangladesh, de nouvelles centrales électriques au charbon ont été prévues pour être construites respectivement à Kalselteng 2 dans l’île de Kalimantan et à Matarbari, district de Cox Bazar, dans le Sud-Est du pays.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"732526129869815809"}"></div></p>
<p>En Afrique, une centrale électrique au charbon a été mise en route fin 2018 <a href="https://www.medias24.com/MAROC/ECONOMIE/ENTREPRISES/188569-La-centrale-thermique-de-Safi-entre-en-service.html">à Safi</a>, au Maroc, alors que le gouvernement chérifien annonce être capable en 2030 de produire un plus de la moitié de son électricité grâce aux énergies renouvelables. L’Afrique du Sud ne fait pas exception avec Medupi 2, dans la province de Limpopo. Sa nouvelle centrale électrique est alimentée par le charbon de la <a href="https://www.globalafricanetwork.com/company-news/efficient-mining-at-lephalale/">mine à ciel ouvert de Grootegeluk</a> située non loin, 3200 personnes y travaillent.</p>
<p>Grand pollueur, les États-Unis ont vu en 2019 leur consommation de charbon plonger au plus bas depuis 1975, grâce notamment à la fermeture d’une cinquantaine de centrales électriques. <a href="https://www.lesechos.fr/monde/etats-unis/etats-unis-la-consommation-de-charbon-chute-a-son-plus-bas-depuis-1975-1161139">Selon un rapport indépendant</a>, rédigé par le groupe Rhodium, les émissions de CO<sub>2</sub> auraient diminué d’environ 2 % au cours de la même période. Pourtant, en Virginie, dans de petites communautés charbonnières depuis longtemps en déclin – à l’image de Logan et de Dixie, bourgades blotties au cœur des Appalaches –, les habitants appauvris ont placé tous leurs espoirs en Donald Trump, grand défenseur du « King coal ».</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/le-coup-de-grisou-de-ladministration-trump-72397">Le coup de grisou de l’administration Trump</a>
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<p>En Australie, où ce minerai est exploité depuis la fin du XVIII<sup>e</sup> siècle sur la côte au nord de Sydney, la grande époque du charbon tire à sa fin. Pays exportateur, l’Australie voit ses plus gros clients, le Japon et la Chine, mettre un frein à leurs commandes.</p>
<p>Comme dans d’autres pays, des mouvements de protestation ont éclaté <a href="https://observers.france24.com/fr/20150729-australie-queensland-abbot-point-bassin-galilee-adani-charbon-grande-barriere-corail">contre des projets d’ouverture</a> de mines jugées trop polluantes. Les banques semblent, quant à elles, hésiter à financer ce type de projet. Si Glencore, une société suisse présente en Australie, <a href="https://www.glencore.com.au/en/who-we-are/energy-products/Pages/coal.aspx">n’abandonne pas le charbon</a>, elle se tourne néanmoins progressivement vers d’autres minerais, tels que le cobalt, le cuivre et le nickel, censés favoriser la transition vers les énergies renouvelables.</p>
<h2>La place marginale de l’Europe</h2>
<p>À l’échelle mondiale, le poids du charbon européen est marginal. À terme, sa production est sans doute destinée à disparaître. Alors qu’en Allemagne près de 40 % de l’électricité provient toujours de la combustion de la houille et de la lignite, les autorités disent <a href="https://www.lemonde.fr/economie/article/2020/06/03/en-allemagne-une-sortie-du-charbon-toute-en-contradictions_6041601_3234.html">vouloir « sortir » du charbon</a>. Or, en 2019, la construction d’une nouvelle centrale électrique à Datteln, dans le land de Rhénanie, a été mise en route…</p>
<p>En Pologne, où le charbon est à l’origine d’environ <a href="https://www.ft.com/content/d44cca2d-1bf1-4fbd-81fc-bdf0da79eb4f">75 % de l’électricité</a>, les dirigeants déclarent vouloir en avoir fini avec ce minerai, dont le coût de production est relativement élevé… mais pas avant 2050 ! En Serbie, c’est grâce à des prêts chinois qu’une unité thermique a récemment été construite, à Kostolac sur le Danube.</p>
<p>Au Royaume-Uni, à Whitehaven, dans le comté de West Cumbria, où une <a href="https://theconversation.com/une-plongee-dans-les-mines-de-charbon-sous-marines-95986">mine de charbon sous-marine</a> a été exploitée jusqu’en 1986, la communauté de communes a accordé le 2 octobre dernier, un permis de construire à la West Cumbria Mining (WCM). Cette compagnie prévoit d’extraire 3 millions de tonnes de houille par an, destinées à la production d’acier. Mais les <a href="https://www.liberation.fr/amphtml/terre/2020/12/27/en-angleterre-un-projet-minier-devient-un-enjeu-de-justice-climatique_1809633">écologistes sont vent debout</a> et le gouvernement n’a pas encore donné son accord pour le lancement du chantier.</p>
<p>En France, quatre centrales électriques sont encore en activité. Celle de Cordemais (Loire-Atlantique) continuera, à bas régime, jusqu’en 2024, voire 2026. Au Havre (Seine-Maritime) et à Saint-Avold (Moselle), la fin est programmée respectivement pour avril 2021 et 2022. Enfin, à Gardanne (Bouches-du-Rhône), la fermeture devrait avoir lieu prochainement, le président Emmanuel Macron s’étant engagé à mettre un terme à leur activité avant la fin de son mandat. En France, 1,5 % à 2 % de l’électricité est produite avec du charbon et « seulement » 1400 emplois sont concernés par cette mesure.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"1090672892545851392"}"></div></p>
