YesWiki : 03 Li - Lithium - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Technologies vertes

Saisir une fiche : Etude d'un élément : Partie 2 (scénario)

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Elément étudié

Etablissement

Etudiant·es

Groupes d'étudiant·es de CPE Lyon - M1-A4 élève ingénieur·e en 2023-2024

Groupes d'étudiant·es de ESPCI - en 2025-2026 surnommé "groupe bleu : scénarios"

Groupes d'étudiant·es de ESPCI - en 2025-2026 surnommé "groupe jaune : ici et maintenant"

Groupes d'étudiant·es de ESPCI - en 2025-2026 surnommé "groupe rose : interdépendances"

Année

3. Demain et ailleurs

Une fois que vous avez identifié dans la littérature des scenarios pertinents pour les demandes à venir de votre élément, traitez chaque scénario séparément. Il est particulièrement important d'expliciter le(s) scenario(s) qui nourrissent vos réponses et de qualifier ce scenario, c'est ce qui vous est demandé en section 3.2. « qualification du scénario ».
La section 3.1 «Pourquoi commencer en parlant de Scénarios? » vous explique un peu plus comment faire pour qualifier.

3.1 Pourquoi commencer en parlant de Scénarios ?

La qualification du scénario peut s'appuyer sur la compréhension des modes de vie, des choix techniques, des gouvernances et des dynamiques économiques qui sous-tendent ce(s) scenario(s). Pour ce travail de "qualification" du scenario qui vous sera demandé en 3.2 : nous avons adopté une grille possible, celle proposée par l'ADEME ex. Site de l'ADEME : les futurs en transition :

- 🌿 " génération frugale"
- 🤝 "coopérations territoriales"
- 💚 "technologies vertes"
- 🔧 "pari réparateur"
- ⚠️ et nous y avons ajouté le « Business as usual »

Il y en a d'autres.

Cette section ne requiert pas que vous rédigiez du contenu, juste que vous en preniez connaissance et que vous l’utilisiez surtout pour remplir la section 3.2

Les réponses à des questions telles que “Est-ce que il y aura des difficultés d’approvisionnement de cet élément dans 20 ans?” impliquent toujours des hypothèses de scénarios.
L’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (ADEME), un organisme public qui accompagne l’État français dans la transition écologique, a proposé quatre chemins “types” cohérents qui présentent de manière volontairement contrastée des options économiques, techniques et de société pour atteindre la neutralité carbone en 2050 (v. figure 3.1.1). [WEB-ADE-2021]
- Le scénario 1 « génération frugale » propose une transition conduite principalement par la contrainte et la sobriété.
- Le scénario 2 « coopérations territoriales » décrit une société qui se transforme selon une gouvernance partagée.
- Le scénario 3 « technologies vertes » indique le choix d’une innovation mise au service de systèmes énergétiques décarbonés.
- Le scénario 4 « pari réparateur » déploie une société qui place sa confiance dans la capacité à réparer les systèmes sociaux et écologiques.

Figure 3.1.1. Les quatre scenarios de décarbonation proposés par l'ADEME dans "Prospective - Transitions 2050 - Raport [WEB-ADE-2021]
Pour le travail qui suit, on utilisera ce travail et ces quatre chemins contrastés, pensés pour la décarbonation, aussi pour qualifier les scenarios qui sous tendent les analyses de disponibilité à venir autour de l’élément en discussion. L’idée étant de reconnaître des éléments structurant des scenarios qui seront discutés: dans le scenario il y a t il une forte confiance (explicite ou implicite) vis à vis de la capacité de la technologies à apporter des solutions ? Dans le scenario il y a t il un fort accent sur la contrainte individuelle vis à vis de l’existant vers plus de sobriété? Etc etc ? Nous avons ajouté à ces 4 qualificatifs qui se refont aux quatre scénarios de l’ADEME : « frugal » « coopératif» « vert » et « réparateur » le cinquième « business-as-usual », qui caractérisera les scenario qui ne prévoient pas de changements vis-à-vis de l’actualité ( pas d’objectifs de neutralité carbone par exemple) Figure 3.1.2.

Figure 3.1.2. Les cinq qualificatifs utilisés ici pour qualifier les scenarios qui serviront à prévoir les tensions éventuelles autour du cycle de l’élément chimique en revue , les quatre premiers étant inspire des scénarios décrits par l'ADEME dans "Prospective - Transitions 2050 - Rapport “ [WEB-ADE-2021]
Références section 3.1:

