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]
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.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.
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)
Références section 2.2:
[ART - AUT - DATE] : .....
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
Références section 2.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 2.5:
[ART - AUT - AAAA] : .....
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
(500- 1000 caractères environ)
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 Lithium est le plus petit et léger des éléments métalliques. Il se distingue par son caractère oxydable (E° (Li+ / Li(s))= -3,0 V/ESH) et sa forte conductivité électrique (10,8.106 S.m-1) qui en font l’élément préférentiel vis-à-vis des appareils électroniques. Voici quelques données générales sur celui-ci :
Symbole : Li
Étymologie : du grec ancien, lithos (λίθος) signifiant pierre
Numéro atomique : 3
Configuration électronique : [He]2s²
Isotopes : 6Li et le 7Li
Masse atomique : 6,941 g/mol
Famille : métaux alcalins (2ème ligne du tableau périodique)
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].
Quantité sur Terre et modèles
Dans la continuité de la description générale du lithium et de ses propriétés, il est nécessaire d’en préciser la répartition naturelle sur Terre à travers la notion d’abondance.
Afin d’estimer la quantité d’un élément dans un référentiel donné, la notion d’abondance permet d’en donner un ordre de grandeur. Elle correspond à la proportion relative d’un élément dans un milieu donné, généralement exprimée en pourcentage ou en parties par million (ppm).
Parmi les différents éléments présents sur Terre, le lithium a une abondance moyenne de 0,006 % dans la croûte continentale, soit 60 ppm [1.2.1]. C’est un élément omniprésent sur Terre, que l’on retrouve sous différentes formes mais souvent en faible concentration. Étant un élément lithophile, le lithium se trouve principalement dans les environnements volcaniques, les pegmatites et certains systèmes géothermiques. Il est également présent dans les milieux riches en sel, comme les salars, où il peut s’accumuler localement [1.2.2].
Ainsi, la croûte terrestre est l’un des principaux réservoirs de lithium sous forme concentrée. En effet, les granites de la croûte continentale contiennent environ 20 ppm contre seulement 4,3 ppm pour les basaltes de la croûte océanique [1.2.2].
Des études récentes ont montré que l’océan constituait également une source de lithium diluée, avec une concentration de 0,17 mg/L. Ainsi, compte tenu du volume de l’océan, il s’agit d’un réservoir majeur de cet élément [1.2.4].
L’abondance du lithium dépend du milieu et de l’environnement dans lequel on se trouve, et son accessibilité reste un défi majeur pour les ressources exploitables sur Terre.
[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:
[1.2.1] [WEB-ELE-2024] : https://www.elementschimiques.fr/?fr/elements/z/3 - Consulté le 15/03/2026
[1.2.2] [ART-HYD-2018] : « Hydrothermal enrichment of lithium in intracaldera illite-bearing claystones », Science Advances, 2018
[1.2.3] [RAP-BRG-2024] : BRGM, Webinaire LIT03 - Ressources en lithium, 2024
[1.2.4] [RAP-USG-2017] : U.S. Geological Survey, Lithium, 2017
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 ...
L’évaluation du potentiel mondial en lithium repose sur plusieurs notions géologiques et économiques distinctes, notamment les ressources et les réserves. Les ressources correspondent à l’ensemble des concentrations connues d’un élément dans la croûte terrestre, qu’elles soient actuellement exploitables ou non, tandis que les réserves représentent uniquement la fraction de ces ressources qui peut être exploitée dans les conditions économiques et technologiques actuelles [2.1.1].
image figure_2.1.1_RAP_USG_2026.png (0.2MB)
Dans le cas du lithium, les estimations les plus récentes indiquent que les ressources mondiales identifiées atteignent environ 150 millions de tonnes en 2025, tandis que les réserves économiquement exploitables sont estimées à environ 37 millions de tonnes [2.1.2]. Ces ressources sont fortement concentrées géographiquement : les États-Unis possèdent environ 30 Mt de ressources, tandis que le « triangle du lithium » d’Amérique du Sud, composé de l’Argentine, de la Bolivie et du Chili, représente une part majeure des ressources mondiales avec respectivement 28 Mt, 23 Mt et 13 Mt. D’autres régions importantes incluent l’Australie et la Chine, qui disposent chacune d’environ 10 Mt de ressources identifiées [2.1.2].
En ce qui concerne les réserves exploitables, la distribution mondiale est également très concentrée. Les principales réserves sont détenues par le Chili (9,2 Mt), suivi de l’Australie (8,4 Mt), de l’Argentine (4,4 Mt), de la Chine (4,6 Mt) et des États-Unis (4,4 Mt) [2.1.2].
image Figure_2.1.2_RAP_USG_2026.png (0.2MB)
À l’échelle mondiale, le lithium est principalement présent sous trois formes géologiques principales, classées par ordre décroissant d’abondance : les saumures (brines), les minéraux de roches dures (pegmatites), les argiles lithinifères.
Les saumures représentent actuellement la source dominante des ressources connues, notamment dans les salars du Chili, de l’Argentine et de la Bolivie, tandis que les pegmatites constituent la principale source de production dans des pays comme l’Australie [2.1.3].
Les argiles riches en lithium constituent une ressource potentiellement importante mais encore peu exploitée industriellement, avec des projets en développement comme Thacker Pass aux États-Unis [2.1.4].
Les pegmatites lithinifères peuvent contenir plusieurs minéraux porteurs de lithium présentant des teneurs variables. On distingue généralement trois types principaux :
spodumène (LiAlSi₂O₆), considéré comme le minéral le plus riche et le plus exploité industriellement, pétalite (LiAlSi₄O₁₀), de teneur intermédiaire, lépidolite (K(Li,Al)₃(Si,Al)₄O₁₀(FOH)₂), généralement plus pauvre et nécessitant des procédés de traitement plus complexes [2.1.4].
Ces différences géologiques impactent directement les coûts d’extraction du lithium. Les estimations récentes indiquent que les saumures de haute teneur restent la source la plus économique, avec un coût de production d’environ 2 869 US$/t d’équivalent carbonate de lithium (LCE), contre 3 746 US$/t pour les saumures de plus faible teneur [2.1.4].
À l’inverse, l’exploitation des pegmatites de roche dure est plus coûteuse, avec des coûts variant d’environ 4 283 US$/t pour les minerais riches à plus de 6 500 US$/t pour des minéraux plus pauvres comme le lépidolite [2.1.4].
Au-delà des considérations économiques, l’impact environnemental des différentes méthodes d’extraction varie également fortement. L’exploitation des gisements de roche dure nécessite généralement des opérations minières et des traitements thermiques intensifs, ce qui peut conduire à des émissions de CO₂ jusqu’à six fois plus élevées que celles associées à l’extraction à partir des saumures [2.1.4]. Cependant, l’évaporation solaire utilisée dans les salars est également critiquée en raison de sa consommation importante d’eau dans des environnements arides.
Face à ces défis, de nouvelles technologies telles que l’extraction directe du lithium (Direct Lithium Extraction - DLE) sont actuellement développées afin d’exploiter des sources non conventionnelles comme les saumures géothermiques ou certaines argiles, tout en réduisant l’empreinte environnementale des procédés [2.1.4].
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.
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:
[2.1.1] [RAP-USG-2024] : U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2024 - Appendixes, Reston, VA, U.S. Geological Survey, 2024.
[2.1.2] [RAP-USG-2026] : U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2026 - Lithium, Reston, VA, U.S. Geological Survey, 2026.
[2.1.3] [WEB-EUR-2023] : European Commission, Lithium - Technology Metals Observatory, 2023. https://techmetalsobservatory.org/technology-metals-components-and-products/technology-metals/lithium.html - Consulté le 09/03/2026
[2.1.4] [ART-LI-2026] : X. Li, Y. Mo et al., Techno-Economic Review of the Current Lithium Supply Shortage and Direct Lithium Extraction Technologies, Applied Sciences, vol. 16, 2026, article 1622.
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 finis
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Après l’identification des ressources et des réserves, la chaîne de valeur du lithium s’organise autour de plusieurs étapes industrielles allant de l’extraction jusqu’aux produits finis, notamment les batteries lithium-ion.
Dans la nature, le lithium ne se trouve jamais à l’état pur, il est toujours combiné à d’autres éléments. Son exploitation repose principalement sur deux filières industrielles majeures : les saumures et les roches dures. Les saumures présentent des concentrations en lithium généralement comprises entre 100 et 1500 mg/L, les gisements les plus rentables étant ceux dont la teneur dépasse 500 mg/L. Les roches dures, quant à elles, présentent des teneurs en lithium exprimées en Li₂O, généralement comprises entre 1 % et 2 % pour les minerais exploitables, pouvant atteindre des valeurs plus élevées dans certains gisements riches [2.2.2].
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L’extraction depuis les saumures constitue aujourd’hui la méthode la moins coûteuse et l’une des plus répandues. Elle repose sur la concentration naturelle par évaporation, un procédé lent et fortement dépendant des conditions climatiques. Les saumures chargées en lithium sont pompées depuis des aquifères souterrains, à des profondeurs de quelques dizaines à quelques centaines de mètres, puis acheminées vers la surface dans d’immenses bassins d’évaporation pouvant s’étendre sur plusieurs kilomètres carrés. Sous l’effet du soleil et du vent, l’eau s’évapore naturellement sur une période de 12 à 24 mois. Les sels de sodium, potassium et magnésium cristallisent successivement, ce qui enrichit progressivement la saumure en lithium. Lorsque la concentration devient suffisante, du carbonate de sodium (Na₂CO₃) est ajouté afin de précipiter le carbonate de lithium (Li₂CO₃), qui est ensuite filtré, lavé et séché. Cette méthode consomme environ 2 millions de litres d’eau pour produire une tonne de lithium, ce qui soulève d’importants enjeux de gestion de la ressource en eau dans des régions déjà arides [2.2.1].
L’extraction à partir des roches dures, notamment du spodumène (LiAlSi₂O₆), constitue l’autre grande voie de production. Ce minéral est aujourd’hui la principale source de lithium exploitée dans les gisements de pegmatites. Le minerai brut est d’abord concassé et broyé, puis le spodumène est concentré par flottation, une technique reposant sur l’utilisation de bulles d’air et d’agents chimiques. Le concentré obtenu est ensuite soumis à une calcination à plus de 1000 °C dans un four rotatif afin de transformer sa structure cristalline en une forme plus réactive.
Il est ensuite traité à l’acide sulfurique à une température d’environ 200 à 250 °C, ce qui permet de convertir le lithium en sulfate de lithium (Li₂SO₄), soluble dans l’eau, avec un rendement d’extraction pouvant atteindre 98 %. La solution est ensuite filtrée, purifiée et neutralisée afin d’isoler les ions lithium. Enfin, l’ajout de carbonate de sodium permet de précipiter le carbonate de lithium, récupéré par filtration. Ce procédé est cependant plus énergivore en raison des températures élevées nécessaires aux différentes étapes [2.2.2].
À l’échelle mondiale, la production de lithium a fortement augmenté au cours des dernières années pour atteindre environ 180 000 tonnes de lithium contenu par an au début des années 2020. Cette production est très concentrée géographiquement : l’Australie domine largement grâce à l’exploitation de pegmatites, suivie par le Chili et l’Argentine, où l’exploitation des saumures est prédominante. La Chine occupe également une place importante, avec une production issue de plusieurs types de gisements et un rôle central dans les étapes de raffinage[2.2.3].
Après extraction, le lithium est transformé en composés intermédiaires, principalement le carbonate de lithium (Li₂CO₃) et l’hydroxyde de lithium (LiOH), qui constituent les principales formes commerciales utilisées dans l’industrie. Ces composés sont ensuite utilisés pour fabriquer les matériaux actifs des batteries lithium-ion [2.2.2].
La fabrication des cellules de batteries lithium-ion constitue une étape clé de la chaîne de valeur. Elle débute par la production des électrodes, à savoir l’anode et la cathode. Le lithium, sous forme de composé, est mélangé avec d’autres matériaux actifs, des solvants et des liants afin de former une pâte. Cette pâte est ensuite déposée sur des collecteurs de courant métalliques, généralement du cuivre pour l’anode et de l’aluminium pour la cathode, puis séchée à des températures pouvant atteindre 150 °C. Les électrodes sont ensuite assemblées avec un séparateur, une fine couche de matériau polymère ou céramique qui empêche le contact direct entre les électrodes tout en permettant la circulation des ions lithium. L’assemblage peut se faire selon différentes méthodes, notamment par empilement, pliage ou enroulement. Les cellules obtenues peuvent être de type cylindrique, prismatique ou souple, chaque format présentant des caractéristiques spécifiques en termes de densité énergétique, de gestion thermique et de fabrication [2.2.4].
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Une fois assemblée, la cellule est placée dans un boîtier étanche dans lequel un électrolyte est injecté. Cet électrolyte, généralement un liquide organique contenant des sels de lithium, permet le transport des ions lithium entre les électrodes lors du fonctionnement de la batterie. Lors de la charge, les ions lithium migrent de la cathode vers l’anode où ils sont stockés ; lors de la décharge, ils effectuent le trajet inverse, générant ainsi un courant électrique. Les cellules sont ensuite assemblées en modules puis en batteries complètes, adaptées aux différents usages, allant des appareils électroniques portables aux véhicules électriques [2.2.5].
Face aux limites des procédés conventionnels, notamment en termes de consommation d’eau, d’énergie et de production de déchets, plusieurs innovations sont en cours de développement. L’extraction directe du lithium (Direct Lithium Extraction, DLE) repose sur l’utilisation de matériaux adsorbants sélectifs ou de membranes échangeuses d’ions permettant d’extraire directement le lithium des saumures sans recourir à l’évaporation solaire. Cette technologie permet de réduire significativement les temps de traitement ainsi que la consommation d’eau. Par ailleurs, des procédés alternatifs sont étudiés pour les roches dures, notamment des voies sans acide ou à plus basse température, ainsi que des procédés de valorisation des résidus miniers [2.2.2].
[2.2.2] [ART-LIU-2023] : Y. Liu et al., A review of lithium extraction from natural resources, International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 30, 209 (2023). https://doi.org/10.1007/s12613-022-2544-y
[2.2.3] [RAP-USG-2026] : U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2026 – Lithium, 2026
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
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À l’issue des étapes de transformation décrites précédemment, le lithium est intégré dans de nombreux produits industriels, dont les usages reflètent son rôle stratégique croissant dans la transition énergétique et les technologies modernes.
En 2024, l’usage mondial du lithium se répartit principalement comme suit :
Batteries (87 %) : le lithium est majoritairement utilisé dans les batteries lithium-ion, qui constituent aujourd’hui la technologie de stockage d’énergie dominante. Ces batteries alimentent les véhicules électriques, les smartphones, les ordinateurs portables ainsi que les systèmes de stockage stationnaire associés aux énergies renouvelables. La forte croissance de ces marchés explique l’augmentation rapide de la part du lithium dédiée à cet usage au cours des dernières années [2.3.1].
Céramique et verre (5 %) : les composés du lithium, notamment le carbonate de lithium, sont utilisés pour améliorer les propriétés des verres spéciaux et des céramiques techniques. Ils permettent d’abaisser la température de fusion, d’augmenter la résistance aux chocs thermiques et d’améliorer la durabilité mécanique. Ces matériaux sont utilisés dans les plaques de cuisson, les vitrages techniques, certains composants électroniques et des céramiques industrielles [2.3.1].
Graisses de lubrification (2 %) : les graisses au lithium sont largement utilisées dans les applications industrielles et mécaniques, notamment pour les roulements, les engrenages et les équipements automobiles ou aéronautiques. Elles présentent une bonne stabilité thermique, une résistance à l’eau et une durabilité élevée, ce qui permet leur utilisation dans des conditions extrêmes [2.3.1].
Coulée continue (1 %) : dans le domaine de la sidérurgie, certains composés du lithium sont ajoutés aux flux de coulée continue afin de contrôler la viscosité des laitiers, d’améliorer la qualité de surface des aciers et de stabiliser les procédés métallurgiques. Bien que cet usage reste marginal, il contribue à améliorer les performances industrielles [2.3.1].
Autres usages (5 %) : cette catégorie regroupe des applications variées. Les alliages aluminium-lithium, plus légers, sont utilisés dans l’aéronautique afin de réduire la masse des structures.
Dans le domaine médical, le lithium est utilisé comme traitement de référence du trouble bipolaire. Il agit comme stabilisateur de l’humeur, permettant de réduire les épisodes maniaques et de prévenir les rechutes, bien que son utilisation nécessite une surveillance médicale en raison de sa marge thérapeutique étroite [2.3.3]. Le lithium intervient également dans la chimie fine, certains polymères et des procédés de traitement des gaz, notamment pour l’absorption du CO₂ [2.3.2].
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
Fins de vie
Dans la continuité des usages présentés en partie 2.3, majoritairement dominés par les batteries lithium-ion, la question de la fin de vie du lithium se concentre logiquement sur le recyclage de ces batteries et les enjeux associés.
Risques du recyclage :
Le lithium étant utilisé à 87 % pour la production de batteries au lithium, l’étude de sa fin de vie se concentre majoritairement sur le recyclage de ces batteries. Il est également à noter que, malgré l’appellation « batteries lithium-ion », celles-ci ne contiennent en moyenne que 1,6 % de lithium, avec d’autres éléments actifs tels que le graphite et des oxydes métalliques.
Le recyclage des batteries lithium-ion est complexe et présente plusieurs risques importants liés à leur forte densité énergétique et à la présence de substances chimiques potentiellement dangereuses. Même en fin de vie, ces batteries peuvent conserver une énergie résiduelle, pouvant provoquer des surchauffes et entraîner des phénomènes d’emballement thermique, eux-mêmes à l’origine d’incendies lors du transport, du stockage ou des opérations de démontage et de broyage [2.4.1][2.4.2].
Les chocs mécaniques ou les perforations des cellules durant le traitement augmentent également le risque de départ de feu, souvent difficile à maîtriser. En cas d’incident, les batteries peuvent libérer des gaz toxiques et corrosifs, dangereux pour la santé des travailleurs et pour l’environnement [2.4.1]. De plus, la concentration de grandes quantités de batteries dans les centres de recyclage peut favoriser la propagation rapide des incendies, entraînant des dégâts matériels importants [2.4.1].
Pour limiter ces risques, plusieurs solutions sont mises en place dans la filière : les batteries sont déchargées et sécurisées avant traitement, les installations sont équipées de systèmes de détection thermique et d’extinction des incendies, et les équipes sont formées aux procédures de sécurité et à la manipulation des déchets dangereux [2.4.2].
Recyclage :
Prétraitement
Le recyclage des batteries est un procédé encore délicat à l’heure actuelle en raison du manque de standardisation dans leur conception. L’automatisation est difficile car les approches sont spécifiques aux modèles, et la procédure reste dangereuse du fait de l’énergie résiduelle et des solvants organiques présents.
Pour cette raison, des étapes de prétraitement sont nécessaires. Les batteries sont triées selon leurs caractéristiques (taille, forme, etc.), puis démontées afin de séparer les composants métalliques, plastiques et électroniques. Un assainissement est ensuite réalisé afin d’éviter tout rejet de substances toxiques. Un traitement cryogénique à très basse température (environ −200 °C) est notamment utilisé [2.4.3]. Ce prétraitement permet également de limiter les réactions exothermiques lors du recyclage [2.4.4].
Une fois démonté et cryogénisé, le contenu de la cathode peut être extrait par dissolution du liant, traitement thermique (60–100 °C, 2 h) ou sonication (1,5 h) [2.4.5].
Une autre méthode consiste à broyer directement les batteries sous atmosphère inerte (N₂, CO₂ ou mélange CO₂/argon) ou sous jets d’eau (procédé Retriev). Après broyage, une séparation physique permet d’obtenir une poudre noire appelée « black mass », contenant du carbone hydrophobe et des oxydes métalliques (lithium, cobalt, nickel, manganèse) hydrophiles. La black mass constitue un matériau stratégique, car elle correspond au matériau actif de la cathode. De nombreux procédés de post-traitement sont actuellement développés pour la valoriser [2.4.6].
Pyrométallurgie
La pyrométallurgie est aujourd’hui la technique la plus utilisée pour recycler les batteries lithium-ion. Toutefois, elle permet principalement de récupérer le cobalt, tandis que le lithium n’est pas directement valorisé [2.4.6].
Cette méthode consiste à fondre la black mass à haute température (jusqu’à 1465 °C) afin d’obtenir un alliage métallique (cobalt, cuivre, nickel, fer), tandis que le lithium se retrouve dans les scories ou les gaz [2.4.3][2.4.7].
Il est également possible de traiter directement des modules complets : préchauffage à 300 °C (évaporation des solvants), pyrolyse à 700 °C (décomposition des plastiques), puis fusion à environ 1475 °C [2.4.7].
Cette méthode est cependant très énergivore et fortement émettrice de CO₂ [2.4.3], ce qui explique le développement de procédés alternatifs comme l’hydrométallurgie.
Hydrométallurgie
L’hydrométallurgie est un procédé chimique en boucle fermée permettant de séparer les composants des batteries afin de les réutiliser [2.4.8].
La black mass est dissoute par lixiviation (souvent en milieu acide, à environ 80 °C), permettant de séparer le carbone des oxydes métalliques [2.4.8]. Des agents oxydants comme H₂O₂peuvent être utilisés pour améliorer l’extraction [2.4.5].
Le liquide obtenu subit ensuite une extraction liquide-liquide puis une précipitation, permettant d’obtenir des métaux de haute pureté. Le lithium, difficile à extraire sélectivement, est récupéré en fin de procédé par précipitation (carbonate ou phosphate) [2.4.8].
Ce procédé permet une récupération plus complète et plus qualitative, mais au prix d’une complexité accrue et d’une utilisation importante de réactifs.
Comparaison
La pyrométallurgie et l’hydrométallurgie sont deux technologies complémentaires appelées à évoluer selon le contexte énergétique, économique et réglementaire [2.4.6].
L’Union européenne fixe des objectifs de récupération du lithium de 50 % en 2027 et 80 % en 2031 [2.4.3].
Les procédés pyrométallurgiques sont robustes mais énergivores et peu efficaces pour le lithium. Les procédés hydrométallurgiques permettent une meilleure valorisation mais sont plus complexes et nécessitent davantage de réactifs [2.4.4][2.4.8].
Réutilisation
Jusqu’à 70 % de la valeur de la cathode peut être récupérée pour certaines chimies (LCO), mais ce n’est pas le cas des matériaux NMC. Pour ces derniers, des approches de recyclage direct sont envisagées afin de préserver les matériaux actifs.
Ces procédés consistent à extraire l’électrolyte (CO₂ supercritique), puis à récupérer les matériaux d’électrodes, régénérés ensuite par traitement thermique ou synthèse chimique [2.4.7].
Ces techniques, encore en développement, pourraient améliorer significativement l’efficacité globale du recyclage.
Seconde vie
Après recyclage, le lithium devient une matière première secondaire réinjectée dans les chaînes industrielles. Il est transformé en carbonate ou hydroxyde de lithium, puis réutilisé pour produire de nouvelles batteries [2.4.9].
Les métaux de batteries conservant leurs propriétés, ils peuvent être recyclés plusieurs fois [2.4.10]. Toutefois, le lithium recyclé est souvent mélangé au lithium primaire, ce qui limite sa traçabilité.
Marché du recyclage :
La Chine domine largement le marché du recyclage des batteries lithium-ion, représentant environ 70 % du total mondial en 2025 [2.4.11]. L’Asie possède une capacité de plus de 1,2 million de tonnes/an, contre 200 000 tonnes pour l’Europe et 144 000 tonnes pour l’Amérique du Nord [2.4.11].
En 2022, sur 300 000 tonnes de batteries recyclées, seulement 11 015 tonnes de lithium ont été extraites, dont 4 053 tonnes réutilisables [2.4.12]. Cette efficacité reste faible. Une étude indique qu’il faut recycler 28 000 tonnes de batteries électroniques pour obtenir une tonne de lithium [2.4.13].
Des avancées récentes montrent cependant des progrès importants, avec des rendements pouvant atteindre 99,9 % dans certains procédés expérimentaux [2.4.14].
Avec la croissance des véhicules électriques, les volumes à recycler devraient fortement augmenter : 180 000 tonnes en 2021, avec des projections dépassant 500 000 tonnes [2.4.11].
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 :
Grande consommation d’eau
L’extraction du lithium à partir de saumures repose sur des procédés d’évaporation très consommateurs en eau, d’autant plus que les sites d’exploitation sont majoritairement situés dans des régions soumises à un fort stress hydrique. En effet, les saumures sont pompées depuis des réservoirs souterrains vers de vastes bassins à ciel ouvert où jusqu’à 90 % de l’eau s’évapore et est donc perdue [2.5.1].
En termes quantitatifs, la production d’une tonne de lithium peut nécessiter jusqu’à 1 800 m³ d’eau, ce qui contribue à l’épuisement des ressources hydriques locales et accentue les phénomènes de sécheresse [2.5.1].
La production de lithium est également à l’origine d’émissions significatives de gaz à effet de serre. Selon les procédés utilisés, les émissions varient entre 5 et 25 kg de CO₂ équivalent par kilogramme de carbonate de lithium (Li₂CO₃) pour les saumures, et entre 7 et 22 kg pour les gisements rocheux, soit jusqu’à plusieurs dizaines de tonnes de CO₂ par tonne produite [2.5.2].
Par ailleurs, le recyclage des batteries lithium-ion génère également des polluants atmosphériques. Des particules fines, des métaux lourds, des microplastiques et des composés organiques volatils (notamment les carbonates d’éthylène et de diméthyle issus des électrolytes) peuvent être relargués lors des procédés industriels, avec des effets potentiellement toxiques [2.5.3].
image Figure_2.5.2__ART_MAS_2024.png (0.2MB)
Cependant, le recyclage permet de réduire significativement les impacts environnementaux globaux par rapport à l’extraction primaire : les émissions de gaz à effet de serre peuvent être diminuées de 58 % à 81 %, la consommation d’eau de 72 % à 88 % et celle d’énergie de 77 % à 89 % [2.5.4].
Pollution de l’eau et des sols
La production de lithium génère plusieurs types de contaminants susceptibles d’affecter les milieux aquatiques et les sols.
Tout d’abord, les sels dissous issus des saumures (NaCl, KCl, LiCl, etc.) peuvent entraîner une salinisation des eaux douces [2.5.5]. Ensuite, les procédés de traitement du minerai libèrent des métaux dissous tels que le fer, le manganèse, l’aluminium ou le magnésium, qui peuvent être toxiques pour les organismes aquatiques et modifier le pH des eaux [2.5.5].
Enfin, les procédés hydrométallurgiques utilisés pour produire du lithium de qualité batterie génèrent des effluents contenant des sulfates, chlorures et autres résidus chimiques. Ces eaux doivent être traitées avant rejet afin d’éviter toute contamination environnementale [2.5.6].
Une étude menée sur le salar d’Uyuni en Bolivie montre que les saumures présentent des concentrations élevées en lithium, bore et arsenic (jusqu’à environ 50 mg/kg), avec une salinité très élevée et un pH acide (≈ 3,2), susceptibles de perturber durablement les écosystèmes en cas de rejet [2.5.7].
Ces éléments soulignent la nécessité de développer des méthodes d’extraction plus durables et mieux encadrées [2.5.7].
image Figure_2.5.3_ART_BOL_2021.png (0.5MB)
Impacts sociaux :
Conditions de travail dans les mines
Le « triangle du lithium » (Argentine, Chili, Bolivie) concentre environ 65 % des ressources mondiales [2.5.9]. Toutefois, l’exploitation de ce métal s’accompagne souvent de conditions de travail difficiles.
Dans certains pays, comme le Nigéria, l’existence de mines illégales constitue un problème majeur, entraînant des pertes économiques importantes et des enjeux éthiques liés au travail des enfants [2.5.10][2.5.11]. Ces derniers peuvent être exposés à des conditions extrêmement dangereuses, notamment lors du creusement de puits ou de l’extraction manuelle du minerai.
De plus, les activités minières génèrent d’importantes quantités de poussières, pouvant provoquer des troubles respiratoires et des irritations chez les travailleurs [2.5.12].
Impact sur les communautés locales
La forte consommation d’eau liée à l’exploitation du lithium affecte directement les populations locales, en particulier dans les régions arides. Au Chili et en Argentine, certaines zones connaissent une surexploitation des ressources en eau douce, parfois insuffisantes pour répondre aux besoins des habitants [2.5.13][2.5.14].
Par ailleurs, l’exploitation minière peut entraîner la dégradation de terres ancestrales, comme dans la région d’Atacama. Les communautés locales dénoncent parfois un manque de consultation ou des pratiques abusives de la part des entreprises (pressions, manipulations, voire déplacements forcés) [2.5.15][2.5.16].
Dans certains pays comme le Liberia, l’exploitation minière est perçue comme une opportunité économique, mais son développement reste limité par le manque de formation et d’infrastructures locales [2.5.17].
Conflits géopolitiques
Le lithium est devenu un enjeu stratégique majeur dans un contexte de transition énergétique. Une rivalité s’est notamment installée entre la Chine et les États-Unis. La Chine domine actuellement le raffinage du lithium et la production de batteries, ce qui pousse les États-Unis à sécuriser leurs approvisionnements et à développer leurs propres filières, notamment en Amérique du Sud [2.5.18].
Plus largement, les États cherchent à réduire leur dépendance aux importations et à garantir la sécurité de leurs chaînes d’approvisionnement. Cette dynamique renforce les tensions géopolitiques autour de cette ressource critique [2.5.19].
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Le lithium est le plus léger des atomes. Son caractère oxydable (E° (Li⁺ / Li(s)) = -3,0 V/ESH) et sa faible masse font de lui un élément essentiel pour la transition énergétique. Cependant, son origine dans l’Univers dépend de plusieurs processus astrophysiques. Une petite quantité est formée lors de la nucléosynthèse primordiale au moment du Big Bang, tandis qu’une grande part est produite lors de la spallation cosmique et lors de la nucléosynthèse de novae stellaires.
Il est omniprésent mais inégalement concentré, affichant une moyenne de 60 ppm dans la croûte continentale. Si les salars et les formations volcaniques sont les sources privilégiées, l’océan représente un réservoir colossal, bien que très dilué (0,17 mg/L).
Les principaux pays détenteurs de ressources mondiales en lithium sont le Chili (9,2 Mt), l’Australie (8,4 Mt), la Chine (4,6 Mt), ou encore les États-Unis et l’Argentine (4,4 Mt). Bien que les ressources soient importantes, elles ne sont pas toutes exploitables. Ainsi, les principaux pays détenteurs de réserves exploitables, économiquement et techniquement, sont les États-Unis (30 Mt), l’Argentine (28 Mt) et la Bolivie (23 Mt).
L’accès à des gisements exploitables reste donc un défi technique et géographique majeur.
Il est par ailleurs observé que les ressources mondiales en lithium ont augmenté au cours du temps, passant de 13 millions de tonnes en 2000 à 150 millions de tonnes en 2025 dans le monde.
En 2024, son usage est massivement dicté par la transition énergétique : 87 % de la production mondiale est absorbée par le secteur des batteries (véhicules électriques et stockage stationnaire).
Le reste de la demande se répartit ainsi :
Céramique et verre (5 %) : pour améliorer la résistance thermique.
Lubrifiants (2 %) : pour la stabilité des graisses industrielles.
Divers (6 %) : incluant la sidérurgie, l’aéronautique (alliages légers) et la médecine (traitement des troubles bipolaires).
Véritable « pétrole blanc », le lithium est aujourd’hui le pivot d’une économie mondiale en pleine mutation.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
L’extraction du lithium à partir de saumures consomme énormément d’eau, souvent dans des régions déjà en stress hydrique. Les saumures sont pompées vers des bassins où environ 90 % de l’eau s’évapore et est perdue, ce qui peut représenter jusqu’à 1 800 m³ d’eau par tonne de lithium et contribue à l’épuisement des ressources hydriques.