<h2>L’épineuse question de « l’après »</h2>
<p>Une fois les centrales électriques fermées et les bassins miniers abandonnés, est-il possible de donner une nouvelle vie à ces lieux et de proposer des alternatives aux employés du secteur ?</p>
<p>La tâche est très difficile, comme nous le rappelle l’exemple du bassin du Nord-Pas-de-Calais en France et celui des anciennes régions minières d’Angleterre.</p>
<p>Même des expériences qui se voulaient novatrices n’ont pas été convaincantes, à l’image de celle lancée par l’ONG « Mined mines » dans les Appalaches, région minière nord-américaine en déshérence. Destinée à réorienter les ex-mineurs dans les métiers du codage informatique pour les aider à trouver un emploi lucratif tout en demeurant dans leur région d’origine, elle a beaucoup déçu.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"936248472247980034"}"></div></p>
<h2>Pas que le charbon</h2>
<p>Sur le front des dégâts écologiques causés par l’exploitation minière, rappelons qu’ils ne concernent pas uniquement le charbon.</p>
<p>À Cuidanovita, ville minière située dans les montagnes roumaines du Banat, où l’uranium a été exploité à partir des années 1960 par une société roumano-soviétique, l’extraction est au point mort. Les anciens ouvriers mineurs et leurs familles vivent au milieu de fortes radiations émanant de terrils radioactifs. Ils se servent d’une eau provenant d’une nappe phréatique dont le <a href="https://www.uradmonitor.com/ciudanovita/">taux de pollution</a> est extrêmement élevé.</p>
<p>En France, à Salsigne (Aude), située à une vingtaine kilomètres de Carcassonne, l’extraction de l’or s’est arrêtée en 2004. La vallée de l’Orbiel, dite « Vallée de l’arsenic », site de l’ancienne plus grande mine d’or de France, est désormais le lieu le <a href="https://www.fne.asso.fr/actualites/salsigne-la-vall%C3%A9e-de-l%E2%80%99arsenic-un-scandale-d%E2%80%99%C3%A9tat">plus pollué de l’Hexagone</a>.</p>
<p><div data-react-class="Tweet" data-react-props="{"tweetId":"966315070966976512"}"></div></p>
<h2>Polluer moins</h2>
<p>Comment, dans l’avenir, poursuivre l’activité minière dans de meilleures conditions ? Le charbon peut-il véritablement devenir « propre » grâce au système prôné par certains <a href="https://www.connaissancedesenergies.org/tribune-actualite-energies/capture-et-stockage-du-co2-ccs-une-situation-etrange">défenseurs du « carbon capture and storage »</a> (CCS) ? Cet ensemble de techniques a pour objectif d’améliorer le rendement, de diminuer les émissions de CO<sub>2</sub> et de traiter les fumées, mais pour le moment son coût reste prohibitif.</p>
<p>Une fois le charbon abandonné, il y aura toujours des exploitations minières dangereuses et polluantes : d’uranium, de cuivre, d’étain de cuivre, de zinc, d’or… que rejettent souvent les populations locales.</p>
<p>En Roumanie, en <a href="http://www.stopmines23.fr/solidarite-opposants-aux-mines-dor-en-grece-appel-a-dons/">Grèce</a> et en Macédoine du Nord, des villes entières se sont opposées à des projets miniers. <a href="https://www.courrierdesbalkans.fr/Macedoine-Gevgelija-referendum-non-mine-montagne-Kozuf">Lors d’un référendum organisé en 2017</a>, les habitants de Gevgelija (Macédoine du Nord) ont voté contre l’ouverture d’une mine d’or et de cuivre à ciel ouvert de trois kilomètres de diamètre et de 700 mètres de profondeur sur le territoire de leur commune, par crainte des conséquences écologiques. Son exploitation aurait entraîné, comme à Salsigne, une <a href="https://www.courrierdesbalkans.fr/Macedoine-initiative-locale-projets-miniers-societes-etrangeres">pollution de longue durée à l’arsenic et au cyanure</a>, matières utilisées dans ce type de mine.</p>
<p>En Albanie, à Bulqizë, dans le nord du pays à 40 kilomètres de Tirana, des manifestations ont eu lieu <a href="https://www.labourstartcampaigns.net/show_campaign.cgi?c=4274">dans une mine de chrome</a> – substance hautement toxique – en 2011 et en 2019. Après le renvoi de leurs délégués syndicaux, les mineurs se sont mis en grève, y compris de la faim, pour de meilleurs salaires – les habitants de cette ville sont parmi les plus pauvres du pays – et de meilleures conditions de travail, les mineurs intervenant à 1400 mètres de profondeur. Des arrestations ont eu lieu et les informations sur ces conflits sont rares.</p>
<p>Le charbon a sans aucun doute un avenir, en particulier dans les pays qui ne peuvent se passer de son apport énergétique. La France n’a-t-elle pas, au mois de septembre dernier, <a href="https://www.lci.fr/planete/pourquoi-la-france-a-t-elle-rallume-ses-centrales-a-charbon-cette-semaine-2164968.html">relancé certaines de ses centrales thermiques</a> ? Ce recours à la houille n’empêche pas les dirigeants des pays concernés de multiplier les déclarations encourageantes au sujet du passage aux énergies renouvelables. Mais dans quel délai pourront-elles résoudre les problèmes posés par le réchauffement climatique et la pollution environnementale ?</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/151951/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Diana Cooper-Richet ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Si nombre de pays déclarent vouloir s’émanciper de cette énergie fossile polluante, le charbon reste encore bien présent et pose de multiples défis environnementaux et économiques.