[WEB-ADE-2021] https://www.ademe.fr/les-futurs-en-transition/les-scenarios/

3.2 Qualification du scenario

Demande de l'équipe enseignante

Nommer le scenario de la littérature que vous avez choisi pour répondre à la section 3.3 « Description des demains attendus pour le cycle de l’élément ». Ce scenario traite du futur de l’élément en revue ( quels usages à venir ? quels nouveaux accès aux ressources sont hypothisées ? , quelles prévisions sur les tensions éventuelles ? …). Identifier des points en commun avec les descriptions des scenarios de l’ADEME présentés en section 3.1 et Identifier parmi les cinq qualificatifs lequel s’adapte mieux au scenario que vous avez choisi ( « frugal » « cooperatif » « vert » réparateur » « business-as-usual »). Si la littérature dispose de plusieurs travaux autour de scénarios pour la demande à venir de l’élément, ceux-ci peuvent être traités ensemble dans les sections suivantes (3.2, 3.3 et 3.4), si ces scenarios appartiennent au même type (ils sont tous de scenario de type « technologies vertes » par exemple) . Si par contre il y a plusieurs scenarios disponibles dans la littérature et ces scenario appartiennent à des qualificatifs différents ( ex. scenario « a » est de type « business as usual » et la famille de scenarios « b » et « b’ » est de type « frugal ») chaque type de scenario doit faire l’objet d’une analyse à part entière (3.2.a, 3.3.a et 3.4.a pour scenario a, 3.2.b, 3.3.b et 3.4.b pour famille de scenario b,b’et b’’ …).

Choix parmi les 5 scénarios

Références section 3.2:

Explications sur ce choix de scenario

Pour la publication de Minéral Info [1], le texte met l’accent sur une mobilité électrique massive avec une forte croissance des voitures électriques. Il se concentre aussi sur les « nouvelles ressources », les « procédés » de pointe et de recyclage (1500 GWh). C’est le propre du scénario 3, qui mise sur la technologie pour décarboner sans changer radicalement les modes de vie. Contrairement au scénario 1 qui prône la baisse drastique du nombre de véhicules, ici ce dernier cherche à optimiser l’offre des matériaux (mines non conventionnelles) et le cycle de vie des produits (recyclage industriel) pour maintenir une production de batteries élevée. Des investissements sont nécessaires pour répondre à la demande comme dans le scénario 3 et ils doivent être nationaux pour permettre une souveraineté industrielle.
En ce qui concerne l'article de NégaWatt[2], il apporte une approche de diversification énergétique, néanmoins, aucune mesure de sobriété (organisationnelle, dimensionnelle, d’usage ou conviviale) n’est prise en compte. Le but est de limiter les déplacements en véhicules électriques en utilisant plutôt des véhicules hybrides au biogaz. Cette mesure est très semblable au scénario de technologies vertes : les nouvelles technologies vertes sont privilégiées à la sobriété et le bio prend une nouvelle place plus importante notamment ici avec l’utilisation de biogaz (le bioGNV). Les habitudes ne changent pas et le cœur du problème reste le même.
Enfin, avec l'IFPEN[3], une meilleure mobilité est prise en compte et donc des technologies vertes sont mises en place pour s'y adapter.

3.3 Description des demains attendus pour le cycle de l’élément

Demande de l'équipe enseignante

Nous utilisons le pluriel - demains - parce que si des scenarios qualitativement différents existent (ex. des scenarios 'frugaux' et des scenarios 'verts') ils est possible que des demains différents se dessinent

Ceci dit, comme expliqué plus haut, vous traiterez séparément les scenarios qualitativement différents et ensemble les scenarios apparentant à la même famille( ex. tous qualitativement « frugaux »).

Exemples d'Informations attendues : Quelles sont les demandes futures attendues dans le cadre d'un/de scenario(s) « de transitions » pertinent(s) : demandes futures et production ? Bouclage possibles ? comment : techno "émergentes" et/ou voies de substitution et /ou de réduction

Description des demains attendus pour le cycle de l’élément

Les usages ne sont pas réduits mais transformés de façon plus écologique. Le passage au véhicule électrique est prôné ce qui entraîne une augmentation de la demande en lithium.[1] L’usage électrique s’amplifie.[2] Cette mutation se traduit par une augmentation spectaculaire de la consommation. Alors que le secteur des batteries représentait 37% de la demande mondiale en 2015, il a atteint 86,3 % en 2023 pour une consommation totale de 873 kt d'Équivalent Carbonate de Lithium (LCE).[1] Ce scénario suppose une explosion de la demande portée par le techno-solutionnisme, où le lithium devient indispensable non seulement pour la mobilité, mais aussi pour le stockage d'énergie et les alliages de haute technologie comme l'aluminium-lithium en aéronautique.[1]

La production est obligée de suivre une évolution rapide. Des nouvelles mines sont ouvertes partout dans le monde (Australie, USA, Argentine). Le projet industriel « Émili » dans l'Allier prévoit d'extraire le lithium à partir de micas lithinifères dès 2028 pour sécuriser l'approvisionnement national. Parallèlement, l'extraction à partir de fluides géothermaux en Alsace offre une voie de production locale à faible empreinte carbone.[1] De plus, la volonté de limiter les émissions de CO2 dans l’automobile sont souvent limitée aux pots d’échappement des véhicules et ne prends pas en compte tout le cycle de production du véhicule. Les mesures prises ne se suffisent pas à elle même.[2] Actuellement, la production mondiale reste très concentrée avec 40 % provenant d'Australie (roches dures) et 23 % du Chili (saumures), ce qui renforce l'importance stratégique de ces projets de relocalisation.[1]