La production émet aussi du CO₂ : environ 5 à 25 kg de CO₂-eq par kg de Li₂CO₃ pour les saumures et 7 à 22 kg pour les gisements rocheux, soit jusqu’à 25 t de CO₂ par tonne produite.
Le recyclage des batteries libère également des particules fines, des métaux lourds et des composés organiques volatils. Cependant, par rapport à l’extraction de nouveaux matériaux, le recyclage réduit fortement les impacts environnementaux : émissions de GES (-58 % à -81 %), consommation d’eau (-72 % à -88 %) et d’énergie (-77 % à -89 %).
Enfin, la production pollue l’eau et les sols par des sels dissous, des métaux et des effluents chimiques issus des procédés hydrométallurgiques, comme observé au Salar d’Uyuni où des saumures très salines et acides contiennent du lithium, du bore et de l’arsenic.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
L’extraction du lithium, pilier de la transition énergétique, soulève des défis éthiques et humains majeurs. Dans le « triangle du lithium » et au Nigéria, les conditions de travail sont souvent précaires : exploitation d’enfants dès l’âge de cinq ans, risques respiratoires liés aux poussières et aux mines illégales.
Ce secteur fragilise également les communautés locales en accaparant les ressources vitales en eau douce et en occupant des terres ancestrales sans consentement, utilisant parfois la menace pour délocaliser les populations autochtones.
Sur l’échiquier mondial, le lithium alimente une vive rivalité géopolitique. Face à l’hégémonie chinoise sur le raffinage et la production de batteries, les États-Unis et l’Europe tentent de sécuriser leurs propres chaînes d’approvisionnement afin de garantir leur souveraineté industrielle. Entre crises sociales et quête d’autonomie, le contrôle du lithium cristallise les tensions entre développement technologique et respect des droits fondamentaux.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
03 Li - Lithium - CPE Lyon - 2023-2024 - Partie 2 selon le scenario
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’’ …).
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
03 Li - Lithium - CPE Lyon - 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
Tout d’abord, l’article de NégaWatt [2] propose un scénario où rien ne change et tous les véhicules sont électriques d’ici 2050. Les habitudes ne changent pas non plus ainsi que le nombre de véhicules et les distances parcourues. Aucune sobriété n’est considérée dans ce scénario. Tous ces éléments rejoignent le même scénario type qui est le scénario business as usual. En effet, le scénario business as usual correspond à une situation où les comportements et les usages restent inchangés malgré une évolution technologique. Ici, même si les véhicules deviennent électriques, les habitudes de mobilité (nombre de voitures, distances parcourues) ne sont pas remises en question et aucune démarche de sobriété n’est envisagée. On reste donc dans une logique de continuité des pratiques actuelles, ce qui caractérise précisément un scénario business as usual.
En ce qui concerne le scénario de l'IFPEN [3], le scénarion Business as usual (BAU) a été choisi car il évoquait une progression continue du taux de possession de véhicules et une plus grande dépendance vis-à-vis de la voiture ce qui rappelle le scénario business as usual.
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 voitures électriques se développent massivement avec l'électrification massive du parc automobile d’ici 2050 (50%, [3] et 100% [2]).
En raison de la forte croissance des voitures électriques, une forte demande en lithium est observée. Les réserves de lithium allouées à la France se trouveront épuisées dès 2035.[2] C’est pourquoi, un projet de mine de lithium à Échassières dans l’Allier. Elle pourrait devenir la plus grande mine d’Europe est en discussion. Sa production annuelle pourrait atteindre, à partir de 2028, 34 000 tonnes d’hydroxyde de lithium monohydraté, soit environ 5 600 tonnes de lithium métal 46 et ce pendant une durée de 25 ans [2]. La production minière cumulée pourrait finalement atteindre 16,8 Mt entre 2005 et 2050 [3].
Tous types de bouclage est impossible. Le recyclage ne permet pas de subvenir aux besoins de lithium [2]. La sobriété n’est pas présente. Les régulations sont en échec et les dépendances vis-à-vis des pays producteurs (Chine) restent fortes [3].
Aucune voie de substitution n’est envisagée dans ce scénario [2]. Les technologies émergentes ne sont que des idées lointaines car le marché ne permet pas d’innover [3].
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Une tension d’approvisionnement est probable car les réserves de lithium allouées à la France se trouveront épuisées dès 2035 [2]. Les tensions sont donc géopolitiques [3]. De plus, à l’échelle européenne des tensions sociales émergent avec le projet de l’Union européenne, Ciran, qui vise à étudier les possibilités d’extraction des matières premières critiques dans les aires protégées [2]. Les tensions écologiques sont très présentes car l’extraction en masse aura un impact sur le changement climatique avec des problématiques de surconsommation de la ressource en eau, d’artificialisation des sols, de toxicité et de perte de biodiversité. [2]
Le scénario business as usual repose sur une exploitation massive du lithium à l’échelle mondiale, avec des infrastructures d’extraction, de raffinage et de production de batteries très développées. Comme les usages ne diminuent pas, la demande pourrait être multipliée par 8 d’ici 2040. Ce modèle profite surtout aux pays producteurs (Australie 52 %, Chili 22 %, Argentine 7 %) et à la Chine (environ 60 % du raffinage), tandis que les populations locales subissent les impacts. En fin de vie, le recyclage reste très limité (5 à 7 %) et une grande partie du lithium est perdue. Cela dégrade fortement les milieux, notamment dans le désert d’Atacama où l’extraction consomme 4 230 L d’eau par seconde, provoquant stress hydrique et atteinte à la biodiversité. Les salars du “triangle du lithium” (environ 60 % des réserves mondiales) deviennent ainsi des zones critiques, voire sacrificielles, dans un monde marqué par de fortes dépendances géopolitiques [2].
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario business as usual repose sur l’électrification massive du parc automobile d’ici 2050, entraînant une multiplication de la demande en lithium. Dans cette lignée, il n’y a pas de sobriété et les usages ne diminuent pas, entraînant l’épuisement des réserves allouées à la France dès 2035. Tout bouclage est impossible car le recyclage reste très limité et aucune voie de substitution n’est envisagée. Cela amplifie les dépendances géopolitiques vis-à-vis de la Chine et peut générer des tensions sociales avec des projets d’extraction dans les aires protégées. Pour répondre à cette forte demande, une production massive est visée, ce qui crée des tensions écologiques liées à l’artificialisation des sols, la toxicité de la biodiversité. L’extraction consomme 4230 L d’eau par seconde dans le désert d’Atacama, générant un stress hydrique extrême qui transforme les territoires en zones sacrificielles.
03 Li - Lithium - CPE Lyon - 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
Un scénario différent conserve l’idée de diversification énergétique proposée dans le scénario technologie verte précédent dans l'article NégaWatt [2], en ajoutant une réflexion supplémentaire. On se pose ici la question de l’effet d’une meilleure adéquation de la taille des véhicules à leurs usages. Il s’agit donc d’une optique de sobriété dimensionnelle.
A l’heure actuelle, les véhicules sont pensés pour leur usage le plus intensif, comme un chargement lourd ou le fait de partir en vacances. Ce scénario propose donc une évolution des usages afin de trouver un compromis entre besoin et ressources, notamment privilégier les micro-voitures pour les besoins quotidiens, et l’autopartage pour les besoins occasionnels plus lourds.
La combinaison des modes de déplacements demande une coordination et une optimisation collective, on passe alors d’un système individuel à un système partagé, commun, et donc interdépendant. La ressource reste contrainte mais le partage devient nécessaire pour l’économiser et la consommation individuelle diminue prévoyant une économie de près de 30000 tonnes de lithium d’ici 2050 et une date d’épuisement du lithium reportée à 2055.
L’équilibre entre efficacité et sobriété correspond alors à un scénario de coopération territoriale. L’article met alors en avant une transformation progressive des systèmes et des usages, fondée sur une gestion davantage rationnelle des ressources.
le scénario proposé par l'IFPEN se rapproche du scénario coopérations territoriales car il y a une limitation de l’augmentation de la température ainsi qu’une réduction de la mobilité (avec, moins de déplacement individuel, des distances plus courtes, plus de véhicules électriques, parc automobile réduit).
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
Le scénario de coopération territoriale de l’ADEME décrit une société fondée sur une gouvernance partagée et des collaborations entre acteurs publics et privés, favorisant la cohésion sociale et une transition progressive vers la neutralité carbone grâce à des modes de consommation responsables et des investissements massifs dans les énergies durables. Ainsi, la transformation des usages passe par une modification des modes de déplacement. Cela implique de limiter le nombre de véhicules en service et de préférer l’utilisation de véhicules hybrides (rechargeables ou non) et de véhicules électriques. [3] De plus, les usages s’inscrivent dans une volonté de réduire la surconsommation liée aux besoins ponctuels plus extrêmes, en adaptant notamment les véhicules à leurs usages pour que ceux-ci deviennent plus dimensionnés. Au lieu de posséder un seul véhicule lourd pour tous les usages, l’objectif est de basculer dans l’autopartage pour que le véhicule devienne un service fonctionnel et adapté selon les besoins [2].
La diminution du nombre de véhicules sur le marché automobile, l’extraction de matières premières devient moins intense, donc les quantités de lithium extraient sont plus faibles [2][3]. La logique de production passe alors d’une production de masse à une logique davantage adaptée aux usages réels. Un écosystème partagé entre les usagers selon les besoins substitue le besoin de production massive pour s’ancrer davantage dans les réalités locales [2].
Un bouclage économique émerge dans ce scénario, se traduisant par une réduction de la consommation du lithium grâce à la mutualisation des usages et la coopération des usagers, mais également un bouclage d’aspect social ou l’utilisation de la ressource dépend de cette coopération entre les individus, favorisant ainsi l’échange et le partage [2].
Ici, la substitution se fait dans l’usage et les habitudes plutôt que dans les technologies et procédés utilisés. Le lithium est toujours présent dans les batteries des véhicules, mais l’autopartage et la coopération déplace la dépendance au lithium dans une dépendance avec les autres usagers, pour un usage plus consciencieux de cette ressource [2].
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Actuellement, aucun risque géologique majeur pour le lithium n’est prévu pour les années à venir: les ressources sont abondantes et devraient être en grande partie exploitables d’ici 2050. [3]
En revanche, le principal risque concerne le fonctionnement du marché. La demande en forte croissance nécessite l’ouverture de nouvelles mines, mais leur mise en exploitation est longue (jusqu’à 10 ans). De plus, la production manque de flexibilité à court terme : certaines sources comme les roches (spodumènes) s’adaptent plus vite, tandis que les salars nécessitent des délais très longs (jusqu’à 18 mois).[3]
De plus, si les ressources en lithium ne présentent pas de risques géologiques majeurs à court terme, il exude tout de même de nouvelles vulnérabilités liées à l’organisation d’un nouveau système de mobilité. La dépendance aux solutions de partage nécessite une coordination efficace entre les acteurs du changement, c’est-à-dire les usagers. En cas de dysfonctionnement, la tension n’est plus liée à la ressource mais à la capacité collective à organiser son usage [2].
Les impacts environnementaux importants liés à la production de lithium concernent notamment les émissions de CO₂, la forte consommation d’eau et l’occupation des sols. Ces contraintes montrent que l’exploitation de cette ressource exerce une pression significative sur les territoires. L’exemple du Chili illustre également des tensions locales, avec l’opposition des populations et des groupes environnementaux face à l’utilisation des ressources en eau, ce qui souligne l’importance des enjeux territoriaux et de l’acceptabilité sociale.[3]
Par ailleurs, le développement du lithium géothermal apparaît comme une alternative plus durable, réduisant fortement l’usage de l’eau et des terres. Le fait que ces ressources soient présentes en Europe (France, Allemagne, Royaume-Uni) ouvre la possibilité d’une production plus localisée. Cela s’inscrit dans une logique de valorisation des ressources propres à chaque territoire. Enfin, la volonté de développer un lithium « made in Europe », ainsi que la création de l’alliance européenne pour les batteries regroupant de nombreux acteurs publics et privés, montrent une dynamique de structuration d’une filière à l’échelle régionale. [3]
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario de coopération territoriale de l’ADEME repose sur une transformation des usages, privilégiant la sobriété, l’autopartage et une mobilité adaptée aux besoins, ce qui réduit le nombre de véhicules tout en augmentant la part des véhicules électriques et hybrides. Cette évolution limite la pression sur les ressources et les matières premières comme le lithium et favorise une production plus locale et adaptée à la demande réelle. Ce modèle s’appuie aussi sur un bouclage économique et social fondé sur la coopération entre les usagers. Cependant, malgré des ressources suffisantes à moyen termes, des tensions peuvent apparaître par rapport à la demande et aux délais de mise en exploitation. Tandis que les impacts environnementaux et les enjeux d'acceptabilité par les populations locales restent importants, ouvrant la voie à des alternatives plus durables comme du lithium géothermal et la création d’une filière européenne.
03 Li - Lithium - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Génération frugale
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
L’article NégaWatt [2] présente une dernière prévision, selon laquelle l’ensemble des hypothèses des théories précédentes seraient reprises, à savoir la diversification énergétique et la sobriété dimensionnelle. Deux autres mesures de sobriété sont ajoutées à ces éléments : la première est la diminution des nécessités de déplacement, en valorisant le télétravail par exemple, ou a minima l’emprunt de modes de transports dits doux, tels les transports en commun ou le vélo. La seconde est la promotion du covoiturage afin de réduire le taux d’occupation moyen par véhicule.
Les mesures énoncées sont celles qui se rapprochent le plus du scénario de génération frugale car, d’une part, les contraintes ne sont pas forcées mais choisies. En effet, c’est l’un des seuls scénarios pour lequel l’empreinte lithium n’est pas compromise, et les limites des réserves ne sont pas atteintes. D’autre part, l’une des propositions consiste à réduire la mobilité et à employer des modes peu émetteurs d’équivalent CO2. Enfin, les notions des scénarios précédents seraient reprises, qui sont l’innovation technologique, la réutilisation et réparation des véhicules.
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 de l’ADEME se base avant tout sur une logique de sobriété globale. Ce dernier mise sur la diminution drastique de la demande en lithium par une évolution profonde des modes de vie. La majorité du marché du lithium étant destinée aux batteries, essentiellement automobiles, c’est ici que les efforts sont concentrés.
La baisse de demande proviendrait d'une diminution globale des déplacements individuels, notamment de ceux en voitures. L’objectif serait de diminuer la distance annuelle parcourue en voiture de 12.000 à 7.300 km par personne d’ici 2050. Par ailleurs, cette diminution devrait s’accompagner d’une mise à l’échelle des véhicules actuels, notamment en réduisant leur taille pour diminuer leur consommation.
La mutualisation des véhicules est également un axe d'amélioration possible, il permettrait de diminuer le taux d’équipements de 30%.
Avec ces évolutions, ce scénario serait le seul permettant d’avoir une empreinte lithium assez faible pour ne pas saturer les réserves mondiales avant 2050.
Malgré la baisse de la demande, il sera nécessaire de sécuriser les moyens de production pour assurer l’indépendance énergétique. Pour cela, il faudrait être capable de relocaliser la production de lithium en France.
La production française de lithium pourrait être assurée par des gisements dans l’Allier ou avec l’exploitation des saumures géothermales alsaciennes. Ces nouveaux lieux de productions auraient le double objectif de s’éloigner des dépendances aux marchés extérieurs, mais aussi de développer des méthodes d’extraction plus respectueuses de l'environnement et des travailleurs.
Ce scénario rendrait possible un bouclage complet là où les autres échoueraient par excès de demande en lithium.
Grâce à un bouclage socio-économique fort, la priorité des citoyens serait donnée à la réparabilité et à la prolongation de la durée de vie des objets et des batteries. La société transitionne d’un modèle individualiste vers une mutualisation des véhicules. L’autopartage deviendrait une norme pour les déplacements journaliers et occasionnels.
Permise par un bouclage politique, la mise en place de régulations limitant la taille des batteries et le poids des véhicules est essentielle. Cette sobriété favorise l’essor des micro-voitures, moins gourmandes en métaux. L’augmentation des taux de recyclage est une mesure ambitieuse puisqu'il devrait atteindre 12% d’ici 2036 pour que le modèle reste viable.
Pour permettre d’augmenter ce taux de recyclage à 12%, le bouclage technologique doit transformer les procédés de recyclage actuels peu efficaces en une filière performante. La demande allant diminuer, le recyclage finira par couvrir une part importante du marché avec pour objectif final de se rapprocher de l’économie circulaire.
Ce scénario n’attend pas de “solution miracle” technologique, mais explore des alternatives par substitutions matérielles et fonctionnelles moins ambitieuses que sur d’autres scénarios.
L’utilisation de batteries basées sur le sodium serait adaptée à ce scénario, ces dernières ne permettent pas de réaliser de long trajet, mais le pari Génération frugale se base exactement sur la diminution des distances parcourues. Ces dernières seraient parfaitement adaptées pour les micro-voitures.
Les voitures seront également progressivement remplacées par le vélo, la marche, etc.. notamment en milieu urbain.
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
A l’échelle européenne le problème d’approvisionnement serait résolu, avec notamment les projets d’extraction dans l’Allier et dans l’Alsace. Il faut toutefois envisager l’hypothèse selon laquelle certaines nations ne seraient pas auto-suffisantes, et convoitent les sites de production de leurs voisines. De plus, il faut ajouter l’aspect du recyclage. Actuellement, la récupération du lithium dans les batteries se fait principalement dans six régions, dont la Chine qui en effectue une moitié. Cette répartition des installations de recyclage et des sites de production, tous deux essentiels au renouvellement des batteries, pourrait amener la notion de dépendance entre les États, et dès lors cette situation engendrerait des discordances géopolitiques.
Au sujet du recyclage, ce qui pose problème aujourd’hui, c’est la quantité de lithium récupérée par rapport à la quantité initiale. Afin de garantir l’atteinte du taux de lithium recyclé dans les nouvelles batteries, tel que requis par la réglementation qui sera en vigueur en Europe, il faut être capable d’augmenter la récupération de cet élément. Il apparaît alors une nouvelle contrainte, cette fois de type technologique vis-à-vis du procédé de recyclage.
Ce scénario est possible dans un monde où la mobilité individuelle est minimisée. Ceci serait possible en maximisant le télétravail, en privilégiant le commerce d’ultra proximité, et en abrogeant les déplacements superflus, non essentiels à la vie quotidienne. Cette dynamique émerge pour le moment, mais il y a cependant une nécessité de continuer et d’approfondir ce changement de mentalité, qui consiste à prendre soin de l’écosystème.
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario Génération frugale de l’ADEME repose sur une logique de sobriété globale visant à réduire fortement la demande en lithium, principalement utilisée pour les batteries automobiles. Cette baisse s’appuie sur une diminution des déplacements en voiture, ainsi que sur une réduction du nombre de véhicules grâce à leur mutualisation. Les véhicules deviennent plus petits et moins consommateurs, tandis que les mobilités comme le vélo et la marche se développent, notamment en ville. La société évolue vers un modèle fondé sur la réparabilité et la prolongation de la durée de vie des objets, avec un développement de l’autopartage. Des régulations limitent la taille des batteries et le poids des véhicules. De plus, le recyclage devient un point important pour que le modèle reste viable dans le futur. Des tensions géopolitiques sont possibles, notamment en raison de la récupération du lithium qui se fait principalement en Chine. Des alternatives comme les batteries sodium-ion sont envisagées. Ce scénario suppose enfin une réduction de la mobilité individuelle, favorisée par le télétravail, le commerce de proximité et la diminution des déplacements non essentiels.
03 Li - Lithium - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Pari réparateur
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
le scénario pari réparateur est chosi dans la publication de l'IFPEN [3] car il y a une régulation de l’augmentation de la température montrant que des mesures sont mises en place mais la mobilité reste en croissance habituelle, avec cependant une adaptation de cette mobilité pour correspondre à cette régulation (véhicules électrique).
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 usages du lithium dans ce scénario impliquent une électrification massive du parc mobile. Ainsi, près de 50% des véhicules devraient être électriques d’ici 2050. Ainsi, il s’agit d’une substitution technologique plutôt qu’une sobriété puisque les moteurs thermiques sont remplacés par des moteurs électriques sans réduire l’utilisation d’automobiles.
Ce scénario implique une production minière de lithium plus importante, en effet suite à une électrification du parc mobile, sans changer de mobilité cela implique une forte production de lithium car il y a une plus grosse demande en batteries lithium-ion.
Dans ce scénario, le bouclage est politique, puisqu’il s’agit d’atteindre l’objectif climatique de 2°C tout en maintenant une mobilité de type BAU. En effet, le modèle TIAM-IFPEN projette une électrification de 50% du parc automobile, ce qui entraîne une demande de lithium de 27,1Mt, dépassant les réserves estimées en 2020. Afin de réaliser ces objectifs, les autorités doivent intervenir pour accélérer l’ouverture de nouvelles mines, soutenir les capacités industrielles de transformation, et renforcer des normes encadrant le recyclage et l’approvisionnement. Ainsi, le bouclage est indispensable pour compenser l’absence de sobriété dans un cadre ou l’utilisation de véhicules individuels est importante. Les régulations climatiques imposent une accélération de l’électrification, et les politiques doivent garantir que les réserves répondent à la demande de l’industrie. Cependant, malgré ces mesures, la demande dépasserait les ressources connues, donc le bouclage politique permet de retarder les tensions mais ne la résorbe pas entièrement.
Aucune substitution n’est mentionnée pour ce scénario. Bien que la marge de sécurité d’approvisionnement diminue du fait de la pénétration massive du véhicule électrique au niveau mondial, les résultats du modèle n’indiquent pas de réelle criticité géologique pour le lithium et par conséquent la substitution n’est pas forcément envisagée.
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
L’électrification massive du parc automobile provoque une forte pression sur la chaîne d'approvisionnement du lithium, avec de nombreuses tensions. En effet, les tensions d’approvisionnement peuvent être géopolitiques étant donné que la concentration des réserves de lithium autour du monde est inégale. Elles se situent principalement en Australie, au Chili et en Chine et soumettent les chaînes d'approvisionnements à des risques de dépendance et des conflits commerciaux. Les tensions sont également industrielles, avec l’accélération de l’ouverture de mines et le développement des capacités de transformation qui peuvent rencontrer des problèmes ou retards techniques, des limitations liées à la main-d'œuvre ou encore des réglementations. Enfin elles sont territoriales puisque les projets miniers peuvent générer des conflits avec l’utilisation du territoire à échelle locale en particulier dans des zones agricoles ou encore protégées.
L’augmentation de l’extraction du lithium notamment dans des zones sensibles ou rurales engendre des tensions sociales et environnementales. Les projets d’expansion minière peuvent entraîner des conflits d’usage du sol, des contestations des populations locales mais également des affrontements entre les entreprises minières du lithium. De nombreuses revendications autour du droit à la terre, la préservation de l’environnement peuvent surgir et ralentir les projets, générer des frais supplémentaires et nuire à l’image des industriels. Sur le plan environnemental, les populations vivant autour de mines ou usines de transformation ou raffinage sont exposées à différents risques tels que la baisse de la qualité de l’air, de la consommation de l’eau (l’extraction du lithium par évaporation dans les salars consomme d’importantes quantités d’eau), ou encore la dégradation des paysages avec les rejets chimiques, la construction d’infrastructures minières ou industrielles. Or, ces communautés ne sont pas toujours dédommagées et peu souvent prises en compte dans les bénéfices économiques de la transition énergétique. Cela crée une contradiction entre les objectifs climatiques mondiaux et la dégradation de la qualité de vie à échelle locale.
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario Pari réparateur repose sur une électrification importante du parc automobile, en substituant les usages plutôt qu’en les réduisant. Cette transition repose sur une hausse importante de la demande en lithium entraînant une augmentation significative de l’activité minière. Elle nécessite un soutien politique afin d’ouvrir des mines, développer l’industrie et encadrer le recyclage et les approvisionnements. Or, le modèle génère des tensions géopolitiques, liées à la concentration des ressources, ainsi qu'à des contraintes techniques et réglementaires. A échelle locale, les projets miniers provoquent des conflits d’usage et des contestations. L’extraction de lithium entraîne des impacts environnementaux, et bénéficie peu aux populations locales créant une contradiction entre les objectifs climatiques globaux et les effets négatifs à échelle locale. L’absence d’alternative au lithium accentue la pression sur cette ressource et contribue à maintenir, voire renforcer les tensions.
03 Li - Lithium - CPE Lyon - 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’’ …).
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
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]
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]
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.
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, ... )
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
(500- 1000 caractères environ)
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
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 ?Elements co-évoluant :
La symbiose minière
La dépendance entre les éléments s’explique par plusieurs mécanismes géochimiques ayant lieu dans les pegmatites LCT (lithium-césium-tantale). Certains éléments se concentrent conjointement au cours de l’évolution du magma. Le mécanisme à l'origine de cette co-évolution est la cristallisation fractionnée. En effet, lors de la solidification du magma, les minéraux majeurs cristallisent en premier, puis des éléments compatibles se joignent à la structure cristalline de ceux-ci. Cependant, les éléments tels que le lithium, celsium ou le tantale sont incompatibles avec ce phénomène et vont donc rester dans le magma résiduel au fil de la cristallisation. Ainsi, la concentration en lithium dans le magma évolue avec celles des éléments partageant le même comportement géochimique (1).
Dans les systèmes LCT, cette coévolution est particulièrement marquée. Cependant, le lithium évoluent également avec un ensemble plus large d’éléments incompatibles. On y retrouve le béryllium, le niobium, l’étain, le hafnium, le gallium et le rubidium. Ces éléments présentent des comportements similaires à celui du lithium(1).
Ainsi l’exploitation du lithium permet de valoriser d’autres produits. En effet, les gisements de pegmatites LCT représentent environ un tiers de la production mondiale de lithium, la quasi-totalité du tantale, et la totalité du césium. Les éléments, Li, Cs, Ta, Sn et Be forment donc le socle naturel des symbioses matérielles issues de pegmatites.
Par ailleurs, le rôle des éléments volatils est déterminant dans ce processus. La présence du fluor, du bore, du phosphore et d’eau dans les phases tardives du magma abaisse la température de fusion, augmente la mobilité des éléments et favorise la croissance de cristaux qui caractérisent les pegmatites. Ces éléments ne coévoluent pas seulement avec le lithium, ils permettent également de contrôler sa concentration. Ainsi, ils jouent un rôle indirect mais essentiel dans la dépendance géochimique entre les éléments(1).
La symbiose géothermique
La symbiose géothermique peut être représentée par le projet Vulcan Energy Resources. Ce dernier modèle illustre ce qu’on pourrait appeler une symbiose à flux croisés : un seul flux géologique (la saumure chaude) est décomposé en plusieurs flux industriels (chaleur, électricité, lithium) qui s’alimentent mutuellement. (2)
L’eau chaude est pompée à plusieurs kilomètres sous terre. Sa chaleur sert à produire de l’électricité et du chauffage, puis le lithium est extrait. En effet, la chaleur concentre le chlorure de lithium, l’électricité alimente l'électrolyse et la saumure appauvrie est réinjectée pour maintenir le réservoir, ce qui limite l’impact environnemental. (3)
C’est un modèle d’écologie industrielle souterraine, où le gisement lui-même joue le rôle d’infrastructure énergétique.
Symbioses industrielles :
Les coproduits directs de la transformation
Les procédés industriels de traitement du lithium génèrent des sous-produits récupérables : chlorure de potassium (KCl), sulfate de sodium (Na2SO4), chlorure de sodium (NaCl), sulfate de potassium (K2SO4), et acide borique (H3BO3).(4)
Les matériaux de batteries purifiés comprennent l’hydroxyde de lithium (LiOH), le carbonate de lithium (Li2CO4), le chlorure de lithium (LiCl), mais aussi le sulfate de nickel (NiSO4), le sulfate de cobalt (CoSO4) et le sulfate de manganèses (MnSO4).(4)
Les “compagnons de chaînes techniques”
Le lithium ne fonctionne jamais seul. En effet, il est le porteur d’ions, mais dépend d’autres éléments, ayant chacun un rôle précis. Certains permettent de stocker l'énergie dans les batteries lithium-ion. Elles sont composées d’une cathode formée d’un oxyde mixte de lithium, principalement LiCoO2 mais aussi LiMn2O4, LiNiO2, LiFePO4. L’anode de la pile est composée par le carbone graphite. Le lithium forme un alliage avec le graphite en s'intercalant dans les feuillets du graphite composé de carbone. Enfin, l’électrolyte est constitué de fluorophosphate de lithium (LiPF6).(6)
On retrouve le lithium dans d’autres chaînes techniques. Dans l’aéronautique, le lithium co-évalue l'aluminium. L’ajout de 1% de lithium dans l’aluminium permet de diminuer sa masse volumique de 3% et d’augmenter son module élastique de 6%.(5) Un airbus contient 13,4 tonnes d’alliages Al-Li, soit 5% de la masse de l’appareil. Dans la métallurgie, il interagit également avec l’aluminium via la cryolithe. L’ajout de carbonate ou de chlorure de lithium dans le bain de cryolithe forme du fluorure de lithium qui abaisse la température de fusion et limite les émissions de difluor.(5)
Ce que nous apprend les interdépendances
La co-criticité
Cartographier les symbioses du lithium, c’est cartographier ses points de rupture. Le lithium ne peut exister comme technologie sans ses compagnons. Or chacun d’entre eux est lui-même critique.
Entre 85 et 95% des matériaux utilisés dans la composition des batteries proviennent de Chine. Le véritable problème réside dans la concentration de l’industrie de traitement des minerais essentiels aux technologies vertes. Les longs délais de l’entrée en production de nouvelles mines, souvent entre 10 et 20 ans, s’écoulent entre l’exploration et l’exploitation commerciale, limitant les réponses face à la demande en explosion ou aux fortes perturbations des chaînes d’approvisionnement mondiale. (7)
Ainsi, les symbioses sont considérées comme rigides. En effet, on ne remplace pas facilement un compagnon de chaîne technique par un autre. Cela prend des années pour changer de chimie de batterie, passer du NMC (nickel, manganèse et cobalt) à LFP (lithium, fer et phosphore), et configurer toute la chaîne de valeur.
Cela révèle que la transition énergétique ne réduit pas les dépendances mais elle les déplace, du pétrole vers les métaux, en les rendant plus nombreuses et plus interdépendantes.
Une tentative de robustesse
Une réponse possible à cette fragilité est la désymbiose partielle, c'est-à-dire changer de compagnons de chaîne technique. En effet, alors qu’une batterie NMC utilise des matériaux onéreux et géopolitiquement sensibles, la technologie LFP utilise du fer et du phosphore, deux éléments abondants et peu coûteux. Néanmoins, la Chine maîtrise aujourd'hui l’ensemble de la chaîne de production, depuis l'extraction des matières premières jusqu’à l'assemblage final des cellules, ce qui lui confère un avantage concurrentiel face aux autres producteurs mondiaux.(8)
Les dimensions invisibles des symbioses
L’eau est la symbiose invisible par excellence puisqu’elle ne figure pas dans la liste de “compagnons de chaîne technique”, mais elle conditionne toute la transformation du lithium. Cette dernière n'apparaît dans aucune formule chimique de batterie et pourtant elle est consommée massivement à chaque étape. Dans le Salar de Atacama au Chili, les activités minières ont consommé 65% des ressources en eau de la région , avec un impact important sur les agriculteurs locaux, ou certaines communautés qui doivent déjà faire venir l’eau d’ailleurs.(9) D’autres impacts, comme l’exposition du salar à des produits chimiques sont à l'étude. En effet, ces derniers pourraient contaminer des cours d’eau utilisés par les humains et le bétail.