Diana Cooper-Richet, Chercheur au Centre d’histoire culturelle des sociétés contemporaines, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ) – Université Paris-Saclay
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tag:theconversation.com,2011:article/146337
2020-11-04T21:07:48Z
2020-11-04T21:07:48Z
Un nouvel outil de lutte contre les bactéries à l’hôpital : le laiton
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/363695/original/file-20201015-15-41fbqn.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Dépôt de l'inoculum bactérien sur le laiton AB+®</span> </figcaption></figure><figure class="align-right ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=236&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=236&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=236&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=297&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=297&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=297&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="caption"></span>
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<p><em>Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science 2020 (du 2 au 12 octobre 2020 en métropole et du 6 au 16 novembre en Corse, en outre-mer et à l’international) dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition a pour thème : « Planète Nature ». Retrouvez tous les événements de votre région sur le site <a href="https://www.fetedelascience.fr/">Fetedelascience.fr</a>.</em></p>
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<p>Les infections associées aux soins combinées à l’antibiorésistance bactérienne sont un enjeu majeur de santé publique. Une infection associée aux soins (IAS) se définit comme une infection survenue au cours d’une prise en charge (diagnostique, thérapeutique, palliative, préventive ou éducative) d’un patient, et si elle n’était ni présente, ni en incubation au début de la prise en charge. Les personnes infectées possèdent généralement une immunité affaiblie : séniors, enfants prématurés, ou encore atteintes de maladies ou recevant un traitement entraînant une déficience immunitaire (cancer, infection par le virus de l’immunodéficience humaine…) ou ayant récemment subi une opération. Différents types de microorganismes sont responsables de ces infections : virus, champignons ou encore bactéries.</p>
<p>Les IAS représentent un <a href="https://www.cambridge.org/core/journals/epidemiology-and-infection/article/evaluating-the-clinical-and-economic-burden-of-healthcareassociated-infections-during-hospitalization-for-surgery-in-france/47F40B2BF4623A686A2C0F291CCC5DA0">coût</a> non négligeable à l’échelle économique mais également à l’échelle humaine. En effet, elles ont pour conséquences de prolonger le séjour du patient infecté, d’augmenter les coûts liés aux soins et d’accroître le risque de transfert du microorganisme responsable de l’IAS au sein de l’hôpital. Ainsi, un <a href="https://www.senat.fr/rap/r05-421/r05-4213.html">rapport du Sénat</a> de 2006 estimait l’allongement moyen de la durée de séjour à 4 jours. Le coût supplémentaire était quant à lui évalué entre 340 euros (infection urinaire) et 40 000 euros (bactériémie sévère avec admission en réanimation).</p>
<p>De plus, d’après la dernière <a href="https://www.santepubliquefrance.fr/maladies-et-traumatismes/infections-associees-aux-soins-et-resistance-aux-antibiotiques/infections-associees-aux-soins/documents/enquetes-etudes/enquete-nationale-de-prevalence-des-infections-nosocomiales-et-des-traitements-anti-infectieux-en-etablissements-de-sante-mai-juin-2017">enquête nationale de prévalence des IAS et des traitements anti-infectieux</a> en établissements de santé de 2017, les IAS touchent 1 patient sur 20 et engendrent 3500 à 9000 décès chaque année en France.</p>
<p>Parmi les microorganismes qui en sont à l’origine, intéressons-nous aux bactéries. Celles-ci peuvent être naturellement résistantes ou avoir acquis de nouvelles résistances aux antibiotiques. En secteur hospitalier, l’importance de ces résistances se traduit parfois par une impasse thérapeutique si un patient est infecté par une bactérie les ayant accumulées. La bactérie est alors qualifiée de multirésistante. Au sein des bactéries multirésistantes, sept espèces ont plus particulièrement été pointées du doigt car majoritairement à l’origine d’IAS pouvant déboucher sur d’importantes difficultés de traitement, constituant ainsi un enjeu majeur de santé publique. Elles sont qualifiées de bactéries ESKAPEE (<em>Enterococcus faecium</em>, <em>Staphylococcus aureus</em>, <em>Klebsiella pneumoniae</em>, <em>Acinetobacter baumannii</em>, <em>Pseudomonas aeruginosa</em>, <em>Enterobacter spp. et Escherichia coli</em>) en raison de leur propension à échapper aux traitements antibiotiques actuels.</p>
<p>Cette thématique est l’un des sujets phares des projets de recherche du laboratoire <a href="https://agir.u-picardie.fr/programmes-de-recherche/bacteries-eskapee/bacteries-eskapee-495502.kjsp">AGIR</a> (Agents infectieux et chimiothérapie de l’Université de Picardie Jules Verne) et est au cœur d’une collaboration public/privé avec la société <a href="http://www.favi.com/">FAVI</a>.</p>
<p>La transmission des microorganismes responsables d’IAS peut avoir de multiples origines. Les surfaces de contacts sont l’une d’entre elles. En effet, les bactéries ont la capacité de <a href="https://bmcinfectdis.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2334-6-130">survivre</a> de quelques jours à quelques mois sur une surface inerte (poignées de porte, chariots d’hôpital, rails de lits, siphons d’évier…) et ainsi être source d’infection. Aux méthodes déjà existantes pour contrer ce type de contaminations comme le <a href="https://www.delcourt.fr/blog/qu-est-ce-que-le-bionettoyage-n15">bionettoyage</a> régulier des surfaces et les protocoles d’hygiène des mains, une autre mesure complémentaire envisagée repose sur des surfaces antimicrobiennes « auto-nettoyantes » à base de cuivre.</p>
<h2>Le cuivre : une substance à activité antibactérienne</h2>
