« Fer, cuivre, aluminium... Les ressources minières seront épuisées d'ici à 50 à 70 ans si nos consommations continuent de croître au rythme actuel. »

La croissance exponentielle de la consommation de métaux va épuiser les ressources minières en 50 à 70 ans. Les politiques actuelles focalisées sur la réduction des déchets ne servent à rien. Seule l’imposition d’un taux minimal de matière recyclée dans la production peut inverser la tendance. Ancien de Veolia et aujourd’hui directeur du projet Symbiose à la Société monégasque de l’électricité et du gaz, François Grosse livre les principales conclusions de ses rigoureuses modélisations détaillées dans un livre postfacé par le mathématicien Cédric Villani et paru début mai.

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Francois Grosse, Co-fondateur et PDG de ForCity
Ingénieur avec 30 ans de carrière dans l'industrie, François Grosse présente dans son livre paru début mai les résultats de travaux démarrés il y a environ 15 ans.

Vous démarrez votre livre par un constat alarmant : les ressources des principaux métaux risquent d’être épuisées d’ici 50 à 70 ans. Comment arrivez-vous à cette estimation ?

J’utilise les estimations des ressources de l’US Geological Survey, l’équivalent américain du BRGM français, qui fait autorité en la matière. On examine souvent les ressources de façon statique, en les comparant à la production annuelle à un instant donné. On peut ainsi dire que les ressources en aluminium (beauxite) correspondent à 230 années de production au rythme observé en 2018. Mais si l’on prend en compte la dynamique de la production d’aluminium vierge, en supposant qu'elle continuera à croitre tendanciellement au même rythme qu’au cours de la décennie 2008-2018, ces ressources seront épuisées dès 2070. La croissance exponentielle écrase complètement la longévité des ressources. Pour le fer, l’épuisement aurait lieu dans 55 ans, dans 75 ans pour le cuivre...

Ces échéances très proches n’ont pas, à ma connaissance, été explicitées alors que la question de l’approvisionnement en matières premières, notamment les métaux, a suscité beaucoup de travaux ces dernières années...

Et pour cause : Il y manque la prise en compte de l’impact d’une augmentation exponentielle de la consommation de matière, liée à un taux tendanciel de croissance. Cet impact est bien sûr au cœur du rapport Meadows de 1972 – mon livre s’inscrit d’ailleurs, modestement, dans cet héritage - et nombre d’organismes, comme le Programme des Nations Unies pour l’environnement (PNUE), traitent de l’épuisement des ressources. Mais poser ainsi la contraction brutale du temps liée à la croissance exponentielle n’est pas fréquent.

En réalité, les travaux sur le sujet comptent plus ou moins implicitement sur une réduction future des consommations de matière. Or ce n’est pas ce que l’on observe : même au Royaume-Uni, pays où ont été posés les premiers rails, la consommation d’acier - importations incluses – ne baisse pas et celle d’aluminium continue d’augmenter. Et dans les pays émergents, la consommation croissante de matières est nécessaire pour bâtir des infrastructures et améliorer les conditions de vie. On ne peut donc espérer voir la consommation baisser dans les prochaines décennies.

La croissance exponentielle écrase la longévité des ressources en métaux

Ne peut-on compter sur la découverte de nouvelles ressources, à l’image des gaz de schiste?

Il faut bien distinguer les ressources des réserves. Les ressources correspondent au potentiel total extractible de la croûte terrestre dans des conditions technico-économiques envisageables aujourd’hui, mais aussi dans le futur. A la différence des réserves, qui ne sont que la portion que l’on pourrait extraire aujourd’hui de façon rentable. Les ressources sont donc beaucoup plus stables dans le temps. Il y a bien sûr des matières premières au-delà des ressources – le fer et l’aluminium sont deux des plus importants constituants de la croûte terrestre – mais les concentrations en métaux y sont tellement faibles que leur extraction serait de plusieurs ordres de grandeur plus complexe et plus délétère pour l’environnement que qu'avec les gisements actuels.

Des innovations technologiques pourraient-elles rendre vos estimations caduques ?

Non, je ne le pense pas. La logique des matières premières est implacable. Pour obtenir un kilo de métal vierge [non issu du recyclage, ndlr], la quantité de roche à extraire, broyer, chauffer, etc. est inversement proportionnelle à la teneur en métal du gisement. Il en est grosso modo de même pour l’énergie à fournir – 8% de la consommation d’énergie dans le monde vient déjà de l’extraction-production de métaux vierges selon le PNUE.