D’autre part, la symbiose Li-Co implique le travail humain dans des conditions extrêmes. En République Démocratique du Congo (RDC), on estime qu'environ 40 000 enfants doivent travailler dans des mines pour récupérer le cobalt, âgés de 3 à 17 ans, dans des conditions périlleuses et déplorables, descendant dans des puits profonds sans protection.(10) L’expansion de mines industrielles a ainsi entraîné l’expulsion forcée de populations entières et d’autres graves atteintes aux droits humains, notamment des agressions sexuelles, des incendies volontaires et des violences.(11) Les conséquences de la symbiose Li-Co, pourtant indispensable pour la production de batterie, restent totalement invisibles tant qu’on n’en fait pas la cartographie.
En RDC, l'expansion de mines industrielles de cobalt et de cuivre a entraîné l'expulsion forcée de populations entières et d'autres graves atteintes aux droits humains, notamment des agressions sexuelles, des incendies volontaires et des violences.
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
Le lithium n’existe jamais seul. Géologiquement, il co-évalue avec le césium, le tantale, le rubidium et l'étain dans les pegmatites LCT, rendu possible par des éléments volatils (F, B, P, eau).
Lors de sa transformation, ses partenaires naturels disparaissent et de nouveaux apparaissent : cobalt, nickel, manganèse, fer, phosphore dans les cathodes ; graphite dans l’anode et le fluor et phosphore dans l’électrolyte.
Ces symbioses techniques révèlent une fragilité systémique puisque 85 à 95% des matériaux de batteries sont raffinés en Chine. La transition énergétique ne réduit pas les dépendances, elle les déplace.
Cartographier ces symbioses rend enfin visible ce que l’objet technique dissimule : l’eau sacrifiée dans l’Atacama ou encore les enfants travaillant dans les mines. Derrière la légèreté d’une batterie se cache la lourdeur d’un système mondial d’extractions et de violences.
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 lithium est un élément qui n’a pas qu’une seule facette ; il possède de multiples visages. Ses hétéronymes ont évolué au cours du temps en fonction de ses usages et des récits qui l’entourent. Historiquement, le lithium apparaît d’abord comme un simple minéral en 1790. C’est en 1817 qu’il est isolé et nommé lithium. Il s’incarne ensuite dans un rôle de soignant pour ses propriétés médicinales. Il a servi pour le traitement de la goutte, de la manie ou encore des troubles bipolaires et dépressifs. Son identité change dès 1940 lorqu’il entre dans le milieu industriel sous forme de graisse de lithium pour les moteurs d’avions, encore valable de nos jours. Durant la Guerre foide, il devient un acteur stratégique indispensable à la création d’armes nucléaires. Enfin, avec l’avènement des batteries rechargeables, le lithium change de statut. En 1980 et 1985, différentes percées permettent d’améliorer ces batteries et d’en faire celles qu’on connaît. Aujourd’hui, il n’est plus seulement un métal, mais le personnage central qui alimente les récits de transitions écologiques.
03 Li - Lithium - CPE Lyon - 2025-2026 - Résumé global
6. Synthèse
Résumé global : travail collectif à partir des synthèses
Le lithium est un élément métallique alcalin léger, le plus petit des métaux. Bien qu’omniprésent, il est faiblement concentré dans la croute terrestre (60 ppm en moyenne). On le trouve principalement dans les pegmatites, les saumures (salars) et, de manière émergente, dans les argiles volcano-sédimentaires. Stratégique pour la transition énergétique, il est au cœur des batteries lithium-ion qui représentent désormais environ 86 % de ses usages (contre 37 % en 2015). Les ressources mondiales sont importantes mais inégalement réparties, avec une forte concentration géographique en Amérique du Sud, en Australie et en Chine. Son extraction repose sur deux filières principales : les saumures et les roches dures, impliquant des impacts environnementaux significatifs, notamment une forte consommation en eau, provoquant d’important stress hydrique, et des émissions de CO2.
Concernant la fin de vie, le recyclage est un défi critique : actuellement, seuls 5 à 7 % du lithium est réellement recyclés. Bien que des rendements expérimentaux atteignent 99,9 %, l’efficacité globale reste faible : il faut recycler environ 28 000 tonnes de batteries électroniques pour obtenir une tonne de lithium.
L’avenir du lithium dépendra d’un arbitrage de la société : une croissance exponentielle dû à une électrification massive, ou une transition sobre privilégiant la mutualisation. Au-delà des progrès du recyclage, la pérennité de la ressource repose avant tout sur la transformation de nos modes de vie.
Enfin, le lithium révèle des interdépendances complexes : sa production est liée à d’autres métaux (cobalt, tantale, césium) et soulève des enjeux éthiques importants, comme le travail des enfants dans les mines de cobalt en RDC, indissociable de la filière des batteries.
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
La Silice (Si) est un métalloïde de numéro atomique 14, tétravalent (3S², 3P²) et de masse atomique 28,086 g/mol. Ses isotopes naturels stables sont le 28Si (92%), 29Si (5%), 30Si (3%).
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.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.
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)
Références section 2.2:
[ART - AUT - DATE] : .....
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
Références section 2.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 2.5:
[ART - AUT - AAAA] : .....
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
(500- 1000 caractères environ)
14 Si - Silicium - UBO - 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’’ …).
Choix parmi les 5 scénarios
Business as usual
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
14 Si - Silicium - UBO - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Pari réparateur
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
Pari réparateur
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
14 Si - Silicium - UBO - 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
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
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, ... )
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
(500- 1000 caractères environ)
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
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
phosphore
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.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.
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)
Références section 2.2:
[ART - AUT - DATE] : .....
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
Références section 2.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 2.5:
[ART - AUT - AAAA] : .....
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
(500- 1000 caractères environ)
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 phosphore est un élément chimique de symbole P et de numéro atomique 15. Son nom vient du grec « phôsphoros », qui signifie « qui porte la lumière ». Cette appellation lui a été donné par son découvreur Hennig Brandt en 1669, après avoir observé une de ses propriétés physiques : sous sa forme blanche, il peut s’enflammer spontanément à l’air libre en produisant une flamme blanche très éblouissante. Sa masse atomique est de 30,97 g/mol, ce qui en fait un élément relativement léger.
Du point de vue de sa structure électronique, le phosphore possède la configuration [Ne] 3s² 3p³ (configuration complète : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³). Il dispose donc de cinq électrons sur sa couche externe, ce qui explique sa réactivité chimique importante et sa capacité à former de nombreuses liaisons avec d’autres éléments.
Le phosphore possède 18 isotopes connus. L’isotope le plus abondant est le phosphore-31 (A = 31, Z = 15), qui est stable (ou quasi stable) et représente 100 % du phosphore présent naturellement. Les autres isotopes majoritaires : phosphore-32 et phosphore-33 sont instables : le phosphore-32 a une demi-vie de 14,28 jours, tandis que le phosphore-33 a une demi-vie de 24,3 jours. Ils sont tous deux émetteurs β-.
Sur le plan physique, le phosphore à une température de fusion et d’ébullition respectivement de 44,1 °C et 280 °C à pression atmosphérique. Il existe sous plusieurs formes appelées allotropes, qui présentent des propriétés différentes. Le phosphore blanc, forme naturellement présente sur terre, a une masse volumique de 1,82 g/cm³. Le phosphore rouge, obtenu à partir du blanc à 250°C par restructuration cristalline, à une masse volumique plus élevé de 2,34 g/cm³. Les autres formes minoritaires, le phosphore violet et le phosphore noir, obtenues à partir du rouge à forte température et pression (550 °C, haute pression), ont eu une masse volumique respectivement de 2.36 g/cm3 et de 2.70 g/cm3. Le phosphore blanc est le plus réactif, tandis que le phosphore noir est le plus stable. Enfin, bien que le phosphore élémentaire soit très peu soluble dans l’eau, sa forme phosphate l'est.
Références section 1.1:
[WEB-LEL-2026] L’Élémentarium, « Archives de l’element Phosphore», L’Élémentarium. Consulté le: 24/02/2026 [En ligne]. Disponible sur: https://lelementarium.fr/element-fiche/phosphore/
[WEB-PER-2026] Les éléments chimiques, "Eléments chimiques-15-P", Les éléments chimiques. Consulté le 24/02/2026 [En ligne]. Disponible sur : https://www.elementschimiques.fr/?fr/elements/z/15
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].
Quantité sur Terre et modèlesAbondance du phosphore dans la croûte terrestre
La teneur moyenne de l’écorce terrestre en phosphore est relativement faible de 0,11 % [WEB-LEL-2026] et de 0,06mg/L dans la mer [WEB-ELE-2026]. Cet élément est donc relativement rare par rapport à d’autres comme l’oxygène, le silicium ou l’aluminium.
Types de roches et contextes géologiques riches en phosphore
Le phosphore est surtout concentré dans les roches phosphatées, Les principaux gisements exploitables se trouvent dans des contextes géologiques stables, comme les plateaux continentaux, les lagons ou les bassins peu profonds. L’apatite est le principal minéral porteur de phosphore dans la croûte terrestre, représentant environ 95 % du phosphore total. [WEB-LEL-2026] Principaux réservoirs terrestres de phosphore
Les réserves de roches phosphatées sédimentaires sont estimées à 74 milliards de tonnes (dont 50 milliards de tonnes pour le Maroc seul), les pays suivants sont la Chine (3,7 milliards de tonnes), l’Egypte (2,8 milliards de tonnes) et la Tunisie (2,5 8 milliards de tonnes) [RAP-JAS-2025]. Ces roches contiennent entre 1,7 % et 8,7 % de phosphore. [WEB-LEL-2026] Incertitudes et institutions productrices de données
Les estimations des réserves et de l’abondance du phosphore sont sujettes à des incertitudes, notamment en raison de la variabilité des teneurs dans les gisements et de l’évolution des techniques d’extraction. Par exemple, l’USGS (Institut d’études géologiques des États-Unis) et d’autres organisations révisent régulièrement les chiffres à la hausse ou à la baisse selon les découvertes et les besoins économiques.
Les principales institutions produisant ces données sont :
o USGS (États-Unis) [RAP-JAS-2025]
o Office Chérifien des Phosphates (OCP, Maroc) [WEB-OCP-2026]
1.3. Origine du Phosphore depuis son apparition sur terre
Le phosphore est issu de l’altération des roches et est apparu naturellement sur terre dans l’apatite, le phosphate de calcium présent principalement dans les roches éruptives. Si l’on essaie de remonter à l’origine astronomique du phosphore sur Terre, trois hypothèses sont continuellement mises en compétition. Toutes les trois ont la même origine, les régions de formation d’étoile :
• La désorption induite par chocs : le phosphore serait apparu sur Terre suite à la désorption d’espèce porteuses de P au sein des grains de poussière.
• La désorption thermique à haute température : elle explique la présence du phosphore suite à la désorption thermique du PH3 issu des glaces lors de réchauffements intenses.
• La formation en phase gazeuse lors de l’effondrement à froid : son apparition pourrait provenir de la formation en phase gazeuse de PN et PO durant la phase d’effondrement à froid, suivie d’une désorption thermique par chauffage protostellaire (chauffage issu du développement des proto-étoiles).
Encore aujourd’hui, malgré des hypothèses plus ou moins crédibles, la cause exacte n’est pas connue. Des chercheurs sont continuellement en train d’émettre de nouvelles hypothèses pour expliquer au mieux sa formation.
1.4. Le phosphore et la création de la vie
Après être apparu sur Terre, il a fallu attendre que les océans soient saturés en phosphates pour voir apparaitre les premières forment de vie sur Terre.
Sans phosphore, il n’y a pas de vie. Le phosphore est un composant indispensable dans la composition des membranes cellulaires (phospholipides) et permet la formation de l’acide désoxyribonucléique (ADN). Il est aussi à l’origine de l’ATP, la molécule permettant le transport de l’énergie au sein des cellules.
[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:
Références section 1.2
[WEB-LEL-2026] L’Élémentarium, « Archives de l’élément Phosphore », L’Élémentarium. Consulté le : 10/03/2026 [En ligne]. Disponible sur : https://lelementarium.fr/product/engrais-phosphates/
[WEB-LEL-2026] L’Élémentarium, « Archives de l’élément Phosphore », L’Élémentarium. Consulté le : 10/03/2026 [En ligne]. Disponible sur : https://lelementarium.fr/element-fiche/phosphore/
[RAP-JAS-2025] étude géologique américaine, Résumés des matières premières minérales Consulté le : 11/03/2026. Disponible sur : https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2025/mcs2025-phosphate.pdf
[WEB-ELE-2026] Les éléments chimiques, « Eléments chimiques – 15 – P », Les éléments chimiques. Consulté le : 10/02/2026 [En ligne]. Disponible sur : https://www.elementschimiques.fr/?fr/elements/z/15
[WEB-OCP-2026] Répartition des réserves mondiales de phosphate, Consulté le : 11/02/2026 [En ligne]. Disponible sur : https://www.ocpgroup.ma/fr
Référence section 1.3 :
[ART - RIV - 2018]: V. M. Rivilla, I. Jiménez-Serra, S. Zeng, S. Martín, J. Martín-Pintado, J. Armijos-Abendaño, S. Viti, R. Aladro, D. Riquelme, M. Requena-Torres, D. Quénard, F. Fontani, M. T. Beltrán, “Phosphorus-bearing molecules in the Galactic Center”, Royal Astronomical Society, 475, L30–L34 (2018). https://doi.org/10.1093/mnrasl/slx208
Référence section 1.4 :
[ART - GRI - 1977]: Griffith, E.J., Ponnamperuma, N.W., « Phosphorus, a key to life on the primitive earth » Origins Life Evol Biosphere, 8, 71–85 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00927976
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.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.
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)
Références section 2.2:
[ART - AUT - DATE] : .....
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
Le phosphore possède différents domaines d’application dans l’agriculture. Dans un premier temps, il est majoritairement retrouvé dans les engrais et les fertilisants grâce à ses propriétés fertilisantes. Le phosphore utilisé pour les cultures se trouve sous la forme de phosphates, eux-mêmes issus du minerai (plus de 80 %) de la ressource.En effet, le cycle du phosphore ne possède aucun réservoir atmosphérique, il repose entièrement sur l’altération des roches ignées et des sources anthropiques. De plus, une faible partie de l’approvisionnement en phosphore provient des effluents d’élevage et des phosphates minéraux. L’utilisation mondiale de ces derniers s’est retrouvée multipliée par quinze depuis 1950 et la demande devrait continuer d’augmenter de 50 à 100 % aux horizons de 2050. Cet accroissement sera majoritairement dû à l’augmentation de la population mondiale et à l’évolution des habitudes alimentaires. Elle se situera davantage en Asie et en Afrique subsaharienne car 70 % des sols sont carencés en phosphore à cause d’une faible fertilisation. Un autre domaine d’application du phosphore dans l’agriculture est l’alimentation des animaux tels que les porcs, les volailles et les bovins.
Dans l’industrie, le phosphore est utilisé dans de multiples champs d’activité.
Le phosphore intervient par exemple, dans la conception des allumettes sous la forme de phosphore rouge. En effet, celui-ci se trouve sur le côté des boîtes d’allumettes permettant à ces dernières de s’enflammer au moment de la friction.
Une autre forme de phosphore connue est le phosphore blanc. Celui-ci est utilisé dans les fusées éclairantes et les engins incendiaires.
La production d’acier est également demandeuse de phosphore sous la forme de phosphates dans la composition de certains détergents. Ils sont des «séquestrants» dans les détergents anti-calcaires.
Le marché des détergents possède également une part de l’usage du phosphore [7]. Dans ce domaine, le phosphore se trouve sous la forme de tripolyphosphates (TPP). Ceux-ci s’utilisent dans la formulation des détergents, leur procurant plusieurs propriétés : anti-calcaire et anti-redéposition. Ces mêmes types de composés se retrouvaient dans les poudres de lessive classiques. Cependant, en France, depuis 1990, les TPP sont substitués par les zéolithes (argile) permettant la formulation de poudres sans phosphore. Les lessives liquides sont également pour la plupart dépourvues de TPP. L'incorporation de TPP (de l'ordre de 180 000 t dans les années 1980) a progressivement chuté au fil de ces évolutions, avec un passage à environ 100 000 t dans les années 1990 et une poursuite de la baisse jusqu'aux 60 000 tonnes actuelles.
Concernant le marché des produits de lave-vaisselle, les TPP sont toujours présents dans les pastilles et leur usage augmente, par exemple : 15 000 tonnes en France et 2400 tonnes en Suisse. En effet, les TPP sont incorporés à forte dose dans les pastilles leur procurant des propriétés anti-redéposition et anti-calcaire. Les concentrations varient, pour les produits de la grande distribution, de moins de 5 % (exceptionnellement) à 46 %, avec une moyenne de l'ordre de 30 % de PO4 (Analyses CIPEL, 2004).
Le secteur militaire a recours à l’utilisation de phosphore, par exemple, pour les bombes au glyphosate utilisées par l’armée israélienne sur ses frontières avec le Liban et la Syrie. Le glyphosate est un produit chimique largement utilisé dans les herbicides afin de lutter contre les mauvaises herbes concurrentielles aux cultures. Son utilisation en grande quantité engendre des dommages importants sur la végétation et les cultures puisqu’il s’agit d’un herbicide non sélectif.
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
Fins de vie
Les différents usages cités précédemment conduisent à différentes fins de vie pour le phosphore. La première à distinguer est la perte dans les sols, causée par l’usage de fertilisants contenant du phosphore dans l’agriculture. On observe également de la perte dans les eaux des rivières mais aussi des mers et des océans. La production agricole étant de plus en plus intense, les flux de phosphore ont fortement augmenté, entraînant des pertes agricoles vers les milieux aquatiques. En effet, une partie du phosphore destinée aux sols est exportée par ruissellement ou érosion vers les rivières, les lacs et les zones côtières modifiant les flux biogéochimiques naturels. Ces apports excessifs peuvent provoquer l’eutrophisation des écosystèmes aquatiques, caractérisée par une prolifération d’algues et une diminution de l’oxygène dissous, perturbant les cycles biologiques. Une fois dans l’eau, le phosphore, qui est sous forme de phosphates, peut être utilisé par le phytoplancton. Il s’agit de microorganismes végétaux en suspension dans l’eau et qui se servent de ce phosphore pour se développer. Une autre partie du phosphore va tomber au fond des océans et sera piéger dans des sédiments qui, après des milliers d’années, se transformeront en roches. Ces roches seront amenées par le mouvement des plaques tectoniques à la surface et seront finalement érodées par le vent et la pluie. On pourra également observer des remontées de phosphore dues au volcanisme marin.
De plus, les détergents phosphatés constituent également une source majeure de phosphore vers les eaux usées, avant leur interdiction progressive en Europe entre 2007 et 2017. De plus, des décennies de surfertilisation ont conduit à une accumulation importante de phosphore dans les sols agricoles représentant un risque de pollution des eaux de surface.
Perte de phosphore par drainage
Le phosphore, devenu un élément rare en Europe et dans le monde du fait de sa surexploitation au cours des derniers siècle, commence à être recyclé grâce au ressources déjà présentes sur les territoires. De nouvelles sources exploitables de phosphore sont alors trouvées telles que les excréments d’animaux et humains ou encore les sols cultivés. Ces pratiques ont alors plusieurs avantages, dans un premier temps elles limitent les gaz à effet de serre produits par l’extraction et le transport de phosphore minéral. De plus, elles permettent de puiser dans les ressources des sols cultivés déjà riches en phosphore sous forme chimique par agroécologie.
Dans l’eau, le processus est comparable : le phosphate provenant de l’érosion des roches ou des déchets animaux rejoint les océans et est utilisé en partie par le phytoplancton, des minuscules organismes végétaux en suspension
L‘autre partie du phosphate tombe au fond des océans puis est piégé dans les sédiments qui se transforment en roche après plusieurs millions d’années. Bien plus tard, les mouvements des plaques tectoniques amènent les roches en surface qui seront érodées à leur tour par le vent et la pluie.[12]
Recycler le phosphore accumulé dans les sols [14] :
Les ressources minières de roches phosphatées présentant de faibles teneurs en cadmium constituent des ressources finies et épuisées en Europe; elles sont également devenues rares à l’échelle mondiale (un gisement est présent en Russie). Face à cette rareté, de nouveaux systèmes d’économie circulaire et de nouvelles pratiques sont à mettre en place pour sécuriser la production agricole.
Un des défis actuels concerne le recyclage du phosphore au sein de nos territoires, en valorisant notamment les excréments animaux et humains, mais aussi l’accroissement de la disponibilité du phosphore accumulé dans les sols cultivés suite à une longue histoire de fertilisation. Il s’agit de réduire les apports en phosphore minéral d’origine fossile et les pertes par les eaux de ruissellement.
Le premier objectif le plus durable – avant d’effectuer de nouveaux apports de phosphore renouvelable impliquant du transport et des émissions de gaz à effet de serre – consiste donc à recycler le phosphore accumulé dans les sols en améliorant sa disponibilité, c’est-à-dire sous une forme chimique assimilable par la plante.
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 Sociaux
Impacts liés à :
L’extraction
La colonisation par les puissances Européennes de l’Afrique a entraîné une exploitation massive des ressources minières présentes sur le continent. Les nations industrialisées comprennent que ces ressources sont indispensables pour contribuer à la modernisation de leur pays autant d’un point de vue scientifique que social. C’est ainsi que certaines entreprises décident de se délocaliser afin de se rapprocher des exploitations de matières premières entrainant une modification du territoire. En effet, cette implantation a entrainé une urbanisation massive de terres autrefois agricoles limitant les récoltes pour nourrir les populations locales. Ces exploitations importantes ont cependant permis à certains pays de connaître une croissance importante de leur économie. C’est notamment le cas au Sénégal où les exploitations minières ont plus contribuer aux recettes publiques que l’agriculture. Cette économie de rente est cependant questionnable sur sa capacité à permettre aux pays qui la pratique un avenir stable une fois les ressources épuisées.
Production
L’excès de phosphore dans le milieu aquatique conduit à une eutrophisation. Néanmoins ce phénomène est beaucoup utilisé en aquaculture car la forte teneur en phosphore n’est pas nuisible aux poissons. Cependant, l’aquaculture se développe et même si son impact environnemental est plus faible en termes de phosphore par rapport à d’autres activités humaines, l’excès de phosphore peut être évité et les apports mieux utilisés.
De plus, la détérioration de la qualité de l’eau due à l‘eutrophisation affecte plusieurs usages liés à la ressource. En plus d’affecter les habitats fauniques et de modifier la composition des communautés biologiques, l’eutrophisation accélérée des lacs et des rivières qui découle de l’enrichissement des eaux en éléments nutritifs, notamment le phosphore, entraîne une dégradation de l’aspect visuel des cours d’eau accompagnée parfois de problèmes d’odeurs. Les cours d’eau deviennent alors moins attrayants pour la pratique des activités récréatives nécessitant un contact primaire (baignade) ou secondaire avec l’eau (activités nautiques). Par ailleurs, la prolifération des algues filamenteuses et l’envahissement du milieu aquatique par les plantes aquatiques peuvent nuire à l’alimentation en eau des municipalités et des industries en colmatant les filtres qui protègent les conduites d’eau. La détérioration de la qualité générale de l’eau brute d’approvisionnement et l’apparition de certains types d’algues (cyanobactéries) peut également compliquer le traitement de l’eau en vue de la rendre potable et affecter ses propriétés organoleptiques.
Fin de vie
L'utilisation d'engrais minéraux issus de roches phosphatées peut entraîner un surplus de phosphore dans les eaux douces et donc une nouvelle fois à l’eutrophisation. De surcroît, le phosphore rejeté des systèmes d'eau douce dans les océans peut entraîner à très long terme une diminution de la quantité d'oxygène dissous (anoxie des océans). L'enjeu est d'éviter la généralisation d'un tel phénomène risquant de provoquer un événement anoxique océanique, susceptible de menacer une grande part de la vie océanique. Cependant, on a pu remarquer une diminution des flux de phosphore rejetés en mer. Cette diminution est liée notamment à l'amélioration des performances des stations d'épuration, à l'interdiction de l'utilisation de phosphate dans les lessives et à l'augmentation du nombre d'habitants raccordés à un assainissement collectif. Grâce à ces efforts, le flux rejeté en mer est de 0,23kg/hab./an, soit en dessous de la limite planétaire de 1,5kg/hab./an.
De plus, certaines rivières du département de Hérault sont polluées par des nitrates et des phosphates provenant en partie de nos urines et des eaux usées. Des analyses réalisées par une association locale ont montré une forte dégradation de la qualité de l’eau, notamment dans la rivière Lirou, où la prolifération d’algues indique un phénomène d’eutrophisation. Le problème vient notamment des stations d’épuration, qui ne traitent pas toujours l’azote et le phosphore présents dans les urines et certains produits ménagers. Une partie de ces substances est donc rejetée dans les rivières, ce qui peut provoquer une perte de biodiversité et une dégradation des écosystèmes aquatiques.
Par ailleurs, ces éléments sont pourtant précieux pour l’agriculture car ils peuvent être utilisés comme engrais. En effet, il y a un intérêt à récupérer et recycler ces nutriments, notamment à partir de l’urine ou des boues d’épuration, afin de réduire la pollution de l’eau et de valoriser ces ressources dans une logique d’économie circulaire.
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Les réserves de phosphore exploitables connues (minerai phosphates) sont estimées à 74 000 millions de tonnes et se trouvent principalement au Maroc et en Afrique du Nord. La prospection de nouveau gisements peut cependant augmenter ce chiffre dans le futur. Les phosphates sont principalement utilisés dans l’industrie agricole pour la fabrication de différents engrais à l’aide, par exemple, de réactions avec des produits soufrés. D’autres usages existent tels que la production d’acier ou la fabrication de détergents, bien qu’ils soient interdits en Europe. Après usage, les produits phosphatés se retrouvent souvent dans les eaux et les rivières provoquant d’importantes pollutions des milieux naturels (prolifération d’algues et perte en biodiversité).
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
Le phosphore a un impact important sur l’environnement, notamment au niveau de la détérioration de l’eau. L'utilisation d'engrais minéraux issus de roches phosphatées peut entraîner un surplus de phosphore dans les eaux douces et donc conduire à une eutrophisation accélérée des lacs et rivières. Cette prolifération d’algues filamenteuses entraîne non seulement une dégradation de l’aspect visuel des cours d’eau accompagnée parfois de problèmes d’odeurs, mais aussi une complication du traitement de l’eau en vue de la rendre potable. De plus, un surplus de phosphore rejeté dans les océans peut entraîner à très long terme une diminution de la quantité d'oxygène dissous et est susceptible de menacer une grande part de la vie océanique. Le phosphore présent dans l’urine ou dans les boues d’épuration pourrait être valorisé comme engrais pour l’agriculture. Cela permettrait ainsi de réduire la pollution de l’eau et de valoriser ces ressources dans une logique d’économie circulaire.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
La production de phosphore est un aspect très important de l’économie de certains pays d’Afrique, où se concentrent les ressources minières. Par exemple, au Maroc, premier producteur mondial de phosphate, l’activité minière joue un rôle central dans l’économie du pays. Les entreprises minières internationales choisissent de plus en plus de se déplacer pour se rapprocher des sources de matière première. Ce réarrangement territorial modifie les espaces agricoles et crée ainsi des inégalités au sein des populations qui ne disposent plus d’assez d’espace pour cultiver. En effet, de nouvelles infrastructures sont construites entrainant une urbanisation des terres à proximité des réserves. On observe aussi une modification des dynamiques locales notamment en termes d’emploi mais aussi des conditions de vie. Enfin, la rareté et la répartition inégale du phosphore dans le monde et peuvent créer des tensions géopolitiques entre les pays importateurs et les pays producteurs.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
15 P - Phosphore - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario
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’’ …).
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Explications sur ce choix de scenario
génération frugale
Test Mon scénario : génération frugale ...
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
15 P - Phosphore - CPE Lyon - 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’’ …).
Choix parmi les 5 scénarios
Business as usual
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
15 P - Phosphore - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Génération frugale
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
Génération frugale
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Dans ce scénario, un mode de consommation globale plus réduit est envisagé, se traduisant par une utilisation moins importante d’engrais phosphatés, une optimisation stricte des usages et des changements dans les systèmes agricoles. Cette nouvelle approche prévoit une réduction des pertes, notamment du gaspillage alimentaire, ainsi qu’une modification des régimes alimentaires vers des modèles moins dépendants de productions animales intensives.
À l’échelle mondiale, des stratégies sont également proposées, comme la réduction au minimum des quantités de phosphore gaspillées lors des cycles de production et de consommation, une meilleure gestion des engrais et une gouvernance plus équitable des ressources.
Enfin, plusieurs évolutions sont envisagées : la récupération complète des excréments humains, la réduction de la consommation de protéines animales et l’amélioration des rendements agricoles grâce à une meilleure gestion des engrais et des technologies plus efficaces.
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Les évolutions mentionnées précedemment sont amenées à transformer les modes de vie actuels, au-delà des seules transformations technologiques. La réduction des usages et l’optimisation des cycles devraient permettre de limiter le gaspillage et de mieux préserver les ressources en phosphore.
Le concept de pic de phosphore met en évidence les risques liés à l’épuisement des réserves et souligne la nécessité d’anticiper ces évolutions en repensant l’approvisionnement avant l’atteinte de ce pic.
Enfin, ces changements ont pour objectif de garantir la sécurité alimentaire mondiale tout en réduisant la dépendance aux ressources minières et les tensions liées à leur répartition.
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
Les différents articles étudiés proposent une gestion plus durable du phosphore, notamment en préconisant un changement significatif des pratiques et des usages actuels. Cela passerait par une optimisation des systèmes agricoles ainsi qu’une meilleure gestion des engrais.
Une réduction des pertes liées au gaspillage serait également envisagée. Enfin, une éventuelle évolution des régimes alimentaires pourrait être encouragée, notamment par une diminution de la consommation de protéines animales.
Ainsi, une réduction importante des usages du phosphore pourrait être mise en œuvre, grâce à l’instauration de plafonds stricts fondés sur des seuils écologiques, ainsi qu’à une consommation globale plus sobre.
15 P - Phosphore - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Pari réparateur
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
Pari réparateur
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
15 P - Phosphore - CPE Lyon - 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
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
15 P - Phosphore - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 3
4. Interdépendances
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 ?
La demande en uranium débute entre les années 1940 et 1950 dans un contexte de guerre et son exploitation est indispensable pour mener à bien des projets décisifs (Projet Manhattan). Pour effectuer cette exploitation les scientifiques s’orientent alors vers les roches phosphatées qui ont des teneurs en uranium de quelques centaines de ppm, récupérables lors de la fabrication d’acide phosphorique. Cependant, les coûts en acide sulfurique nécessaires à la solubilisation des phosphates étant très élevés le recours à cette méthode diminue au cours des années. Aujourd’hui 12 % de l’uranium mondial provient des phosphates naturels.
Comme vu précédemment, le phosphore est largement utilisé dans l’agriculture, notamment dans divers engrais dont il est l’élément majeur. C’est par exemple le cas des superphosphates simples et triples (SST et TSP) et des phosphates d’ammonium (DAP et MAP). D’autres éléments rentrent alors dans en jeu dans leurs formations. Les di et tri ammonium phosphate sont obtenus par neutralisation de l’acide phosphorique, lui-même fabriqué à partir soufre, avec de l’ammoniac. L’exploitation de l’azote et du soufre est donc étroitement liée à celle du phosphate.
Au-delà de sa présence dans tous les phénomènes biologiques (ATP/ADP/ARN/ADN) dont la liaison P-C très forte permet la structuration de l’information génétique ou le stockage d’énergie, le carbone et le phosphore interagissent pour former un composé organophosporé: le glyphosate. Cet engrais, de formule chimique C3H8NO5P, est actuellement interdit à l’usage des particuliers et dans les espaces publics en Europe, et restreint aux grandes cultures en France (limite de 1080 g/ha/an max), à cause de sa classification dans le groupe 2A des cancérigènes probables pour l’homme par l’OMS en 2022. Pourtant, bien que son utilisation soit règlementée et que sa production soit en baisse en France et en Europe (les ventes de glyphosate s’élèvent aujourd’hui à 6758 tonnes par an soit 30% de moins qu’en 2018 au pic de sa production), les chiffres restent globalement hauts dans le monde (notamment dans les pays d’Amérique latine où beaucoup de culture utilisent des OGM) et risquent d’augmenter à nouveau. En effet, certains pays utilisent cet herbicide de manière détournée: comme arme de guerre et de soumission des populations en Iran, comme outil de lutte contre la culture de coca (cocaïne) en Colombie et les narcotrafiquants au Vietnam.
