Olivier Vidal, Fatma Zahra Rostom, Cyril François, and Gaël Giraud, Prey-Predator Long-Term Modelling of Copper Reserves, Production, Recycling, Price and Cost of Production, Environ. Sci. Technol., 2019, DOI: 10.1021/acs.est.9b03883
Harald U. Sverdrup, Kristin Vala Ragnarsdottir, Deniz Koca, On modelling the global copper mining rates, market supply, copper price and the end of copper reserves, Resources, Conservation and Recycling, Volume 87, June 2014, Pages 158-174, https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2014.03.007
Sur la criticité des métaux (complémentaire à l’approche du BRGM citée + haut), pas seulement le cuivre :
T. E. Graedel, E. M. Harper, N. T. Nassar, P. Nuss, B. K. Reck, Criticality of metals and metalloids, PNAS 112 (14) 4257-4262, 2015, https://doi.org/10.1073/pnas.1500415112
• Doebrich, Jeff, 2009, Copper–A Metal for the Ages: U.S. Geological Survey Fact Sheet 2009-3031, 4 p.
• European Commission: Directorate-General for Internal Market, Industry, Entrepreneurship and SMEs, Grohol, M. and Veeh, C., Study on the critical raw materials for the EU 2023 – Final report, Publications Office of the European Union, 2023, https://data.europa.eu/doi/10.2873/725585
NB : Le cuivre est classé sur la liste des matériaux critiques de l’UE depuis 2023.
• T. Prior, D. Giurco, G. Mudd, L. Mason, J. Behrisch, Resource depletion, peak minerals and the implications for sustainable resource management, Global Environmental Change, Volume 22, Issue 3, August 2012, Pages 577-587
Exemples d’Informations attendues : Nom, symbole, Nombre atomique, groupe, période, configuration électronique , Masse atomique, isotopes Étymologie du symbole, étymologie du nom de l'élément. Ajouter les références à la littérature pertinente. Il est possible que cette référence puisse vous aider : https://lelementarium.fr/ Pour la bibliographie , suivre la note en annexe sur les conventions bibliographiques de format général [TYP-AUT-aaaa]
Autres informations générales sur l'élément
Le cuivre (Z=29) est un métal de transition très réactif et au cœur de procédés biologiques. Solide, rouge-orangé, dense (8,96 g/cm³), malléable et ductile, il fond à 1085°C et résiste à la corrosion grâce à une couche oxydée protectrice. Excellent conducteur électrique et thermique, il est largement utilisé dans l’électronique et l’énergie. La croûte terrestre contient ~55 ppm de cuivre, mais il est souvent dispersé : seules certaines zones (Chili, Pérou, Chine, RDC, États-Unis) concentrent des gisements exploitables, surtout sous forme de sulfures. De plus, la demande augmente aujourd’hui avec les technologies vertes : les réserves restent suffisantes, mais l’extraction devient plus profonde et polluante, consommant eau et énergie et générant des déchets toxiques. L’enjeu majeur est donc environnemental plus que lié à une pénurie immédiate.
Le site "wiki éléments-Terre" propose déjà un texte sur cette section. A vous de trouver la donnée demandée pour l’élément en question ainsi que la référence à partir de laquelle vous avez tiré l’abondance. L'abondance est généralement exprimée en % et si possible en valeur absolue (en masse) dans croute terrestre (et autres réservoirs terrestres majeurs éventuels). Nous vous proposons de voir si cette référence peut vous être utile Bihouix, Philippe, and De Guillebon, Benoît. Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défi pour la société. N.p., EDP Sciences, 2013.
Grandes lignes des localisations géographiques de la distribution sur terre si utile
Afin d’estimer la quantité d’un élément dans un référentiel, la notion d’abondance permet de donner un ordre de grandeur. En effet, l’abondance représente la quantité relative d’un élément dans un référentiel. Par exemple, dans la croûte terrestre, l’abondance de l’élément à remplir : XX est de nn% [LIV-BIH-2013].
[LIV-BIH-2013] Bihouix, Philippe, and De Guillebon, Benoît. Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défi pour la société. N.p., EDP Sciences, 2013.
Autres références section 1.2:
[ART - AUT - DATE] : .....
Modèles utilisés pour l'analyse détaillée : Ici, nous étudierons les flux de matière d’origine anthropique liés à un élément chimique en reprenant des catégories présentes dans le modèle de Graedel du cycle global d’un élément, voir Figure 1.2.1 [ART-GLA-2019].
Figure 2.1 - Modèle simplifié d'analyse des flux de matière d'origine anthropique liés au cycle global d’un élément [ART-GLA-2019].
Nous essayerons de faire ressortir surtout la relation entre la quantité de l'élément présente sur Terre, et:
les réserves de cet élément la production (extraction /transformation /raffinage) de cet élément les procédés des transformations les usages plus communs l’effet de ces équilibres sur l’environnement et la présence éventuelle de conflits sociétaux liés à ce dynamique
Ces analyses se basent sur plusieurs définitions dont par exemple celle de Réserve : «Une Réserve (ou réserve prouvée de façon plus précise) est une ressource identifiée et explorée, que l’on peut effectivement extraire (légalement, et techniquement) au prix actuel. »
Cette façon de poser le problème définit donc aussi un « ici » (même si cet « ici » reste souvent impensé), autant pour qui écrit et pour qui lit ce site, parce qu’ielles s’appuient sur cette définition qui est située dans une façon parmi d’autres de concevoir un rapport au monde. L’analyse sera donc exposée en partageant les données qui relèvent de la définition de Réserve dans cette section (section 2) sous le titre de “maintenant et ici”. Les données qui relèvent d’autres aspects (tels que les prévisions pour les utilisations à venir et les (nouvelles?) technologies associées , les effets attendus – environnementaux et sociaux -, ainsi que les scenarios proposées), seront présentées dans la section suivante (section 3) sous le titre “Demain et ailleurs”
Exemples d'Informations attendues : Quantité de Réserves pour l’élément, quantité de ressources pour l’élément, précisions sur les conditions pour lesquelles ces quantités ont été estimées. Des figures, avec par exemple la carte avec les principales réserves ou ressources sont les bienvenues
La notion de réserves base (ou possible) est utile pour se rendre compte des quantités identifiées d'un élément sur terre. Elle est définie par la quantité connue et démontrée d'un élément, non exploitable économiquement à l'heure actuelle.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve de base ...2.1_Ressources__reserves_sur_Terre.docx (0.5MB)
La notion de ressources identifiées permet d’évaluer la quantité de cuivre dont les gisements sont prouvés. Ces ressources identifiées sont estimées à environ 2,1 milliards de tonnes (Gt) en 2025, auxquelles s’ajoutent environ 3,5 Gt de ressources non découvertes estimées, ce qui porte le total des ressources ultimes à environ 5,6 Gt [1].
La réserve exploitable, c’est-à-dire la part des ressources que l’on considère comme économiquement et techniquement mobilisable aujourd’hui, est estimée à environ 870 millions de tonnes (Mt) selon les données de l’année 2021 [2].
Quant à la répartition géographique des ressources et réserves, une dizaine de pays concentrent l’essentiel des réserves : parmi eux figurent des producteurs majeurs comme le Chili, le Pérou, l’Australie, la RDC, les États-Unis ou la Russie. Environ la moitié des ressources se trouvent en Amérique du Sud, en Asie centrale et en Amérique du Nord [1][3].
Ainsi, même si la quantité totale de cuivre potentiellement disponible dans la croûte terrestre est très importante, la part effectivement mobilisable aujourd’hui reste plus limitée, ce qui souligne l’importance de combiner exploitation minière, recyclage et gestion durable des ressources pour répondre à la demande globale.
La notion de réserves (ou réserves prouvées) d’un élément, quant à elle, permet de mieux visualiser la quantité actuellement exploitable. Elle représente la partie des ressources ultimes de cet élément qui est économiquement ou légalement exploitable.
Références section 2.1:
[1] AUT-IFP-2025 — « Le cuivre dans la transition énergétique : un métal essentiel, structurel et géopolitique », IFPEN. Consulté le 26/11/2025
[2] AUT-USG-2020 — Données USGS rapportées par l’International Copper Association (ICA), « Copper Demand and Long-Term Availability », 2020. Consulté le 26/11/2025
[3] AUT-MIN-2024 — Fiche Cuivre 2024, MineralInfo. Consulté le 26/11/2025
Exemples d'Informations attendues : ⚙️ Grandes lignes des Procédés de transformation majeurs du gisement naturel majoritaire origine de l'élément jusqu'au(x)usage(s) les plus importants qui contiennent cet élément (ex. éléments de génie de procédés dans les étapes de : extraction/ transformation - purification vers forme élémentaire (si pertinent) ou intermédiaire majeure de la filière/ étapes successives vers usages finaux). 📊 Spécifier la gamme de teneur en élément du minerai ( pour les métaux, adapter m pour les non métaux) qui est compatible avec la réponse qui vient d'être donnée. Si plusieurs technologies coexistent pour exploiter des minerais ( pour les métaux, adapter pour les non métaux) à teneur différentes, les décrire séparément si possible. Des schémas de transformation sont les bienvenues. 📈 Production (exprimée en Tonnage) de l'élément transformé (spécifier année ). Grandes lignes des la distribution géographique de la production ( autres types d'aspects liée à une distribution inégale peuvent être mentionné si pertinent ex. pour quelle fraction de (quelle) population?). :… ?