Dans ce scénario, le bouclage est technologique avec une augmentation du recyclage, des procédés de purification plus efficaces et une économie circulaire. Les capacités de recyclage (passant de 300 à 1500 GWh d’ici 2030) vont devoir augmenter pour permettre un recyclage toujours plus rapide. Le règlement européen impose désormais des objectifs ambitieux avec un taux de récupération du lithium de 50 % en 2027 et 80 % en 2031.[1] Avec les mesures de technologies vertes, le quota de lithium alloué à la France sera dépassé en 2045. La demande est donc beaucoup trop élevée pour avoir un recyclage efficace, celui-ci est encore trop tardif.[2] En effet, le recyclage est freiné par le faible volume de batteries arrivant actuellement en fin de vie par rapport à l'explosion de la demande de produits neufs, rendant la boucle impossible à fermer totalement à court terme.[1]

De nombreuses voies de substitution sont présentées. Par exemple, les batteries Sodium-ion pour remplacer les Lithium-ion. Elles semblent néanmoins moins performantes et donc moins intéressantes. Le but est de remplacer le matériau (lithium) et non la fonction.[1] Les batteries sodium-ion utilisent des matériaux abondants mais leur densité énergétique inférieure impose des systèmes plus lourds et volumineux pour une autonomie équivalente. Dans d'autres secteurs comme les verres et céramiques, le lithium peut être remplacé par du potassium ou du sodium, bien que cela diminue souvent les performances techniques du produit final.[1] De nouvelles technologies apparaissent, notamment dans la manière de produire les carburants. Les véhicules électriques, tout comme les carburants traditionnels, présentent un impact environnemental important. Dans ce contexte, le biogaz (bioGNV) est proposé comme une alternative permettant de développer des véhicules hybrides et ainsi de réduire l’empreinte environnementale.[2]

Références section 3.3:

3.4 Impacts attendus

Exemples d'Informations attendues

Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)

Impacts attendus

L’accord européen vise à anticiper le problème des émissions de CO₂ en fixant un objectif de réduction de 100 % des émissions directes des véhicules dans l’ensemble de l’Union européenne d’ici 2035. Malheureusement, malgré cette anticipation claire, ce scénario ne permettra pas de réduire à ce point les émissions de CO₂.[2] Le risque principal non résolu reste la pénurie de lithium ce qui pourrait engendrer une forte hausse des prix, et davantage de concurrences entre les pays. Aussi, le carburant BioGNV nécessite un bon réseau de distribution pour rendre cette solution efficace, cela pourrait créer des inégalités territoriales. De plus, ces scénarios ne prévoient pas de sobriété, la quantité de voitures restera donc toujours la même et le coût de cette nouvelle technologie risquerait d’exclure certaines populations plus modestes. Un bouclage étant impossible, la pression continuera à subsister sur le lithium et une stabilisation n’est pas envisageable.[2]

Le lithium est une ressource essentielle pour les batteries, ce qui entraîne une forte augmentation de la demande à l’échelle mondiale. Cette situation crée des tensions sur l’approvisionnement, d’autant plus que la production est concentrée dans un nombre limité de pays. Cela rend le marché vulnérable aux risques géopolitiques et économiques, avec des possibles hausses de prix et une concurrence accrue entre les États. À moyen et long terme, un déséquilibre entre l’offre et la demande pourrait apparaître.[1]

Même si le lithium est relativement abondant, toutes les ressources ne sont pas facilement exploitables pour des raisons techniques ou économiques. De plus, son extraction a des impacts environnementaux importants, comme une forte consommation d’eau, notamment dans certaines régions, ainsi que des pollutions et des atteintes à la biodiversité. Ces limites physiques et écologiques montrent que l’exploitation du lithium pose des défis importants pour assurer une transition énergétique durable.[1]

Références section 3.4:

Disponibilité

3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"

Synthèse pour le scénario étudié

Dans le scénario “Technologies vertes”, la transition repose sur le techno-solutionnisme sans réduire les usages. Poussée par le véhicule électrique, la demande en lithium explose (les batteries captent 86,3% du marché en 2023). Face à la domination de l’Australie et du Chili, la production s'accélère via des projets de relocalisation en France (Allier, Alsace).
Le modèle espère un bouclage technologique, soutenu par des objectifs européens de recyclage (80% en 2031). Cependant, ce bouclage arrive trop tard, le faible volume de batteries en fin de vie ne permet pas de compenser la demande massive en produits neufs. La France dépassera donc son quota de lithium alloué dès 2045. Par ailleurs, les substitutions envisagées (sodium-ion, bioGNV) s’avèrent moins performantes techniquement. 
L’impact écologique reste critique, l’extraction menaçant l’eau et la biodiversité. En ignorant la sobriété, ce modèle risque d’entraîner des pénuries, des tensions géopolitiques, une flambée des prix et une exclusion sociale.

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3. Demain et ailleurs

3.1 Pourquoi commencer en parlant de Scénarios ?

3.2 Qualification du scenario

Demande de l'équipe enseignante

Titre 1

Titre 2

Titre 3

Titre 4

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Titre 2

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3.3 Description des demains attendus pour le cycle de l’élément

Demande de l'équipe enseignante

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3.4 Impacts attendus

Exemples d'Informations attendues

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3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"

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