Le Phosphore présente un degré d’oxydation inhabituel comparé aux éléments ayant des propriétés physico-chimique voisines. Cela lui permet donc de former aisément des oxydes de phosphores comme P4O10, ou oxyde de phosphore (V). Ce dernier est sous la forme d’une poudre blanche qui constitue un excellent agent desséchant pour les gaz et solvant, il permet aussi d’éliminer l’eau de nombreux composés. La fabrication de divers autres composées phosphorés commence également avec le P4O10. En effet, l’oxyde de phosphore V permet la formation de l’acide phosphorique, H3PO4. Si ce dernier est obtenu par procédé humide, il est utilisé dans la production d’engrais. En utilisant un procédé thermique, la pureté de l’acide phosphorique obtenue est largement plus importante, cela permet ainsi de l’utiliser dans des produits pharmaceutiques et alimentaires ou encore des détergents.
Les phosphates minéraux proviennent de roches phosphatées naturelles qui peuvent contenir des traces de métaux lourds comme le cadmium, le mercure et le plomb. Lors de la fabrication des engrais phosphatés, ces éléments ne sont pas totalement éliminés et peuvent donc être présents en faibles quantités. Avec les apports répétés d’engrais, ils peuvent s’accumuler dans les sols et représenter un risque pour l’environnement et la santé.
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
L’exploitation du phosphore a été détournée au cours des derniers siècles pour répondre aux besoins d’une population mondiale en croissance permanente. Cette surexploitation de phosphore entraîne l’utilisation massive d’autres éléments entraînant des interdépendances importantes voire néfastes pour l’environnement. C’est le cas, par exemple, dans la création de procédés chimiques pour la production d’engrais. En effet, l’azote au même titre que le soufre ou l’oxygène sont des éléments clés des superphosphates devenus essentiels dans l’agriculture. La présence d’autres éléments également contenus dans la roche phosphatée participe aussi à la surexploitation du phosphore. En effet, celle-ci contient des métaux lourds tels que l’uranium, le cadmium le mercure ou encore le plomb, tous présents contenus sous forme de traces. Leur utilisation grandissante notamment dans les nouvelles technologies va donc largement impacter les réserves en phosphores sur Terre.
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
15 P - Phosphore - CPE Lyon - 2025-2026 - Résumé global
6. Synthèse
Résumé global : travail collectif à partir des synthèses
Le phosphore est un élément indispensable pour la survie de l’humanité, ce qui explique l’intérêt qui lui est porté. Les ressources en phosphore, bien qu’abondantes (0,11% dans la croute terrestre), ne sont pas toutes exploitables. Les roches phosphatées ne se trouvent que dans quelques pays seulement, le Maroc (en grande majorité), l’Arabie-Saoudite et la Chine. De ce fait, elles entraînent des conflits géopolitiques sur l’accès aux ressources dans le Sahara occidental.
D’après les scientifiques, les meilleures estimations donnent un temps d’épuisement total d’environ 350 ans si aucun changement particulier n’est effectué pour l’extraction. Dans le pire des cas, pour un fort accroissement de la demande, les scientifiques ont estimé environ 30 ans avant l’épuisement des ressources.
De nos jours, la criticité du phosphore est donc assez manifeste. De ce fait, il est primordial d’établir différents scénarios envisageables afin de diminuer sa criticité pour les années futures. Plusieurs scénarios sont étudiés, ils se basent sur ceux de l’ADEME. Ils ont été groupés en deux bouquets: «génération frugale et technologie verte» et «pari réparateur et business as usual».
Le premier bouquet mise sur une réduction de la demande en phosphore par une meilleure utilisation de celui-ci. De ce fait, des changements d’habitude (régime alimentaire), mais aussi une compensation de la chute de production traditionnelle du phosphore par la conception de nouvelles technologies de recyclage ou de fabrication (produit biosourcé), doivent être mise en place. De plus, la mise en place d’une gouvernance mondiale pourrait probablement atténuer les conflits géopolitiques existants. De ce fait, la criticité du phosphore serait maintenue équivalente pour ce premier bouquet de scénario.
Le deuxième bouquet de scénario se traduirait par de faibles changements sur l’approvisionnement en phosphore (scénario «pari réparateur»). La demande quant à elle continuera de croître ce qui permettra la mise en place d’autres mesures comme la fabrication de biocarburants. Cependant, les tensions géopolitiques seraient exacerbées par cette demande croissante demandant sûrement l’ouverture de nouvelles mines dans les régions déjà surexploitées (Maroc, Arabie Saoudite, Afrique du Sud).
Le phosphore est donc un élément plus ou moins critique aujourd’hui, les meilleures estimations prévoient un épuisement après environ 300 ans. Cependant, une conservation des méthodes de production et de consommation actuelles entraînerait des conséquences catastrophiques sur les réserves et par conséquent sur les secteurs touchés par le phosphore.
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 titane, de symbole chimique Ti (Z = 22, M = 47,867 g.mol-1, [Ar] 3d2 4s2), est un métal de transition de la quatrième colonne et quatrième période de la table de Mendeleïev. Il est présent sous plusieurs degrés d’oxydation: 0 pour le titane métallique, II et III peu stables pour respectivement le monoxyde de titane et le trioxyde de dititane, et IV pour le dioxyde de titane, sa forme la plus stable. Sa structure cristalline est hexagonale pseudo-compacte en dessous de 882 °C et cubique centrée au-delà. [WEB-LEL-2024]
Le titane est un métal qui résiste très bien à la corrosion chimique. De ce fait, il est utilisé pour diverses applications, comme dans le milieu médical grâce à sa biocompatibilité.
Il est également particulièrement léger (de masse volumique de 4,51 g/cm3) et robuste, ce qui lui permet d’être utilisé à des fins militaires, automobiles, aéronautiques et commerciales. Il est aussi utilisé dans les alliages ferrotitanes, avec une teneur allant de 25 % à 70 %, dans le but d’améliorer leur ductilité, dans le domaine de la construction automobile par exemple.
La forme la plus exploitée du titane est le dioxyde de titane (TiO2), le pigment blanc le plus utilisé au monde (M = 79,866 g.mol-1). Il représente 87 % de la consommation globale de titane. Le dioxyde de titane provient majoritairement de l’ilménite (une espèce minérale composée de TiO2 et d’autres métaux tels le fer, le tantale, le nobium et le chrome). Sa forme la plus stable thermodynamiquement parlant est le rutile. Il peut également être sous la forme d’anatase (structure quadratique) et de brookite (structure orthorhombique), qui sont métastables.
Une fois chauffées à une température avoisinant les 730 °C, les structures se réorganisent sous forme de rutiles, qui fondent à 1855 °C. Le dioxyde de titane est un oxyde métallique semi-conducteur. Cela lui permet d’absorber dans le domaine des UV et donc de le rendre très présent en cosmétique. De plus, grâce à son indice de réfraction élevé (n = 2,70), il réfléchit la lumière et est donc utilisé comme opacifiant, par exemple dans les peintures. [WEB-WIK-2025]
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].
Quantité sur Terre et modèlesAbondance du Titane dans la croûte terrestre :
La teneur moyenne en masse de l’écorce terrestre en titane est de 0,44 %. Ce métal est très peu présent sous forme dissoute dans la mer avec une concentration de 0,001 mg/L. Le titane est donc présent en faible quantité par rapport à d’autres éléments très abondants comme l’oxygène ou le silicium. Cependant, il reste le 7ème métal le plus abondant sur Terre. C’est la raison pour laquelle, il est possible de dire que le titane est relativement abondant sur Terre et n’est pas rare. [WEB-LEL-2026]
Figure 1 : Abondance des métaux dans la croûte terrestre [WEB-LEL-2026]
Types de roches ou contextes géologiques :
Le titane est présent sous sa forme oxydée, TiO2, ou encore associé au fer sous forme d’oxydes mixtes dans différents types de roches ou sous forme de sable par exemple. Les minerais de titane se situent donc à la fois dans l’hémisphère nord sous forme de roche et dans l’hémisphère sud en bord de mer sous forme de silicate. [WEB-LEL-2026]
Incertitudes et institutions productrices de données
La validité des données sur l’abondance du titane peut être questionnée. En effet, les techniques d’extractions et les teneurs des gisements sont des éléments variables qui peuvent régulièrement changer. Les données sont mises à jour par des organismes comme l’Institut d’Etudes Géologiques des Etats-Unis (en anglais : United States Geological Survey, USGS) selon l’avancée des études et des exploitations. Les données sont parfois volontairement cachées en raison de son implication dans certaines technologies militaires. [ART-SVE-2023]
1.3. L’élément dans le temps profond
Le titane est présent dans l’Univers avec une abondance d’environ 5,7×10-6 % [WEB-ELE-2026]. Ce métal est issu de la nucléosynthèse stellaire : après le Big Bang, seule la nucléosynthèse primordiale a formé des éléments légers tels que l’hydrogène et l’hélium. Ensuite, les réactions de fusion successives produisent des éléments de plus en plus lourds jusqu’au fer, puis l’étoile s’étant densifiée devient une supernova [VID-TUB-2022]. Lorsque l’étoile explose, les conditions de température et de pression deviennent extrêmement élevées. Cela permet la formation d’isotopes du titane, notamment le Ti44. Ce titane est ensuite éjecté dans le milieu interstellaire et se mélange aux nuages de gaz et de poussières [ART-TOS-2021].
Malgré sa faible présence dans l’Univers, le titane est l’un des métaux les plus présents sur Terre avec une abondance de 0,44 % dans la croûte terrestre. [WEB-ELE-2026] Ce dernier est majoritairement présent dans les roches et les minéraux tels que le rutile et l’ilménite. [WEB- HAI- 2024]
[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.
[ART-SVE-2023]: H. U. Sverdrup, A. E. Sverdrup, An assessment of the global supply, recycling, stocks in use and market price for titanium using the WORLD7 model, 2023
[ART-TOS-2021] : Toshiki Sato, Keiichi Maeda, Shigehiro Nagataki, Takashi Yoshida, Brian Grefenstette, Brian J. Williams, Hideyuki Umeda, Masaomi Ono & John P. Hughes, « High-entropy ejecta plumes in Cassiopeia A from neutrino-driven convection » Nature 592, 537–540 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03391-9
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 ...
À ce jour, la seule estimation disponible et officielle des ressources mondiales de titane est de plus de 2 milliards de tonnes. Il s’agit de la quantité de l’ensemble des minerais contenant du TiO2 identifiée mais non totalement exploitable. [RAP-USG-2017]
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.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve ...
Sur Terre, le titane est présent dans différents types de roche sous sa forme oxydée, le dioxyde de titane. La roche la plus présente est l’ilménite de formule (TiO2, FeO, Fe2O3) avec une teneur en dioxyde de titane comprise entre 35 et 65 %. Celle-ci représente 90,7 % du dioxyde de titane présent sur Terre. La seconde roche la plus présente est le rutile de formule TiO2, contenant quelques impuretés, qui détient une teneur en dioxyde de titane comprise entre 92 et 96 %. Celle-ci représente 9,1 % du dioxyde de titane présent sur Terre. Le dioxyde de titane est également présent dans d’autres roches telles que l’anatase (TiO2), la brookite, la pérovskite (CaTiO3) ou encore le leucoxène (ilménite altérée). [WEB-LEL-2026]
Les réserves de TiO2 sur Terre sont estimées à plus de 540 millions de tonnes. Ces minerais sont sous forme de roches dans l’hémisphère nord, et de sable dans l’hémisphère sud.
Les principaux pays où ces réserves se situent sont l’Australie (205 millions de tonnes), la Chine (110 millions de tonnes), le Canada (50 millions de tonnes), la Norvège (37 millions de tonnes), l’Afrique du Sud (34 millions de tonnes), Madagascar (30 millions de tonnes), le Mozambique (22 millions de tonnes), l’Inde (16 millions de tonnes) et l’Ukraine (8 millions de tonnes). Ci-dessous, le détail de la part d’ilménite et de rutile dans chaque pays de réserve. [WEB-LEL-2026]
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Tableau 1 : Quantité d’ilménite et de rutile en millions de tonnes dans chaque pays de réserves [WEB-LEL-2026]
Cependant, les pays qui possèdent le plus de ressources ne sont pas toujours ceux qui extraient le plus le dioxyde de titane. En 2025, environ 9,8 millions de tonnes de dioxyde de titane brut ont été extraites des mines. Ci-dessous, le détail des principaux pays extracteurs de dioxyde de titane. [WEB-LEL-2026]
image Image13.png (6.3kB)image Image14.png (44.3kB)
Tableau 2 : Quantité d’ilménite et de rutile extraite en miliers de tonnes dans chaque pays [WEB-LEL-2026]
Références section 2.1:
[RAP-USG-2017] U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, February 2026
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 finis
Différentes techniques de séparation de ces gisements existent, en particulier pour l’ilménite nécessitant plus de traitement que le rutile. Il y a donc la séparation magnétique, électrostatique, par gravité ou encore par flottation. Les deux premières techniques combinées sont les plus couramment réalisées pour l’étape de traitement des gisements. [WEB-JXS-2024]
S’en suit le processus d’extraction du TiO2 de ces gisements. Il existe deux procédés principaux : le procédé au sulfate et le procédé au chlore. Effectués après une étape de traitement généralement électrostatique et magnétique, ces deux techniques d’extraction permettent d’obtenir le titane sous forme de TiO2. Ces traitements permettent de séparer et de concentrer les minéraux contenant du titane. [RAP-CHE-2015]
2.2.1. Procédé au sulfate
Le procédé au sulfate fut le premier procédé utilisé en industrie et consiste à acidifier le minerai avec de l’acide sulfurique concentré H2SO4.
Pour l’ilménite, cette dernière est introduite avec H2SO4 à 94 % dans un batch, après avoir été broyée. La première étape de décomposition permet la séparation du titane et du fer. Pendant cette étape, les réactions suivantes ont lieu :
Le sulfate de titanyle TiOSO4 obtenu est hydrolysé pour donner TiO(OH)2 qui sera filtré, purifié puis calciné à 850 °C afin d’obtenir du TiO2. De son côté, FeSO4 est éliminé lors d’une étape de centrifugation.
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Figure 2 : Schéma bloc du procédé au sulfate à partir d’ilménite [ART-ARA-2016]
Ce procédé nécessite de grandes quantités de réactifs de départ. Par exemple, si l’on souhaite récupérer une tonne de TiO2, il faudra 3,1 tonnes d’ilménite contenant 42 % de titane et 4 à 4,5 tonnes d’acide sulfurique monohydraté H2SO4, H2O [ART-MAL-2024], [RAP-CHE-2015].
2.2.2. Procédé au chlore
Le procédé au chlore fut mis au point par le groupe Dupont vers 1960 et consiste à réaliser en procédé continu une carbochloration à haute température avec du dichlore Cl2 et du coke provenant de charbon. Après séparation et purification, on obtient du tétrachlorure de titane gazeux TiCl4 selon les étapes réactionnelles suivantes :
Il existe trois façons d’obtenir du TiO2 à partir de TiCl4 :
(1) Hydrolyse en solution aqueuse : TiCl4 + 2 H2O => TiO2 + 4 HCl
(2) Hydrolyse en phase gazeuse à très haute température : TiCl4 + 2 H2O => TiO2 + 4 HCl
(3) Oxydation par flux de dioxygène O2 : TiCl4 + O2 => TiO2 + 2 Cl2
Cependant, en industrie la dernière méthode sera préférée car contrairement au HCl formé par (1) et (2) difficilement revalorisable, le Cl2 de (3) pourra intégralement réintégrer le procédé pour l’étape de carbochloration. De plus, cette combustion par oxygène réalisée à température constante permet de former des particules de même taille et même structure, là où les deux premières méthodes en forment aléatoirement. [ART-MAL-2024]
La production de lingot de titane est également possible en réduisant TiCl4 en titane métallique Ti grâce à du magnésium liquide Mg, par le procédé Kroll [ART-MAL-2024] [ART-HAB-1997]. Le titane métallique est récupéré sous forme intermédiaire d’éponge de titane qui, après une étape de consolidation par fusion, finit en lingot de titane. Le Cl2 formé après le procédé Kroll est réutilisable pour l’étape de chloration du procédé au chlore, d’où la possibilité d’effectuer ces deux procédés simultanément. [ART-MAL-2024]
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Figure 3 : Schéma bloc du procédé au chlore [ART-MAL-2024]
2.2.3. Choix de procédé
Il est donc possible de récupérer du TiO2 via ces deux procédés, d’un côté par calcination de TiO(OH)2 à 850 °C dans le procédé au sulfate et de l’autre par oxydation de TiCl4 par O2 dans le procédé au chlore. Le pigment synthétisé subira plusieurs étapes de traitement avant d’être obtenu sous sa forme finale de poudre blanche. [RAP-CHE-2015]
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Figure 4 : Schéma bloc du procédé au sulfate et au chlore [RAP-CHE-2015]
Le choix d’utilisation du procédé dépend de plusieurs facteurs.
Par exemple, on optera pour le procédé au sulfate dans les pays où des minerais contenant des sulfates sont exploitables (comme la Chine), ou encore les pays possédant des centrales nucléaires et thermiques qui produisent du Cl2 utiliseront plutôt le procédé au chlore (comme la France).
La teneur en TiO2 dans le minerai initial détermine également le procédé le plus adapté.
Le procédé au sulfate sera utilisé pour les minerais pauvres en TiO2, c’est-à-dire pour les ilménites « pauvres » (moins de 60% de TiO2) et éventuellement les laitiers, car solubles dans l’acide. [WEB-ELE-2026]
Le procédé au chlore sera utilisé pour les minerais riches en TiO2, c’est-à-dire les ilménites « riches » (plus de 60% de TiO2), les laitiers et les rutiles, afin de produire le moins de chlorures gênants possibles, comme FeCl3. [WEB-ELE-2026]
Bien que ces procédés soient mondialement utilisés en raison de leurs faibles coûts de mise en œuvre et grande flexibilité de gisements initiaux, leur principal inconvénient, loin d’être négligeable, est la grosse quantité d’énergie qu’ils consomment. Pour les procédés de sulfate et de chlore, cette dernière est respectivement de 15,3 à 22,2 et 12,5 à 18,1 MWh/t de TiO2 produit. [WEB-FAZ-2026]
La quantité de déchets rejetés est également conséquente, notamment celle via le procédé au sulfate. Par exemple, pour 1 tonne de TiO2 produite à partir d’ilménite à 54 % de TiO2, jusqu’à 2 tonnes de H2SO4 dilué (à 20%) et 4 tonnes de FeSO4,7H2O sont rejetées. [WEB-ELE-2026]
Le procédé au chlore formant moins de sous-produits, rejetant moins de déchets et étant utilisable pour plus de types de minerais, est aujourd’hui de plus en plus utilisé par les entreprises.
2.2.4. Acteurs de l’extraction du titane
Plusieurs entreprises internationales réalisent ces opérations d’extractions minières et procédés de fabrication de TiO2, dont les trois premières produisent plus de la moitié du TiO2.
Parmi ces groupes figure en première place l’américain Dupont, à l’origine du procédé au chlore et implanté aux Etats-Unis, au Mexique et à Taiwan. La capacité de production annuelle est estimée à 1 000 000 de tonnes.
S’en suit l’entreprise chinoise LB Group, implantée en Chine, aux Etats-Unis et au Royaume-Uni, elle utilise les deux procédés de production selon la localisation [WEB-LBG-2026].
Finalement, le troisième plus gros producteur de TiO2 est le groupe Milennium Inorganic Chemicals (MIC), implanté aux Etats-Unis, en Australie, en France et au Royaume-Uni. Il utilise également les deux procédés de production, la modernisation au procédé au chlore étant toujours en cours.
Les autres groupes sont principalement situés en Amérique, en Europe et en Asie et utilisent de plus en plus le procédé au chlore. [ART-MAL-2024]
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Figure 5 : Graphique des entreprises d’extraction minière et de fabrication de TiO2 [ART-MAL-2024]
[ART-MAL-2024]: “Processing of titanium-containing ores for the production of
titanium products: A comprehensive review” G. Maldybayev et al., Heliyon 10 2024, 1–14 (2024). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24966
[ART-ARA-2016] : A Ramos-Delgado et al. “Industrial synthesis and characterization of nanophotocatalysts materials: titania”, Nanotechnology Reviews, 2016
[ART-MAL-2024]: “Processing of titanium-containing ores for the production of
titanium products: A comprehensive review” G. Maldybayev et al., Heliyon 10 2024, 1–14 (2024). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24966
[ART-MAL-2024]: “Processing of titanium-containing ores for the production of
titanium products: A comprehensive review” G. Maldybayev et al., Heliyon 10 2024, 1–14 (2024). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24966
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
Comme vu précédemment, le titane est principalement utilisé sous forme de titane métallique (Ti) et de dioxyde de titane (TiO2). [RAP-DAN-2023]
La forme la plus utilisée des deux est le dioxyde de titane (TiO2) (environ 90 % de l’offre mondiale de titane), essentiellement comme pigment. En effet, ce composé est présent dans la composition des peintures, des matières plastiques, du papier, des médicaments ainsi que des produits cosmétiques. Il est fortement employé car il possède une grande couvrance et des propriétés blanchissantes. [RAP-DAN-2023]
Le titane est également utilisé dans l’industrie agroalimentaire comme colorant blanc et agent opacifiant dans les aliments transformés. Dans l’Union Européenne, il est utilisé sous le code E171. [WEB-ANR-2019] Son utilisation peut atteindre jusqu’à environ 1 % de la masse du produit. [ART-VAN-2025] Cependant, depuis 2022, l’utilisation de cette substance est interdite dans l’union européenne à cause d’incertitude concernant sa génotoxicité potentielle. [WEB-INC-2026]
Le titane est également utilisé sous forme métallique, à une proportion de 6 % de l’offre mondiale de titane, dans de nombreux domaines. Grâce à sa grande résistance à la corrosion et aux températures élevées, ainsi qu’à sa grande légèreté, il est employé dans les domaines de l’aérospatiale, de l’aéronautique et du naval ainsi que dans les installations chimiques, pétrochimiques et de dessalement.
De plus, sa résistance aux radiations lui permet d’être utilisé dans les installations nucléaires.
Le titane est également biocompatible et est donc utilisé dans 80 % des implants et prothèses. [RAP-DAN-2023] [WEB-FRA-2026]
Enfin, c’est un matériau avec une grande résistance mécanique, il est donc exploité dans les biens de consommation haut de gamme et performants comme l’horlogerie et l’architecture. [WEB-WEE-2025]
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Figure 6 : Graphique représentant l’évolution de l’usage du titane métallique dans le monde (en tonnes par an) [RAP-DAN-2023]
Concernant l’évolution de l’usage du titane dans le monde, la quantité utilisée est en hausse depuis 2021, principalement en raison de l’augmentation de la demande dans le secteur de l’aéronautique commerciale. En revanche, elle reste stable dans les autres domaines tels que les applications industrielles, militaires et les biens de consommation. [RAP-DAN-2023]
En 2023, les importations mondiales de minerais et concentrés de titane ont dépassé 3,62 milliards de dollars. En effet, plusieurs pays utilisent le titane dans leurs industries. [WEB-PLA-2026]. La Chine est le pays le plus importateur de titane, 44 % du marché mondial. En effet, elle possède une très grande industrie aéronautique, militaire, chimique et technologique. Elle est suivie par le Japon avec 10,32 % et les Etats-Unis avec 9,61 % en 2023. [WEB-TRE-2024]. Quant à lui, le Japon a fait du titane un matériau de civilisation industrielle adapté à ses contraintes géographiques. Il s’en sert par exemple dans ses centrales thermiques côtières et dans ses usines de dessalement. Aux Etats-Unis et dans l’Europe occidentale, la consommation est fortement dominée par l’aéronautique militaire et civile avec Boeing et Airbus. [WEB-MAR-2026] En Russie, c’est le secteur naval qui en est la plus grande utilisation suivie par le nucléaire et le médical.
Références section 2.3:
La section des références 2.3, 2.4 et 2.5 n'est remplissable uniquement en 2.5 et s'affiche ensuite sur les 3.
[ART-VAN-2025] : S. Van Den Neucker, H. Demaegdt, R. Cerina, J. Mast, A.Grigoriev, S. De Broe, K. Cheyns « Titanium dioxide levels in food and other ingested consumer products: A systematic review » Food Chemistry Advances, 6 (2025). https://doi.org/10.1016/j.focha.2025.100918
[ART-SVER-2023] : H.U.Sverdrup, A.E.Sverdrup ≪ An assessment of the global supply, recycling, stocks in use and market price for titanium using the WORLD7 model≫ Sustainable Horizons, 7, 100067
[ART-KAR-2019]: E. Karimi-Sibaki, A. Kharicha, M. Wu, A. Ludwig, J. Bohacek, A Parametric Study of the Vacuum Arc Remelting (VAR) Process: Effects of Arc Radius, Side-Arcing, and Gas Cooling, Metallurgical and Materials Transactions B, 50, 6, 2901–2915 (2019). https://doi.org/10.1007/s11663-019-01719-5
[ART-BEL-2020]: J.-P. Bellot, L. Dé Cultot, A. Jardy, S. Hans, E. Doridot, J. Delfosse, N. McDonald, Numerical Simulation of the Plasma Arc Melting Cold Hearth Refining Process (PAMCHR), The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International, Metallurgical and Materials Transactions B, 51, 8, 4312–4326 (2020). https://doi.org/10.1007/s11663-020-01866-0
[ART-SHI-2021]: C.-B. Shi, Y. Huang, J.-X. Zhang, J. Li, X. Zheng, Review on desulfurization in electroslag remelting, International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 28(1), 18–34 (2021). https://doi.org/10.1007/s12613-020-2075-3
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
Fins de vieFin de vie du titane suivant les différents secteurs :
Aérospatial :
La durée de vie des pièces dans le secteur aéronautique est d’environ 20 à 30 ans. Après ce temps, les pièces sont retirées du service actif. Le tri des alliages pour recyclage est réalisé par des sociétés telle que EcoTitanium depuis 2024. [WEB-AIR-2025]
Médical :
Dans le secteur médical, la durée de vie des implants est en théorie celle de la vie du patient. Généralement l’implant reste dans l’organisme et n’est pas récupéré après le décès. [WEB-LUS-2025]
Peinture / pigmentation :
Dans ce secteur, le titane est majoritairement utilisé sous forme de dioxyde de titane (TiO₂), notamment comme pigment dans les peintures grâce à ses propriétés optiques. En fin de vie, ces matériaux sont jetés sans traitement spécifique. Le TiO₂ n’étant pas récupéré, il n’est pas recyclé de manière industrielle. [ART-SVER-2023]
Métallurgie :
Le recyclage du titane se fait principalement par la valorisation des déchets (« scrap »). Tous ces déchets de cycle court, lorsque leur qualité est suffisamment garantie, peuvent être refondus en lingots par les procédés de fusion à foyer froid développés spécifiquement pour ce type de recyclage. En 2009, la capacité mondiale de recyclage par fusion représentait environ un quart de la capacité totale de production de titane métal, la moitié de ces fours de recyclage est située aux USA. Ces matériaux sont intéressants car ils coûtent 30 à 60 % moins cher que le titane primaire (éponge). Cet aspect du recyclage permet de réutiliser des ressources sans en importer de nouvelles dans un contexte de souveraineté industrielle. [WEB-MIN-2015]
Le recyclage des chutes massives et des copeaux est la méthode la plus simple. Ces chutes massives correspondent à des morceaux de barres et de tôles provenant de l’usinage. L’avantage est la traçabilité car la composition chimique est déjà connue. Néanmoins, le problème majeur reste la contamination chimique, ce qui implique des risques d’inclusions dans le métal final. C’est pour cela qu’il faut trier ces copeaux.
Ce tri se base sur 3 propriétés :
• la densité (copeaux moins denses)
• le comportement magnétique (amagnétiques)
• l’absorption des rayons X
Avant le recyclage les copeaux sont lavés, dégraissés, décapés et séchés. Le procédé utilisé pour enlever l’oxygène est le procédé DOSS. Il permet d’enlever jusqu’à 70 % de l’oxygène présent dans les copeaux.
Plusieurs procédés sont utilisés pour fusionner et purifier le titane :
- Le procédé VAR (Vacuum Arc Remelting) consiste à refondre sous vide une électrode consommable à l’aide d’un arc électrique. Le métal liquide se solidifie ensuite dans un moule refroidi pour former un lingot de haute qualité. [ART-KAR-2019]
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Figure 7 : Schéma représentant le procédé VAR [ART-KAR-2019]
- Le procédé type PACHR (fusion par plasma d’arc avec creuset froid). Ce procédé permet d’obtenir un métal de très haute pureté. Il élimine les inclusions (impuretés) soit par piégeage, soit par dissolution dans le bain liquide. Le principe de ce procédé repose sur l’utilisation de plusieurs torches à plasma pour faire fondre la matière première. Il se déroule en trois étapes principales : la première est la zone de fusion, où la matière est fondue sous l’action des torches plasma ; la deuxième est la zone d’affinage, où le métal liquide s’écoule dans un bain permettant l’élimination des inclusions. Enfin, la troisième est la zone de coulée, où le métal purifié est solidifié sous forme de lingot.
- ENC Electro-slag remelting. Ce procédé consiste à faire refondre un lingot à travers un bain de flux électrique conducteur (« slags ») qui fond et purifie le métal. [ART-SHI-2021]
À la fin de ces procédés, plusieurs traitements peuvent être utilisés pour enlever les impuretés tels que le grenaillage et le décapage. [WEB-TEC-2021]
Références section 2.4:
La section des références 2.3, 2.4 et 2.5 n'est remplissable uniquement en 2.5 et s'affiche ensuite sur les 3.