Possibilité de sous- diviser cette section (2.2.1, 2.2., etc) selon la complexité des étapes de transformation -ex. intermédiaires de produits semi-finis à finis)
De la ressources aux produits finisCuivre_transfo_PSL_Week.odt (7.8kB)
Le cuivre est présent dans la nature sous forme de divers minerais, principalement sulfurés comme la chalcopyrite, la bornite ou la chalcocite, et plus rarement sous forme oxydée ou native. Après extraction en mine, le minerai est concassé puis broyé afin de libérer les minéraux de cuivre. Pour les minerais sulfurés, la flottation permet d’obtenir un concentré à 20–40 % de cuivre. Ce concentré est ensuite dirigé vers les étapes métallurgiques de fusion puis de conversion, qui produisent un cuivre « blister » d’environ 98–99 % de pureté.
Le cuivre blister est purifié par électrolyse. Les anodes de cuivre brut sont dissoutes dans une solution sulfurique, tandis que le cuivre pur se redépose sur une cathode sous forme de plaques atteignant 99,99 % de pureté.
Les cathodes ainsi obtenues constituent la matière première de la transformation finale. Elles sont refondues, coulées ou laminées selon l’application recherchée. Les produits finis incluent des barres, des fils électriques, des plaques et des feuillards. Les fils sont fabriqués par coulée-laminage continue, puis tréfilage pour atteindre les diamètres industriels standards. Les plaques et bandes proviennent de laminoirs à chaud puis à froid permettant d’obtenir des épaisseurs très fines avec une conductivité et une ductilité optimales. Ces opérations transforment un cuivre électrolytique de haute pureté en composants directement exploitables dans les secteurs électrique, électronique, mécanique et de l’industrie chimique, où la conductivité, la malléabilité et la résistance à la corrosion sont essentielles.
Ainsi, la filière du cuivre suit une chaîne complète allant de la concentration minière à la purification électrolytique, puis à la transformation mécanique ou métallurgique en produits homogènes et normalisés adaptés aux usages industriels.
Références section 2.2:
[WEB-SCI-2024] ScienceDirect – Copper smelting and electrolytic refining, Consulté le 26/11/2025
[OUV-SHO-2015] W.G. Davenport, M. King, M. Schlesinger, A.K. Biswas, Extractive Metallurgy of Copper, 5th Edition, Elsevier, 2015.
[RAP-ICS-2023] International Copper Study Group, The World Copper Factbook, 2023.
[ART-MET-2019] J. F. Rodríguez et al., “Copper Smelting and Refining Processes”, Metals, 2019.
[RAP-NOR-2022] NORCAT / Government of Ontario, Copper Mining & Mineral Processing Overview, 2022.
En 2023, la production minière mondiale de cuivre a atteint 22,46 millions de tonnes (Mt). [1] Parmi les pays contributeurs majeurs, on trouve des grands producteurs d’Amérique du Sud, d’Afrique et d’Asie. Le cuivre extrait sert de matière première principale dans de nombreuses industries. [1]
Usages
Le cuivre est utilisé dans de très nombreux domaines grâce à ses propriétés, notamment sa conductivité électrique, ce qui le rend quasiment irremplaçable dans certaines applications. [1] En 2022, la consommation mondiale de cuivre était répartie en plusieurs grands secteurs : équipements (appareils électriques et électroniques, électroménager, outils…), construction (câblage, plomberie, toitures, gouttières…), infrastructures (réseaux électriques ou de télécommunication), transport (véhicules, rails, câbles), et industrie (alliages, applications demandant résistance et durabilité). [1]
En plus de ces usages industriels et techniques, le cuivre a aussi été employé comme pesticide, notamment en agriculture biologique, sous la forme connue de “bouillie bordelaise” pour lutter contre des champignons comme le mildiou. [3] Toutefois, cet usage soulève des débats environnementaux en raison de la persistance du cuivre dans les sols et des risques pour la faune et la micro-faune du sol. [3][4]
[2] WEB-LEN-2025 – Propriétés chimiques - Effets du cuivre sur la santé - Impact sur cuivre sur l'environnement. Consulté le 26/11/2025. https://www.lenntech.fr/data-perio/cu.htm
Exemples d'Informations attendues : Décrire les fins de vie ou les cycles de l'élément après ses usages les plus importants décrits plus haut, mentionner si pertinent réutilisation, recyclage
Le cuivre est un matériau essentiel dans de nombreux secteurs, où ses propriétés, notamment sa conductivité et sa durabilité, le rendent difficilement substituable. En 2022, ses principaux usages concernaient l’équipement (32 %), la construction (26 %), les infrastructures électriques et télécom (17 %), les transports (13 %) et l’industrie (12 %) [1]. Ces secteurs, qui mobilisent des produits aux compositions et aux durées de vie très différentes, jouent un rôle structurant dans la manière dont le cuivre circule, s’accumule, puis atteint sa fin de vie.
Cette diversité se traduit par des performances de recyclage très contrastées. Les secteurs où les volumes sont importants, homogènes et facilement récupérables (comme la construction) affichent des taux d’environ 60 %. Les réseaux électriques suivent avec environ 55 %, tandis que les transports atteignent entre 45 et 50 %. En revanche, les biens de consommation, caractérisés par des usages plus dissipatifs et des objets de petite taille, présentent un taux nettement plus faible, autour de 30 % [2]. Ces disparités s’inscrivent dans un contexte où, historiquement, le recyclage occupait déjà une place significative : entre 1890 et 1950, il fournissait entre 40 et 50 % de l’approvisionnement total en cuivre [5]. Malgré les pertes actuelles, une part considérable du cuivre produit au XXe siècle demeure encore en circulation : les deux tiers du cuivre extrait depuis 1900 étaient toujours utilisés en 2010 [2].
La dynamique des fins de vie du cuivre repose également sur la distinction entre « ressources plus utiles » et « ressources moins utiles ». Les biens arrivés en fin d’usage mais toujours techniquement récupérables, y compris ceux présents dans les décharges, constituent en réalité des stocks potentiels de métal. Ainsi, les décharges américaines renfermeraient environ 40 Mt de cuivre, un volume notable comparé aux 90 Mt encore présents dans les gisements miniers du pays [3]. Cette accumulation anthropique, combinée à la recyclabilité quasi illimitée du cuivre, invite à déplacer l’attention : plutôt que de se focaliser sur la rareté géologique, il devient plus pertinent de comprendre et d’optimiser le fonctionnement global du cycle du cuivre, depuis l’usage jusqu’à la récupération [4].
[2] WEB-LEN-2025 – Propriétés chimiques - Effets du cuivre sur la santé - Impact sur cuivre sur l'environnement. Consulté le 26/11/2025. https://www.lenntech.fr/data-perio/cu.htm
Exemples d'Informations attendues : Impacts sociétaux et environnementaux (à toutes les phases de vie ou du cycle de vie de l'élément : 🔹 i) autour de ses usages les plus importants décrits au point II-1. 🔸 ii) autour de ses usages les plus impactant, néfastes ou bénéfiques (si différents du point i). 🏥 iii)autour des usages les plus importants pour la santé humaine. Exemple possibilité de structurer texte selon impact liées à extraction, production, fin de vie
Impacts Environnementaux et SociauxImpacts environnementaux
L’exploitation du cuivre, bien que cruciale pour l’énergie, l’électronique et le développement technologique, présente des risques environnementaux profonds. Lorsque le minerai est extrait puis raffiné, de grandes quantités de roche sont traitées ce qui nécessite une consommation massive d’énergie et d’eau. Ce processus engendre des déchets importants : scories, poussières métalliques, résidus miniers ou encore des rejets toxiques pouvant contenir des métaux lourds et des acides. Dans certains cas, ces rejets sont déversés sans traitement adapté, contaminant ainsi les sols, eaux et sédiments et menaçant la faune aquatique [1].
