En augmentant le parc de véhicules électriques et les énergies renouvelables, l’Europe veut alléger sa facture énergétique. Mais elle ne fait que remplacer une dépendance par une autre, aux métaux cette fois. « La transition écologique ajoute des contraintes d’approvisionnement et géopolitiques », pointe Emmanuel Hache, économiste à l’IFP Énergies nouvelles. Sans compter la pression sur les ressources en eau et l’environnement engendrée par les mines.
Impossible de se passer de cobalt, de nickel, de manganèse, de graphite et de lithium pour les batteries utilisées dans les véhicules électriques. Les éoliennes peuvent fonctionner sans aimants permanents, gourmands en terres rares, mais pas celles installées offshore, dont ils permettent de limiter la maintenance. Quant au cuivre, il est partout : dans les véhicules électriques, qui en embarquent près de quatre fois plus que leurs homologues thermiques, avec 80 kg en moyenne, pour relier les fermes solaires au réseau…
Ruée sur le cuivre
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Le monde va consommer autant de cuivre au cours des dix-sept prochaines années que depuis 1900.
— Mathieu Leguerinel, géologue au sein de l’équipe intelligence minérale du BRGM
« Le monde va consommer autant de cuivre au cours des dix-sept prochaines années que depuis 1900 », prévient Mathieu Leguerinel, géologue au sein de l’équipe intelligence minérale du Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM). La banque UBS évalue la hausse des besoins en cuivre liés à la transition énergétique de 1,6 à 6,3 millions de tonnes entre 2020 et 2030. De quoi faire ressurgir des craintes de pénurie, alors que les prix flambent, dopés par le redémarrage industriel chinois.
Le marché a été en déficit d’offre en 2020, mais les mines ne tournent qu’à 85% de leurs capacités, selon l’International copper study group (ICSG). « Nous n’allons pas manquer de cuivre. La teneur des gisements au Chili baisse, mais les réserves exploitables représentent près de trente-huit ans d’exploitation et elles augmentent de façon constante », tempère Yves Jégourel, économiste à l’université de Bordeaux. À moyen terme, le manque d’investissements complique la donne.
Peu de gisements d’envergure arrivent en production pour prendre le relais des mines actuelles. « Il faut dix ans pour ouvrir une mine. Les tensions d’offre risquent de s’accentuer à l‘horizon 2030 », assure Emmanuel Hache, dont le projet Generate, qui vise à modéliser les besoins en matières liées à la transition écologique, place le cuivre et le cobalt en tête des métaux les plus critiques d’ici à 2050.
Baisse du cobalt
Près de la moitié du cobalt sert déjà aux batteries, où il entre dans la composition des cathodes, en association avec le nickel et le manganèse dans la technologie NMC, la plus courante. Les constructeurs automobiles planchent pour réduire, voire supprimer, son utilisation. Tesla est passé aux batteries lithium-fer-phosphate sur ses modèles vendus en Chine.
Changer de technologie permet de diminuer la pression sur les ressources de 83 à 64% à l’horizon 2050.
— Emmanuel Hache, économiste à l’IFP Énergies nouvelles
La faute à son prix – le cobalt a atteint 100 000 dollars la tonne en 2018, trois fois plus qu’aujourd’hui – et aux difficultés de traçabilité, alors que plus de 60% de la production mondiale est extraite de République démocratique du Congo, dont 10% dans des mines artisanales, pour certaines employant des enfants. « Changer de technologie permet de diminuer la pression sur les ressources de 83 à 64% à l’horizon 2050 », affirme Emmanuel Hache.
Mais diminuer la teneur en cobalt dans les cathodes revient à augmenter celle du nickel. Selon un rapport du cabinet de conseil Roskill pour la Commission européenne, les batteries pourraient représenter 36% de la totalité de la demande en 2030, contre 6% actuellement. Avec, à la clé, le risque d’entraîner une compétition d’usages avec la production d’Inox. D’autant que « les gisements latéritiques, où se concentrent les principales réserves, en Indonésie et en Nouvelle-Calédonie notamment, ne sont pas les plus propices pour produire du sulfate de nickel de qualité batterie », signale Mathieu Leguerinel.
Cartel du lithium
La disponibilité de la ressource n’est pas le seul enjeu. Pour le lithium, dont la consommation mondiale devrait tripler d’ici à 2030, la frénésie est retombée. La baisse des prix depuis deux ans a poussé le groupe minier Eramet à mettre sous cocon le projet d’exploitation de son gisement en Argentine. « Si les prix remontent, il sera possible de rapidement développer à grande échelle la production », estime Antoine Boubault, chercheur ingénieur au BRGM.
Pour les industriels européens, le risque tient plus à la concentration de la ressource. Cinq entreprises seulement se partagent l’extraction du nouvel « or blanc », répartie entre les salars des plateaux andins et l’Australie. « La cartellisation est beaucoup plus importante que pour le marché pétrolier », souligne Emmanuel Hache. Le lithium extrait en Australie, premier producteur mondial, est transformé en Chine, où se concentrent 80% des capacités mondiales d’hydroxyde de lithium, selon McKinsey.
Quasi-monopole chinois
Le constat vaut aussi pour les terres rares, notamment le néodyme, le dysprosium et le praséodyme pour les aimants permanents, dont la Chine a un quasi-monopole sur la production mondiale. En février, Pékin a de nouveau menacé les États-Unis d’un arrêt de ses exportations, comme il l’avait fait en 2011 avec le Japon.
La Chine conserve la haute main sur la fabrication des aimants et des composés finis.
— Antoine Boubault, chercheur ingénieur au BRGM
Des gisements sont pourtant entrés en exploitation ailleurs, aux États-Unis par exemple, avec le redémarrage de Mountain Pass, et en Australie. Mais à l’exception de l’australien Lynas, « la Chine conserve la haute main sur la fabrication des aimants et des composés finis », assure Antoine Boubault.
Inquiétude sur l'approvisionnement en Europe
L’Europe commence à s’inquiéter de ses approvisionnements, en particulier pour produire ses propres batteries. En septembre 2020, la Commission a ajouté le lithium à sa liste de 30 matières premières critiques, qui comprenait déjà le graphite, le cobalt, les terres rares et les platinoïdes, dont ont besoin les piles à hydrogène. Elle a également lancé une alliance des matières premières pour tenter de réduire sa dépendance.
L’Europe dispose de quelques gisements de lithium, au Portugal et en Espagne, et d’un potentiel de lithium de géothermie, pour lequel Eramet mène un projet pilote en Alsace. Terrafame, en Finlande, exploite du nickel et du cobalt. Mais en trop petite quantité. Le gisement le plus important reste celui du recyclage, où l’Europe a encore une marge de progrès. Dernière piste à creuser : la recherche de technologies plus sobres en matières. Emmanuel Hache planche à la méthodologie d’un « Yuka des matériaux ». Une façon de remettre le consommateur au centre. « La matière première sera la limite de la transition énergétique », assure-t-il.
Explosion des besoins dans les prochaines décennies
Augmentation des besoins liés à la transition énergétique de l’Union européenne dans un scénario de réduction de 55% des émissions CO2 en 2030 et de neutralité carbone en 2050 (par rapport à la consommation actuelle)
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