[ART-VAN-2025] : S. Van Den Neucker, H. Demaegdt, R. Cerina, J. Mast, A.Grigoriev, S. De Broe, K. Cheyns « Titanium dioxide levels in food and other ingested consumer products: A systematic review » Food Chemistry Advances, 6 (2025). https://doi.org/10.1016/j.focha.2025.100918
[ART-SVER-2023] : H.U.Sverdrup, A.E.Sverdrup ≪ An assessment of the global supply, recycling, stocks in use and market price for titanium using the WORLD7 model≫ Sustainable Horizons, 7, 100067
[ART-KAR-2019]: E. Karimi-Sibaki, A. Kharicha, M. Wu, A. Ludwig, J. Bohacek, A Parametric Study of the Vacuum Arc Remelting (VAR) Process: Effects of Arc Radius, Side-Arcing, and Gas Cooling, Metallurgical and Materials Transactions B, 50, 6, 2901–2915 (2019). https://doi.org/10.1007/s11663-019-01719-5
[ART-BEL-2020]: J.-P. Bellot, L. Dé Cultot, A. Jardy, S. Hans, E. Doridot, J. Delfosse, N. McDonald, Numerical Simulation of the Plasma Arc Melting Cold Hearth Refining Process (PAMCHR), The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International, Metallurgical and Materials Transactions B, 51, 8, 4312–4326 (2020). https://doi.org/10.1007/s11663-020-01866-0
[ART-SHI-2021]: C.-B. Shi, Y. Huang, J.-X. Zhang, J. Li, X. Zheng, Review on desulfurization in electroslag remelting, International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 28(1), 18–34 (2021). https://doi.org/10.1007/s12613-020-2075-3
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 SociauxImpact environnemental :
Extraction du minerai :
De manière générale, l’extraction de minerai a un impact environnemental négatif car cela supprime des grandes zones végétales et provoque l’érosion du sol, ce qui perturbe la faune et la flore. De plus, l’extraction de minerais utilise de grandes quantités d’eau lors des différentes étapes (environ 500 litres d’eau pour 1 tonne de titane extrait). Cette forte consommation d’eau ajoute une pression sur les ressources hydriques locale. [WEB-BOJ-2025]
Production :
Le processus de conversion du minerai en titane métallique (principalement le processus de Kroll) consomme une grande quantité d’énergie car il est composé de plusieurs étapes qui demandent de travailler à de très hautes températures. Ce procédé utilise également de nombreux produits chimiques tels que le chlore et le magnésium qui peuvent être dangereux pour l’environnement s’ils ne sont pas utilisés correctement. Enfin, ce type de procédé produit d’assez grandes quantités de déchets, dont des déchets dangereux pour l’environnement s’ils ne sont pas bien traités (comme HCl et Cl2). [WEB-BOJ-2025]
Usages :
Il reste encore des étapes de production avant que le dioxyde de titane se retrouve dans des pigments ou des prothèses. On peut alors ajouter que la production de ces matériaux consomme aussi de l’énergie. Néanmoins, le titane étant un métal très résistant, la durée de vie des produits en titane métallique est plutôt longue, ce qui fait diminuer l’impact environnemental de leur cycle de vie. [WEB-BOJ-2025]
Impacts sociétaux :
Extraction du minerai :
Lors de ces 20 dernières années, l’extraction du titane des minerais a fortement augmenté. Son extraction se fait à partir de sable minéralisé, elle se fait souvent à ciel ouvert. De ce fait, des communautés sont parfois forcées de quitter leur territoire. Avec cela des terres agricoles sont perdues au profit de l’extraction du titane ce qui provoque des tensions.
C’est ce qui est arrivé à Madagascar en 2008. Près de 2000 hectares dans une des régions du pays ont été acquis par la société QMM, une co-entreprise entre l’État malgache et Rio Tinto, afin d’en extraire de l’ilménite. Le processus à contraint les populations à proximité de ces installations de quitter la région. D’autre part, dans la région de Mandena, les extractions minières de QMM ont réduit les récoltes des pêcheurs de la zone par deux à cause de la pollution des eaux. Rio Tinto étant une entreprise anglo-australienne, elle s’accorde 85 % des bénéfices de leur activité minière à Madagascar contre 15 % pour l’État malgache. [WEB-WOR-2024]
Santé :
L’inhalation de la poudre de titane, particules fines résultant de l’extraction du minerai, a quelques effets nocifs pour l’être humain. En effet, en étant surexposé à cette poudre, un individu peut souffrir de douleurs dans la poitrine, de difficultés respiratoires accompagnées de toux. Cette poudre est également irritante pour les yeux. [WEB-LEN-2026].
D’autre part, en raison de risques de génotoxicité (dommages à l'ADN), l’usage du dioxyde de titane comme additif alimentaire (E171) est interdit en France et jugé non sûr par l'EFSA, l’Autorité européenne de sécurité des aliments.
Commercialisation :
La Chine est le plus grand producteur de titane (34 % de la production mondiale en 2023). Elle en contrôle les prix et les volumes d’exportation. Elle détient un moyen de pression non négligeable et exerce donc un grand pouvoir sur les autres pays. [WEB-MIN-2024]
L’industrie de l’aéronautique dépend grandement du titane métallique notamment pour l’entreprise Airbus. Le fournisseur du titane pour cette entreprise est le conglomérat d’état de défense russe. En effet 60 % de leur titane provient de ce fournisseur. Depuis le début des tensions géopolitiques en Russie et en Ukraine, le blocus russe impacte grandement la commercialisation du titane. Cela pose un problème non négligeable pour Airbus étant donné que la demande en titane pour l’industrie de l’aéronautique a été multipliée par deux ces dix dernières années. L’entreprise essaie donc activement de contourner ce blocus en cherchant d’autres fournisseurs. [WEB-REP-2022]
De plus, d’autres pays cherchent à s’approvisionner en titane de manière critique. C’est le cas des Etats-Unis et de plusieurs pays d’Europe. Leur cible principale pour se procurer du titane est l’Ukraine en raison de ses grandes réserves, les acquérir leur permettraient de s’affranchir de leur dépendance à la Russie. [WEB-REP-2022]
Références section 2.5:
La section des références 2.3, 2.4 et 2.5 n'est remplissable uniquement en 2.5 et s'affiche ensuite sur les 3.
[ART-VAN-2025] : S. Van Den Neucker, H. Demaegdt, R. Cerina, J. Mast, A.Grigoriev, S. De Broe, K. Cheyns « Titanium dioxide levels in food and other ingested consumer products: A systematic review » Food Chemistry Advances, 6 (2025). https://doi.org/10.1016/j.focha.2025.100918
[ART-SVER-2023] : H.U.Sverdrup, A.E.Sverdrup ≪ An assessment of the global supply, recycling, stocks in use and market price for titanium using the WORLD7 model≫ Sustainable Horizons, 7, 100067
[ART-KAR-2019]: E. Karimi-Sibaki, A. Kharicha, M. Wu, A. Ludwig, J. Bohacek, A Parametric Study of the Vacuum Arc Remelting (VAR) Process: Effects of Arc Radius, Side-Arcing, and Gas Cooling, Metallurgical and Materials Transactions B, 50, 6, 2901–2915 (2019). https://doi.org/10.1007/s11663-019-01719-5
[ART-BEL-2020]: J.-P. Bellot, L. Dé Cultot, A. Jardy, S. Hans, E. Doridot, J. Delfosse, N. McDonald, Numerical Simulation of the Plasma Arc Melting Cold Hearth Refining Process (PAMCHR), The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International, Metallurgical and Materials Transactions B, 51, 8, 4312–4326 (2020). https://doi.org/10.1007/s11663-020-01866-0
[ART-SHI-2021]: C.-B. Shi, Y. Huang, J.-X. Zhang, J. Li, X. Zheng, Review on desulfurization in electroslag remelting, International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 28(1), 18–34 (2021). https://doi.org/10.1007/s12613-020-2075-3
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Le titane est le 7ème métal le plus abondant sur terre avec une teneur moyenne en masse de 0,44 %. Il est majoritairement présent sous forme d’oxydes dans les minerais comme l’ilménite (93 % de la production mondiale) ainsi que le rutile. Les réserves mondiales exploitables sont estimées à 540 millions de tonnes. Les gisements les plus importants se situent en Chine et en Australie.
Le dioxyde de titane représente près de 90 % de l’usage mondiale en titane. Il est majoritairement utilisé comme pigment / colorant blanc dans plusieurs domaines comme le papier, les peintures, le plastique ou encore en cosmétique. Le titane métallique, avec ses 6 % d’usage mondial, est réservé à certains secteurs plus spécifiques comme l’aéronautique (Airbus, Boeing), le militaire et le médical (implants, prothèses) notamment du fait de sa légèreté, de sa résistance à la corrosion ainsi que de sa biocompatibilité avec le corps humain. La demande et consommation de titane est en hausse depuis 2011.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
L’extraction et la production du titane affectent de manière considérable l’environnement. Dès lors de l’extraction du minerai, des zones dont dépendent la faune et la flore sont détruites. De plus, les environnements souffrent d’une forte utilisation d’eau.
D’autre part, la production du minerai en métal par le procédé Kroll, qui nécessite de travailler à haute température, utilise une grande quantité d’énergie et produit des produits chimiques nocifs pour l’environnement. Enfin, la production de titane génère une grande quantité de déchets qui ne sont pas forcément bien traités par les entreprises productrices.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux majeurs
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
L’exploitation du titane donne lieu à des tensions dues à son extraction. Cette dernière implique parfois le déplacement de populations et peut rendre certaines terres inexploitables pour les agriculteurs, comme ce fut le cas à Madagascar en 2008, réduisant les récoltes des pécheurs à cause de la pollution des eaux.
Sur l’aspect sanitaire, les poussières de titane peuvent provoquer des troubles respiratoires lorsqu’elles s’accumulent et l’irritations des yeux. Son utilisation comme additif alimentaire a été interdite en France pour des risques de génotoxicité.
Le titane représente aussi un moyen de pression à l’international. La Chine, qui en produit 34%, contrôle les prix. De l’autre côté, le conflit russo-ukrainien perturbe l’approvisionnement de grandes entreprises puisant dans les réserves russes qui cherchent maintenant à sécuriser l’accès aux réserves ukrainiennes pour réduire cette dépense.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
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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’’ …).
Le dioxyde de titane contribue à la stabilité physico-chimique des médicaments. En particulier, concernant la photostabilité des principes actifs. En effet, le TiO2 les protègent efficacement de la lumière. À ce jour, aucun substitut disponible sur le marché n’assure une protection équivalente.
De plus, le TiO2 confère l’opacité aux formulations pharmaceutiques avec une quantité minimale de matière. Les substituts nécessiteraient des quantités beaucoup plus importantes pour atteindre un niveau d’opacité comparable.
Le dioxyde de titane garantit également l’uniformité du dosage et la préservation de la biodisponibilité des principes actifs, ce qui est crucial pour l’efficacité thérapeutique.
Enfin, le TiO2 ne présente pas de risque significatif pour les patients, en raison des quantités infimes employées dans les formulations. [RAP-EUR-2025]
Il n’existe pas de limite universelle pour le TiO2 dans les médicaments, la quantité dépend du produit et de la formulation. Selon la Directive 2001/83/CE et les GMP, chaque excipient doit être justifié dans le dossier d’AMM, sans limite unique applicable à tous les médicaments.
Les études toxicologiques montrent qu’une dose orale très élevée de 5 000 mg/kg/jour chez le rat n’a entraîné aucun effet notable, confirmant que les quantités pharmaceutiques utilisées sont sûres. [WEB-WHO-2023]
Habitat :
De nombreuses alternatives existent pour remplacer le TiO2 dans les peintures et revêtements, telles que le lithopone, l’oxyde de zinc ou le sulfure de zinc. Cependant, aucune ne remplace totalement le TiO2 de manière efficace car beaucoup moins couvrantes et plus chères que le TiO2. Le dioxyde de titane est largement utilisé dans ce domaine car il a un excellent pouvoir couvrant, une très bonne résistance aux UV ainsi qu’abordable. Toutes ces propriétés permettent au dioxyde de titane de garantir la qualité des surfaces dans le secteur de l’habitation ainsi que de leur durabilité. C’est la raison pour laquelle il reste encore largement utilisé dans ce domaine. [ART-BRA-1992]
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
Le TiO2 est maintenu dans les médicaments car aucune alternative à celui-ci n’existe encore. Pour les peintures, aucune alternative qui résiste aussi bien aux UV et qui a un pouvoir couvrant égal n’existe encore. Si la production ne baisse pas, les réserves mondiales (540 Mt), ne permettront environ que 55 ans de consommation (production mondiale en 2025 : 9,8 Mt) [RAP-USG-2026]
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 business-as-usual, la demande en TiO2 resterait stable. Le maintien de cette demande s’explique par son importance dans plusieurs secteurs. Dans le domaine pharmaceutique, le TiO2 est indispensable pour garantir la qualité des médicaments, notamment en assurant la protection à la lumière des principes actifs. Dans le secteur des peintures, il est largement utilisé en raison de son coût relativement faible, de son excellent pouvoir couvrant et de son efficacité.
Le dioxyde de titane repose sur des ressources minérales non renouvelables, issues de l’extraction d’ilménite et de rutile. Ainsi si aucune baisse de la demande est réalisée il y a une raréfaction progressive des gisements les plus accessibles, augmentant ainsi les coûts d’extraction pour trouver de nouveau gisements. De plus l’activité minière génère de nombreux impacts environnementaux qui s’accumuleront au fils des années, comme la dégradation des sols ou encore la production de déchets miniers.
Des tensions d’approvisionnement pourraient également apparaître. Le marché du TiO2 est fortement concentré, avec une part dominante de la Chine dans la production mondiale, ce qui crée une dépendance géopolitique importante. Cette concentration rendrait les chaînes d’approvisionnement vulnérables aux tensions commerciales et aux mesures de protection économique, comme les droits antidumping ou les restrictions d’échanges observés sur le marché international du TiO2. Dans ce contexte, l’instabilité géopolitique pourrait avoir des répercussions importantes sur la disponibilité mondiale du matériau. [WEB-PCI-2025]
Enfin, en fin de vie, le TiO2 n’est généralement pas recyclé, car sa récupération est à la fois techniquement complexe et économiquement peu rentable. En effet, dans les peintures comme dans les médicaments, il est utilisé en très faible proportion et est dispersé dans les formulations le rendant très difficile à récupérer.
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario Business-as-usual est un scénario qui ne propose pas de réels changements.
Tout d’abord, la demande en TiO2 devrait rester globalement stable, il conserverait donc une place centrale dans plusieurs secteurs tels que l’industrie pharmaceutique et le domaine des peintures. En effet, il existe peu de substituts efficaces, ceux-ci ne sont soit pas assez performants soit trop couteux. Si la production en TiO2 reste constante les réserves mondiales permettront environ 55 ans de consommation. Finalement, le TiO2 ne peut pas être recyclé, le processus étant très long et peu rentable.
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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
Références section 3.2:
[RAP-BUE-2025] : Buesa, A. et al., Titanium metal in the EU: Strategic relevance and circularity potential, European Commission, Joint Research Centre, Publications Office of the European Union, 2025, JRC137082. https://doi.org/10.2760/5871804
Explications sur ce choix de scenarioTitane métallique :
Pour atteindre une gouvernance partagée, les productions de titane sont relocalisées afin d’obtenir la souveraineté sur ce produit.
Une coopération européenne permet d’atteindre cet objectif. L'UE conserve les chutes de titane issues de la fabrication aéronautique au lieu de les renvoyer aux États-Unis. [RAP-BUE-2025]
Concernant l’économie au niveau industriel, le recyclage est priorisé afin de transformer localement ces déchets en produits pour l’aviation. [RAP-EUR-2022]
Les capacités industrielles de collecte de tri et de refonte des pièces sont massivement améliorées. [RAP-BUE-2025]
Dans un scénario de coopération territoriale, les territoires favorisent des circuits courts afin de revaloriser le titane déjà présent dans les déchets au lieu de l’exporter dans des pays tels que les États-Unis qui le recyclent sur leur sol. La dépendance aux importations et l’empreinte carbone liée au transport baisse, ce qui est cohérent avec les stratégies de résilience industrielle mises en avant par l’UE. [WEB-SIN-2021]
Les territoires établissent des accords pour partager les ressources minérales et limiter leur surexploitation. Cela s’inscrit dans les objectifs de gestion durable définis par les Nations Unies, notamment l’ODD 12. [WEB-UN-2025]
La coopération territoriale s’appuie sur des clusters régionaux spécialisés favorisant l’innovation et le partage de connaissances. [WEB-SIN-2025]
Les industries d’un même territoire coopèrent pour mutualiser leurs flux de matière et d’énergie, réduisant ainsi leur impact environnemental global. [WEB-ENV-2024]
Dans le secteur de la mobilité, une réduction du trafic aérien touristique et commercial, due à la baisse d’importation du minerai, permet de diminuer la pression sur la ressource, ainsi que la pollution engendrée par ce mode de transport. [RAP-EUR-2022] [RAP-BUE-2025]
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 demande de titane métallique est légèrement réduite grâce à une utilisation plus raisonnée des transports aériens et une baisse de l’importation du titane. La production repose maintenant sur le recyclage mutualisé grâce à une coopération européenne et un système de collecte des déchets plus performant à l’échelle locale.
Références section 3.3:
[RAP-BUE-2025] : Buesa, A. et al., Titanium metal in the EU: Strategic relevance and circularity potential, European Commission, Joint Research Centre, Publications Office of the European Union, 2025, JRC137082. https://doi.org/10.2760/5871804
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 de coopération territoriale, le développement du recyclage local et la légère baisse du trafic aérien permettrait de réduire la pression sur l’extraction du titane et donc les impacts environnementaux (pollution, consommation de ressources) et d’améliorer la souveraineté sur ce minerai.
Le recyclage du titane et la volonté de conserver les chutes issues de la fabrication aéronautique en Europe pourraient réduire la dépendance de l’UE vis à vis de fournisseurs étrangers, notamment des États Unis ou de pays exportateurs de titane primaire. L’impact géopolitique de cette dépendance est confirmé par l’analyse de la chaîne de valeur : l’UE demeure un importateur net important de produits à base de titane, avec un ratio importations/exportations élevé (voir Figure n°5), ce qui expose les industries (aéronautique, défense, énergie) à des risques de ruptures en cas de tensions commerciales ou de crises internationales.
Renforcer la circularité interne et développer des capacités de transformations domestiques sont identifiés comme moyens d’améliorer l’autonomie stratégique et d’atténuer ces vulnérabilités d’approvisionnement. [RAP-BUE-2025]
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Figure 10 : Schéma présentant les volumes du commerce international extra-UE (en kt) des produits en titane en 2023. [RAP-BUE-2025]
Sur le plan des tensions globales, la filière resterait exposée à des risques d’approvisionnement et à une volatilité des prix liée aux marchés internationaux. Les dépendances géopolitiques seraient donc partiellement réduites mais non supprimées, maintenant une fragilité structurelle du système. [RAP-BUE-2025]
Le passage à une économie circulaire limiterait aussi les transports internationaux et donc l’empreinte carbone. Cependant, cela déplacerait une partie des impacts vers les territoires industriels (consommation d’énergie, activités de refonte). [RAP-BUE-2025], [WEB-ENV-2024]
Ce scénario réduirait les dépendances géopolitiques en favorisant une production locale et en limitant les importations de titane primaire. Il renforcerait ainsi la souveraineté industrielle des territoires. Toutefois, de nouvelles tensions pourraient apparaître si les capacités locales de recyclage étaient insuffisantes ou mal réparties, rendant certains territoires stratégiques. [RAP-EUR-2022], [WEB-SIN-2021]
Sur le plan économique et social, la relocalisation industrielle créerait des emplois et dynamiserait certains territoires, mais nécessiterait des investissements importants et pourrait accentuer les inégalités entre les différentes régions. Certains territoires deviendraient des pôles industriels majeurs, tandis que d’autres pourraient être marginalisés. [WEB-SIN-2025]
Enfin, ce scénario resterait limité par des contraintes physiques : le recyclage du titane ne permettrait pas de couvrir l’ensemble des besoins en raison des pertes et des contraintes techniques. L’extraction resterait donc partiellement nécessaire, maintenant certaines pressions environnementales. [RAP-BUE-2025], [WEB-EIB-2018]
Références section 3.4:
[RAP-BUE-2025] : Buesa, A. et al., Titanium metal in the EU: Strategic relevance and circularity potential, European Commission, Joint Research Centre, Publications Office of the European Union, 2025, JRC137082. https://doi.org/10.2760/5871804
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario Coopération territoriale est un scénario qui propose une transition basée sur une gouvernance partagée. Concernant le titane métallique, la demande devrait légèrement diminuer grâce à une mobilité plus raisonnée et une diminution de l’importation du minerai. De plus, le titane proviendrait principalement du recyclage mutualisé à l’échelle européenne. Une collecte des déchets de manière locale et efficace est aussi nécessaire. Les territoires pourraient également favoriser des circuits courts pour réduire leur dépendance aux exportations et établir des accords pour partager les ressources minérales pour limiter leur surexploitation.
Néanmoins, le titane métallique est au centre de problèmes géopolitiques liés à la dépendance de ses exportations, ce qui fragilise l’approvisionnement de l’UE.
22 Ti - Titane - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Génération frugale
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’’ …).
Dans le secteur alimentaire, l'utilisation du dioxyde de titane (E171) est désormais bannie au sein de l'Union Européenne. Cette décision fait suite à l'avis scientifique de l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) de mai 2021, qui a conclu que ce composé ne pouvait pas être considéré comme sûr en raison de préoccupations majeures concernant sa génotoxicité (capacité à endommager l'ADN). [RAP-EUR-2025]
Cependant, la FDA n'a relevé aucune préoccupation relative à une génotoxicité potentielle sur la base des données disponibles et a noté que le TiO2 n'était pas cancérogène selon les études de cancérogénicité du Programme national de toxicologie (NTP). La FDA souligne également dans son rapport que certains tests de génotoxicité pris en compte par l'EFSA utilisaient des substances non représentatives de l'additif colorant, et que d'autres incluaient des voies d'administration non pertinentes pour l'exposition alimentaire humaine. [WEB-FDA-2024]
Dans une démarche de génération frugale, les consommateurs et les industriels acceptent de renoncer à la blancheur artificielle et à l’opacité parfaite des produits transformés. L’interdiction de cet additif favorise ainsi des aliments moins transformés, et donc moins uniformes, au profit d’une sécurité sanitaire. La priorité n’est plus l’uniformité visuelle des produits, mais l’absence de risques chimiques liés à l’utilisation d’agents de texture ou de colorants superflus. Une alternative au TiO2 dans l’alimentation est l’utilisation de particules d’amidon, employées comme agent de pigmentation blanche. [ART-HUA-2024]
Habitat :
Le dioxyde de titane dans les peintures améliore la résistance aux UV et prolonge ainsi la durée de vie des revêtements. Son utilisation permet donc de réduire la fréquence des repeintures et, par conséquent, la consommation de matières. De plus, le TiO2 possède un très fort pouvoir couvrant, ce qui permet d’en utiliser de faibles quantités pour obtenir un effet important. [ART-BRA-1992]
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
Dans un scénario de génération frugale, la demande en dioxyde de titane évolue de manière différenciée selon les usages. Dans le secteur alimentaire, elle chute fortement, voire disparaît, en raison de son interdiction dans l’Union Européenne et d’un changement des préférences des consommateurs, qui acceptent des produits moins transformés et moins uniformes visuellement [RAP-EUR-2025]. Des solutions plus simples et viables ont été trouvées, telles que des particules d’amidon [ART-HUA-2024]. À l’inverse, dans le secteur de l’habitat, la demande se maintient, car le TiO₂ remplit une fonction technique essentielle en améliorant la durabilité des peintures et en réduisant la consommation de matière. Aucun substituant ne présente actuellement les mêmes performances en termes d’opacité, de pouvoir couvrant et de stabilité [ART-BRA-1992]. Ainsi la demande globale diminue, ce qui permettrai plus de 55 ans de consommation.
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Dans le scénario Génération Frugale, la demande en TiO2 diminue.
L’interdiction du dioxyde de titane comme additif alimentaire en Europe réduit déjà son utilisation dans le secteur agroalimentaire. Il est probable que les États-Unis suivent progressivement l’exemple européen, d’autant plus que des solutions de remplacement, développées suite à cette interdiction apparaissent désormais plus pertinentes et économiques. Ce scénario renforcerait la baisse de la demande de TiO2.
Dans le secteur pharmaceutique, le TiO2 restera toutefois largement utilisé, car il est indispensable pour garantir la qualité des médicaments, notamment en assurant la protection à la lumière des principes actifs. Les recherches pour des alternatives efficaces continueront à être menées.
Dans le domaine des peintures, il demeure également très présent en raison de son faible coût, de son excellent pouvoir couvrant et de son efficacité. La tension sur l’approvisionnement est plus faible que dans le scénario Business-as-usual car il y a moins de demande. Cela permettrait de réduire la pression sur la chaîne d’approvisionnement mondiale. En contre parti cela pourrait fragiliser certaines régions ou pays dépendants de l’extraction minière et de la production de TiO2. [WEB-TIP-2025].
Enfin la réduction de la production entraînerait une baisse de la pollution industrielle liée à son extraction et à sa transformation.
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario Génération frugale est un scénario qui propose une transition basée sur la contrainte et la sobriété.
Concernant le TiO2, la demande devrait globalement diminuer. En effet, bien que son utilisation soit difficile à réduire dans le secteur de l’habitat du fait de l’impossibilité de trouver des substituts à la fois efficaces et peu coûteux, son usage dans l’alimentation est désormais interdit en Europe et pourrait bientôt l’être aux États-Unis. Cette interdiction favorise le développement de produits moins transformés avec des alternatives comme les particules d’amidon. Ainsi, les tensions sur l’approvisionnement en TiO2 et la pollution diminuent par rapport au scénario business-as-usual. Néanmoins, cette baisse de la demande pourrait fragiliser les régions dépendantes de l’extraction minière et de la production de TiO2.
22 Ti - Titane - CPE Lyon - 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’’ …).
Explications sur ce choix de scenarioTitane métallique :
Pour atteindre un système énergétique décarboné, le recyclage est priorisé sur l’exploitation de ressources minières. Pour cela, les techniques de recyclage du titane métallique sont améliorées.
De nouvelles entreprises de recyclage ouvrent, telles que EcoTitanium. Cette entreprise met en œuvre des technologies récentes telles que des fours à plasma ou sous vide, qui consomment moins d’énergie que les méthodes de fusion actuelles de revalorisation du titane. Le titane étant un métal possédant une grande résistance à la chaleur, il nécessite des techniques de fusions spécifiques. [WEB-EIB-2018]
Les procédés permettant la transformation du dioxyde de titane en métal de titane sont améliorés.
De nouveaux procédés ayant comme objectif d’améliorer l’efficacité énergétique sont mis en place, tels que le FFC Cambridge process. Celui-ci permet de former du titane à partir du dioxyde de titane par une méthode électrochimique. En effet, la méthode utilisée actuellement nécessite de chauffer à une température de 1000°C. Ce nouveau procédé permet de descendre à une température de réaction à 850°C, ce qui n’est pas négligeable. [RAP-BTI-2022]
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 demande en titane métallique reste stable dans tous les domaines où il est utilisé (aéronautique, implants médicaux etc.…). Aucune augmentation importante n’est prévue dans les années à venir. La production repose maintenant sur le recyclage grâce à une technologie de pointe et sur l’amélioration des procédés de transformation du dioxyde de titane en titane à partir de l’extraction minière.
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 de technologies vertes, la demande en titane reste constante dans les secteurs principaux tels que l’aéronautique, la chimie, les matériaux maritimes, les implants médicaux et l’énergie. La transformation des procédés de production du titane resterait très énergivore malgré l’usage de technologies plus efficientes comme les fours plasma ou sous vide, ce qui maintiendrait des contraintes économiques et énergétiques importantes pour l’industrie. [WEB-EIB-2018]
De plus, en fin de vie, le recyclage progresserait mais resterait incomplet, ce qui impliquerait la persistance de pertes de matière et d’une extraction primaire nécessaire. Les impacts environnementaux seraient ainsi globalement maintenus, avec des pressions plus fortes concentrées dans les zones d’extraction que dans les territoires consommateurs. [WEB-GEN-2025]
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario Technologies vertes est un scénario où l’amélioration technique permet la décarbonation. La demande devrait rester stable dans le futur, le titane serait donc toujours utilisé dans plusieurs secteurs tels que l’aéronautique ou la médecine.
Des innovations technologiques seraient réalisées afin d’améliorer l’efficacité des procédés de transformation du dioxyde de titane en titane métallique et le recyclage des déchets de titane.
Cependant, il n’est pas sûr que ces innovations technologiques permettent une décarbonation significative de la société.
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 ?Avec quels autres éléments votre élément est-il géologiquement lié ? Quelles relations imposées par la croûte terrestre structurent déjà ses possibilités d’usage ?
Le titane est extrait de roches sous plusieurs formes oxydées, TiO2 et TiO3, il est donc géologiquement lié à l’oxygène dans toutes les différentes roches le contenant. Parmi les types de roches qui présentent du titane, la pérovskite de formule CaTiO3 est aussi composée d’un cation Ca2+ qui coexiste avec le Ti4+ et le O2-. De plus, dans la plupart des roches d’autres éléments sont présents comme le fer et le niobium dans le rutile, l’anastase et la brookite. Il y a aussi des traces de chrome, de tantale, de vanadium, d’étain et d’antimoine dans certaines roches. Du zircon sous forme de silicate de zirconium, ZrSiO4, est souvent présent dans les minerais contenant du dioxyde de titane. [WEB-LEL-2026]
Le titane provient donc de ses formes oxydées et nécessite des traitements afin de n’extraire que le Ti. Plusieurs procédés ont été élaborés pour obtenir le Ti qui est notamment utilisé pour faire des éponges par exemple. [WEB-LEL-2026]
Quels éléments sont mobilisés par les procédés qui le transforment ? Que devient la relation entre ces éléments lorsque l’on passe de la mine à l’objet ?
Avant de pouvoir être utilisé à l’échelle industrielle, le titane doit passer par plusieurs étapes de transformation telles que l’extraction et le raffinage. Concernant l’extraction, pour le cas de l’ilménite, cette dernière est indépendante du minerai et peut donc être séparée des autres roches par plusieurs méthodes selon le type d’ilménite (Ilménite-Magnétique, Hématite-Ilménite, Pérovskite-Titanomagnétite). Néanmoins, le processus d’extraction ne permet pas de séparer le dioxyde de titane des autres minéraux. [WEB-VIP-2024]
Comme évoqué précédemment (dans la partie 2.2), les différentes étapes de raffinages mobilisent de nombreux composés chimiques. En effet, deux grands procédés sont utilisés. Le procédé au sulfate nécessite l’utilisation d’acide sulfurique (H₂SO₄), d’eau (H₂O) ainsi que du fer métallique. Et le procédé au chlore requiert du dichlore (Cl₂), du carbone, de l’eau (H₂O) et du dioxygène (O₂).
Quels autres éléments sont impliqués dans les technologies qui dépendent de lui ? Autrement dit : quels “compagnons de chaîne technique” co-évoluent avec lui dans les usages contemporains ?
L’un des alliages du Titane le plus utilisé est le Ti-6Al-4V, qui représente environ 50 % du marché du titane métallique [WEB-G2D-2025]. Cet alliage est composé d’environ 6 % d’aluminium, 4 % de vanadium, ainsi que d’une faible quantité de fer (0,25 % au maximum) et d’oxygène (0,25 % au maximum). [WEB-PAR-2025] [WEB-NUC-2025]. Ce dernier permet d’offrir une meilleure résistance à la corrosion atmosphérique que le titane pur ainsi qu’un excellent rapport résistance/poids. Grâce à ces propriétés, cet alliage est grandement utilisé dans le domaine aérospatial, notamment pour les châssis d’avions, les moteurs ou les trains d’atterrissage. [WEB-LEL-2026]
Il existe une variante de cet alliage : le Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial). Ce matériau présente une composition similaire au Ti-6Al-4V mais contenant une teneur beaucoup plus faible en impuretés avec une réduction de 13 % de la teneur en oxygène. [WEB-NUC-2025] Cette réduction en impuretés permet de diminuer la résistance mécanique tout en améliorant la ductilité et la ténacité à la rupture. En plus de ses propriétés, sa très bonne biocompatibilité et résistance à la corrosion, permettent à ce matériau d’être grandement utilisé dans la fabrication de prothèses orthopédiques. Cependant, d’autres alliages sont envisagés et testés en raison d’une possible toxicité du vanadium. Ainsi, des alliages titane-aluminium-fer (5 %, 2,5 %), titane-niobium, titane-tantale et titane-aluminium-fer (6%, 7%) sont en cours d’expérimentation. [WEB-LEL-2026]
Un autre alliage du titane est possible : le TA3V. Composé d’une teneur plus faible en aluminium (3 %) et en vanadium (2,5 %), ce matériau est présent dans de nombreux objets du quotidien comme les montres, les appareils photos, les fauteuils roulants ou encore les vélos. [WEB-LEL-2026]
De plus, l’alliage Titane-Palladium avec une teneur de 0,2 % en palladium apporte une meilleure résistance à la corrosion que le titane pur. En effet, ce dernier peut résister à la corrosion sous tension et est donc utile à la construction de centrales nucléaires côtières et de coques de sous-marin. [WEB-LEL-2026]
En outre, le titane peut également être allié au nickel à 50 % afin de former un alliage à mémoire de forme. Celui-ci est notamment employé dans les avions de combat au niveau de la tuyauterie.