Le cuivre libéré dans l’environnement ne disparaît pas : il se fixe dans la matière organique des sols ou reste en suspension dans les eaux, en se propageant souvent sur de longues distances. Ces pollutions perturbent les écosystèmes. Dans les sols, la biodiversité microbienne s’appauvrit, ce qui altère la fertilité. Dans la végétation, la croissance se trouve ralentie, les feuilles jaunissent, les plantes subissent un stress oxydatif, ce qui compromet la santé des milieux terrestres. Dans les milieux aquatiques, poissons ou invertébrés peuvent être intoxiqués. Le cuivre s’accumule dans la chaîne alimentaire et pose des risques écologiques durables [2].
L’histoire a également montré des conséquences dramatiques dues à des accidents miniers. En 1998, la rupture d’une digue de stockage des résidus à la mine d’Aznalcóllar (Espagne) a libéré de très larges quantités de boues acides et métaux lourds, contaminant des milliers d’hectares, des cours d’eau et des zones agricoles. La pollution a affecté durablement les sols, les pâturages, les marécages et provoqué la mortalité massive d’animaux (poissons, amphibiens, crustacés, oiseaux, bétail) [3]. Cette catastrophe rappelle qu’un simple défaut de confinement peut entraîner des destructions écologiques massives et irréversibles [4].
Impacts sociaux
En parallèle, l’industrie du cuivre exerce des pressions sociales et sanitaires importantes. Si ce métal reste essentiel à l’organisme humain en quelques dizaines de mg, une exposition excessive (via l’eau, les sols ou l’air pollués) peut toutefois provoquer de sérieux effets toxiques : troubles digestifs, atteintes hépatiques, effets neurologiques, voire l’aggravation de pathologies existantes [5]. Les communautés proches des zones minières ou de raffinage s’exposent particulièrement à ces risques.
L’exploitation du cuivre entraîne souvent des conflits sociaux : les travailleurs réclament de meilleures conditions, des salaires et des protections sanitaires, parfois au prix de grèves massives capables de paralyser la production [6]. Dans d’autres contextes, ce sont les populations locales ou autochtones qui s’opposent aux projets miniers, dénonçant la dégradation de l’environnement, la perte des terres, la contamination des ressources et la menace sur leur mode de vie [7][8].
Un cas emblématique est celui de la mine Cobre Panamá : en 2023, les graves impacts environnementaux et sociaux qu’elle engendre ont provoqué une mobilisation nationale suivie d’une décision judiciaire ordonnant sa fermeture, au prix d’importants enjeux économiques [7]. Ce type de mobilisation illustre la fracture entre les espoirs de développement économique et la nécessité de préserver l’environnement ainsi que les droits des populations.
Impacts économiques
Enfin, sur le plan économique global, le cuivre est aujourd’hui un métal stratégique [9]. La demande mondiale augmente fortement, portée par la transition énergétique, les infrastructures électriques, les technologies numériques et la croissance démographique. Cette pression alimente une compétition mondiale entre grands groupes miniers pour sécuriser l’accès aux réserves. L’exemple récent d’une offre de rachat faite en 2024 par BHP visant Anglo American (pour s’emparer de ses importantes mines de cuivre) illustre cette course aux métaux stratégiques [10].
Ainsi, l’exploitation du cuivre incarne un paradoxe : un métal au service du progrès, mais dont l’extraction met en péril des écosystèmes, des communautés et des ressources vitales pour des générations.
[2] WEB-LEN-2025 – Propriétés chimiques - Effets du cuivre sur la santé - Impact sur cuivre sur l'environnement. Consulté le 26/11/2025. https://www.lenntech.fr/data-perio/cu.htm
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux(500- 1000 caractères environ)
Figure : Photographie poster résumé des impacts environnementaux, sociaux et économiques
Malgré le rôle central du cuivre dans l’énergie et l’électronique, son extraction et raffinage génèrent des impacts écologiques majeurs. Son exploitation demande une consommation élevée en eau et en énergie, provoquant la production de nombreux déchets (résidus miniers) qui contiennent acides et métaux lourds. Ces rejets sont sources de contamination, menaçant ainsi la faune et les écosystèmes (réduction de fertilité, stress oxydatif, ralentissement de la croissance, etc.). Le cuivre persiste dans l’environnement par fixation dans les sols ou en restant en suspension dans l’eau. Des accidents miniers, comme la rupture de digue d’Aznalcóllar en 1998, ont illustré le potentiel de destruction massive et durable en cas de défaut de confinement.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux majeurs
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
L’industrie du cuivre génère de fortes pressions sociales et sanitaires. Cet élément devient toxique lors d’expositions élevées liées à l’eau, l’air ou les sols pollués. Ceci provoque des troubles digestifs, atteintes hépatiques et effets neurologiques, touchant particulièrement les communautés proches des sites miniers ou de raffinage. L’exploitation du cuivre provoque aussi des tensions sociales, notamment par le biais de travailleurs revendiquant de meilleures conditions et protections, ou encore d’oppositions de populations locales. Des tensions qui peuvent s’expliquer par la dénonciation de perte de terres, une contamination des ressources et l'atteinte à leurs modes de vie. Sur le plan mondial, la demande croissante portée par la transition énergétique et le numérique intensifie la compétition pour sécuriser l’accès aux réserves. Le cuivre incarne ainsi un paradoxe au service du progrès mais au détriment des écosystèmes, des communautés et des ressources pour les générations futures.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
29 Cu - Cuivre - ESPCI - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Business as usual
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:
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’’ …).
Explications sur ce choix de scenario
Dans ce scénario, la neutralité carbone en 2050 n’est atteinte que grâce à des technologies de capture et stockage de carbone [WEB-ADE-2021], actuellement non disponibles. Ainsi, peu d’efforts sont faits pour limiter la production de gaz à effet de serre, s’appuyant sur la confiance en ces futures techniques. Comme souvent lors du développement de technologies plus efficaces [OUV-FRE-2024], les voitures électriques s’ajoutent aux voitures thermiques au lieu de les remplacer, permettant une augmentation de la mobilité globale. Le nombre de kilomètres parcourus par personne augmente, le taux de possession de véhicules poursuit sa progression continue et la dépendance à la voiture s’accroît.
Cette approche techno-solutionniste prône la confiance en le progrès technologique qui laisse imaginer un futur avec de nouvelles et plus larges réserves. La recherche est axée sur le développement de technologies permettant d’accéder à des sources inexploitées, un recyclage plus efficace et une augmentation des rendements.
Cette transition énergétique inclut une croissance modérée du solaire, de l’éolien et des véhicules électriques, ce qui pousse à un mode de production similaire et donc à l’épuisement progressif des réserves mondiales. L’accaparement des ressources par les pays à fort pouvoir économique et géopolitique accentue les inégalités entre Nords et Suds, le risque de crises et de tensions mondiales.
3.3 Description des demains attendus pour le cycle de l’élément
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
Ce scénario mise sur une plus faible décarbonation de l’économie, donc moins de demande en cuivre que dans le scénario 2. Il mène à une demande mondiale en cuivre de 119 % des ressources identifiées, et une extraction de 78 % des ressources identifiées [ART-SEC-2020].
Dans ce scénario, on fait le pari que la diminution des teneurs en cuivre des gisements sera palliée en partie par des améliorations technologiques qui permettront d’exploiter d’autres réserves (dans la croûte terrestre à faible teneur, dans les fonds marins). Selon l’USGS, au taux de croissance actuel de 2,8% par an, les réserves répertoriées correspondent à 26 ans de production, les réserves identifiées à 56 ans et les ressources ultimes à 78 ans [WEB-BRG-2018].
L’organisation intergouvernementale ICSG (International Copper Study Group) a identifié trois projets offshore de Cuivre qui pourraient être exploitées dans un futur proche: le projet “Solwara 1” dans la mer de Bismarck en Papouasie Nouvelle-Guinée; le projet de “nodules polymétallique” dans la zone Clarion-Clipperton de l’océan pacifique et le projet “nodules Manganèse” dans la zone économique exclusive du Japon dans l'océan Pacifique [RAP-ICSG-2024].
Aussi, la tendance économique future des ressources dites “critiques” ou “rares” dessine une augmentation des coûts de production. A l’avenir, les coûts de production vont augmenter pour au moins deux raisons. Premièrement, du fait que les ressources sont plus pauvres et plus profondes que celles exploitées à l’heure actuelle, le coût d’une unité extraite augmentera. Deuxièmement, les limitations résultant des impacts sociaux et environnementaux de la production participeront à l'augmentation des coûts. Cette limitation de la production à cause de l’augmentation des coûts de production devrait arriver bien avant l’épuisement physique de la ressource [ART-PRI-2012].
Dans ce scénario, on fait le pari de technologies et d’usages permettant un recyclage majeur du cuivre. Certains articles font l’hypothèse de taux de recyclage très élevés dans leurs scénarios les plus optimistes (90% dans les scénarios [ART-SEC-2020], 70% dans le business as usual de [ART-SCHIPPER-2018]). Les auteurs veulent représenter le cas idéal.