Imaginez que l’on doive dans 50 ans s’attaquer à des gisements 10 fois plus pauvres qu’aujourd’hui alors que, notre consommation ayant continué à croître de 3,5% par an, il nous faut produire 5 fois plus de métaux... Il faudrait vraiment une technologie magique pour éviter un impact énergétique et environnemental catastrophique ! Si l’on avait des siècles devant nous, on pourrait peut-être espérer disposer d’une telle techno. Mais ce n’est pas le cas.

Comment reculer de 100 ans grâce au recyclage l’épuisement des ressources en métaux

Plutôt que d’aller dans le mur dans 50 ans, quelle alternative proposez-vous ?

Je ne suis pas millénariste, je ne prédis pas d’apocalypse ni d’effondrement. Personne ne peut dire ce que deviendraient nos sociétés si nous épuisions nos ressources en métaux dans 50 à 70 ans. Mais cela ne peut qu’être synonyme d’immenses difficultés. Mes travaux visent à établir une façon d’éviter ce choc. Mon optique est pragmatique, empreinte de ma carrière dans l’industrie : il s’agit de préserver le plus longtemps possible les capacités de notre système économique qui puise dans des ressources non renouvelables.

Le recyclage est bien sûr l’ingrédient-clé, mais il ne suffit pas à lui seul. La modélisation des flux de matières que j’ai construite permet de déterminer les conditions nécessaires pour atteindre un objectif de soutenabilité formulé ainsi : reculer de 100 ans grâce au recyclage l’épuisement des ressources en métaux. Il faudra mettre ce délai supplémentaire à profit pour inventer la transition d’après, mais c’est une autre histoire !

Reculer l’épuisement des ressources en minerais grâce au recyclage impose selon vous de repenser notre vision de l’économie circulaire. En quoi ?

Nous prenons actuellement le problème à l’envers. Les pouvoirs publics se focalisent sur les déchets, considérés comme le problème, et cherchent à les éviter. L’économie circulaire devient synonyme de jeter le moins possible. C’est une erreur ! Le problème de notre économie, ce n’est pas que nous jetons mais plutôt que nous accumulons, stockons la matière dans nos objets, équipements et infrastructures.

Les pouvoirs publics se focalisent sur les déchets, considérés comme le problème, et cherchent à les éviter. C’est une erreur !

Le cycle du fer (voir le schéma ci-dessous) l’illustre bien : les déchets ultimes ne représentent chaque année que 11% de notre consommation de fer tandis que 60% de cette consommation sont stockés dans les biens produits avec ce fer. Nous ne sommes pas une société du jetable, nous sommes une société de l’accumulation. C’est cette accumulation qu’il faut réduire, pas les déchets. C’est peut-être contre-intuitif mais on ne retardera pas l’épuisement de nos ressources avec les politiques publiques actuelles anti-déchets.

Cycle du fer - FGrosseD.R.
Cycle du fer - FGrosse Cycle du fer - FGrosse

Source : "Croissance soutenable ? La société au défi de l'économie circulaire", François Grosse, PUG, 2023.

Votre modèle montre que recycler, même quasi intégralement, ne sert pas à grand-chose si nos consommations de matière croissent comme aujourd’hui...

Oui, le constat est sans appel : si la consommation de matière croît de plus de 3% par an – comme c’est le cas depuis un siècle pour le fer et le cuivre, recycler même à 90% nos déchets n’a qu’un effet dérisoire sur la préservation des ressources. Et pour cause : les déchets à disposition pour recyclage aujourd’hui ne peuvent venir que d’objets en fin de vie, c’est à dire de la production réalisée 10, 20, 30 ans plus tôt. Si entre temps la consommation de matière a crû exponentiellement, le recyclé ne pourra satisfaire qu’une petite part des besoins et il faudra puiser fortement dans les ressources. On ne pas peut négliger l’effet de la croissance !

Plus généralement, la consommation de matière vierge d'une année est liée à trois paramètres (voir le schéma ci-dessous) : le taux de croissance des consommations, l’efficacité du recyclage (la part de déchets transformée en matière recyclée) et le temps de séjour du matériau dans l’économie (grosso modo la durée de vie des biens produits avec ce matériau, ce qui correspond au temps pendant lequel la matière est indisponible pour le recyclage). En sommant les consommations annuelles futures de matière vierge on peut donc exprimer mathématiquement le temps gagné grâce au recyclage face à l’épuisement des ressources minières en fonction de ces trois paramètres. Et identifier les valeurs compatibles avec notre objectif de 100 ans.

Flux de la matière - recyclage et croissanceD.R.
Flux de la matière - recyclage et croissance Flux de la matière - recyclage et croissance

Source : "Croissance soutenable ? La société au défi de l'économie circulaire", François Grosse, PUG, 2023.