Le titane sous sa forme oxydée TiO2, peut aussi être utilisé dans de grands domaines d’utilisation notamment dans les peintures en tant que pigment blanc, dans le secteur du papier comme opacifiant, en tant qu’agent de polissage ou encore dans le béton. [WEB-LEL-2026]
Enfin, un alliage important du Titane est le Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242). Conçu à des hautes températures, cet alliage contient 6 % d'aluminium, 2 % d'étain, 4 % de zirconium et 2 % de molybdène. Cette composition lui permet d’avoir une très bonne tenue mécanique à chaud. Il est donc principalement utilisé dans les moteurs aéronautiques et dans d'autres composantes aérospatiales soumises à des températures élevées. [WEB-PAR-2025]
Ainsi, le titane ne peut pas être complètement exploité sans être associé à d’autres éléments chimiques tels que l’aluminium, le vanadium, le molybdène, le zirconium, le palladium ou encore l’oxygène. Ces éléments co-évoluent donc avec le titane en modifiant ses propriétés ce qui lui permet d’étendre son usage dans de multiples domaines.
Que nous apprennent ces interdépendances sur la fragilité ou la robustesse du système ? Quels risques, dépendances géopolitiques ou effets cumulés apparaissent ?
Ces interdépendances exposent une concentration géographique et industrielle dangereuse. En effet, produire du titane pur sous forme métallique et l'intégrer à des alliages est complexe, énergivore et parfois consommateur de produits chimiques. Cela a donné naissance à une chaîne d'approvisionnement très concentrée, au sein de laquelle la Russie a une place importante. Bien que les réserves de titane soient importantes sur Terre, seul un faible nombre de pays produit aujourd'hui des éponges de titane de qualité. [RAP-BUE-2025].
Enfin, l’extraction étant énergivore, une crise du prix de l'électricité se transforme immédiatement en crise du titane. C'est donc un matériau électro-dépendant.
Par conséquent, ce n'est pas la rareté géologique du titane qui fragilise le système, mais la rareté industrielle et technique de sa transformation. La robustesse apparente, liée à l’abondance des ressources, masque une fragilité réelle.
Le titane est souvent allié au vanadium. Sa production est très concentrée géographiquement (Chine, Afrique du Sud, Russie). Ainsi, il ne suffit pas d’avoir du titane mais également les éléments qui lui sont alliés. [WEB-VAN-2026]
Le titane étant essentiel dans l’aéronautique, l’armement et l’industrie spatiale, une perturbation de l’approvisionnement peut donc affecter des secteurs stratégiques.
Quelles dimensions restent invisibles tant qu’on ne cartographie pas ces symbioses ? Milieux, eaux, organismes, travail humain, infrastructures…Que sont devenu les déchets ?
Le traitement et l’exploitation de minerais de titane libèrent différents polluants, tels que des particules fines et des substances toxiques, qui peuvent contaminer les sols et les eaux souterraines ce qui peut perturber les écosystèmes aquatiques. Des éléments radioactifs peuvent être libérés dans l’air comme l’uranium ou le thorium. Ces éléments radioactifs, sont présents en très faible quantité et dispersés dans l’environnement, aucun recyclage ou stockage n’est réalisé. [ART-SHA-2018]
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Tableau 3 : Émissions pour l’extraction l’ilménite et le rutile [ART-SHA-2018]
L’utilisation de l’acide sulfurique dans le procédé au sulfate a de nombreux impacts environnementaux. 40 % de l'acide sulfurique utilisé dans ce procédé de traitement est rejeté dans l'environnement. [ART-SAD-2022]
L’acide sulfurique est également produit par le biais des émissions de SO₂ et de SO₃ dans l’atmosphère, qui réagissent avec la vapeur d’eau pour former des composés acides comme l’acide sulfureux (H₂SO₃) et l’acide sulfurique (H₂SO₄). [WEB-MAM-2026]. Ce procédé entraîne une acidification des pluies. Ces pluies acides et ces rejets d’acide sulfurique ont pour conséquences une diminution de la capacité d’absorption de sels minéraux et une perturbation de la photosynthèse des végétaux. [WEB-ATM-2017] La production d’acide sulfurique entraine également une eutrophisation à cause des émissions d’azote lors de la désulfuration du pétrole et nécessite aussi une grande quantité d’énergie. [WEB-MAM-2026]
Un sous-produit du procédé au sulfate est le FeSO₄. Concernant ce composé aucune donnée exploitable n’a été trouvée. En l’absence d’information, deux hypothèses peuvent être faites : soit ce composé s’accumule au sein des installations industrielles, soit il est partiellement ou totalement réutilisé dans les circuits internes du processus de production du TiO2.
En ce qui concerne le procédé au chlore, le réactif recyclé est le dichlore. Celui-ci est réutilisé pour former le TiCl₄. Il n’est pas rejeté car c’est un gaz toxique. [ART-MAL-2024]
Les alliages de titane contenant Al, Fe, Mo, Nb, Sn, V et Zr sont très difficiles à recycler car ces métaux ont une forte tendance à rester dans la phase de titane fondu. Ainsi, cela rend difficile le contrôle de la composition du titane recyclé, décourageant ainsi le traitement des déchets d’alliage en fin de vie. [ART-LUN-2012].
Synthèse
Le titane n’est jamais pur dans la nature. En effet, il est toujours lié à l’oxygène ou à d’autres éléments (fer, calcium) sous forme de minerais, comme l’ilménite ou le rutile. Son utilisation passe donc par des procédés qui permettent de le séparer et le transformer (sulfate et chlore). Dans les technologies usuelles, il est très souvent allié à d’autres métaux (aluminium, vanadium) pour améliorer ses propriétés ce qui fragilise sa recyclabilité. Bien que le titane soit abondant sur Terre, son approvisionnement est difficile et fragile en raison d’une production très énergivore et localisée. Enfin, les impacts environnementaux liés au titane sont peu visibles mais importants : pollution des sols, de l’eau et de l’air.
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 titane fait son entrée dans les imaginaires à la fin du XVIIIe siècle, lorsque le chimiste allemand Martin Heinrich Klaproth le nomme en référence aux titans de la mythologie grecque [WEB-ELE-2026]. En lui donnant ce nom, il lui associe directement une force divine que rien ne peut perturber.
Ce n'est que pendant la Guerre froide que le titane devient un métal déterminant pour les avancées technologiques et la conquête spatiale. Grâce à son ratio résistance/poids très intéressant et sa tolérance aux températures extrêmes, il devient un outil très demandé. L’agence centrale de renseignement (CIA) a dut créer des sociétés écrans pour racheter du minerai de titane à l'Union Soviétique afin de construire le célèbre avion espion américain SR-71 Blackbird. Le titane devient alors le symbole de l'hyper-vitesse et permet de s’affranchir des contraintes des frontières stratosphériques. [WEB-AER-2021]
Au-delà de l'aérospatiale, le titane a profondément influencé l'architecture moderne et l'imaginaire du corps humain. Ses propriétés de réflexion et résistance à l’environnement ont inspiré l'architecte Frank Gehry, qui a paré la façade du musée Guggenheim de Bilbao de plusieurs dizaines de milliers de panneaux très fins faits en titane [WEB-ARC-2017].
De plus, la biocompatibilité du titane a révolutionné notre rapport à la médecine. À la suite des découvertes du professeur suédois Per-Ingvar Brånemark sur l’ostéointégration dans les années 50, il s'est avéré possible de souder un os et du titane métallique. [WEB-SCI-2014]
Plus récemment, la perception du titane s'est heurtée aux réalités de notre monde. Si sa durabilité permet d’alléger son transport et réduire ses émissions, son extraction et sa purification demandent énormément d'énergie (44 kWh/kg d’éponge) [WEB-ELE-2026]. Il incarne aujourd'hui le paradoxe des "métaux rares" décrit par Guillaume Pitron, un journaliste français spécialisé en géopolitique des matières premières : une technologie indispensable à la transition écologique mondiale, mais dont la géopolitique et l'impact minier pèsent lourdement sur les écosystèmes. [LIV-PIT-2018]
Enfin, le Nitinol, un alliage de titane et de nickel découvert presque par hasard dans un laboratoire de la marine américaine en 1959, possède une mémoire de forme intéressante : il peut être déformé à froid et retrouver sa forme initiale sous l'effet de la chaleur. Le Nitinol est alors perçu comme un « métal avec de la mémoire ». [ART-KAU-1997]
[LIV-PIT-2018] : Pitron, G. (2018). La Guerre des métaux rares : La face cachée de la transition énergétique et numérique.
[ART-KAU-1997] : Kauffman, G. B., & Mayo, I. (1997 / adapté en 2020). The Story of Nitinol. The Chemical Educator
5.3 Quoi d'autre ?
Quoi d'autre ? ouverture à input en dehors de l'académie
Le gouvernement français identifie le titane comme une ressource vitale, indispensable pour son industrie aéronautique. [RAP-VAR-2022]
Leur propriété est de réduire l’influence de la Russie, premier producteur mondial, afin de sécuriser le stock de titane aéronautique. [WEB-GOU-2022] Pour ce faire, la France a mis au point trois projets majeurs : sécuriser ses approvisionnements extérieurs, valoriser ses propres ressources naturelles et créer une filière de recyclage très performante afin de garantir son autonomie. [WEB-GOU-2022]
Le titane est presque invisible dans les plans pour le climat. En effet, le GIEC ne l'étudie pas dans ses rapports sur les ressources nécessaires à la transition. [WEB-GIE-2023]
L'ADEME oublie le titane dans ses études sur la transition pour ne parler que des métaux classiques. [RAP-ADE-2022].
Au-delà de cela, le titane voit sa demande mondiale augmenter rapidement, surtout dans le secteur médical en raison de sa compatibilité avec le corps pour les implants, dans le domaine spatial comme il est très léger et résistant permettant d’alléger les satellites et les fusées. C’est aussi devenu un matériau très important dans le secteur énergétique avec le développement du nucléaire et de l’hydrogène. [WEB-INT-2023]
22 Ti - Titane - CPE Lyon - 2025-2026 - Résumé global
6. Synthèse
Résumé global : travail collectif à partir des synthèses
Le titane est le 22ème élément du tableau périodique, appartenant aux métaux de transition. Il est apprécié pour sa légèreté, sa robustesse et sa résistance à la corrosion, ce qui explique son usage dans l’aéronautique, le militaire, le biomédical et sous forme de dioxyde de titane comme pigment blanc.
Bien qu’il soit le 9ème élément le plus abondant de l’écorce terrestre, il n’existe pas à l’état pur et se trouve dans des minerais comme l’ilménite et le rutile, principalement en Chine et en Australie.
Son extraction repose sur les procédés au sulfate et au chlore, et du procédé Kroll pour obtenir le titane métallique. La production est monopolisée par la Chine, la Russie et le Japon, ce qui crée une dépendance stratégique pour des secteurs clés. De plus, l’extraction est très énergivore et polluante.
Deux scénarios peuvent être envisagés pour le TiO2. Le premier scénario est Génération frugale, il consiste à limiter l’usage du dioxyde de titane aux applications essentielles et à développer des substituts lorsque cela est possible. Le deuxième scénario est Business-as-usual, correspondant au fait que la demande et la consommation de TiO₂ restent constantes, sans transformation majeure des usages ni substitution significative. Dans ce cas, la production et l’utilisation suivent les tendances actuelles.
Les scénarios pour le Ti métallique sont Technologies vertes, visant à améliorer le recyclage et les procédés de production afin de réduire l’impact environnemental, et Coopération territoriale, fondé sur une relocalisation des activités et une gestion collective des ressources à l’échelle européenne.
Ainsi, le titane est moyennement critique, mais sa criticité pourrait augmenter avec les tensions géopolitiques et les coûts de production.
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 manganèse (Mn) est un métal de transition gris argenté.
Le nom manganèse provient du nom grec d’un district de Thessalie appelé Magnesia. Cette région était extrêmement riche en manganèse, et ce, sous différentes formes.[3]
L´élément apparaît au groupe VII B du tableau périodique et au bloc d. Son numéro atomique est 25 et sa masse atomique relative est d’environ 54,94 g·mol⁻¹. [2]
Dans la nature, il existe principalement sous la forme de l’isotope stable 55Mn. Sa configuration électronique fondamentale est [Ar] 3d⁵ 4s², ce qui explique la diversité de ses états d’oxydation. Le manganèse possède plusieurs états d’oxydation, dont les plus fréquents sont +II, +III, +IV, +VI et +VII, l’état +II étant le plus stable en solution aqueuse tandis que les états élevés présentent un fort pouvoir oxydant. [1]
Sur le plan physique, il s’agit d’un métal dur, relativement fragile, de densité proche de 7,2 g·cm⁻³, avec un point de fusion d’environ 1244 °C et un point d’ébullition proche de 1962 °C. [1]
Chimiquement, il participe souvent à des réactions d’oxydoréduction et forme de nombreux composés ioniques et complexes, parmi lesquels le dioxyde de manganèse (MnO₂), l’ion permanganate (MnO₄⁻) et le sulfate de manganèse (MnSO₄). Dans la nature, le manganèse est présent dans plus d’une centaine de minéraux, notamment la pyrolusite (MnO₂), principal minerai du métal, ainsi que la rhodochrosite, l’hausmannite et la rhodonite. [2]
Enfin, il présente un comportement paramagnétique dû à la présence d’électrons non appariés dans le sous-niveau d. [1]
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].
Quantité sur Terre et modèles
A. Quantité sur Terre
Il existe différentes sources de manganèse dans le monde. Certaines sont exploitées et leurs réserves sont estimées, tandis que d’autres ne sont pas encore exploitables sur les plans économique et technique.
Parmi les réserves mondiales connues, le manganèse est estimé à environ 1 700 Mt. Cependant, les ressources réelles sont plus importantes, car elles incluent des gisements de basse teneur qui ne sont pas pris en compte dans ces estimations, ainsi que les nodules polymétalliques. Ces derniers, présents au fond des océans, contiennent entre 15 et 30 % de manganèse et constituent une source potentielle importante. [1]
Malgré l’absence de quantification précise de la quantité totale de manganèse sur Terre, son abondance dans la croûte terrestre est estimée à environ 0,0085 %.
En termes de répartition géographique, l’Afrique concentre une part importante des réserves en Afrique du Sud, au Brésil, en Australie et en Chine.[2]
B. Les modèles
L’évaluation de la disponibilité du manganèse sur Terre dépend de plusieurs facteurs. Elle repose sur des modèles basés sur des données de production, de réserves et de consommation. En effet, la disponibilité du manganèse ne dépend pas uniquement des quantités de réserves connues. Ces modèles permettent d’estimer la durée d’exploitation des ressources et d’analyser les facteurs susceptibles d’influencer leur disponibilité future [1] ; [3].
Un modèle simple consiste à estimer la durée des réserves en divisant les réserves totales par la production annuelle. Ainsi, avec environ 1 700 Mt de manganèse et une production annuelle d’environ 20 Mt, la durée des réserves est estimée à environ 80 ans. Ce calcul donne un ordre de grandeur, mais reste théorique car il ne prend pas en compte l’évolution de la demande [1].
L’évolution de la disponibilité du manganèse dépend en grande partie de la demande mondiale. Celle-ci devrait fortement augmenter dans les prochaines années, notamment en raison de la croissance de l’urbanisation à l’échelle mondiale. Le développement des villes entraîne une hausse des besoins en construction, secteur qui consomme d’importantes quantités d’acier, lui-même dépendant du manganèse dans la fabrication d’alliages.
Par ailleurs, la demande pourrait également être renforcée par le développement de l’électromobilité. Le manganèse est en effet utilisé dans certaines batteries lithium-ion. Toutefois, cet usage reste aujourd’hui minoritaire, représentant moins de 10 % du marché, soit quelques centaines de milliers de tonnes [1].
D’autres facteurs peuvent également influencer la disponibilité du manganèse. Le recyclage joue un rôle important, notamment à travers les ferrailles issues de la production d’acier, bien que seule une faible part du manganèse soit réellement récupérée. De nouveaux projets d’extraction à partir de déchets miniers se développent également, ce qui pourrait contribuer à augmenter l’offre à l’avenir [1].
Ainsi, si les modèles simples permettent d’obtenir une première estimation, ils doivent être complétés par une analyse plus globale intégrant l’évolution de la demande, les progrès technologiques et les capacités de recyclage afin d’évaluer plus précisément la disponibilité future du manganèse.
Ce graphique montre une augmentation continue de la production mondiale de manganèse depuis les années 2000, ce qui reflète la hausse de la demande liée notamment à l’urbanisation et à l’industrialisation. Cette tendance confirme que les modèles de disponibilité doivent prendre en compte une consommation croissante, ce qui peut réduire la durée théorique des réserves.
[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.
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 ...
Le manganèse est un élément relativement abondant dans la croûte terrestre, où il représente environ 0,1 % de sa composition [2][3]. Il est largement distribué dans l’environnement, notamment dans l’air, les sols, les roches et les eaux naturelles [1].
En raison de sa forte réactivité chimique, le manganèse n’existe pas à l’état métallique dans la nature. Il est uniquement présent sous forme de composés minéraux, principalement associés à l’oxygène, au soufre ou au carbone [4]. Il peut adopter plusieurs états d’oxydation, allant de -III à +VII, bien que les formes Mn (II) et Mn (IV) soient les plus courantes dans les milieux naturels [7][1].
Dans les sols et les roches, le manganèse se présente principalement sous forme d’oxydes, de carbonates et de silicates. Il est particulièrement présent dans les roches sédimentaires et métamorphiques [3]. Sa concentration peut varier en fonction des conditions géologiques et de l’influence d’activités humaines, notamment industrielles [8].
Ainsi, bien que le manganèse soit largement répandu dans l’environnement, il se trouve toujours sous forme combinée, ce qui conditionne ses modes d’exploitation.
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.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve ...
Le manganèse est extrait à partir de minerais spécifiques, dont le principal est la pyrolusite (MnO₂). D’autres minéraux peuvent également constituer des ressources exploitables, tels que la rhodochrosite (MnCO₃), la rhodonite (MnSiO₃), le psilomélane, l’hausmannite ou encore la braunite [4][9]. Toutefois, parmi les centaines de minéraux contenant du manganèse, seule une faible proportion présente des concentrations suffisantes pour permettre une exploitation économique [6].
Certains gisements présentent des dimensions particulièrement importantes. Par exemple, le gisement de Moanda, situé au Gabon, contient environ 250 millions de tonnes de minerai, ce qui en fait l’un des plus importants au monde [4]. En outre, des ressources potentielles de manganèse existent dans les fonds marins sous forme de nodules polymétalliques. Ces formations riches en métaux, dont le manganèse, représentent une réserve significative. Cependant, leur exploitation reste aujourd’hui limitée en raison de contraintes techniques, économiques et environnementales [5].
Les réserves mondiales de manganèse sont inégalement réparties et fortement concentrées dans un nombre limité de pays. Parmi les principaux producteurs figurent l’Afrique du Sud, le Gabon et l’Australie, qui dominent la production mondiale [4].
La production minière mondiale de manganèse est estimée à environ 20 millions de tonnes par an. L’Afrique du Sud représente environ 36 % de cette production, suivie du Gabon (23 %) et de l’Australie (16,5 %) [4]. D’autres pays comme le Brésil, la Chine, l’Inde ou encore l’Ukraine disposent également de réserves significatives.
Le manganèse est principalement utilisé dans l’industrie sidérurgique, où il améliore les propriétés mécaniques de l’acier. Cependant, son importance croît également dans le domaine des technologies énergétiques, notamment pour la fabrication des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques [4].
Ainsi, la demande mondiale en manganèse est en augmentation, ce qui renforce son caractère stratégique et soulève des enjeux liés à la gestion durable des ressources.
Références section 2.1:
[1] [WEB-ATS-2012] Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), 2012.Toxicological Profile for Manganese.
[2] [RAP-INE-2020], INERIS, «Manganèse et ses principaux composés» (2020)
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 finis
Le manganèse est extrait à partir de minerais spécifiques, dont le principal est la pyrolusite (MnO₂). D’autres minéraux peuvent également constituer des ressources exploitables, tels que la rhodochrosite (MnCO₃), la rhodonite (MnSiO₃), le psilomélane, l’hausmannite ou encore la braunite [4][9]. Toutefois, parmi les centaines de minéraux contenant du manganèse, seule une faible proportion présente des concentrations suffisantes pour permettre une exploitation économique [6].
Certains gisements présentent des dimensions particulièrement importantes. Par exemple, le gisement de Moanda, situé au Gabon, contient environ 250 millions de tonnes de minerai, ce qui en fait l’un des plus importants au monde [4]. En outre, des ressources potentielles de manganèse existent dans les fonds marins sous forme de nodules polymétalliques. Ces formations riches en métaux, dont le manganèse, représentent une réserve significative. Cependant, leur exploitation reste aujourd’hui limitée en raison de contraintes techniques, économiques et environnementales [5].
Les réserves mondiales de manganèse sont inégalement réparties et fortement concentrées dans un nombre limité de pays. Parmi les principaux producteurs figurent l’Afrique du Sud, le Gabon et l’Australie, qui dominent la production mondiale [4].
La production minière mondiale de manganèse est estimée à environ 20 millions de tonnes par an. L’Afrique du Sud représente environ 36 % de cette production, suivie du Gabon (23 %) et de l’Australie (16,5 %) [4]. D’autres pays comme le Brésil, la Chine, l’Inde ou encore l’Ukraine disposent également de réserves significatives.
Le manganèse est principalement utilisé dans l’industrie sidérurgique, où il améliore les propriétés mécaniques de l’acier. Cependant, son importance croît également dans le domaine des technologies énergétiques, notamment pour la fabrication des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques [4].
Ainsi, la demande mondiale en manganèse est en augmentation, ce qui renforce son caractère stratégique et soulève des enjeux liés à la gestion durable des ressources.
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
La majorité des minerais de manganèse (plus de 90 %) est destinée à l’industrie sidérurgique, où ils sont utilisés comme produits d’addition afin d’améliorer la dureté, la résistance à la corrosion et la malléabilité des alliages. Le manganèse, notamment sous forme de MnO₂ et de MnSO₄, connaît également une forte croissance dans le secteur des batteries, en particulier pour les véhicules électriques et le stockage d’énergie (piles alcalines, batteries Li-ion LMO et NMC).
En dehors de la sidérurgie, il est utilisé en métallurgie non ferreuse pour renforcer les alliages d’aluminium, de cuivre et de zinc, dans l’industrie chimique pour la production de dioxyde de manganèse et comme catalyseur, en agriculture dans les engrais pour corriger les carences des sols, ainsi que dans les industries du verre et des céramiques comme colorant et désoxygénant. Il intervient aussi dans le secteur pharmaceutique pour son rôle biologique.[1] Enfin, on le retrouve dans l’alimentation animale, dans l’industrie textile comme agent de traitement et colorant, ainsi que comme additif antidétonant dans les carburants.[2]
Les alliages de Mn issus de la sidérurgie sont principalement utilisés dans les bâtiments et la construction (43 %), dans la métallurgie, les transports, l’ingénierie, les batteries, ainsi que diverses applications.[3]
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
Fins de vie
Aujourd’hui, 50 % des métaux utilisés sont recyclés à moins de 1% [0]. Comme nous l’avons vu dans la partie « Usages et services principaux », le manganèse se retrouve principalement dans l’acier (90 %), et en plus faible proportion dans les canettes en aluminium, les batteries et les systèmes de stockage d’énergie. Nous pouvons distinguer deux types de recyclage du manganèse dans le monde, le recyclage de l’acier, et le recyclage de la black mass (batteries).
Usages et services principaux
Avec les données à disposition, la quantité totale de manganèse recyclé peut uniquement être déduite de la quantité d’acier recyclé [1-2]. Mais lors de la refonte de la ferraille, seul 37 % [3] du bâtiment manganèse se retrouve dans le produit fini. Lorsqu’il est chauffé à haute température, il a tendance à s’oxyder. Une grande partie se retrouve donc dans les scories (déchets de fusion), et le recyclage des scories n’est aujourd’hui pas économiquement viable.
Néanmoins, ces scories peuvent être revalorisées et réutilisées dans des projets de BTP, notamment en tant que sous-couches routières ou dans les enrobés bitumineux [4].
Le recyclage de l’acier :
L’acier usagé, en fin de vie, se retrouve principalement dans des décharges, qui s’occupent de le récupérer et de le vendre. La collecte et le tri se font auprès des industries, lors des démolitions de bâtiments ou auprès des centres de tri ménagers. La majorité de l’acier récupéré est de l’acier au carbone, qui représente 90 % des usages. La proportion de manganèse dans cet acier est comprise entre 0,3 et 1,65 %. Les autres types d’acier que l’on retrouve sont des aciers inoxydables (3 %), des aciers alliés (6 %) et des aciers à outil (moins de 1 %), qui contiennent tous entre 1 et 10 % de manganèse.
Ces faibles recyclages sont notamment dus à la complexité des méthodes de recyclage existantes. Le premier point important est que le manganèse n’est souvent pas voulu lors des recyclages et la priorité est mise sur les autres métaux comme le lithium. Ce graphique illustre la proportion de manganèse récupéré lors de différents recyclages des batteries.
Figure 1. [ART-PAR-2025] A Material Flow Analysis of Electric Vehicle Lithium-ion Batteries : Sustainable Supply Chain Management Strategies, Sustainability, Volume 17, Issue 10, Article 4560- https://doi.org/10.3390/su17104560
En effet, la méthode la plus utilisée aujourd’hui est l’hydrométallurgie. Cette méthode n’est utilisée seulement pour le recyclage des batteries et représente le recyclage de 98 % des black mass. Avec cette méthode, 95 % du manganèse peut être recyclé. [6]. Le principal problème est que seulement 10 % du manganèse est utilisé pour fabriquer des batteries (Figure 2) donc cette technique de recyclage n’a pas de forte influence sur le recyclage du manganèse.
Cette méthode consiste à attaquer la black mass avec de l’acide sulfurique et un agent réducteur, puis d’utiliser un solvant d’extraction avec un pH modifié selon le métal à extraire.
Figure 3. [ART-DEM-2023] Hydrometallurgical recycling technologies for NMC Li-ion battery cathodes: current industrial practice and new R&D trends, RSC Sustainability, Volume 1, Issue 5, Pages 1932–1951. https://doi.org/10.1039/D3SU00142C
Cette méthode présente de nombreux inconvénients pour le manganèse car elle est principalement utilisée pour récupérer les autres métaux de la black mass et tend ainsi dégrader le manganèse. Elle pose également des problèmes d’ordre écologique et économique.[7]. Il est également important de noter que ces techniques de recyclage n’existent que très peu en Europe et sont totalement absentes en France. En effet, 50 % du recyclage se fait en Asie dont 40% en Chine.
Ainsi, le recyclage du manganèse apparaît inégal selon les régions. Cependant une autre méthode beaucoup plus écologique et économique est utilisée dans une seule usine au monde située à Lyon. Cette technique repose sur une hydrométallurgie dite « verte ». [8] Elle consiste à utiliser du CO2 émis par d’autres usines pour remplacer l’acide sulfurique comme agent de précipitation dans la méthode classique. Cette méthode est beaucoup moins polluante et coûteuse que la méthode traditionnelle et l’objectif de cette technique est d’apporter à la France une souveraineté en matière de recyclage. Cette méthode viserait à remettre sur le marché 8 000 t/an de manganèse. Il est également important de noter que le faible taux de recyclage du manganèse est en parti dû à l’absence de réglementation sur ce dernier, contrairement au lithium.
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 Sociaux
L’utilisation du manganèse a également un impact environnemental, que ce soit sur la santé humaine ou les milieux naturels. Dans le sud de la Chine, le taux de manganèse très élevé dans les sources d’eau potable est devenu une préoccupation majeure, en raison de sa toxicité. Le problème du manganèse est sa capacité à contenir d’autres métaux lourds lorsqu’il est sous forme d’oxyde, ce qui crée une matrice encore plus toxique. Ces métaux se retrouvent dans les milieux naturels lorsqu’ils sont emportés par les vapeurs et se diffusent dans le milieu (dépôt dans les sédiments, absorption par des plantes…).
Une étude a été menée sur une rivière (la rivière Heishui), impactée par l’extraction minière de manganèse, où plusieurs sites d’extraction sont présents à quelques kilomètres de la rivière. L’objectif était d’étudier le niveau de pollution de la rivière par rapport à différents métaux, dont le manganèse. Plusieurs échantillons ont été prélevés et analysés : de l’eau en surface, des sédiments, et des plantes aquatiques. Après détermination de leurs teneurs en manganèse et autres métaux lourds, les différents résultats ont été utilisés afin de déterminer des indices de quantification de pollution. Ces indices sont les suivants : indice de géo-accumulation, indice de risque écologique potentiel et mPEC-Q (mean probable effect concentration quotient).
Les résultats de l’étude montrent que la concentration en manganèse peut atteindre plus de dix fois la concentration limite des normes nationales de qualité d’eau potable. Les concentrations varient de 5 299,5 à 43 349,4 ppm, ce qui correspond à un facteur d’enrichissement de 106,6. Les concentrations en métaux lourds dépassent également les normes, en raison du manganèse qui les intègre à sa matrice. Les différents indices calculés renvoient tous des résultats de pollution élevée : l’indice de géo-accumulation montre un degré d’extrême pollution, l’indice de risque écologique met en évidence un risque extrêmement élevé, et le mPEC-Q montre une potentielle de toxicité de 75 à 81 %. Ces études montrent à quel point les environnements miniers peuvent facilement être pollués, et invitent à une sécurité plus accrue, que ce soit sur les sites miniers ou dans les milieux naturels autour de ces sites. [6]
Les conséquences écologiques et sociologiques du manganèse : Cas de la mine de Moanda
L’exploitation du manganèse à Moanda s’inscrit dans une logique productiviste qui se traduit par une transformation profonde et durable des milieux naturels. Cette activité minière est à l’origine d’une dégradation marquée des paysages, caractérisée par une métamorphose visible du relief et une pollution multiforme de l’environnement. En effet, les opérations d’extraction menées par la Compagnie Minière de l’Ogooué s’effectuent à la fois en surface et en profondeur, généralement entre 15 et 20 mètres, sur une large partie du plateau. Cette exploitation se fait au détriment du sol et du sous-sol, qui perdent progressivement leurs sédiments manganésifères. L’ampleur des travaux, impliquant le déplacement de millions de tonnes de stériles, donne naissance à un paysage profondément altéré, marqué par des excavations béantes comparables à des « trous de gruyère ». Cette transformation interroge directement le rapport entre l’homme et la nature, dans la mesure où l’exploitation semble se faire sans réelle considération pour la reconstitution des milieux détruits.
Parallèlement, la formation de terrils contribue fortement au remodelage du paysage. Ces monticules, constitués de déblais issus des couches recouvrant le minerai, notamment des terres végétales et de la cuirasse pisolithique, peuvent dépasser dix mètres de hauteur avec des pentes atteignant 30 à 35 %. Présents depuis plusieurs décennies dans différentes zones, certains datant de plus de trente ans, ils participent à une modification durable de la morphologie du plateau. Le plus imposant, constitué de déchets boueux provenant de la laverie, défigure particulièrement le paysage par sa taille et sa configuration. Ces terrils présentent en outre une végétation très irrégulière, signe d’une difficulté de recolonisation biologique.
Cette difficulté s’inscrit dans un phénomène plus large de dégradation des sols, qualifié de rhexistasie anthropogène. Bien que les sols ferralitiques de la région soient naturellement peu fertiles, ils possédaient initialement une certaine capacité de recolonisation par la végétation, notamment par la savane arbustive et les forêts relictuelles. Or, depuis le début de l’exploitation minière, les terrains dénudés peinent à être reconquis par la végétation, en raison de la perte de fertilité des sols remaniés. Malgré des précipitations abondantes, ces espaces restent durablement stériles, ce qui fait craindre leur transformation à long terme en zones impropres à toute activité agricole. Cette situation suscite d’ailleurs des contestations de la part des populations locales, qui dénoncent le manque d’efforts fournis par la société minière pour restaurer les sols et le paysage.