Toujours selon l’ICSG, le cuivre recyclé a permis de répondre à ⅓ des besoins globaux en 2024. Le recyclage est également bénéfique pour l’environnement. La production de cuivre à partir de déchets d’appareils électriques en fin de vie (source secondaire) et des déchets de production (source primaire) mobilise jusqu’à 85% d’énergie en moins avec moins d’eau utilisée et moins d’émissions, comparé à la production de cuivre issu des minerais [RAP-ICSG-2025].
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Le scénario croissance et innovation comporte de nombreuses conséquences sociales et environnementales pour le cuivre.
En termes d’impacts climatiques, on atteint la neutralité carbone grâce à des technologies de rupture. Les autres limites planétaires ne sont pas prises en compte et sont dépassées.
D’importants progrès technologiques en matière de recyclage permettent de limiter les dépendances aux autres pays.
La pression serait forte sur le cuivre, lors de l’extraction des conflits géopolitiques liés à l’usage des terres pourraient apparaître ainsi que d’importants impacts environnementaux (déchets comme des débris de roches stériles, forte utilisation et pollution des eaux, forte demande en énergie, pollution sonore et lumineuse). Dans ce scénario, on investit dans des technologies pour pallier au manque de ressources et limiter les impacts environnementaux et sociaux. Par exemple, on développe massivement le dessalement, pour pallier le manque de ressources en eau au Chili, où les mines se situent dans le désert d’Atacama.
Cela provoquerait une dépendance extrême au Chili et au Pérou, même si d’autres mines plus polluantes seraient peu à peu exploitées, et renforcerait la position chinoise dans le raffinage. La distribution internationale accentuerait les flux, mobilités et donc la vulnérabilité géopolitique entre pays des Nords et Suds et puissances économiques.
Le cuivre permettrait un fort développement des transports individuels et des technologies émergentes.
L’impact global de ce scénario est élevé, mal contrôlé et basé sur l’idée que la technologie future corrigera les dégâts.
Synthèse pour le scénario étudié
Cette approche techno-solutionniste se place dans la continuité de la trajectoire économique actuelle, en faisant confiance en le progrès technologique pour poursuivre la croissance de la consommation et le maintien d’une mobilité individuelle élevée. Ainsi, peu d’efforts sont faits pour décarboner l’économie, en misant sur la découverte future de technologies de rupture comme la capture et le stockage de carbone. Au lieu de remplacer les voitures thermiques, les voitures électriques s’ajoutent au parc automobile et augmentent la mobilité globale.
La demande en cuivre augmente, notamment pour accompagner l’agrandissement du parc automobile, le développement du numérique et la croissance des pays en développement. La demande est moindre que dans le scénario technologie verte parce qu’ici, on ne décarbone pas autant nos sources d’énergies et les véhicules individuels.
Les impacts sociaux et environnementaux s’accroissent de même que les coûts et les limitations de production. La recherche est donc axée sur l’accès à des sources inexploitées de cuivre qui auraient un meilleur rendement.
Le recyclage progresse mais les ressources recyclées s’accumulent aux ressources nouvellement extraites. La dépendance internationale s’intensifie, créant de fortes vulnérabilités géopolitiques. L’extraction génère des conflits d’usage, une pression sur l’eau, aggravée dans les zones arides, et des impacts environnementaux élevés.
Ce futur demeure risqué : il mise sur des technologies réparatrices encore incertaines tout en maintenant un niveau de croissance et d’extraction très élevé, conduisant à une pression soutenue sur les ressources, des impacts sociaux et environnementaux majeurs et une transition climatique mal maîtrisée.
29 Cu - Cuivre - ESPCI - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Coopérations territoriales
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:
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
Coopérations territoriales
Explications sur ce choix de scenario
Dans ce scénario, les politiques publiques accompagnent une diminution de l’utilisation des véhicules individuels, une électrification des transports en commun et une diminution globale de la mobilité (réduction de 17% des kilomètres parcourus par personne [WEB-ADE-2021]). Elles accompagnent aussi le déploiement des énergies renouvelables intermittentes comme le solaire et l’éolien, les capacités de stockage d’énergie et le développement du réseau électrique nécessaire à la transition énergétique. Ce scénario mène à une augmentation de la température de +2°C en 2050, grâce à une réduction de la consommation.
Les choix sociétaux sont orientés vers des logiques de substitution et de recyclage : même si de nouvelles ressources sont exploitables, on favorise le réemploi. Les pays des Nords se tournent vers une réindustrialisation de certains secteurs clés et relocalisent leur production agricole.
Ce scénario vise plus d’équité entre les pays des Nords et des Suds. Les populations locales et leurs enjeux (accès à l’eau) sont mieux considérés et pris en compte, menant dans de rares cas au refus d’exploiter certains gisements pour protéger ces populations et l’environnement. Dans ce scénario, on décentralise l’énergie en produisant localement, d’où un besoin moindre en infrastructures électriques par rapport aux scénarios suivants.
3.3 Description des demains attendus pour le cycle de l’élément
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
La teneur moyenne en cuivre des gisements exploités aujourd’hui est en baisse : elle a chuté de 41 % en presque 30 ans, passant de 1,68 % à 0,98 % entre 1990 et 2017 [RAP-LEG-2019]. Les coûts de production vont donc augmenter et il y aura moins de ressources en cuivre disponibles.
Les besoins de développement des pays émergents (construction, infrastructures) sont les plus importants [ART-DOE-2009], suivis par ceux d’électrification des véhicules (transports en commun et véhicules intermédiaires). Le développement des énergies renouvelables et des infrastructures électriques viennent également accroître la consommation de cuivre mondiale. Cette consommation reste toutefois moins importante que dans un scénario d’électrification totale des véhicules individuels.
On ne fait pas le pari dans ce scénario d’une amélioration technologique des techniques d’extraction qui permettrait de pallier ce déficit, d’où une montée du recyclage avec la création de fonderies locales [WEB-BRG-2018] ou “mines urbaines” qui permettent de valoriser les métaux déjà utilisés, et une consommation moindre en cuivre au service de la transition des pays des Nords. De plus, des solutions de substitution au cuivre sont mises en place : les câbles électriques sont construits en aluminium, les câbles de télécommunication par des fibres optiques, les tuyaux de plomberie par du plastique, les échangeurs de chaleur en titane, inox ou aluminium, etc [WEB-BRG-2018].
La division internationale de l’exploitation des ressources est maintenue, avec une dépendance encore notable au Chili et au Pérou mais une diversification régionale est encouragée. Des boucles en circuit-court à des échelles plus réduites se développent (à l’échelle européenne). Par exemple, il serait possible à terme de recycler les pylônes à haute tension et la quantité phénoménale de matériaux conducteurs présents dans ces gros câbles. On limite volontairement l’ouverture de nouveaux gisements lorsque les impacts locaux (environnementaux et sociaux) sont trop importants. L’exploitation de nouveau gisement étant nécessaire à la transition dans les pays des Suds, des techniques sont développées pour limiter les dégâts environnementaux dès la construction et l’ouverture de la mine (par exemple en installant sur place des usines de dessalement pour ne pas utiliser l’eau locale)
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Dans un scénario coopératif, la transition énergétique s’appuie sur une réduction progressive de la consommation de ressources tout en préservant un niveau technologique élevé. Les pays émergents accèdent plus équitablement aux ressources nécessaires à leur développement, tandis que les choix politiques privilégient la concertation, la justice environnementale et la modération des usages.
La pression sur l’extraction du cuivre demeure importante, mais elle est partiellement réduite par la gouvernance locale qui impose davantage de contraintes sociales et environnementales. Les projets miniers sont plus sélectifs : on renonce à exploiter certains gisements jugés trop risqués ou trop destructeurs, et les mines existantes sont conçues pour limiter les impacts écologiques et répondre aux attentes des communautés locales.
La transformation se réorganise autour de fonderies régionales et de “mines urbaines”, favorisant la relocalisation industrielle, la création d’emplois et la diminution des dépendances géopolitiques. Les circuits de distribution deviennent plus courts, ce qui réduit les risques liés aux tensions commerciales internationales.
Les usages évoluent également : la demande en cuivre diminue grâce à la baisse de la mobilité individuelle motorisée, à la montée des transports publics électrifiés, au déploiement de véhicules intermédiaires moins gourmands en matériaux et au développement des mobilités douces dans les centres urbains. En fin de vie, le recyclage connaît une progression significative, porté par la généralisation de pratiques circulaires et par la valorisation du cuivre présent dans les objets du quotidien.