Vous tirez de votre modèle trois conditions à respecter pour repousser de 100 ans l’épuisement des ressources en minerais. Quelles sont elles ?

La première est que la croissance de la consommation totale de chaque matière soit inférieure à 1% par an. Pas le choix : il faut limiter l’effet écrasant de l’exponentielle. Ensuite, l’efficacité du recyclage doit être supérieure à 70%. La troisième condition porte sur un paramètre dérivé du temps de séjour dans l’économie : le taux d’addition au stock, qui doit être inférieur à 20%. C’est-à-dire que, pour chaque matériau, il faut rejeter chaque année en déchets l’équivalent de plus de 80% de la quantité consommée la même année. Les déchets ne sont pas le problème mais la solution ! Si ces trois conditions sont respectées, notre économie devient quasi circulaire et nous gagnons 100 ans supplémentaires.

Il faut que la croissance de la consommation totale de chaque matière soit inférieure à 1% par an.

Comment arriver, en pratique, à respecter ces conditions ?

Il serait hasardeux de miser sur une auto-limitation du marché : on parle d’échelles de temps et de phénomènes cumulatifs qui n’intéressent pas les entreprises - et c’est normal. Il faut une politique publique qui fixe le cap. Pas en se focalisant sur les déchets, mais sur la production. Un levier unique permet de tirer l’économie vers la quasi circularité : imposer un taux minimal d’incorporation de recyclés dans l’ensemble des produits neufs. Ce taux doit être élevé pour gagner les 100 ans recherchés : les métaux dans les nouveaux produits devront être composés à environ 80% de matière recyclée (issue de déchets ou de chutes production).

Sous l’effet de cette contrainte, la croissance de la consommation de matières va mécaniquement s’apaiser puisqu’elle sera limitée par le gisement de matière recyclée disponible – on arrive ainsi au 1% visé. D’autre part, la matière recyclée devenant une denrée rare, cette contrainte constitue une puissante incitation à extraire le maximum des déchets, autrement dit à accroître l’efficacité du recyclage. Cette dynamique est à l’œuvre dans le PET, quoique de façon encore précaire : la récente volonté des industriels de proposer des bouteilles faites majoritairement de PET recyclé a tiré à la hausse les prix du PET recyclé et stimulé la filière.

Passer à un taux minimal d’incorporation de matière recyclée de 80% dans nos productions ne se fera pas du jour au lendemain…

Bien sûr, et il faut éviter une décision brutale, qui provoquerait une crise industrielle majeure faute de disposer de suffisamment de matière recyclée pour satisfaire la demande. Il faut une transition progressive qui tienne compte de la durée nécessaire aux transformations industrielles à mener. Le taux précis de matière recyclé est à déterminer métal par métal, en tenant compte notamment du temps de séjour dans l’économie propre à chacun. Parvenir aux taux proches de 80% qui seront requis représente un défi, et c’est là que l’innovation technologique et, plus généralement, les mécanismes du marché et de l’entreprise, ont un rôle clé à jouer.

Mais du côte des pouvoirs publics, il faut fixer une échéance claire, dans 20 ans par exemple, et imposer des paliers. Et démarrer vite. Chaque année d’inaction se paye très cher avec les effets de croissance exponentielle ! Il y a d’ailleurs un intérêt à partir dans les premiers : les marchés des métaux étant mondiaux, il y a déjà suffisamment de matière recyclée pour satisfaire la demande d’un pays qui serait précurseur dans cette transition.

Matheux des matières

S’il a co-fondé puis dirigé pendant 5 ans ForCity, start-up spécialiste de la modélisation des flux urbains, François Grosse est avant tout un ingénieur, avec 30 ans de carrière dans l’industrie. Cet X-Mines a notamment passé 20 ans chez Veolia, où travaillant dans la branche déchets sur des questions stratégiques, il s'intéresse aux fondamentaux des matières premières. Il publie en 2010 et 2011 deux articles dans la revue scientifiques S.A.P.I.E.N.S. dans lesquels il pose les bases de sa modélisation mathématique des flux de matières et de l’impact du recyclage et de la croissance des consommations sur l’épuisement des ressources en métaux. Des travaux qu’il a poursuivi plus récemment à travers des publications dans Futuribles et La Pensée écologique, et qu’il présente aujourd’hui dans son livre. “Une démonstration limpide” pour “une analyse implacable” dans laquelle “personne ne pourra trouver de faille”, comme l’écrit en postface le mathématicien Cédric Villani, lauréat de la médaille Fields.

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