Les impacts environnementaux se manifestent également de manière très marquée au niveau du réseau hydrographique, en particulier sur la rivière Moulili. L’exploitation du manganèse a entraîné un envasement généralisé de ce cours d’eau, conséquence directe de la présence d’une décharge minière installée à proximité de sa source. Cette décharge, composée de résidus miniers et de gangue, s’est transformée au fil des décennies en un terril massif dont les matériaux sont continuellement érodés par les eaux pluviales et les rejets de la laverie voisine. Les particules ainsi arrachées sont transportées vers la Moulili, provoquant une sédimentation importante qui affecte aussi bien le lit mineur que le lit majeur. Cette accumulation modifie profondément la physionomie du cours d’eau, qui passe d’un écoulement concentré dans un chenal unique à un système de chenaux diffus et tressés. À certains endroits, la sédimentation atteint des profondeurs de plus de quinze mètres et s’étend latéralement sur plusieurs centaines de mètres.
La nature des sédiments varie selon la distance au point de rejet. Les matériaux grossiers, riches en manganèse, se déposent à proximité du terril, tandis que les particules plus fines et très fines, assimilables à des limons, se retrouvent plus en aval, où elles s’accumulent facilement sur les surfaces planes. Cette dynamique sédimentaire a des conséquences importantes, notamment le rehaussement du lit de la rivière, au point que certaines infrastructures, comme un pont autrefois situé à dix mètres au-dessus du niveau de l’eau, sont aujourd’hui menacées d’engloutissement. Par ailleurs, les affluents de la Moulili se transforment progressivement en marécages ou en lacs artificiels à écoulement difficile, en raison de l’élévation du niveau du cours principal. Cette transformation favorise des phénomènes d’eutrophisation, caractérisés par une prolifération d’algues, une augmentation des nutriments et une diminution de l’oxygène dissous dans l’eau.
Ces perturbations du milieu aquatique s’inscrivent dans un système d’interactions plus large entre les différentes composantes de l’environnement. La dégradation de l’eau, des sols, de l’air, de la faune et de la flore est en effet interdépendante, chaque altération ayant des répercussions sur les autres. À cela s’ajoute un problème de pollution par les particules, lié à l’infiltration des eaux dans des terrains dénudés. Ce processus entraîne le transport de particules microscopiques issues du minerai, susceptibles de contaminer les nappes phréatiques. La présence de poches d’eau sous la couche manganésifère renforce ce risque d’imprégnation par les composés du minerai. Outre le manganèse, la présence d’uranium ainsi que de métaux lourds tels que le mercure et l’arsenic a été signalée dans certaines zones, notamment à Bangombé, ce qui soulève des inquiétudes quant à la qualité des eaux et aux risques pour la santé humaine.
Un autre exemple marquant de transformation du paysage est celui de certaines carrières, comme celle d’Oklo. Dans ce cas, l’absence de réhabilitation et la pauvreté de la roche mère en humus empêchent toute recolonisation végétale significative. La carrière, laissée à l’abandon, évolue progressivement vers un plan d’eau sous l’effet des précipitations, passant ainsi du statut de site d’extraction à celui de lac. Ce phénomène illustre une transformation durable et irréversible du paysage initial.
Sur le plan sociologique, l’exploitation minière a également profondément influencé l’organisation de l’espace et des sociétés locales. L’implantation des populations est étroitement liée à la présence de l’activité minière, ce qui se traduit par un paysage urbain fragmenté et fortement imbriqué avec celui de la mine. La proximité entre les zones d’habitation et les sites d’extraction répond à une logique économique visant à réduire les coûts de production en limitant les distances entre le lieu de travail et le domicile des ouvriers. Ce modèle, inspiré des villes minières du XIXe siècle, repose sur un système paternaliste dans lequel les travailleurs vivent à proximité immédiate de la mine, facilitant ainsi leur mobilisation et optimisant la rentabilité de l’exploitation. Cette organisation spatiale traduit une volonté de minimiser les coûts de transport et le temps de déplacement, conformément à une logique de rationalisation économique.
Cependant, cette proximité entre les populations et les sites miniers n’est pas sans conséquences. Elle expose les habitants à des risques sanitaires importants, notamment en cas de présence de substances dangereuses dans les minerais exploités. L’exemple de l’uranium est particulièrement révélateur, puisque l’exposition prolongée aux rayonnements radioactifs est susceptible de provoquer des cancers et d’autres pathologies graves. Ces risques concernent non seulement les travailleurs directement en contact avec le minerai, mais également les populations vivant à proximité des sites d’exploitation, parfois à seulement quelques dizaines de mètres.
Enfin, les dynamiques socio-économiques liées à l’exploitation minière se manifestent également par la dépendance des villes à cette activité. L’exemple de Mounana illustre cette réalité : autrefois ville prospère et en pleine expansion grâce à la mine, elle connaît un déclin progressif depuis l’arrêt des activités, se transformant peu à peu en une ville en déclin et en voie de dépeuplement. Cette évolution met en évidence la fragilité des systèmes urbains fortement dépendants d’une activité extractive unique.
Dans certains pays, bien que les minerais ne soient pas exploités, les nappes phréatiques sont polluées dues à l’altération et au lessivage naturel des roches des souterraines. C’est une pollution géogénique. La population consomme cette eau qui souvent n’est pas assez traitée voire non traitée. Les conséquences sur la population ne sont pas fondamentalement toxiques et mortelles, mais il existe un impact à long terme non négligeable, notamment sur la santé cognitive des enfants. Au Bangladesh une étude a été menée dans la ville de Araihazar, dans laquelle la concentration de manganèse dans l’eau de différents foyers et les résultats scolaires des enfants dans plusieurs matières dont les mathématiques, ont été corrélés. L’étude montre que de meilleurs résultats scolaires des enfants sont observées pour une eau d’une concentration inférieure à 400 µg/L, qui est le seul défini par l’Organisation mondiale de la Santé[1]. Une précédente étude menée dans la même ville montre un lien entre ce seuil de 400 µg/L et le taux de mortalité infantile, bien que ce soit une étude à prendre avec prudence car aucune étude scientifique rigoureuse ne démontre le lien entre les deux et les méthodes employées ont été effectuées rétrospectivement. [2]
Figure 2.5.
Une autre étude réalisée au Québec, sur le quotient intellectuel des enfants selon la concentration de manganèse dans l’eau du robinet mais aussi présente dans les cheveux des enfants va dans le sens de la première étude, et incite à ce que des directives nationales et internationales concernant les seuils de sécurité du manganèse soient réévaluées. [3]
Certains pays comme le Canada ont décidé de mettre à jour ses recommandations sur la teneur de manganèse présente dans l’eau du robinet, en fixant un seuil à 120 µg/L et en déconseillant notamment les nourrissons et les jeunes enfants plus sensible à la neurotoxicité du manganèse, de consommer cette eau si le seuil était dépassé. [4]
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Le manganèse est un élément abondant de la croûte terrestre (~0,1 %, présent dans les sols, roches, eau et air. Il n’existe pas à l’état pur mais sous forme de composés, notamment avec l’oxygène, le carbone ou le soufre. Ses états d’oxydation varient de +2 à +7, les formes Mn²⁺ et Mn⁴⁺ étant les plus courantes. On le trouve dans des minerais comme la pyrolusite ou la rhodochrosite.
La production est concentrée en Afrique du Sud, au Gabon et en Australie, ce qui en fait une ressource stratégique. Après extraction, le minerai est traité puis utilisé principalement en sidérurgie pour produire des alliages comme le ferromanganèse. Il est aussi utilisé dans les batteries lithium-ion, en association avec le nickel et le cobalt.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
Premièrement, le manganèse est un métal qui pose problème car, sous forme d'oxyde, il est capable d'absorber d'autres métaux lourds et de former une sorte de matrice toxique. Ces substances se dispersent ensuite dans l'environnement via les vapeurs, les sédiments ou encore les plantes. La concentration en manganèse des eaux de la rivière Heishui, en Chine, dépassait parfois plus de dix fois les normes nationales de qualité de l'eau potable, avec des valeurs allant de 5299,5 à 43349,4 ppm.
À tout cela s'ajoute un risque de contamination des nappes phréatiques. Les eaux de pluie s'infiltrent dans les terrains mis à nu par l'extraction et transportent avec elles des particules de minerai, dont certaines contiennent de l'uranium, du mercure ou encore de l'arsenic, notamment dans la zone de Bangombé. Ces polluants peuvent se retrouver dans les eaux souterraines, ce qui représente un vrai danger pour les populations locales qui en dépendent pour boire.
Le Canada a d'ailleurs déjà pris des mesures en ce sens, en fixant un seuil recommandé de 120 µg/L et en déconseillant aux nourrissons et aux jeunes enfants de consommer de l'eau au-delà de cette limite.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
Même si le manganèse est présent dans plusieurs régions du monde, sa production reste concentrée dans quelques pays comme l’Afrique du Sud et le Gabon, ce qui crée une dépendance. Des tensions politiques, économiques ou logistiques peuvent alors perturber l’approvisionnement. La demande reste élevée, notamment pour la fabrication de l’acier utilisé dans la construction et les transports. Il est aussi employé dans certaines batteries lithium-ion, en association avec d’autres métaux comme le nickel ou le cobalt. Son exploitation pose des problèmes sociaux, avec des conditions de travail parfois difficiles et des bénéfices limités pour les populations locales, ainsi que des conflits liés à l’utilisation des terres. Le manganèse peut aussi avoir des effets sur la santé en cas de forte présence dans l’eau. Enfin, le recyclage reste insuffisant pour réduire la dépendance à l’extraction.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
25 Mn - Manganèse - CPE Lyon - 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’’ …).
Choix parmi les 5 scénarios
Business as usual
Références section 3.2:
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
8. [ART-VAN-2018] Ester Van der Voet , Lauran Van Oers, Miranda Verboon, Koen Kuipers, “Environmental Implications of Future Demand Scenarios for Metals: Methodology and Application to the Case of Seven Major Metals”, Journal of Industrial Ecology (2018), https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jiec.12722
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
Dans le scénario business as usual, la demande en manganèse suit une trajectoire de croissance continue, sans rupture de modèle. Il est attendu que la demande globale de métaux et donc de manganèse double, voire triple d'ici 2050, sous l'effet de la croissance démographique mondiale et de l'augmentation du niveau de vie. Le manganèse reste avant tout un métal utilisé en sidérurgie, où des quantités significatives sont utilisées dans différents types d'acier, et pour laquelle les impacts de production lui sont en partie imputés. Cet usage dominant est maintenu et amplifié, sans que le scénario ne suppose de substitution ni de sobriété. Le modèle de société sous-jacent est celui de la continuité technologique et économique : croissance de la production industrielle, urbanisation mondiale, et maintien des infrastructures actuelles [3][8].
Du côté de l'offre, le manganèse présente une dynamique d'extraction plutôt atypique. Sa production annuelle a stagné entre 1980 et 1985, puis a été suivie d'une reprise franche après l’an 2000. Cette trajectoire à tendances multiples place le manganèse dans la catégorie des éléments pour lesquels le modèle de Hubbert s'applique en deux phases distinctes. En se basant sur les tendances d'extraction après les années 2000, le manganèse semble devoir atteindre un pic de production avant la fin du XXIe siècle.
Figure 4 : Estimation du pic de production de manganèse [3]
Dans le scénario business as usual tel que défini par Riondet et al., la demande en produits miniers devrait continuer à croître, et les facteurs énergétiques, technologiques ou géopolitiques ne sont pas considérés comme limitants. La seule contrainte prise en compte est donc la disponibilité géologique. Aucune ouverture de nouveaux gisements (fonds marins, minerais pauvres) n'est explicitement modélisée dans les deux articles ; l'extraction continue sur les gisements actuellement connus, avec un stock ultime récupérable fondé sur les données USGS.[3]
Le potentiel de recyclage du manganèse reste limité dans ce scénario. Les métaux ont généralement une longue durée de vie dans leurs applications, ce qui implique que, dans une situation de demande croissante, même un taux de recyclage de 100 % ne produit qu'une part modeste de production secondaire. En effet, les quantités disponibles à recycler correspondent à la demande d'il y a de nombreuses années. Dans notre cas, les changements dans les parts de production secondaire sont mineurs, bien que la quantité absolue de matériau recyclé augmente considérablement. Le bouclage technologique par le recyclage est donc peu efficace avant 2050 dans ce scénario. D’autre part, aucune preuve d'une baisse des teneurs en minerai n'a été trouvée pour le manganèse, ce qui constitue un avantage relatif par rapport à d'autres métaux comme le cuivre ou le nickel.
Références section 3.3:
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
8. [ART-VAN-2018] Ester Van der Voet , Lauran Van Oers, Miranda Verboon, Koen Kuipers, “Environmental Implications of Future Demand Scenarios for Metals: Methodology and Application to the Case of Seven Major Metals”, Journal of Industrial Ecology (2018), https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jiec.12722
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Dans ce scénario, la production reste concentrée dans un petit nombre de pays (Afrique du Sud, Gabon, Australie et Chine), ce qui crée une dépendance stratégique pour les pays importateurs. Il y a un risque de restriction à l’export ou de nationalisation des ressources dû à ces tensions. [4]
L’extraction et le traitement du manganèse consomment énormément d’eau, ce qui aggrave les pénuries dans des régions déjà défavorisées. De plus, les rejets miniers contaminent les sols et les cours d’eau, ce qui menace la santé des populations et la biodiversité. L’artificialisation des terrains due à l’agrandissement des mines accélère aussi la déforestation. Malgré l'absence de contrainte sur les teneurs en minerai, les impacts environnementaux de la production de manganèse augmentent avec la demande. Les émissions de gaz à effet de serre liées au manganèse augmentent proportionnellement à l'augmentation de la production. Une transition énergétique avancée pourrait atténuer ce couplage mais ces hypothèses ne sont pas abordées dans le scénario considéré.[8]
Au fur et à mesure des années, les réserves en manganèse de haute qualité s’épuisent, ce qui pousse à l’exploitation de gisements de minerais moins concentrés, plus difficiles d’accès et plus polluants. [8] Le recyclage du manganèse est pratiquement inexistant, surtout à cause de la complexité technique et du manque de filière dédiée à ce sujet. [4]
Certains usages sont croissants : les infrastructures et l’énergie. En effet, pour suivre la cadence, il y a un développement des mines à ciel ouvert, des voies ferrées et des ports dédiés à l’export, mais aussi la construction de centrales électriques proches des sites miniers.
Dans ce scénario, les gagnants sont les multinationales minières et les élites locales corrompues, tandis que les perdants sont les communautés locales, les écosystèmes et les travailleurs miniers. Les tensions géopolitiques sont accrues, et le risque de guerre des ressources est présent. Le monde est polarisé.
Références section 3.4:
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
8. [ART-VAN-2018] Ester Van der Voet , Lauran Van Oers, Miranda Verboon, Koen Kuipers, “Environmental Implications of Future Demand Scenarios for Metals: Methodology and Application to the Case of Seven Major Metals”, Journal of Industrial Ecology (2018), https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jiec.12722
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
Dans le scénario business as usual, la demande en manganèse suit une trajectoire de croissance continue, sans rupture de modèle. Il est attendu que la demande globale de métaux et donc de manganèse double, voire triple, d'ici 2050. Au vu des ressources actuels, cela signifie l’épuisement du manganèse d’ici 2100. Un tel scénario amènerait à de nombreuses tensions entre les pays extracteurs et importateurs, mais aussi au niveau des industries pour lesquelles le manganèse est essentiel. Les impacts environnementaux et sociaux sont importants, avec la pollution des eaux, des sols et de l’air, ainsi qu’une grande inégalité et injustice pour les communautés locales.
25 Mn - Manganèse - CPE Lyon - 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
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
Dans le scénario « Coopérations territoriales », la demande de manganèse de haute pureté pour les batteries augmente avec l’électrification, mais elle est davantage maîtrisée et hiérarchisée que dans un scénario techno-productiviste. En effet, l’ADEME présente ce scénario comme l’un de ceux où la sobriété est centrale, avec des logiques de coopération, de justice sociale et d’ancrage territorial. La production ne disparaît donc pas, mais elle tend à se réorganiser à l’échelle régionale, afin de sécuriser l’approvisionnement et de réduire certaines dépendances, alors même que le marché mondial du high-purity manganese sulfate monohydrate est attendu en forte croissance, d’environ 225 kt en 2022 à plus de 600 kt en 2030, et que les six projets de junior miners étudiés pourraient ajouter environ 530 kt d’offre supplémentaire.[2] Dans ce cadre, les « bouclages » les plus plausibles sont un bouclage territorial et industriel entre extraction, raffinage et usages, un bouclage socio-économique par la sobriété et la limitation des besoins, ainsi qu’un bouclage circulaire par le recyclage, même si celui-ci ne peut pas suffire seul à compenser rapidement la hausse de la demande. Enfin, les voies de substitution existent moins sous la forme d’un remplacement total du manganèse que sous la forme d’une substitution des usages et des modèles d’organisation, avec une mobilité mieux maîtrisée, des choix techniques plus sélectifs et une transition davantage gouvernée collectivement.[5]
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Dans le scénario S2 « Coopérations territoriales », l’enjeu principal n’est pas seulement d’assurer l’accès au manganèse pour la transition, mais de répartir autrement ses coûts et ses vulnérabilités. Les impacts attendus concernent d’abord la dépendance stratégique à une chaîne de valeur encore très concentrée, alors que la production de HPMSM reste dominée par quelques pôles industriels et que les nouveaux projets doivent précisément contribuer à diversifier cette offre [2]. S’y ajoutent des incertitudes économiques, car les projets étudiés présentent des coûts très contrastés, ce qui rend leur viabilité sensible aux prix, aux investissements et au rythme réel du marché des batteries. Enfin, les limites du scénario sont aussi matérielles et territoriales : même dans une trajectoire sobre et coopérative, la transition reste fondée sur des ressources minérales, sur des infrastructures de raffinage et sur des arbitrages entre relocalisation industrielle, acceptabilité locale et préservation des milieux. Dans cette perspective, le scénario 2 ne supprime pas les tensions, mais cherche plutôt à les gouverner collectivement, en réduisant certaines dépendances et en rendant plus visibles les compromis écologiques, sociaux et industriels de la transition.[5]
Synthèse pour le scénario étudié
Dans le scénario S2 « Coopérations territoriales », les besoins en manganèse augmentent, mais ils sont mieux encadrés par la sobriété, la coopération et la relocalisation partielle des filières. La production se réorganise donc à une échelle plus régionale, tout en restant confrontée à des risques d’approvisionnement, à des incertitudes économiques et à des limites matérielles et territoriales. Ce scénario ne supprime pas ces tensions, mais cherche à les gérer collectivement de manière plus soutenable.
25 Mn - Manganèse - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Génération frugale
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
Génération frugale
Références section 3.2:
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
5. [WEB-VIR-2024], « La sobriété dans les scénarios ‘transition(s) 2050, choisir maintenant, agir pour le climat’ de l’agence de la transition écologique ».
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
Génération Frugale:
Dans ce scénario, la transition écologique est directement liée à la sobriété (« une transition opérée grâce à la sobriété »). En effet, dans ce récit, la réduction de la consommation d’énergie est accompagnée par un changement d’organisation de la société. De plus, ce scénario est pensé comme celui faisant le plus appel à la sobriété. Ce scénario est caractérisé par un intérêt décroissant pour les énergies renouvelables, un ralentissement économique et une expansion infrastructurelle diminuée.
Le graphique suivant montre l’intensité des leviers d’action explorés pour chaque scénario concernant le secteur du bâtiment. On y observe une baisse de la surface utilisée par personne, une limitation des équipements (climatiseurs, électroménager) et un usage plus adapté.[5]
(S1, S2, S3 et S4 font référence aux scénarios de l’ADEME dans l’ordre, S1 étant la Génération Frugale)
Le bâtiment représentant 43% de l’utilisation des alliages de manganèse (partie 2.3), une nette diminution de la construction de bâtiments entraîne une diminution importante de sa consommation.
Il en va de même pour la fabrication de routes avec le schéma suivant.[5]
Les transports représentent 20% de l’utilisation des alliages de manganèse (partie 2.3). Une diminution de la construction des routes provoque une diminution de l’utilisation de véhicules motorisés, participant ainsi à la baisse de la demande en manganèse.[5]
La demande annuelle totale pour les matériaux critiques pour la transition (dont le manganèse) passe de 4,7 millions de tonnes (Mt) en 2021 à 32,8 Mt en 2040, soit une multiplication par près de 7 en moins de 20 ans.[1]
Références section 3.3:
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
5. [WEB-VIR-2024], « La sobriété dans les scénarios ‘transition(s) 2050, choisir maintenant, agir pour le climat’ de l’agence de la transition écologique ».
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Selon ce scénario, on observe une diminution du nombre de constructions routières, ainsi qu’une évolution des pratiques dans le secteur du bâtiment. Celle-ci se traduit notamment par une réduction des surfaces construites et une moindre utilisation d’équipements à l’échelle des bâtiments et de leurs occupants. Globalement, cela entraîne une baisse de l’usage du manganèse dans ces domaines. La question du recyclage de cet élément n’est pas abordée dans ce scénario, dans la mesure où l’objectif principal est de réduire son utilisation. La notion de sobriété implique en effet une limitation des usages quotidiens par rapport aux tendances actuelles. Dans le secteur du bâtiment, cette approche favorise une optimisation de l’utilisation du parc existant, ce qui peut améliorer l’habitabilité globale tout en impliquant une réduction du confort individuel des occupants [5]. Cependant, l’usage du manganèse ne diminue pas nécessairement à l’échelle globale, car il reste fortement mobilisé dans le développement des technologies bas carbone [1]. Ainsi, l’absence de stratégies de recyclage, combinée à une demande persistante dans certains secteurs, conduit à un risque d’épuisement des stocks de manganèse [5],[4].
Références section 3.4:
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
5. [WEB-VIR-2024], « La sobriété dans les scénarios ‘transition(s) 2050, choisir maintenant, agir pour le climat’ de l’agence de la transition écologique ».
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario Génération frugale repose sur une transition écologique fondée sur la sobriété, impliquant une réduction des consommations et une transformation des modes de vie. Dans le secteur du bâtiment, cela se traduit par une diminution des surfaces, des équipements et des nouvelles constructions, entraînant une baisse de l’usage du manganèse. De même, le recul des infrastructures routières et des transports motorisés réduit la demande dans ces domaines. Cependant, cette baisse est en partie compensée par les besoins croissants en technologies bas carbone. En l’absence de recyclage, cette demande persistante, combinée à une forte augmentation globale des besoins en matériaux critiques, accentue le risque d’épuisement des ressources en manganèse.
25 Mn - Manganèse - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Pari réparateur
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’’ …).
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 exclusivement sur l’innovation technologique au détriment de la sobriété, une logique que l’on retrouve dans la « Transition retardée » où la décarbonation tardive provoque une accélération brutale des besoins en matériaux (multipliés par 25 d’ici 2040) [9]. Cette trajectoire entraîne une explosion de la demande de manganèse pour le numérique [6] (+378 % d’ici 2050), exacerbant les risques liés à la dépendance vis-à-vis du raffinage chinois et aux tensions géopolitiques. Pour éviter des pénuries majeures dans les secteurs critiques comme l’énergie ou la défense, il serait préconisé de sécuriser la souveraineté industrielle française en créant de nouvelles capacités de transformation et en structurant une filière de recyclage efficace, aujourd’hui très limitée mais devenue indispensable [6].
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
25 Mn - Manganèse - CPE Lyon - 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
Références section 3.2:
2. [ART-FIC-2025] The impact of junior miners on the global supply of high-purity manganese sulfate monohydrate for the electric vehicle battery market. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 125(5), 233-242
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
8. [ART-VAN-2018] Ester Van der Voet , Lauran Van Oers, Miranda Verboon, Koen Kuipers, “Environmental Implications of Future Demand Scenarios for Metals: Methodology and Application to the Case of Seven Major Metals”, Journal of Industrial Ecology (2018), https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jiec.12722
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
Dans ce scénario, la demande évolue fortement, jusqu’à un facteur de 3 à 3,5 fois la demande actuelle en 2050 dans les scénarios les plus élevés [8].
Figure 3. Evolution de la demande en manganèse selon plusieurs modèles [4]
En termes de recyclage, plusieurs pays, dont le Botswana [2], utiliseront les ressources minières disponible pour créer une nouvelle industrie de batterie de véhicules électriques, pour satisfaire la nouvelle demande qui augmentera de 30% jusqu’en 2030. De nouveaux acteurs [2], les “junior miners” parient sur la lixiviation réductrice pour produire directement du manganèse HPMSM (haute pureté utilisée dans l’industrie).
Pour satisfaire cette demande toujours plus croissante, d’autres sources d’extraction, comme les ressources minières du fonds marin, peuvent devenir économiquement viables [4].
Bouclage : Le manganèse étant hautement dépendant de l’électricité pour son extraction [2], l’avancée favorisera les sources secondaires (recyclage), qui sont moins gourmandes en énergie. En termes de bouclage sociaux économique, d’autres études [8] nécessitent que la demande mondiale se stabilise pour que l’économie circulaire fonctionne. a
Références section 3.3:
2. [ART-FIC-2025] The impact of junior miners on the global supply of high-purity manganese sulfate monohydrate for the electric vehicle battery market. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 125(5), 233-242
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
8. [ART-VAN-2018] Ester Van der Voet , Lauran Van Oers, Miranda Verboon, Koen Kuipers, “Environmental Implications of Future Demand Scenarios for Metals: Methodology and Application to the Case of Seven Major Metals”, Journal of Industrial Ecology (2018), https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jiec.12722
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Le déploiement massif des véhicules électriques pour décarboner la mobilité sans réduire les usage entraîne une explosion de la demande en manganèse, heurtant les limites physiques et écologiques. Cette fuite en avant technologique exacerbe les tensions géopolitiques et économiques, renforçant la dépendance stratégique des pays occidentaux envers quelques pays extracteurs (Afrique du Sud, Gabon, Australie) et une chaîne de transformation dominée par les BRICS. En effet, la Chine possède 87% de la production de HPMSM (Sulfate de manganèse monohydraté à haute pureté), composant transformé nécessaire aux batteries. En sachant le contexte géopolitique entre l’Occident et la Chine, l’Europe et les Etats-Unis doivent ainsi sécuriser leur propre ressource pour éviter une dépendance à la Chine dans l’industrie des véhicules électriques.
Cependant l’absence de sobriété de ce scénario multiplie les besoins en eau et en énergie, les régions minières subissent alors des perturbations hydrologiques extrêmes et des pollutions qui impactent l’habitabilité des milieux, créant ainsi de véritables “zones sacrificielles” pour les pays en question. De plus, bien que cette industrie permette de palier à un gros besoin énergétique lié aux transports, le recyclage de ces batteries restent un point d’interrogation de la transition aux véhicules électriques, d’autant plus que le manganèse est la partie la moins réutilisée de la batterie recyclée.
Références section 3.4:
2. [ART-FIC-2025] The impact of junior miners on the global supply of high-purity manganese sulfate monohydrate for the electric vehicle battery market. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 125(5), 233-242
4. [ART-SOK-2025] From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability
8. [ART-VAN-2018] Ester Van der Voet , Lauran Van Oers, Miranda Verboon, Koen Kuipers, “Environmental Implications of Future Demand Scenarios for Metals: Methodology and Application to the Case of Seven Major Metals”, Journal of Industrial Ecology (2018), https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jiec.12722
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
La demande en manganèse risque d’augmenter avec l’augmentation de la demande de batteries pour véhicules électriques, augmentation estimée à 30% d’ici 2030. La recherche de nouvelles sources d’extraction augmente également, lié à cette croissance mais aussi lié aux tensions géopolitiques qu’engendre ce scénario, notamment entre l’Occident et la Chine. Mais il est évident que ce progrès environnemental devra aussi être confronté à des problématiques d’extraction dans les régions minières qui devront être contrôlées et protégées.
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 ?
Le manganèse est géologiquement lié à plusieurs autres éléments chimiques. Premièrement, on trouve le manganèse dans de nombreux minéraux comme la pyrolusite, le psilomélane, la rhodonite, la rhodochrocite ou encore l’hausmannite. Alors, géologiquement, le manganèse est lié aux éléments qui composent ces minerais (oxygène, silicium, carbone…) [1].
De plus, le manganèse est également présent dans les nodules sous-marins. Ces nodules sont composés de cuivre, de nickel et de cobalt et sont donc géologiquement associés au manganèse [2]. Ces nodules contiennent entre 15 et 30 % de manganèse et représentent des réserves très importantes, estimées à environ 2,3 milliards de tonnes. Le fait que plusieurs métaux soient présents au même endroit pourrait permettre de les exploiter ensemble, mais pour l’instant ce n’est pas rentable [2].
Parallèlement, on retrouve aussi le manganèse dans différents minerais comme la pyrolusite (MnO₂), la rhodochrosite ou encore la braunite. La forme MnO₂ est intéressante car elle est utilisée dans certaines batteries.
Dans ses usages, le manganèse est très lié au fer. Il est surtout utilisé pour fabriquer de l’acier, où il sert à améliorer les propriétés du matériau. En effet, l’acier au manganèse contient environ 12 à 14 % de manganèse et est très utilisé car il est résistant aux chocs et à l’usure. Le manganèse joue un rôle important dans cet alliage : il se combine au soufre pour améliorer la qualité de l’acier, agit comme un antioxydant et renforce sa dureté et sa résistance. On retrouve ce type d’acier dans de nombreux domaines, notamment dans l’industrie minière ou ferroviaire [6].
En outre, le manganèse est aussi utilisé dans les batteries lithium-ion. Même s’il est présent en plus petite quantité, il reste indispensable dans les cathodes, qui permettent la circulation du courant. Dans les batteries de type NMC, il est associé au nickel et au cobalt. Ces batteries sont à la fois résistantes, légères et rapides à recharger [7].
Cela montre bien que le manganèse dépend souvent d’autres éléments, à la fois dans la nature et dans son utilisation [2].
Toutefois, le manganèse n’est pas présent sous forme pure dans la nature, il est trouvé principalement sous forme d’oxydes ou de carbonates d’éléments comme le fer, le cuivre, le nickel ou le cobalt. Lorsque le minerai est mis en solution, un mélange d’ions métalliques est obtenu, avec le manganèse sous forme Mn²⁺ mais aussi d’autres ions comme Fe²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ ou Co²⁺ [3]. Les éléments sont donc initialement fortement mélangés et difficiles à séparer.
C’est pourquoi, pour extraire le manganèse, différents types de procédés hydrométallurgiques sont utilisés. Une première étape de lixiviation est réalisée, au cours de laquelle le manganèse est dissous à l’aide de solutions acides. Cela permet le passage d’un solide à une solution dans laquelle les éléments sont présents sous forme ionique [3]. Ensuite, différentes méthodes de séparation sont mises en œuvre pour isoler les métaux présents. Par exemple, des procédés de précipitation, d’extraction par solvant ou d’échange d’ions sont utilisés. Ces techniques sont basées sur l’utilisation de réactifs chimiques spécifiques et sur les différences de réactivité chimique entre les éléments [4].
Au cours de ces différentes étapes, la relation entre le manganèse et les autres éléments est modifiée. Dans le minerai, les éléments sont liés entre eux, mais après la lixiviation, ils sont dissous et deviennent plus facilement séparables. Par la suite, certaines espèces sont éliminées plus rapidement que d’autres, ce qui permet une isolation progressive du manganèse. Par exemple, certains métaux peuvent être extraits ou précipités avant lui, tandis que d’autres comme le nickel ou le cobalt peuvent être récupérés séparément [4]. Un passage progressif d’un mélange complexe à une séparation de plus en plus sélective est ainsi observé.