L’impact global de ce scénario reste modéré : les pressions environnementales et sociales sont moins fortes que dans les trajectoires plus intensives, la dépendance internationale diminue, et les populations locales disposent d’un pouvoir réel pour encadrer ou refuser les projets extractifs. Si la transition ne supprime pas totalement les tensions autour du cuivre, elle les atténue nettement dans un modèle plus équitable, plus territorial et plus résilient.
Synthèse pour le scénario étudié
Synthèse 1 - Scénario coopératif (réduction de la consommation mais pas de sobriété)
Dans une trajectoire coopérative, la transition énergétique repose sur une réduction progressive de la mobilité individuelle, l’essor des transports publics électrifiés et la production locale d’énergie, ce qui diminue la quantité d’infrastructures nécessitant du cuivre. La consommation recule, mais sans sobriété radicale, et les pays émergents restent les principaux moteurs de la demande du fait de leurs besoins en construction et en infrastructures. La baisse continue de la teneur des gisements accroît les coûts et limite les volumes disponibles, mais ce modèle privilégie les substitutions (aluminium, fibres optiques, inox) et le recyclage, soutenu par l’essor des “mines urbaines” et des fonderies régionales. L’extraction demeure nécessaire, mais elle est davantage encadrée : les gouvernances locales imposent des critères sociaux et environnementaux plus stricts, entraînant le refus de certains projets trop impactants et favorisant un usage raisonné de la ressource.
La relocalisation partielle de la transformation réduit la dépendance au raffinage étranger et renforce la résilience des chaînes d’approvisionnement. Les circuits de distribution deviennent plus courts, diminuant les risques géopolitiques. En fin de vie, le recyclage progresse rapidement et devient un pilier du système, même si l’inertie temporelle des infrastructures limite les volumes récupérables à court terme. Globalement, ce modèle atténue les tensions sur la ressource et limite les impacts environnementaux, tout en favorisant une transition plus équitable entre pays du Nord et du Sud.
29 Cu - Cuivre - ESPCI - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Technologies vertes
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:
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
Technologies vertes
Explications sur ce choix de scenario
Ce scénario mise sur une croissance verte, poussée par l’innovation et la technologie. L’économie est décarbonée grâce au développement des énergies renouvelables (67% d’éolien et solaire, [ART-SEC-2020], et des capacités de stockage nécessaires) et l’électrification des modes de transports (véhicules électriques) mais le nombre de kilomètres parcourus par personne augmente. Le numérique et l’intelligence artificielle continuent de se développer au service de l'optimisation (efficacité énergétique, optimisation des réseaux électriques, amélioration de l’efficacité dans les mines…), les data centers consomment 10 fois plus qu’en 2020 [WEB-ADE-2021]. Les demandes en infrastructures de réseau continuent de croître partout dans le monde.
Contrairement au scénario précédent, il existe de plus grandes inégalités d’accès et de gestion des ressources. Les pays des Suds développent leurs infrastructures mais les pays des Nords ne cherchent pas à réduire leur consommation. Les quantités limitées de ressources provoquent des conflits d’usage aussi bien à l’échelle globale que locale. Par conséquent, certains pays se ferment aux échanges internationaux (protectionnisme).
3.3 Description des demains attendus pour le cycle de l’élément
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 réserves totales sont estimées à entre 2800 Mt [ART-SVE-2014] et 6598 Mt [ART-CAT-2024] de cuivre. Les réserves disponibles actuellement connues ne seraient pas suffisantes pour couvrir les besoins toujours croissants (102 Mt/an avec le maintien d’un niveau de croissance élevé [ART-SECK-2020]). De nouveaux gisements aux ressources plus profondes et plus éparses devront être exploités. Cette exploitation requiert le développement d’innovations technologiques coûteuses rapidement. Par ailleurs, ce scénario implique une augmentation de l’exploration en vue de trouver de nouveaux gisements encore méconnus.
Il est possible d'électrifier tous les véhicules personnels au prix d’une intensification de l’industrie extractiviste et une augmentation du nombre de mines [ART-CAT-2024]. Selon différents objectifs d’électrification, l’IEF a calculé le nombre de mines qu’il fallait ouvrir d’ici 2050, avec une production de 0.472 Mt par an (moyenne des 10 meilleures mines actuelles) :
37 pour passer le parc automobile en 100% hybride
54 pour passer le parc automobile en 100% électrique
194 pour décarboner toute la consommation électrique
L’usage du cuivre explose, porté par la multiplication des véhicules électriques, des systèmes de recharge, des réseaux intelligents et des infrastructures numériques dans les pays des Nords et une forte demande de cuivre dans les pays des Suds pour le développement de leurs infrastructures et l’électrification des transports. La demande mondiale en cuivre atteint donc 130% des ressources identifiées (montrant l’importance de la production secondaire pour le recyclage), et l’extraction atteint 89 % des ressources identifiées [WEB-HAC-2020].
L’effet rebond lié à l’innovation accroît encore la consommation plutôt que de la réduire. Bien que le recyclage progresse, il reste incapable de compenser une demande en croissance rapide, notamment en raison de la longue durée de vie des équipements qui retarde le retour du métal dans le cycle.
Les choix favorisés dans ce scénario impliquent l’exploitation de tous les gisements économiquement intéressants sans prendre en compte les externalités environnementales et sociales sur les populations locales. Cela dit, le développement du numérique, notamment grâce à l’intelligence artificielle, permet d’améliorer l’efficacité environnementale de l’exploitation minière et d’optimiser la recherche de nouveaux gisements.
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Dans un scénario fondé sur l’électrification massive et une économie fortement décarbonée, la demande en cuivre atteint des niveaux inédits. L’ouverture d’un grand nombre de nouvelles mines devient indispensable pour soutenir la croissance des véhicules électriques, des réseaux énergétiques et des capacités de stockage. Ces gisements étant de plus en plus profonds et moins concentrés, leur exploitation devient plus énergivore, plus coûteuse et beaucoup plus consommatrice d’eau, aggravant les pressions locales sur les écosystèmes et les ressources hydriques.
L’ensemble de cette filière repose en outre sur une capacité mondiale de raffinage déjà saturée et très majoritairement contrôlée par la Chine, ce qui crée une vulnérabilité géopolitique majeure : toute tension diplomatique ou mesure protectionniste peut perturber l’approvisionnement mondial. Les chaînes de distribution deviennent elles-mêmes plus instables, marquées par des rivalités commerciales croissantes et des risques d’interruptions.
Si certains considèrent que l’augmentation d’une industrie minière durable pourrait permettre un développement économique des pays du Sud global [ART-CAT-2024], il est aussi très probable que cet extractivisme s’accompagne, comme à l’heure actuelle, de conflits territoriaux, de néocolonialisme et d’inégalités sociales et internationales.
L’impact global de ce scénario est donc très important : il combine pressions environnementales fortes, tensions sociales dans les zones d’extraction, risques géopolitiques liés au raffinage et volatilité accrue des prix, faisant du cuivre un point de fragilité majeur de la transition technologique à grande échelle.
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
Dans une trajectoire fondée sur l’électrification massive et une croissance technologique continue, le cuivre devient un matériau stratégique central de la transition. La demande augmente fortement avec la généralisation des véhicules électriques, l’extension des réseaux intelligents, l’essor du stockage d’énergie et la croissance rapide du numérique. Malgré le développement des énergies renouvelables, le nombre de kilomètres parcourus par personne continue de croître, entraînant un effet rebond qui amplifie les besoins en infrastructures et en métaux.
Les réserves connues, estimées entre 2800 et 6600 Mt, ne suffisent pas à couvrir une demande qui pourrait atteindre 102 Mt par an d’ici 2050. Pour électrifier totalement les parcs automobiles ou décarboner l’ensemble du système électrique mondial, des dizaines à des centaines de nouvelles mines doivent être ouvertes, avec des gisements plus pauvres, plus difficiles d’accès et dont l’exploitation est donc plus énergivore. L’exploration s’intensifie pour identifier de nouveaux gisements, tandis que l’IA optimise l’exploration, les procédés d’extraction et les flux industriels.
Cette trajectoire comporte de fortes inégalités d’accès aux ressources : les pays du Nord maintiennent une consommation élevée, alors que les pays du Sud subissent les impacts de l’extractivisme et les tensions territoriales. La dépendance au raffinage chinois représente une fragilité majeure, accentuant les risques de ruptures d’approvisionnement et de protectionnisme. Bien que le recyclage progresse, il reste largement insuffisant pour compenser la croissance rapide des usages.
L’impact global est très élevé : pressions environnementales intenses, conflits d’usage des terres, hausse de la consommation d’eau, volatilité des prix et dépendances géopolitiques accrues.