<p>L’utilisation du cuivre comme antimicrobien en santé humaine est retrouvée dès l’Antiquité avec des mentions dans d’anciens ouvrages comme le papyrus Edwin Smith (environ 2400 avant Jésus Christ) ou encore le papyrus Ebers (environ 1500 avant Jésus Christ). Actuellement, de nombreuses études axées sur l’hygiène hospitalière s’intéressent aux propriétés antimicrobiennes du cuivre et de ses alliages (laiton et bronze plus particulièrement) utilisés comme matériau de substitution de l’acier inoxydable pour des <a href="http://www.abevia.fr/wp-content/uploads/2016/01/HygieneS-2014.pdf">surfaces de contact</a> dans l’environnement hospitalier.</p>
<p>Une surface renfermant du cuivre va, au contact de la bactérie, provoquer un phénomène appelé <a href="https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jam.13681"><em>contact killing</em></a> induisant la mort de la bactérie. Ce phénomène, par le biais des ions de cuivre émanant de la surface, engendre un <a href="https://www.medecinesciences.org/en/articles/medsci/full_html/2011/04/medsci2011274p405/medsci2011274p405.html">stress oxydatif</a> et induit la perméabilité de la cellule bactérienne mais aussi l’oxydation de protéines et du matériel génétique.</p>
<p>Si ces mécanismes clefs ont pu être démontrés, l’ordre dans lequel ils se tiennent reste encore à établir clairement. Les essais rapportés dans l’ensemble de la littérature pour différents alliages de cuivre confirment <a href="https://www.antimicrobialcopper.org/fr/node/14336">leur efficacité</a> antimicrobienne en laboratoire avec des protocoles très divers sur des souches de plusieurs espèces bactériennes, principalement issues de collections. Toutefois, ces souches ne sont pas forcément représentatives des souches de l’environnement hospitalier et, dans la littérature, des variations de « comportement » (profil de résistances, par exemple) entre différentes souches cliniques au sein d’une même espèce bactérienne peuvent être observées.</p>
<p>Aussi, afin de limiter la diversité des protocoles pour évaluer l’effet antibactérien de surfaces non poreuses telles que celles en alliages de cuivre, la standardisation de la méthodologie s’est avérée nécessaire. Avant mai 2019, l’absence de méthodes standardisées en France a ainsi induit une multitude d’essais utilisant des conditions expérimentales et des souches différentes aboutissant à des résultats sur l’activité antibactérienne de ces surfaces non comparables d’une étude à l’autre.</p>
<p>De nombreux <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1438463916300669">facteurs</a> importants tels que la température et l’hygrométrie pendant la période d’exposition à la surface, la présence d’une charge organique simulant une salissure, la rugosité ou encore l’oxydation de l’alliage peuvent impacter l’efficacité de la surface antimicrobienne. Certaines études reprenaient le protocole standardisé émis par l’EPA (Agence de protection de l’environnement des États-Unis) en <a href="https://copperalloystewardship.com/sites/default/files/upload/media-library/files/pdfs/us/epa_sanitizer_test_method_copper_alloy_surfaces.pdf">2008</a> et actualisé en <a href="https://www.epa.gov/pesticide-registration/updated-draft-protocol-evaluation-bactericidal-activity-hard-non-porous">2016</a>. Cependant, ce protocole restait difficile à mettre en place techniquement en routine au sein d’un laboratoire. En mai 2019, l’association française de normalisation (AFNOR) a publié la <a href="https://norminfo.afnor.org/norme/NFS90-700/surfaces-a-proprietes-biocides-methode-devaluation-de-lactivite-bactericide-de-base-dune-surface-non-poreuse/126063">norme NF S90-700</a> afin d’évaluer de façon standardisée l’effet bactéricide de surfaces non poreuses.</p>
<h2>Le laiton AB+ : un alliage antibactérien complémentaire au bionettoyage</h2>
<p>La collaboration entre la société FAVI et le laboratoire AGIR s’est inspirée des méthodes de l’EPA et de l’AFNOR pour valider une <a href="https://www.mdpi.com/2079-6382/9/5/245">méthode</a> mesurant l’efficacité antibactérienne des alliages de cuivre dans des conditions de « worst case » (la pire des conditions) adaptées à un environnement hospitalier.</p>
<p>Cette méthode a permis la vérification de l’efficacité réalisée sur le laiton AB+ sur 12 souches bactériennes antibiorésistantes issues de l’environnement hospitalier avec un temps de contact bref (5 min) et le dépôt d’une quantité équivalente à un million d’unités formant colonies bactériennes pour un microlitre mimant par exemple une contamination par postillon. Les résultats d’efficacité du laiton AB+ sur ces souches bactériennes ont montré une réduction atteignant au minimum 99 % de la quantité bactérienne déposée pour l’ensemble du panel de souches testé. Ces résultats sont en adéquation avec le seuil d’efficacité recommandé par la norme NF S90-700 et confirment un effet antibactérien en cinq minutes du laiton AB+ sur les souches bactériennes antibiorésistantes ainsi que l’absence de résistances croisées entre cuivre et antibiotiques pour ces souches.</p>
<p>En pratique, l’utilisation de surfaces en alliage de cuivre reste encore minoritaire en milieu hospitalier. Les <a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1198743X18302969?via%3Dihub">études</a> rapportant leur efficacité en termes de réduction de la quantité de bactéries présentes sur les surfaces et/ou d’incidence des IAS dans les services hospitaliers sont peu nombreuses et leurs résultats <a href="https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27318524/">controversés</a>. Des études de terrain menées avec une méthodologie rigoureuse restent indispensables afin de confirmer l’usage du laiton comme une arme supplémentaire dans la lutte contre les IAS.</p>
<hr>
<p><strong>Cet article a été co-écrit avec Corinne Lacquemant, chef de Projet R&D chez FAVI</strong></p><img src="https://counter.theconversation.com/content/146337/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Emilie Dauvergne a reçu des financements de l'ANRT (bourse CIFRE 2018/0659). Contrat de collaboration entre FAVI S.A et le laboratoire Agents Infectieux Résistance et Chimiothérapie (AGIR) UR 4294.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Catherine Mullié ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Les infections liées à des passages à l’hôpital posent un vrai problème de santé publique. Découvrez une solution possible pour les diminuer.