4.1 Comment un élément chimique peut-il dépendre d’un autre ?
Cette section ne requiert pas que vous y ajoutiez des éléments, juste que vous en preniez connaissance et que vous l’utilisiez surtout pour remplir la section 4.2
…extrait tiré de https://greenwashingeconomy.com/mythe-transition-energetique-fressoz/ : “Dans son livre Sans transition – Une nouvelle histoire de l’énergie (2024), l’historien des techniques et de l’environnement Jean-Baptiste Fressoz montre qu’il n’y jamais eu de transition énergétique par le passé – et qu’une décarbonation de l’économie mondiale dans les décennies à venir relève du miracle. L’historien s’attaque au récit « phasiste » qui découpe l’histoire de l’énergie en différents âges : l’âge du bois aurait prédominé jusqu’aux XVIIIe et XIXe siècles où le charbon aurait pris le relais, lui-même remplacé au XXe siècle par le pétrole. Fressoz déboulonne ce mythe de la transition en décrivant longuement les symbioses matérielles passées et présentes entre les éléments du système-monde technologique. Plus concrètement, l’exploitation de nouvelles sources d’énergies et de nouvelles matières ne pousse pas les anciennes vers l’obsolescence, bien au contraire.”. …
En acceptant l’invitation de Fressoz à prêter attention aux symbioses matérielles éventuelles, cette section propose que vous intéressiez à expliciter les interdépendances entre l’élément chimique étudié jusqu’à maintenant et d’autres éléments chimiques. Références section 4.1: … livre Sans transition – Une nouvelle histoire de l’énergie (2024), . Jean-Baptiste Fressoz. Pour une histoire des symbioses énergétiques et matérielles. Annales des mines - Série Responsabilité et environnement, 2021, pp.7-11. ⟨hal-03101307⟩
4.2. Quels autres éléments chimiques co-évoluent avec celui étudié ?
Symbioses matérielles éventuelles : 🔹 i) autres éléments localisés dans les mêmes minerais (spécifier si ces autres éléments génèrent plutôt des déchets ou ont des filières d'exploitation à part entière 🔸 ii) autres éléments qui sont nécessaires aux usages les plus importants (autres "éléments matériels" peut s'entendre au sens chimiques "éléments chimiques" , mais aussi plus large : type d'infrastructure, ... )
Quels autres éléments chimiques co-évoluent avec cet élément chimique ?
- Interdépendances -
Cuivre : un métal clé, entre interdépendances chimiques et enjeux mondiaux
Introduction:
Le cuivre est un matériau intéressant par ses propriétés physiques. Il est régulièrement utilisé avec d’autres métaux comme l’or ou l’acier, des polymères plastiques ou d’oxygène pour former des oxydes. Toutefois, à cause de sa convoitise, il soulève également de nombreux enjeux tels que économiques, géopolitiques ou environnementaux.
Le cuivre et ses enjeux:
Après étude, les enjeux majeurs du cuivre sont les suivants :
Économiques
Ressource convoitée (demande mondiale)
Dépendance utilitaire
Énergétiques
Transition énergétique
Production énergivore
Géopolitiques/Conflits
Conflits
Répartition de la ressource
Technologiques
Infrastructures
Matériau conducteur
Écologiques/environnementaux
Pollution eau + sol + atmosphère
Toxique pour la biodiversité (faune et flore)
Co-évolutions selon les étapes du cycle:
EXTRACTION :
Le cuivre est extrait sous forme de minerai en même temps que de nombreux autres matériaux/métaux, notamment
Le molybdène fait partie des éléments étroitement liés au cuivre plus précisément au niveau de l’extraction. En effet, il se trouve principalement sous forme de molybdénite (MoS2) qui est un coproduit du cuivre, c'est-à-dire qu’il se trouve conjointement avec le cuivre dans les mines. Ainsi environ 70% de la production de molybdène mondiale provient des exploitations cuprifères, celle-ci s’élevant à plus de 275 000 tonnes par an, de plus, la teneur en molybdène dans ces mines est assez faible allant de 0,02 à 0,2%.
Son extraction est faite avec du cuivre, on utilise alors la méthode de flottation pour séparer les deux éléments, puis le molybdénite résultant de cette étape est chauffé à 500-600°C afin d’oxyder le sulfure et d’obtenir de l’oxyde de molybdène MoO3. C’est ensuite l’oxyde de molybdène qui est utilisé dans la production industrielle en étant traité de différente manière selon les besoins. Ses propriétés de métal dur et réfractaire, il résiste aux hautes températures et à la corrosion, le rend utile dans le renforcement d’alliages métalliques par son ajout en faible quantité, il est ainsi majoritairement utilisé dans la production d’acier. Il sert également dans une moindre mesure pour la confection des semi-conducteurs, des écrans LCD et tactiles, des anodes pour l’émission de rayons X, et des superalliages pour des pièces aérospatiales. [3] [4]
L’extraction du cuivre est également dépendante des ressources hydriques, ainsi les tensions autour du partage de cette ressource peuvent conduire à des conflits. C’est le cas au Pérou dans le projet Quellaveco, où une opposition locale féroce crée une division entre la filière minière et agricole autour de l’utilisation de l’eau dans la région depuis 2000. Le projet d’extraction du cuivre dans cette zone nécessite une quantité mirifique d’environ 700 L d’eau/s qui doit être prélevée en amont du fleuve Tambo, risquant ainsi une diminution significative du débit du cours d’eau dont pourraient pâtir les agriculteurs de la région. De plus, des problématiques d’expropriation/rachat de terres des populations locales par la transnationale Anglo American, soutenue par le gouvernement central, entrent en ligne de compte dans ce conflit, qui a déjà atteint certains moments critiques avec une prise d’otage et une attaque des locaux de la Direction régionale d’agriculture. [5]
RAFFINAGE :
Minerais du cuivre :
Le cuivre présent dans la nature ne se trouve plus à l’état natif mais sous forme de minerai lié à d'autres éléments chimiques qu’on veut séparer du cuivre. Il est principalement lié au soufre (le cuivre étant un chalcophile), au fer, à l'oxygène, aux carbonates et plus rarement à l’arsenic et à l’antimoine. Les principaux minerais du cuivre sont les suivants .
2 techniques de raffinage vont être adoptées en fonction de la composition du minerai.
Les sulfure de cuivre vont subir des oxydations à haute température afin de faire réagir les oxyde de cuivre formés par oxydation avec les sulfures de cuivre restant. C’est la pyrométallurgie .
Les oxydes de cuivre, plus solubles, vont être dissous par un acide puis récupérés par électrolyse avec le cuivre en cathode. C’est l'hydrométallurgie.
Hydrométallurgie: 20% du raffinage du cuivre
Broyage : Le but est de séparer les morceaux de gangue insoluble des sels de cuivre solubles.
Lixiviation: Mise en suspension et agitation du broyat dans un bain d’acide sulfurique à 1 mol.L , dissolution du cuivre en sulfate de cuivre. Si la gangue est calcaire, la dissolution se fait dans l’ammoniaque basique pour ne pas dissoudre la gangue avec le cuivre.
Filtrage et purification : Filtrage de la gangue,ajout de chaux dans le lixiviat pour faire précipiter les ions ferreux. Le lixiviat est donc composé de sulfate de cuivre.
Électrolyse: Avec une anode de plomb et une cathode de cuivre dans le bain de sulfate de cuivre.
Consommation et utilisation des éléments chimiques :
Consommation d’acide sulfurique, ammoniaque, chaux, eau pour le broyage , plomb. Rejet de sulfate, CO2 selon l’énergie utilisée pour l’électrolyse, oxyde de fer.
Pyrometallurgie: 80% du raffinage du cuivre
Broyage : Séparation de la gangue du minerai.
Grillage : Oxydation à haute température, augmentation de la concentration de cuivre. Dégagement de SO2, sulfate de fer.
Fusion pour matte : fondre le composé sulfuré, sulfurer tout le cuivre, dégager la scorie oxydé à l’aide de silice( oxyde de fer,silice)
Conversion : Oxydation à 1200°c , 1ere étape d’élimination de la scorie ferreuse, 2eme étape de réaction entre l'oxyde de cuivre formée par oxydation et le sulfure de cuivre pas encore oxydé pour faire du cuivre pur et du SO2.
Affinage : Électrolyse avec une utilisation du cuivre comme anode pour éliminer les impuretés , pureté atteinte de 99,5%.
Consommation et utilisation des éléments chimiques : Consommation de silice et d’oxygène, rejet de scorie d’oxyde de fer et silice, dioxyde de soufre, CO2 selon la source d’énergie .
Consommation et déchets les plus importants quelque soit le type de raffinage :
La ressource la plus importante pour le raffinage reste l’eau nécessaire au deux procédés avec l’étape de broyage , le CO2 gaz à effet de serre peut être rejeté selon l'énergie utilisée pour l’électrolyse et le chauffage. Le dioxyde de soufre, aérosol et polluant, peut être recyclé en acide sulfurique ou relâché dans l’atmosphère.
UTILISATION :
Dans la filière agricole, le cuivre est utilisé pour ses propriétés fongicides : en associant du soufre et de l'oxygène, du sulfate de cuivre (CuSO4) est formé ; en y ajoutant de l’eau et de la chaux, on obtient la fameuse bouillie bordelaise. Il permet ainsi de traiter les maladies provenant de champignons comme le Mildiou dans les exploitations viticoles. Si la teneur naturelle du sol en cuivre varie de 3 à 100 mg/kg, on retrouve des concentrations s'élevant jusqu'à 500 mg/kg après usage de ce produit. Cependant, une concentration trop importante en cuivre se révèle toxique pour la macro- et micro-faune du sol (exemple : les vers de terre), mais aussi pour les animaux aquatiques par ruissellement jusqu’aux cours d’eau. Enfin, ce produit impact aussi les végétaux en freinant leur développement. En effet, certaines plantes forment une symbiose avec des champignons qui facilitent leur apports en minéraux ; en utilisant de la bouillie bordelaise, les champignons meurent et la symbiose mycorhizienne est rompue. C’est pour ces raisons que l’Union Européenne souhaite limiter son utilisation à 4 kg/ha/an, contre 6 kg/ha/an actuellement. Cependant, cette limitation est jugée trop drastique par la majeure partie des viticulteurs, notamment par ceux de la filière biologique, qui n’ont pas d’autres alternatives efficaces. Ils rappellent ainsi que l’utilisation de la bouillie bordelaise reste globalement bien moins néfaste pour l’environnement que le glyphosate ou le metham-sodium. L’enjeu est donc de trouver un équilibre entre limitation de l’utilisation du cuivre dans l’agriculture et préservation de la filière biologique.
Interdépendance cuivre-énergies :
Le cuivre et les différentes énergies sont directement liés sur plusieurs plans, mêlant ainsi enjeux énergétiques, écologiques et géopolitiques. Premièrement, il faut environ 60 MJ/kg pour la production du métal vierge, mais on note une différence significative dans la consommation énergétique entre l’extraction dans les mines à ciel ouvert et les mines souterraines, la consommation étant de 5 à 10 kW/tonne dans le premier cas contre 20 à 50 kW/tonne dans le second cas. Cet écart notable s’explique simplement par la différence d’accessibilité du minerai dans les deux cas de figure. Il est aussi à noter que les activités d’extraction du cuivre peuvent prendre une place importante dans la consommation énergétique au niveau national, comme au Chili où sa part s’élève à 9% de la consommation totale du pays.
Également, la part des différentes énergies utilisées dans toute la chaîne de production de l’élément est difficile à estimer au niveau mondial, cependant on parvient à sortir des estimations selon les 2 cas de raffinage :
Selon le cas de l’hydrométallurgie utilisant une électricité bas carbone, on estime un besoin en électricité de 45 à 55 %, en pétrole de 20 à 30 %, en charbon de 5 à 10 %, en gaz de 3 à 8 % et d’autres énergies de 0 à 5 %.
Selon le cas avec la pyrométallurgie dominante, l’utilisation de l’électricité est de 30 à 35 %, du pétrole de 30 à 40 %, du charbon de 15 à 20 %, du gaz de 5 à 10 % et d’autres énergies de 0 à 5 %,
On constate donc que l’hydrométallurgie permet une utilisation significativement plus importante d’électricité et une part plus faible d’énergies fossiles. [7]
Deuxièmement, au niveau de son utilisation, le cuivre se retrouve davantage dans l’exploitation des énergies renouvelables que fossiles : pour le photovoltaïque solaire il faut plus de 10 tonnes/MW de cuivre, pour l’éolien onshore environ 5 t/MW et pour l’hydro au fil de l’eau autour de 4 t/MW, contre entre 1 et 2 t/MW pour les énergies fossiles (charbon, pétrole et gaz). Son importance pour les énergies renouvelables se retrouve aussi dans son utilisation plus importante dans les véhicules hybrides/électriques en raison de ses propriétés de conduction électrique. On estime ainsi pour chaque type de véhicule de taille moyenne, qu’il en faut environ 120 kg/véhicule pour l’électrique, 60 kg/véhicule pour l’hybride non rechargeable et 70 kg/véhicule pour l’hybride rechargeable, contre seulement 25 kg/véhicule à moteur à combustion.
Cela fait donc du métal un élément clé dans la transition énergétique attirant donc les convoitises au niveau géopolitique.
Utilisation [8] :
Le cuivre est utilisé dans de nombreuses applications grâce à ses propriétés physiques. Quand on pense au cuivre, on pense à la conduction électrique et thermique. En effet, cet élément fait le deuxième corps simple ayant la meilleure conduction électrique derrière l’argent qui lui est bien plus onéreux. Il est associé à des gaines métalliques et des polymères plastiques isolants. Sa propriété thermique est utilisée dans des échangeurs de chaleur associé à d’autres métaux pour favoriser les échanges thermiques comme par exemple dans les radiateurs. On retrouve également beaucoup de cuivre dans nos appareils électroniques comme nos téléphones dans les câbles, les circuits électriques, les conducteurs et les batteries. En effet, 15 % de nos téléphones sont composés de cuivre.
Il peut être employé à des fins décoratives dans des pièces de monnaies, parfois composées à 75% de Cu et d’environ 25% de Ni, pour les médailles bronze, à base de Cu et Sn. Il peut également être utilisé dans la bijouterie avec l’or car il apporte de la masse et ne change pas trop la couleur ou les propriétés à des prix bien moins chers que l’or.
Moins connues, le cuivre possède aussi des propriétés antifongiques et bactéricides. Celles-ci sont utilisées notamment dans le cadre de la médecine pour des médicaments à base de cuivre. Le cuivre peut également être utilisé dans la tuyauterie ou les canalisations pour limiter le développement de bactéries comme Legionella pneumophila.
Par ailleurs, le cuivre est résistant à la corrosion. Au contact de l’oxygène, le cuivre s’oxyde et forme une couche isolante qui protège, de manière passive, la corrosion du métal. On le retrouve ainsi sur des structures ornementales comme la Statue de la Liberté (inaugurée en 1886), ou bien sur les toitures telles que la Tour du Cuivre de Paris.
Par sa configuration électronique, le cuivre est aussi très utilisé en tant que catalyseur avec les halogénures de cuivre (I) ou (II) ou en tant que réactifs de réactions chimiques. Ces réactions chimiques sont très importantes car elles permettent d’économiser de l’énergie et des atomes.
Références section 4.2:
WEB-GOU-2023 – Un site pour accompagner les usagers vers le très haut débit | info.gouv.fr
WEB-GOU-2025 – Ce qui change en octobre 2025 | info.gouv.fr
WEB-GOU-2025 – Contraception : tout savoir sur les dispositifs et leur remboursement | info.gouv.fr
WEB-GOU-2023 – Des câbles innovants pour les véhicules électriques | info.gouv.fr
WEB-GOU-2024 – Compte rendu du Conseil des ministres du 24 avril 2024 | info.gouv.fr
WEB-GOU-2023 – Un sous-marin autonome français cartographie les grands fonds | info.gouv.fr
WEB-GOU-2022 – Plan de résilience économique et sociale : Ouverture d’un appel à manifestation d’intérêt pour sécuriser l'approvisionnement de la France en intrants critiques | info.gouv.fr
WEB-GOU-2022 – L’État veut sécuriser l’approvisionnement en métaux stratégiques | info.gouv.fr
WEB-GIE-2023 – Keynote remarks by IPCC Chair Jim Skea – MENA Climate Week — IPCC
RAP-ADE-2022 – Prospectives - Transitions 2050 - Rapport
RAP-MEA-2004 – Les limites à la croissance - Le rapport Meadows - (the 30-years update)
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
À ce jour, le cuivre est un élément chimique au cœur de nombreux défis. En effet, il possède des propriétés physiques intéressantes telles que sa conductivité électrique et thermique. Il est également résistant à la corrosion contrairement à ce que l'on pense. De plus, il est régulièrement utilisé avec d’autres métaux comme l’or ou l’acier pour des aspects esthétiques, des polymères plastiques isolants, ou l’oxygène pour former des oxydes. Ainsi, ce métal est très convoité pour ses multiples propriétés et son coût pour l'instant très bas, soulevant de nombreux enjeux, notamment économiques, géopolitiques, énergétiques, sanitaires ou encore environnementaux avec, par exemple, les déchets générés par sa production.