Emilie Dauvergne, Doctorante en Microbiologie, Université de Picardie Jules Verne (UPJV)
Catherine Mullié, Microbiologie, Université de Picardie Jules Verne (UPJV)
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tag:theconversation.com,2011:article/143832
2020-10-06T19:05:18Z
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BD « Sciences en bulles » : La poudre de Magnésium, un carburant propre et renouvelable pour nos voitures ?
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/361884/original/file-20201006-16-1x6ibyt.png?ixlib=rb-1.1.0&rect=0%2C0%2C1354%2C641&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Extrait de la BD : LE MAGNÉSIUM, UNE SOURCE D’ÉNERGIE VERTE ?</span> <span class="attribution"><span class="source">© Peb&Fox, Syndicat national de l’édition</span></span></figcaption></figure><figure class="align-right ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=237&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=236&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=236&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=236&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=297&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=297&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/293181/original/file-20190919-22450-1e2zj7j.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=297&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<p><em>Cet extrait de la BD « Sciences en bulles » est publié dans le cadre de la Fête de la science (du 2 au 12 octobre 2020 en métropole et du 6 au 16 novembre en outre-mer et à l’international) dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition aura pour thème : « Planète Nature ? ». Retrouvez tous les débats et les événements de votre région sur le site <a href="https://www.fetedelascience.fr/">Fetedelascience.fr</a>.</em></p>
<hr>
<p>La lutte contre le dérèglement climatique pousse les constructeurs automobiles à chercher une énergie verte et renouvelable qui permette une mobilité abordable et respectueuse de l’environnement. Actuellement, les sources d’énergies renouvelables connues, telles que les panneaux solaires et les éoliennes, sont intermittentes et isolées dans certaines zones géographiques. Pour permettre leur utilisation généralisée, elles dépendent de batteries qui transportent une trop faible énergie par volume pour permettre une autonomie suffisante du véhicule (sans évoquer les contraintes de production et recyclage de ces dernières).</p>
<p>Le même problème de densité énergétique est reproché à l’hydrogène. On utilise dans les moteurs thermiques actuels la combustion de diesel ou d’essence. On aurait donc « juste » à trouver un carburant qui permette d’allier performances (forte densité énergétique) et zéro émission de CO<sub>2</sub> (carburant décarboné).</p>
<p>Revenons donc au tableau périodique pour chercher un élément qui puisse réagir avec l’oxygène, qui ne soit pas rare (pas cher), qui ne soit pas lourd (noyau léger) et dont les oxydes ne soient pas toxiques. Il reste donc les métaux. Parmi eux, l’aluminium, le fer et le magnésium sont parmi les 8 éléments les plus présents de la croûte terrestre. Leur abondance est une force. De plus, la poudre métallique est facile et sûre à transporter et on peut récupérer les oxydes produits par la combustion pour régénérer le métal initial. C’est potentiellement un combustible renouvelable s’inscrivant dans une économie circulaire.</p>
<p>La combustion de métaux est tellement énergétique qu’elle est déjà utilisée actuellement dans les fusées pour « booster » leur poussée (depuis les années 60). Néanmoins, il ne serait pas envisageable, même pour les fans de sensations fortes, d’utiliser ce type de propulsion pour une voiture. Mais utiliser de la poudre métallique dans les moteurs de voiture actuels non plus. Il faut faire une modification importante en réalisant la combustion à l’extérieur de la chambre à pistons pour éviter les abrasions et le bouchage du cylindre par les particules.</p>
<p>C’est là où l’on est ravi de se rappeler que Robert Stirling a inventé un moteur (qui porte son nom) où la chambre de combustion est à l’extérieur et chauffe un gaz (inerte) dans la chambre à piston pour permettre la conversion de l’énergie thermique en énergie mécanique afin de faire tourner les roues.</p>
<p>En tant qu’ingénieur/doctorant motoriste, mon travail consiste à développer cette chambre de combustion unique au monde. Son rôle est d’enfermer une flamme de magnésium et de faire en sorte qu’elle ne bouge pas pour récupérer son rayonnement et ses gaz chauds. Il faut aussi que les particules d’oxydes formées soient toutes récupérées par des systèmes de filtration. Cela permettra de recycler ces oxydes et produire la poudre métallique utilisée au départ (recyclage qui se fera sur une station fixe à l’aide d’énergies vertes).</p>
<p>L’objectif final du projet étant d’enrichir la palette d’énergies vertes (biocarburants, hydrogène, métaux) qui permettra de s’adapter à plusieurs applications (puissance requise), utilisations (autonomie suivant le trajet) et localisations géographiques (proximité pour l’approvisionnement). Dans le cas précis des métaux, il faudra trouver une synergie avec les autres acteurs économiques importants tels que le transport maritime, la production d’électricité et la métallurgie.</p>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/361907/original/file-20201006-22-5owt0f.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/361907/original/file-20201006-22-5owt0f.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=627&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/361907/original/file-20201006-22-5owt0f.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=627&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/361907/original/file-20201006-22-5owt0f.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=627&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/361907/original/file-20201006-22-5owt0f.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=788&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/361907/original/file-20201006-22-5owt0f.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=788&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/361907/original/file-20201006-22-5owt0f.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=788&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="attribution"><span class="source">Peb&Fox, Syndicat national de l’édition</span></span>