5. Au-delà des savoirs académiques, de la parole institutionnelle et d’autres voix hautes
5.1. Qu'est-ce qui fait autorité ?
Cette section ne requiert pas que vous y ajoutiez des élément s, juste que vous en preniez connaissance et que vous l’utilisiez pour remplir la section 5.2
Qu’est ce qui fait autorité ? La Science est-il un régime de vérité parmi d’autres? … Quelle est la place des institutions dans la création de la légitimité d’une parole portée ? Certaines voix plutôt que autres (ex. prévision de Shell IFPEN, LPO, association du quartier, état, Green peace, post de réseau social, diocèse, installation artistique, pièce dans un musée) n’ont pas le même poids , ni méthodes ni fiabilité.
Le concept de “voix haute et voix basses” de cultural studies latin americains peut aussi être intéressant dans ce contexte Références section 5.1: “ Qu’est-ce qu’un régime de vérité?” Olivier Guerrier… https://journals.openedition.org/framespa/10067
María Grace Salamanca González “Esthétique du care pour l’Antropocène” Editions deux-cent-cinq (01/05/2023), EAN : 9782919380671, 119 pages
ref littéraire, artistique et culture populaire liés à l'élément étudié
Imaginaires liés à l'élément chimique
Le cuivre commence à entrer dans les imaginaires dans la Grèce Antique où le cuivre symbolisait Aphrodite, puis Vénus dans la mythologie romaine[1]. De plus, le métal tient son nom de l’île de Chypre[2] nous explique Gustave Rousseau où des navires remplis de cuivre trempaient dans son port. C’est également le début de l’alchimie où le solide cuprique prend une importance toute particulière. En effet, il était utilisé, aux début de l’alchimie par des faussaires[1] désireux de tromper l'œil acéré des orfèvres, puis le cuivre devient un métal de transition pouvant se muter en or[1] comme le relate le traité d'alchimie de Julius Ruska.
Ensuite le cuivre s’est considérablement démocratisé, et tout le monde l’utilisait[3] notament grâce à sa durabilité[4]: pour faire des toits comme nous pouvons encore le voir sur les monuments historiques comme sur la tour de cuivre de Paris, pour faire des statues, nous pensons à la statue de la liberté, pour l’éclairage public[5], les lampadaires étaient composés de cuivre… Ce métal en tant qu’outil a permis à l’homme de devenir maître de sa connaissance[6] et de s’affranchir du contrôle théocratique comme l'explique Boris Poplavsky en reprenant la philosophie de Spinoza. De plus, les propriétés du cuivre en ont fait un matériau de choix, sa couleur rouge réfléchissante a inspiré Victor Hugo[7] ou encore Goethe[8], ses propriétés sonores, louées par Boris Poplavsky[6] ont contribué à nommer une famille musicale, les Cuivres; et sa lente oxydation est telle l'éclosion de la pensée d'Arthur Rimbaud[9].
Plus récemment, le cuivre est vu comme une technologie ancienne[10] qui peut être toxique[8], ainsi en parle Goethe dans Les Affinités électives mais elle donne espoir pour ce qui est du recyclage des métaux[10] comme le souligne la BD de Philippe Bihioux et Vincent Perriot.
Enfin, le cuivre c’est aussi ses alliages. Les couleurs du laiton et du cuivre font penser aux couleurs de la nuit pour Victor Hugo[7] et le Bronze qui a donné son nom à un âge de l’humanité, l’Âge de Bronze, où ce dernier était un symbole de pouvoir et de richesses[11][12].
Références section 5.2 :
[1] OUV-RUS-1931 – Quelques problèmes de littérature alchimiste
[2] OUV-ROU-1855 – Le Cuivre
[3] OUV-LEV-1978 – La clé à molette
[4] OUV-VIA-1952 – Y’avait une lampe de cuivre
[5] OUV-RIM-1874 – Ce sont des villes !
[6] OUV-POP-1932 – Journal d’Apollon Bezobrazov
[7] OUV-HUG-1831 – Nuit
[8] OUV-GOE-1809 – Les Affinités électives
[9] LET-RIM-1871 – Lettre à Paul Demeny, 15 Mai 1871
[10] OUV-BIH-2024 – Ressources un défi pour l’humanité
[11] OUV-SCA-2021 – The Oxford Handbook of Sport and Spectacle in the Ancient World
[12] OUV-SWA-1999 – The Ancient Olympic Games
5.3 Quoi d'autre ?
Quoi d'autre ? ouverture à input en dehors de l'académie
Le gouvernement français parle du cuivre comme d’une ressource stratégique portant l’espoir d’une transition écologique pour son utilisation dans les batteries ou dans les moteurs électriques. Ainsi, il souhaite éviter les dépendances, notamment vis-à-vis de la Russie après le début de la guerre en Ukraine et projette de récupérer le cuivre des sous-sols français et des littoraux.
Pour les organismes de climatologie, le cuivre est le grand absent des plans d’actions proposés.
Le GIEC ne le mentionne qu’une fois pour le décrire comme un matériau nécessaire et stratégique, et l’ADEME mentionne le cuivre dans ses tableaux sans même proposer d’analyse. Il est étonnant que les difficultés croissantes de disponibilités du cuivre ne soient pas évoquées.
Les ressources de cuivre sont analysées par le rapport Meadows, troisième version produite en 2004.. Le rapport quantifie les réserves mondiales et la hausse de la consommation à venir. Il préconise d’utiliser la fibre optique à la place des réseaux cuivre car une fine fibre de verre peut éviter l’utilisation de centaines de fils de cuivre. Le rapport estime qu’il reste 740 ans pour utiliser du cuivre selon les ressources identifiées en 1999 et en estimant une augmentation de la demande de 2 % par rapport à la moyenne des besoins des années 1975 à 1999. Le rapport prouve que la teneur moyenne en cuivre des minerais diminue au fil des ans. Il explique qu’avec l’augmentation des coûts engendrée par la diminution en teneur, les coûts arriveront à une valeur limite telle que les pays ne pourront plus se permettre de le consommer.
Le rapport Meadows est une des seules voix hautes qui parlent des limites en ressources.
Références section 5.3:
WEB-GOU-2023 – Un site pour accompagner les usagers vers le très haut débit | info.gouv.fr
WEB-GOU-2025 – Ce qui change en octobre 2025 | info.gouv.fr
WEB-GOU-2025 – Contraception : tout savoir sur les dispositifs et leur remboursement | info.gouv.fr
WEB-GOU-2023 – Des câbles innovants pour les véhicules électriques | info.gouv.fr
WEB-GOU-2024 – Compte rendu du Conseil des ministres du 24 avril 2024 | info.gouv.fr
WEB-GOU-2023 – Un sous-marin autonome français cartographie les grands fonds | info.gouv.fr
WEB-GOU-2022 – Plan de résilience économique et sociale : Ouverture d’un appel à manifestation d’intérêt pour sécuriser l'approvisionnement de la France en intrants critiques | info.gouv.fr
WEB-GOU-2022 – L’État veut sécuriser l’approvisionnement en métaux stratégiques | info.gouv.fr
WEB-GIE-2023 – Keynote remarks by IPCC Chair Jim Skea – MENA Climate Week — IPCC
RAP-ADE-2022 – Prospectives - Transitions 2050 - Rapport
RAP-MEA-2004 – Les limites à la croissance - Le rapport Meadows - (the 30-years update)
29 Cu - Cuivre - ESPCI - 2025-2026 - Résumé global
6. Synthèse
Résumé global : travail collectif à partir des synthèses
Le cuivre est un élément modérément rare, dont l’excellente conductivité électrique à l’état métallique contribue à son rôle essentiel dans plusieurs secteurs : construction, transport, infrastructure et réseaux, biens de consommation. Ces usages créent des tensions au niveau des ressources.
À l'heure actuelle, des problèmes environnementaux liés à l'utilisation de l'eau pour son extraction, sont présents. Sont présents aussi des problèmes sociétaux liés à cette consommation d'eau, en conflit avec d'autres usages sur certains sites d'extraction. Au niveau recyclabilité,
Il existe des procédés de recyclage du cuivre qui pourraient permettre d'atteindre un taux de 100 % de recyclabilité. Le taux actuel est de 40 % en sommant le recyclage à partir de ferrailles jamais transformées (20%) et à partir de récupérations après usage (20%). Certaines substitutions sont possibles (ex.: fibre optique à la place de câbles en cuivre).
Tant pour les scénarios de transition verte (qui s’appuient sur un usage massif d'énergies renouvelables) que pour les scenarios type “business-as-usual” ou de type “pari réparateur” (impliquant par exemple, la capture massive de CO2 émis), l'électrification massive du système actuel et/ou d'évolution du système de communication (IA) conduisent à un manque de disponibilité critique pressentie dans les décennies à venir. Ceci explique que le cuivre est présent sur la liste des éléments critiques de l'Union européenne depuis 2023. La littérature ne reporte pas, à notre connaissance, de scenario poussé autre que de type « Technologies Vertes », « Pari réparateur » ou « Business-as-usual ».