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<span class="attribution"><span class="source">Peb&Fox, Syndicat national de l’édition</span></span>
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<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/361909/original/file-20201006-18-1o3wsy8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/361909/original/file-20201006-18-1o3wsy8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=635&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/361909/original/file-20201006-18-1o3wsy8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=635&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/361909/original/file-20201006-18-1o3wsy8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=635&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/361909/original/file-20201006-18-1o3wsy8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=798&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/361909/original/file-20201006-18-1o3wsy8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=798&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/361909/original/file-20201006-18-1o3wsy8.png?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=798&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
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<span class="attribution"><span class="source">Peb&Fox, Syndicat national de l’édition</span></span>
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</figure><img src="https://counter.theconversation.com/content/143832/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Driss Laraqui a reçu des financements de Groupe PSA. </span></em></p>
Et s’il était possible de faire rouler nos voitures sans polluer ?
Driss Laraqui, Docteur en Génie des procédés, Université de Haute-Alsace (UHA)
Licensed as Creative Commons – attribution, no derivatives.
tag:theconversation.com,2011:article/138974
2020-06-16T20:52:44Z
2020-06-16T20:52:44Z
Ces métaux qui viennent à manquer, un enjeu pour les sociétés de demain
<figure><img src="https://images.theconversation.com/files/342183/original/file-20200616-23243-zxdylq.jpg?ixlib=rb-1.1.0&rect=19%2C31%2C2568%2C1909&q=45&auto=format&w=496&fit=clip" /><figcaption><span class="caption">Le minerai de zinc peut contenir d'importantes ressources en métaux critiques utiles pour les nouvelles technologies. Ici, microscopie de minerai d’Arre-Anglas (Pyrénées).</span> <span class="attribution"><span class="source">Alexandre Cugerone</span>, <span class="license">Author provided</span></span></figcaption></figure><p>De nombreux métaux sont indispensables pour les technologies du XXI<sup>e</sup> siècle, et notamment de nombreuses technologies « vertes », par exemple les batteries, <a href="https://ec.europa.eu/environment/ecoap/about-eco-innovation/experts-interviews/32_fr#:%7E:text=Les%20cellules%20solaires%20photovolta%C3%AFques%20font,la%20production%20d%E2%80%99%C3%A9nergie%20solaire.&text=Les%20cellules%20solaires%20%C3%A0%20base,de%2080%20%25%20des%20applications%20satellitaires.">panneaux solaires</a>, aimants d’<a href="https://theconversation.com/des-chars-aux-eoliennes-irremplacables-terres-rares-64788">éoliennes</a>, ou encore la <a href="https://www.journaldunet.com/solutions/cloud-computing/1031260-reseaux-de-telecommunications-de-nouvelle-generation-plus-durables-et-ecologiques/">fibre optique</a>. Certains de ces métaux sont dits <a href="https://ec.europa.eu/transparency/regdoc/rep/1/2017/FR/COM-2017-490-F1-FR-MAIN-PART-1.PDF">« critiques »</a>, car leur approvisionnement est incertain.</p>
<p>Nous cherchons à comprendre comment se concentrent certains métaux critiques dans la croûte terrestre pour les extraire plus facilement, afin d’inspirer de nouvelles méthodes d’exploration et de valorisation écoresponsable de certains déchets issus de l’exploitation minière passée, notamment en France et en Europe.</p>
<p>En effet, on trouve ces métaux critiques (<a href="https://theconversation.com/des-chars-aux-eoliennes-irremplacables-terres-rares-64788">terres rares</a>, <a href="http://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/upload/documents/Fiches_criticite/fichecriticitecobalt-180102.pdf">cobalt</a>, lithium, <a href="http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-63169-FR.pdf">platinoïdes</a>, germanium, etc.) soit en infimes quantités, disséminés dans les minerais de base comme, par exemple le <a href="http://alternatives-projetsminiers.org/wp-content/uploads/docs/Minerais/Cadmium_Germanium.pdf">zinc et le cuivre</a>, soit, parfois, dans des minéraux hyperconcentrés, plus petits qu’un dixième de millimètre. Pour bien comprendre cette différence fondamentale avec un exemple de tous les jours, considérons un seul gâteau au chocolat, avec du chocolat fondu réparti uniformément dans la pâte à gâteau, et des pépites de chocolat. Sous quelle forme le chocolat est-il le plus facile à récupérer pour les gourmands une fois le gâteau réalisé ? Les pépites bien sûr ! Le principe est le même dans notre étude : il est plus facile d’extraire les métaux critiques dans des petits minéraux concentrés (nos pépites de chocolat) plutôt que disséminés dans le minerai de base (le chocolat fondu dans la masse du gâteau).</p>
<h2>L’approvisionnement difficile des métaux « de demain »</h2>
<p>De nombreuses substances métalliques naturelles sont toujours exploitées aujourd’hui, comme les <a href="https://www.lajauneetlarouge.com/wp-content/uploads/2012/07/647-page-016-019.pdf">métaux de base et métaux ferreux</a> (cuivre, zinc, fer, manganèse, etc.) ou les métaux précieux (or, argent, platine, etc.). Les <a href="https://www.dunod.com/sciences-techniques/quels-metaux-pour-demain-enjeux-ressources-minerales">« métaux technologiques »</a>, comme le <a href="https://theconversation.com/les-materiaux-de-la-transition-energetique-le-lithium-105429">« lithium »</a>, les <a href="https://lejournal.cnrs.fr/billets/les-terres-rares-et-apres">« terres rares »</a>, le tungstène, ou d’autres métaux rares (germanium, gallium, indium), ont été rendus indispensables par la révolution numérique, et sont aussi cruciaux pour le développement de « technologies vertes ».</p>
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<em>
<strong>
À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/pourquoi-parle-t-on-de-criticite-des-materiaux-105258">Pourquoi parle-t-on de « criticité » des matériaux ?</a>
</strong>
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</p>
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<p>Si nous continuons à extraire ces métaux technologiques, au rythme actuel et dans ces conditions, alors que la plupart sont considérés comme <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:52017DC0490&from=EN">critiques</a>, nous <a href="https://theconversation.com/critical-minerals-are-vital-for-renewable-energy-we-must-learn-to-mine-them-responsibly-131547">pourrions être confrontés</a> à une crise d’approvisionnement et à des effets environnementaux importants.</p>
<figure class="align-center ">
<img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=321&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=404&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=404&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340874/original/file-20200610-34692-1s5vp77.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=404&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px">
<figcaption>
<span class="caption">Utilisations actuelles et futures des métaux rares associés aux gisements de zinc.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span>
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<p>Parmi ces métaux critiques, les éléments du groupe des <a href="https://theconversation.com/terres-rares-notre-ultra-dependance-a-la-chine-et-comment-en-sortir-125855">« terres rares »</a>, mais aussi le <a href="https://www.planete-energies.com/fr/medias/decryptages/la-batterie-lithium-ion-comment-ca-marche">lithium</a> et le <a href="http://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/upload/documents/Plaquettes/rp-63626-fr-cobalt.pdf">cobalt</a>, sont essentiels aux nouvelles technologies automobiles et informatiques. Le <a href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2020.00230/full">tungstène</a> est précieux dans certains <a href="http://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/upload/documents/Fiches_criticite/fichecriticitetungstene-publique170921.pdf">alliages aéronautiques</a>. Des métaux rares comme le gallium, le germanium et l’indium <a href="https://books.openedition.org/septentrion/15969?lang=fr">sont essentiels</a> à la fabrication de la fibre optique, de panneaux solaires et de systèmes électroniques, et pourraient améliorer les rendements des <a href="https://www.lesnumeriques.com/voiture/batterie-a-electrolyte-solide-revolution-pour-l-automobile-a3395.html">batteries lithium-ion</a>. Ces derniers sont extraits principalement en sous-produit du sulfure de zinc, dans lequel ils sont dilués.</p>
<h2>Où sont concentrés les métaux rares et comment mieux les extraire ?</h2>
<p>Notre <a href="https://doi.org/10.1130/G46791.1">étude</a> montre que les métaux rares comme le germanium, le gallium et l’indium peuvent exister en infimes quantités, disséminés dans des cristaux de métaux de bases, mais aussi dans de petits minéraux porteurs hyperconcentrés. Nous avons mis en évidence que la déformation du minerai de sulfure de zinc, contemporaine de la formation de chaînes de montagnes, favorise la re-concentration du germanium dans des minéraux hyperconcentrés (nos pépites de chocolat) au cœur des chaînes de montagnes, ici, les Pyrénées.</p>
<p>En conséquence, il devient très intéressant de rechercher les sites miniers où la déformation par des processus géologiques naturels a joué un rôle de « concentrateur naturel » de métaux rares.</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=458&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=458&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=458&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=576&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=576&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340873/original/file-20200610-34696-1n80pro.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=576&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Une veine de sulfure de zinc (ZnS) riche en germanium et naturellement déformée dans une ancienne mine à Arre dans les Pyrénées Atlantiques. A. Affleurement d’une veine de sulfure de zinc (modifié depuis Cugerone et coll., 2019). B. Déformation naturelle dans le sulfure de zinc au microscope, matérialisée par la présence de nombreux plans de schistosité. C. Minéraux à germanium associés au sulfure de zinc.</span>
<span class="attribution"><span class="license">Author provided</span></span>
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<p>Ceci peut s’appliquer aux métaux rares énoncés, mais pourrait aussi apparaître pour d’autres métaux technologiques, comme les éléments du groupe des terres rares. De nombreux sites miniers ont anciennement été exploités pour leurs métaux de base (uniquement) et, actuellement, de nombreux terrils ou résidus miniers provenant de cette exploitation passée pourraient être valorisés. Il pourrait exister d’importantes concentrations en métaux rares dans ces terrils miniers, notamment dans les Pyrénées, le Massif central mais aussi <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00501-018-0818-5">dans les Alpes</a>, ou dans les montagnes scandinaves du nord de l’Europe, et peuvent constituer de potentielles ressources en métaux rares.</p>
<p>De plus, quand un métal rare, par exemple le germanium, est disséminé dans le minerai, l’<a href="https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/elaboration-et-recyclage-des-metaux-non-ferreux-42370210/metallurgie-du-germanium-m2372/">extraction est complexe</a>, nécessite des processus hydrométallurgiques lourds et induit de fortes pertes durant son <a href="https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2020/mcs2020-germanium.pdf">extraction</a>. Par contre, si ces métaux rares sont concentrés (comme des pépites de chocolat dans un gâteau) dans de petits minéraux, leur séparation par divers procédés mécaniques pourrait être améliorée et être mieux exploitée, que ce soit dans les sites miniers actuels ou dans certains terrils ou déchets miniers.</p>
<p>Notre étude suggère des techniques rapides et peu coûteuses qui permettent de caractériser la texture minéralogique (taille et forme des cristaux) et la chimie d’échantillons de roches et d’y localiser les métaux rares et évaluer leur concentration et leur extraction potentielle.</p>
<h2>Sortir de la dépendance européenne quasi totale des ressources métalliques ?</h2>
<p>Actuellement, le marché mondial en métaux rares (gallium, germanium, indium) mais aussi en <a href="https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.09.019">terres rares</a> est dominé par la Chine. La dépendance de l’Europe est <a href="http://www.editionslesliensquiliberent.fr/livre-La_guerre_des_m%C3%A9taux_rares-9791020905741-1-1-0-1.html">quasi totale</a> vis-à-vis de l’Asie, des Amériques et de l’Afrique. Mais quelles seraient les conséquences économiques sur nos industries si une crise d’approvisionnement en ressources minérales, notamment en « métaux technologiques », se présentait entre nos pays ou continents ?</p>
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<a href="https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=1000&fit=clip"><img alt="" src="https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&fit=clip" srcset="https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=1 600w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=2 1200w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=600&h=352&fit=crop&dpr=3 1800w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=45&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=1 754w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=30&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=2 1508w, https://images.theconversation.com/files/340879/original/file-20200610-34670-nxwxva.jpg?ixlib=rb-1.1.0&q=15&auto=format&w=754&h=442&fit=crop&dpr=3 2262w" sizes="(min-width: 1466px) 754px, (max-width: 599px) 100vw, (min-width: 600px) 600px, 237px"></a>
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<span class="caption">Carte des pays représentant la plus grande part du marché mondial pour chaque métal dit « critique » par l’Union européenne. Les métaux rares sont encadrés en rouge. (situation en 2017).</span>
<span class="attribution"><a class="source" href="https://ec.europa.eu/growth/sectors/raw-materials/specific-interest/critical_en">Commission européenne</a></span>
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<h2>Impacts sociaux et environnementaux</h2>
<p>L’importation de ressources métallifères pour nos technologies du XXI<sup>e</sup> siècle, dont certains avec une forte connotation « verte » ou « renouvelables », en provenance de pays lointains avec des règles environnementales d’exploitation <a href="https://ecoinfo.cnrs.fr/2010/08/06/4-quels-impacts/">laxistes ou inexistantes</a>, est particulièrement paradoxale.</p>
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À lire aussi :
<a href="https://theconversation.com/terres-rares-notre-ultra-dependance-a-la-chine-et-comment-en-sortir-125855">Terres rares : notre ultra-dépendance à la Chine (et comment en sortir)</a>
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<p>Une solution ne serait-elle pas d’extraire nos métaux, par exemple dans certains terrils miniers riches en métaux critiques en Europe, de manières écoresponsables et respectueuses de l’environnement ? Nous avons besoin de mieux comprendre comment les minéraux critiques se forment et se concentrent en termes chimiques et géologiques, ce qui pourrait permettre de revisiter certaines anciennes mines et valoriser leurs terrils miniers.</p><img src="https://counter.theconversation.com/content/138974/count.gif" alt="The Conversation" width="1" height="1" />
<p class="fine-print"><em><span>Alexandre Cugerone a reçu des financements provenant d'une bourse de thèse BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) dans le cadre du projet RGF (Référentiel géologique de France), et d'un financement du programme Tellus de l'INSU-CNRS.</span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Bénédicte Cenki-Tok receives funding from European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No 793978. She has received funding from French national program “Référentiel Géologique de France” (RGF-Pyrénées) of the French Geological Survey (Bureau de Recherches Géologiques et Minières; BRGM), and the INSU-CNRS Tellus program. She is affiliated with The University of Sydney as well. </span></em></p><p class="fine-print"><em><span>Emilien OLIOT ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.</span></em></p>
Il reste des métaux dans les mines et déchets miniers. La géologie permet de comprendre comment mieux valoriser ces déchets et assurer l’approvisionnement en éléments chimiques rares mais cruciaux.
Alexandre Cugerone, Docteur en Géosciences - Géologie Minière/Métallogénie - Géosciences Montpellier, Université de Montpellier
Bénédicte Cenki, Associate professor at Montpellier University, EU H2020 MSCA visiting researcher at Sydney University, Université de Montpellier
Emilien OLIOT, Maître de Conférences en Sciences de la Terre, Université de Montpellier
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