Certaines dimensions restent invisibles tant qu’on ne cartographie pas ces symbioses. En effet, le manganèse est présent naturellement dans les sols et les eaux souterraines, où il circule sous différentes formes chimiques en fonction des conditions environnementales, alors il peut être dissous et donc invisible. Cela démontre que le manganèse est fréquemment retrouvé dans les eaux souterraines et qu’il peut poser des problèmes à la fois techniques et sanitaires [9].
De plus, certaines bactéries sont capables d’oxyder le manganèse, ce qui accélère sa transformation et influence sa distribution dans les milieux aquatiques. Ces processus contribuent également à la formation d’oxydes de manganèse capables d’adsorber d’autres contaminants, ce qui inscrit le manganèse dans un réseau d’interactions plus large entre substances chimiques. L’activité de ces micro-organismes reste largement invisible [10].
Ces interdépendances présentent cependant des fragilités du système. En effet, la production mondiale est plutôt concentrée sur le continent africain (Afrique du Sud (34,9 %), Gabon (21,7 %)) [1]. Cela crée une certaine dépendance géographique sur la production qui peut être perçue comme une fragilité du système. Cependant, la production, malgré une concentration sur le continent africain, est étalée dans le monde (Chine, Brésil, Mexique…). Il n’y a donc pas de centralisation complète de la production. Cela représente une des robustesses de ce système en plus de la diversité des sources d’exploitation potentielles (mines terrestres, nodules marins, recyclage…). Néanmoins, le recyclage du manganèse est encore faible et la production peut avoir des aspects néfastes pour l’environnement, ce qui limite la robustesse du système [1].
Dès lors, ces fragilités font apparaître des risques, des dépendances géopolitiques mais aussi des effets cumulés. En effet, la limitation de la production dans certains pays peut exposer à des risques géopolitiques. De plus, l’augmentation de la demande pour la construction peut également être source de risques géopolitiques [1].
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
Le manganèse est un élément toujours associé à d’autres dans la nature comme dans l’industrie. Il se trouve dans des minéraux (pyrolusite, rhodonite, rhodochrocite) liés à l’oxygène, au silicium ou au carbone, ainsi que dans les nodules marins avec le cuivre, le nickel et le cobalt. Les minerais contiennent plusieurs métaux et, en solution, forment un mélange d’ions (Mn²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺…). Son extraction repose sur des procédés hydrométallurgiques permettant de séparer progressivement ces éléments.
Dans ses usages, il reste dépendant d’autres éléments : avec le fer dans l’acier pour améliorer sa résistance, et avec le nickel et le cobalt dans les batteries lithium-ion. Cette interdépendance illustre les « symbioses matérielles », où ressources, techniques et infrastructures sont liées. La concentration de sa production et les faibles taux de recyclage révèlent des fragilités
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
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 ».
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 nom “Arsenic” vient du mot grec arsenikos ou arsenikon qui s’écrit : αρσενικόν. Ce terme signifie “masculin, viril, vigoureux, puissance masculine”. En effet, l’arsenic était considéré comme un matériau aux propriétés fortes et puissantes. [1]
De numéro atomique Z=33 et de masse atomique M=74,92 g.mol-1, cet élément est un métalloïde de la 4e période du tableau périodique des éléments de Mendeleïev. Ainsi, sa configuration électronique se traduit par 1s22s22p63s23p63d104s24p3. Symbolisé As, il possède une quarantaine d’isotopes connus, cependant seul 75As est stable naturellement. [1] [2] [3]
L’arsenic est un solide (Tfusion = 817°C; d=5, 727 g/cm3) très rarement présent à l’état pur. Il possède deux formes différentes : sa forme organique et sa forme minérale. Sous sa forme organique, l’arsenic est généralement lié à des carbones. Il s’agit de la forme la moins toxique de l’arsenic, qui est majoritairement présente dans les organismes marins et les plantes. Sa forme minérale est liée à d’autres atomes que le carbone. Elle est synthétisée industriellement ou présente naturellement dans la croûte terrestre. Il s’agit de la forme la plus toxique de l’arsenic. [1] [2] [4]
Communément représenté de couleur verte, l’arsenic pur est gris/argenté. En effet, les couleurs jaune ou même verte qui lui sont attribuées proviennent du trisulfure d’arsenic et de l’hydrogénoarsénite de cuivre qui ont été respectivement utilisés comme pigment doré et vert. [1]
Références section 1.1:
[1] [LIV-HAN-2012] – Handbook of chemistry and Physics 92nd
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].
Quantité sur Terre et modèles1.2.1. Abondance dans la croûte terrestre
L'arsenic est un élément naturellement présent dans la croûte terrestre, avec des estimations d'abondance qui varient selon les sources et les méthodologies employées. Les valeurs communément citées se situent entre 1,8 et 5 g/tonne (ppm) [1] [2] [3] [4], avec une moyenne souvent retenue autour de 3,4 ppm par les géochimistes. [5] En termes de classement, il se place au 20ème rang des éléments les plus abondants de la croûte terrestre. [6] Son abondance terrestre globale est estimée à 0,55 %, et sa concentration dans le corps humain est extrêmement faible (1,0E-7 %). Dans les océans, on le retrouve à environ 3,7 ppb. [7]
1.2.2. Minéralogie et lieux de concentration
L'arsenic n'est pas uniformément réparti sur Terre. On dénombre plus de 200 espèces minérales qui en contiennent, réparties en plusieurs familles : les arséniates sont les plus fréquents et constituent 60 % des minéraux riches en arsenic. Viennent ensuite les sulfures et sulfoarséniures qui représentent 20 % de ces minéraux et se distinguent par leur stabilité en conditions réductrices. [8]
Les roches sédimentaires, notamment les marnes et schistes, en sont particulièrement riches avec une moyenne de 13 µg/g. À l'inverse, les roches ignées en contiennent généralement peu, sauf dans les environnements de gîtes volcanogènes de sulfure massif, où des teneurs dépassant 60 ppm ont été relevées. Dans les zones métallifères (cuivre, plomb, or), les concentrations peuvent atteindre plusieurs centaines voire milliers de ppm. [3]
1.2.3. Présence dans les eaux
L'arsenic se retrouve dans les eaux de surface par érosion des sols et lessivage, sous formes dissoute et particulaire. Dans les eaux superficielles, les concentrations en arsenic dissous se situent généralement entre 0,1 et 10 µg/L. [3] Les régions à activité géothermale ou hydrothermale présentent des concentrations bien plus élevées : jusqu'à 300 µg/L pour les eaux issues de sols volcaniques, et jusqu'à 370 µg/L dans certaines rivières influencées par des eaux souterraines (rivière Madison, États-Unis). [9] Les apports d'arsenic à l'océan via les rivières sont estimés à 62 900 tonnes/an sous forme dissoute et 178 900 tonnes/an sous forme particulaire. Des données spécifiques existent pour plusieurs grands fleuves mondiaux (Amazone, Congo, Loire, Rhône, Seine, Mékong, Mississippi, etc.), avec des teneurs en arsenic particulaire de l’ordre du µg/L. [3]
Dans le milieu marin, bien que les règles de la thermodynamique prévoient une présence majoritaire sous forme inorganique, l'activité biologique modifie profondément cette répartition. Les organismes marins métabolisent l'arsenic en divers composés organiques complexes. L'arsénobétaïne est ainsi la forme dominante chez les poissons et les crustacés, représentant souvent plus de 95 % de l'arsenic total, avec la particularité d'être fort heureusement non toxique pour le consommateur. D'autres formes organiques sont également synthétisées, comme les arsénoribosides qui constituent la majeure partie de l'arsenic chez les macroalgues, ou encore l'acide méthylarsonique et l'acide diméthylarsinique que l'on retrouve directement dissous dans l'eau de mer.[3]
[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:
[1] [WEB-BRI-2026] https://www.britannica.com/science/arsenic - Consulté le 18/03/2026
[2] [ART-NAP-1977] « Arsenic: Medical and Biologic Effects of Environmental Pollutants. »
[3] [LIV-MIC-1993] L'Arsenic en milieu marin, Biogéochimie et écotoxicologie
[4] [WEB-LEL-2025] https://lelementarium.fr/element-fiche/arsenic/ - Consulté le 18/03/2026
[5] [RAP-HHS-2007] « TOXICOLOGICAL PROFILE FOR ARSENIC » - page 313
[6] [ART-BIS-2003] Bissen, M. and Frimmel, F.H. (2003), Arsenic — a Review. Part I: Occurrence, Toxicity, Speciation, Mobility. Acta hydrochim. hydrobiol., 31: 9-18. https://doi.org/10.1002/aheh.200390025
[7] [WEB-ELE-2023] https://www.elementschimiques.fr/?fr/elements/z/33
[8] [RAP-BAU-2009] « Présence naturelle d’arsenic dans les sols lorrains : cartographie en vue de la détermination des zones d’exposition de la population » - page 19
[9] [ART-BOS-2010] « Origines de l’arsenic dans les eaux, sols et sédiments du district aurifère de St-Yrieix-la Perche (Limousin, France) : contribution du lessivage des phases porteuses d’arsenic » - page 13
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 ...
Dans le cas de l’arsenic, les données mondiales présentent une particularité importante, puisqu’il n’existe pas de bilan global détaillé des réserves contrairement à d’autres métaux. En effet, cela s’explique par le fait que l’arsenic est principalement récupéré comme sous-produit d’autres minerais (cuivre, plomb, or, cobalt, arsénopyrite), et rarement exploité comme élément principal [1].
Cependant, on estime que les réserves mondiales en arsenic représentent plus de 20 fois la production annuelle mondiale. Or, celle-ci s’élève à environ 61 000 tonnes de trioxyde d’arsenic par an selon les données de 2025 [2], ce qui permet d’évaluer l’étendue des volumes mobilisables.
En raison de son statut de sous-produit, les ressources exploitables (gisements hydrothermaux, systèmes volcaniques, dépôts polymétalliques, ceintures orogéniques aurifères) dépendent directement de l’intensité d’exploitation d’autres métaux associés. Ainsi, une diminution de l’activité minière sur ces métaux entraînerait une baisse de l’offre en arsenic, indépendamment de l’abondance géologique réelle de l’élément. À l’inverse, une augmentation de l’activité minière pourrait accroître les volumes d’arsenic récupérés, même en l’absence d’une demande spécifique pour cet élément [3].
L’arsenic est principalement extrait et produit dans les régions indiquées à la figure 1. En Chine, comme au Canada, il est généralement coextrait lors de l’exploitation des mines d’or. Au Chili, il provient des mines d’or et de cuivre, tandis qu’au Maroc, son extraction est associée à celle du cobalt [2]. Au Pérou, l’arsenic est présent dans les mines de cuivre [4].
L’exploitation minière de l’arsenic conduit à une hausse de sa concentration dans les ressources en eau. Cependant, l’arsenic inorganique est une substance toxique lorsqu’il est absorbé en quantité excessive [5]. Il accroît le risque de maladie chez les populations vivant à proximité des sites miniers, notamment certains types de cancers et des lésions cutanées [3][6][7].
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Figure 1 : Production minière de l'arsenic à l'échelle mondiale d’après l’élementarium [3]
Les estimations des réserves et ressources de l’arsenic sont entourées d’incertitude notamment en raison de la disponibilité qui dépend directement des marchés d’autres métaux, de la variabilité des teneurs dans les minerais et des données parfois incomplètes dans les pays exploitants principalement. Ces estimations sont réalisées essentiellement par l’United States Geological Survey (USGS) ou les services géologiques nationaux.
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.
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 finis
L’arsenic est présent dans la croûte terrestre à une teneur moyenne de 1,5 ppm. Il se rencontre rarement à l’état natif et est le plus souvent associé à des sulfures ou arséniosulfures tels que l’arsénopyrite, (FeAsS), majoritaire et contenant 46% d’Arsenic, l’énargite (Cu₃AsS₄), l’orpiment (As₂S₃) ou le réalgar (As₄S₄). Actuellement, l’arsenic est majoritairement coproduit dans l’industrie métallurgique du cuivre, du plomb, du zinc, du cobalt, de l’or ou de l’argent, ce qui le rend dépendant de la production de ces métaux. Dans des composés cuivrés, la teneur acceptable en arsenic est généralement inférieure à 0,5 %. Afin de préserver les propriétés mécaniques et de conductivité électrique la teneur ne doit pas excéder le ppm.
Après extraction, le minerai est broyé puis concentré par flottation afin d’enrichir la fraction sulfurée. La transformation repose principalement sur des procédés pyrométallurgiques. Les concentrés sont grillés dans des fours, souvent à lit fluidisé, à environ 550–600 °C. Lors de cette étape, les sulfures sont oxydés et l’arsenic est volatilisé sous forme de trioxyde d’arsenic (As₂O₃), composé qui se sublime à 218 °C. L’équation générale de la réaction est : 4FeAsS+10O2 → 2Fe2O3+4SO2+2As2O3. Les gaz de procédé sont refroidis et le trioxyde est récupéré par cyclones et filtres électrostatiques. Le dioxyde de soufre produit est généralement transformé en acide sulfurique, ce qui constitue une valorisation économique importante. Le trioxyde d’arsenic est le principal produit commercialisé [1]. Le schéma ci-dessous illustre ce procédé de transformation :
L’arsenic métallique peut ensuite être obtenu par réduction du trioxyde, notamment par le carbone ou le dihydrogène. La pureté commerciale est très élevée, environ 99 %.
Aujourd’hui, comme vu précédemment, la production mondiale est de 61 000 tonnes par an (donnée de 2025) sous forme de trioxyde d’arsenic. La production est fortement concentrée géographiquement, notamment au Pérou et en Chine (voir Figure 1, partie 2.1), avec également une contribution du Maroc liée aux gisements de cobalt arséniés. Cette concentration traduit la dépendance de l’arsenic vis-à-vis des grandes industries extractives de métaux non ferreux. Les opérations sont réalisées par des compagnies minières comme Codelco au Chili et des complexes métallurgiques industriels comme la Compagnie Tifnout Tighanimine au Maroc. La filière mobilise des flux importants d’énergie thermique pour les grillages, d’air pour les réactions d’oxydation et d’eau pour le traitement des gaz et la stabilisation chimique. Les émissions de SO₂, les poussières arsenicales et les résidus solides nécessitent une gestion environnementale rigoureuse [1].
La demande industrielle étant inférieure à la production potentielle, une partie importante de l’arsenic récupéré n’est pas commercialisée mais stabilisée afin de limiter les risques environnementaux. Le trioxyde est alors dissous, oxydé à l’état pentavalent, puis précipité sous forme d’arséniate ferrique ou calcique, composés peu solubles destinés au stockage sécurisé. Des technologies alternatives aux procédés pyrométallurgiques classiques sont étudiées, notamment la biolixiviation. Des travaux ont montré qu’un consortium bactérien pouvait oxyder plus de 90 % des sulfures d’un minerai aurifère contenant de l’arsénopyrite et solubiliser environ 40 % de l’arsenic, permettant à la fois de faciliter la récupération de l’or et de réduire la teneur en arsenic du résidu solide. Cette approche pourrait constituer une solution plus durable pour le traitement de minerais sulfurés réfractaires [3].
L’arsenic est utilisé dans de nombreux domaines même si son utilisation a diminué pour des raisons sanitaires et réglementaires. La principale utilisation concerne le traitement du bois et des alliages métalliques, dans l'électronique ainsi que dans les produits phytosanitaires [2].
[3] ART-PIN-2025: D. PINO-HERRERA, J. ENGEVIN, M. BOUCHERON, M. BEAULIEU, K. BRU, “Biolixiviation d’un minerai aurifère réfractaire : une approche intégrée pour la libération et récupération de l’or et la réduction de l’arsenic”, BRGM, F-45060 Orléans, France. https://promethee.sciencesconf.org/data/2025_647139_Pino.pdf
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
2.3.1. Classification des Usages de l'Arsenic
Usages Structurants (Au cœur du fonctionnement de notre société)
Les usages structurants représentent la majorité de la consommation mondiale, dominée par les pays disposant d'infrastructures industrielles, de secteurs agricoles intensifs ou de technologies de pointe.
Haute technologie et Électronique : L'arsenic est un composant majeur des semi-conducteurs, notamment sous forme d'arséniure de gallium (AsGa) et d’indium [1]. Cette application nécessite une pureté ultra-haute et représente la plus forte valeur économique de ce marché. L'Asie-Pacifique (Japon, Corée du Sud, Chine) l'utilise massivement pour l'électronique de pointe. En Amérique du Nord, ces composants sont essentiels pour les radars et les communications par satellite. [2]
Métallurgie et Industrie : L'arsenic est ajouté en petites quantités pour améliorer la dureté, la résistance mécanique et la stabilité des alliages de plomb [2], de cuivre et d'or. Il sert notamment à fabriquer les grilles des batteries au plomb pour l'automobile [1]. L'industrie l'utilise aussi comme agent décolorant dans la fabrication du verre (comme les écrans LCD), la production de pigments, de textiles, de papier et d'adhésifs. [2]
Traitement et préservation du bois : Historiquement, des solutions aqueuses contenant de l'arséniate de cuivre et de chrome (CCA) ont été largement utilisées pour protéger le bois contre les insectes, les champignons et l'humidité [2]. Bien que cet usage soit aujourd'hui fortement restreint et interdit pour les constructions résidentielles, il reste d'actualité pour les poteaux électriques, les traverses de chemin de fer, les pilotis et les infrastructures maritimes. [1]
Agriculture (Pesticides et Herbicides) : Divers composés (arséniate de calcium, arsénite de sodium, arséniates méthyliques) ont été employés à grande échelle comme insecticides, fongicides ou herbicides pour les cultures et les terrains de golf. Malgré de nombreuses interdictions (comme en France depuis les années 1970 et 2000), certaines utilisations subsistent, notamment pour la culture du coton aux États-Unis ou dans le secteur agricole en Inde et au Bangladesh [1].
Recherche et Environnement : L’Arsenic est un sujet de recherche encore très actif dans le monde, notamment sur les mécanismes de toxicité, des traitements anticancéreux et en science des matériaux. La présence d’arsenic est un indicateur de pollution des eaux souterraines et permet une surveillance sanitaire mondiale. [4]
Usages Vitaux (Essentiels à notre survie ou sécurité)
Santé et Cancérologie : Le trioxyde d'arsenic est un traitement médical utilisé en cancérologie pour soigner la leucémie promyélocytaire aiguëe. Il agit directement en déclenchant la mort des cellules cancéreuses et en favorisant leur différenciation. (National Cancer Institute). Plus globalement, l'arsenic intervient dans la fabrication de divers médicaments. [3]
Défense et Armement : L'arsenic est ajouté, à hauteur d'environ 1 %, aux munitions militaires. Historiquement, il a été utilisé sous forme d'arsine gazeuse comme arme chimique pendant la Première Guerre mondiale, et sous forme d'acide diméthylarsénique (l'agent bleu) comme défoliant par l'armée américaine pendant la guerre du Vietnam. [1]
Usages Superficiels (Confort ou accessoire)
Thermalisme et bien-être : Les eaux thermales de La Bourboule renferment de 6 à 7 mg/L d'arsenic. Ces eaux sont réputées pour soigner l'asthme chez l'enfant et chez l'adulte. [1]
Pigments : L’acéto-arsenite de cuivre entre dans la composition de pigment bleu -vert (INRS). Le vert de Paris, ou vert de Schweinfurt, a été largement utilisé dans des tentures et des couvertures de livres, causant de multiples intoxications au XIXe s. majoritairement dans les pays anglo-saxons, mais également en France à titre exceptionnel [5]
Taxidermie : Le trioxyde de diarsenic a été utilisé pour l'empaillage des animaux. [3]
2.3.2. Distributions géographiques des utilisations
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Tableau 1 : Synthèse des flux et de la consommation mondiale
Par ailleurs, bien que peu consommatrice finale, la Belgique est un centre névralgique européen pour le traitement et le commerce de l'arsenic.
[4]. [ART-DIA-2025] - Diarra, T., Bah, F., Daffé, M. L., Foko, R. F., Diallo, T., Lam, A., ... & Fall, M. (2025). Analyse et évaluation du risque sanitaire lié à la présence d’arsenic dans le riz commercialisé à Dakar. Toxicologie Analytique et Clinique.
[5]. [ART-SAE-2024] - Saeed, M., Anas, M., Quraishi, U. M., & Malik, R. N. (2024). Arsenic accumulation pattern in water-soil-rice systems: A study of tolerance mechanisms and associated health risks. Science of The Total Environment, 907, 167916.
[6]. [LIV-MIC-1993] - Michel, P. (1993). L'arsenic en milieu marin. Biogéochimie et écotoxicologie. Repères océans, (4)
[8]. [ART-BOS-2011] - Bossy, A. (2011). Origines de l’arsenic dans les eaux, sols et sédiments du district aurifère de St-Yrieix-la-Perche (Limousin, France) : contribution du lessivage des phases porteuses d’arsenic.
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
Fins de vie
2.4.1. Les cycles de fin de vie de l’arsenic
L’arsenic est présent naturellement sur terre sous diverses formes. Cependant, les activités humaines et industrielles ont des impacts qui dérèglent et augmentent sa présence dans l’environnement. En effet, certaines formes de l’arsenic sont très volatiles et d’autres sont très solubles dans l’eau. Les formes de l’arsenic dans le milieu terrestre sont, quant à elles, peu mobiles, mais la pollution de certains sols peut être induite par des phénomènes climatiques. Cette forte possibilité de mobilité peut alors avoir de lourdes conséquences sur la santé et l’environnement, compte tenu de la toxicité de certaines de ces formes et de leur persistance dans l’environnement. [1] La fin de vie de l’arsenic est alors un enjeu pour les humains et les écosystèmes, nécessitant une surveillance particulière. [2]
Cependant, comme l’arsenic est présent en très petite quantité et dans des matériaux complexes, très peu de solutions de recyclage sont envisagées dans l’industrie. En effet, en Europe en 2020, il n’existait pas de méthodes de recyclage réellement documentées. [2] De plus, le recyclage de l’arsenic ne présente que peu d’intérêts économiques parce que cet élément est de moins en moins utilisé. Bien que le marché de l’électronique soit en forte augmentation, celui de l’agriculture avec les pesticides et herbicides diminue. Cependant, la fabrication de semi-conducteurs demande de l’arsenic à une très grande pureté (99,99%), qui serait difficilement atteignable par la voie du recyclage. [3] La fin de vie de l’arsenic se concentre donc également sur le traitement de certains rejets dans l’environnement et sur le stockage des déchets contenant de l’arsenic.
2.4.2. Les voies du recyclage de l’arsenic
Le recyclage de l’arsenic est peu documenté et peu répandu. En effet, un rapport indique que le taux de recyclage de l’arsenic était inférieur à 1% en Europe en 2013. [2] Il existe tout de même certaines méthodes, dont les principales sont la pyrométallurgie et l’hydrométallurgie. Cependant, ces processus demandent beaucoup d’énergie et entraînent des répercussions environnementales. [4] En effet, la pyrométallurgie permet de récupérer l’arsenic sous forme élémentaire ou d’oxyde, en chauffant à très haute température. Dans le processus d’hydrométallurgie, de nombreux réactifs comme des acides forts ou des oxydants sont utilisés pour pouvoir recycler l’arsenic en le passant en solution aqueuse. [5]
Les recherches concernant le recyclage de l’arsenic sont aujourd’hui principalement axées sur l’arséniure de gallium, utilisé dans les semi-conducteurs, en cherchant à réduire les coûts et impacts environnementaux. En utilisant des triiodures ioniques liquides, il est possible de lixivier sélectivement l’arsenic et le gallium avec une pureté à près de 85%. Cette technique repose sur des mécanismes d’oxydoréduction et de complexation, sans générer ou utiliser de produits dangereux. [4] Du soufre solide peut également être utilisé pour former du sulfure d’arsenic, un composé peu toxique pouvant facilement être évaporé et recyclé. Ces études montrent que ces méthodes de recyclage sont réalisables, mais la complexité des déchets électroniques peut rendre difficile le recyclage des composés. [5] Il est donc parfois possible de récupérer les semi-conducteurs et de les réutiliser directement dans de nouveaux appareils. [6]
Les boues riches en arsenic inorganique toxique peuvent également être traitées par de la soude afin d’obtenir une solution aqueuse concentrée en arsenic oxydé. Cette dernière subit ensuite une précipitation réductrice pour former un amas d’arsenic au degré d’oxydation As(0) sous la forme d’une nano suspension amorphe. Le solide est finalement filtré et récupéré. Ce dernier peut alors être réutilisé dans la synthèse d’arséniure de gallium pour la production de semi-conducteurs par exemple. [7]
2.4.3. Traitement des rejets dans l’environnement
La pollution de l’environnement est un sujet d’actualité et les effets des activités industrielles sur la santé humaine sont de plus en plus étudiés et pris en compte. Dans le cas de l’arsenic, à cause de sa forte mobilité et toxicité, certains de ses usages communs peuvent provoquer des rejets non-intentionnels. Par exemple, l’arsenic utilisé dans l’agriculture et la préservation du bois peut être emporté par les eaux de pluies et ainsi terminer son cycle de vie dans les eaux des rivières, des nappes phréatiques et des océans, sous forme d’arséniates (+V) et d’arsénites (+III) inorganiques dangereux pour l’homme à des doses très faibles. [1]
Ces eaux peuvent être traitées suivant plusieurs types de méthodes, qu’elles soient physiques, chimiques ou biologiques. Les méthodes physiques regroupent des résines échangeuses d’ions, la précipitation et l’adsorption. Elles permettent d’extraire l’arsenic sous forme ionique, mais les suspensions et autres ions présents dans l’eau peuvent interférer avec ces méthodes. Les méthodes chimiques concernent l’osmose inverse et la nanofiltration. L’utilisation de membranes semi-perméables en appliquant une différence de pression est un procédé assez efficace pour éliminer l’arsenic de l’eau tout en empêchant le passage des autres ions. Cependant, les performances de ces membranes diminuent au cours de leur utilisation à cause de la pollution. Cela reste donc une technique peu utilisée. [8] Des bactéries sont aussi capables de favoriser la précipitation de l’arsenic présent dans l’eau, sous forme d’arséniate de fer par exemple. [3]
Certaines méthodes biologiques peuvent être également appliquées au traitement des sols. Les méthodes biologiques regroupent la dépollution par des plantes, micro-organismes ou animaux. Ceux-ci peuvent être utilisés pour absorber l’arsenic présent dans les sols. Ce sont des méthodes avec de faibles impacts sur l’environnement, mais dont les cycles sont très longs et peu applicables à l’industrie. [8]
Une grande partie de la pollution atmosphérique en arsenic est due aux fumées des industries et de la combustion de produits fossiles. En effet, cela permet à l’arsenic de se retrouver dans l’air sous forme de petites particules. Même s’il n’existe pas de méthode de traitement dédié à l’arsenic dans l’air, il est possible de réduire ces émissions en limitant le rejet de poussières dans l’atmosphère grâce à des filtres par exemple. [1]
2.4.4. Gestion des déchets restants
Malgré les techniques de recyclage et de traitement de l’arsenic présentées précédemment, il est difficile de réutiliser totalement l’arsenic récupéré. Des déchets sont alors encore présents et la question de leur gestion se pose en raison de la dangerosité de cet élément. Leur incinération est cependant compliquée à envisager à cause de la forte volatilité de ces composés qui engendreraient une pollution atmosphérique. [3] Par exemple, l’incinération des bois traités est possible, mais cela doit avoir lieu dans des infrastructures dédiées et possédant un système de traitement de fumées permettant de récupérer l’arsenic lors de la combustion. [9] L’air doit être surveillé pour que sa concentration en arsenic et ses composés ne dépasse pas 0,5 mg/m3. [10]
Pour les autres déchets, le procédé consiste principalement à la stabilisation et la solidification de l’arsenic suivit d’une mise en décharge [3] ou d’un enfouissement. La quantité d’arsenic maximale ne doit pas dépasser 10 mg/kg dans les déchets après stabilisation. [10] Malgré cela, ces méthodes sont controversées pour leurs conséquences sur l’environnement et les pertes d’un métal considéré comme une matière première critique depuis 2023 par l’Union Européenne. De plus, tous les pays ne sont pas égaux : pour les pays développés, la mise en décharge est l’une des approches principales, tandis que pour les pays moins développés privilégient l’entassement des déchets contenant de l’arsenic dans des décharges à ciel ouvert. [7]
[4]. [ART-DIA-2025] - Diarra, T., Bah, F., Daffé, M. L., Foko, R. F., Diallo, T., Lam, A., ... & Fall, M. (2025). Analyse et évaluation du risque sanitaire lié à la présence d’arsenic dans le riz commercialisé à Dakar. Toxicologie Analytique et Clinique.
[5]. [ART-SAE-2024] - Saeed, M., Anas, M., Quraishi, U. M., & Malik, R. N. (2024). Arsenic accumulation pattern in water-soil-rice systems: A study of tolerance mechanisms and associated health risks. Science of The Total Environment, 907, 167916.
[6]. [LIV-MIC-1993] - Michel, P. (1993). L'arsenic en milieu marin. Biogéochimie et écotoxicologie. Repères océans, (4)
[8]. [ART-BOS-2011] - Bossy, A. (2011). Origines de l’arsenic dans les eaux, sols et sédiments du district aurifère de St-Yrieix-la-Perche (Limousin, France) : contribution du lessivage des phases porteuses d’arsenic.
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 Sociaux
L’arsenic est un composé très toxique pour l’environnement et les êtres vivants sous sa forme inorganique. Celui-ci peut être libérée dans les sols et les eaux par dissolution naturelle, mais aussi par des activités humaines comme l’exploitation minière, l’industrie ou l’agriculture. Ceci engendre alors des conséquences environnementales et sociétales importantes.
2.5.1. Principaux impacts
L’eau et les sols désignent les milieux les plus impactés. Les eaux souterraines de nombreux pays comme l’Argentine, le Bangladesh, le Cambodge, le Chili, la Chine, les Etats-Unis, l’Inde, le Mexique, le Pakistan et le Viet Nam, sont contaminées par de l’arsenic inorganique à des concentrations élevées. [1]
Ces eaux souterraines alimentent alors les sols se retrouvant ainsi contaminés par l’arsenic présents dans celle-ci. Une étude internationale récente indique que 14 à 17 % des sols agricoles, soit environ 242 millions d’hectares sont contaminés par des métaux lourds, dont l’arsenic. Ceci affecte la qualité des sols impactant alors la biodiversité et la productivité agricole. Cette contamination atteint des niveaux à risques pour l'environnement mais aussi pour la santé. Ainsi, on estime qu’entre 0,9 et 1,4 milliard de personnes vivent dans des zones à risques. [2]
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Figure 3: Rivière San Sebastian, polluée par l’activité minière à Santa Rosa de Lima (Salvador) [2]
Les cultures vivrières peuvent aussi être contaminées par les eaux utilisées pour leur irrigation, engendrant ainsi un risque sanitaire par la contamination d’aliments. Les plantes non-alimentaires comme le tabac sont aussi affectées par la contamination à l’arsenic. Par ailleurs, la contamination des eaux n’échappe pas aux eaux de boisson. En effet, on estime qu’environ 140 millions de personnes dans au moins 70 pays boivent de l’eau dont la teneur en arsenic est supérieure au seuil provisoire de 10 µg/l recommandée par les lignes directrices de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS). Sans compter que certaines concentrations d’arsenic atteignent des teneurs de 10-50 µg/l ou dépassent les 50-100 µg/l dans certaines régions du monde. [1]
Ces eaux peuvent aussi être utilisées pour la préparation d’aliments. De fait, l'alimentation est la principale source d'exposition à l'arsenic, même si une grande partie de celui-ci se trouve probablement sous sa forme organique, moins dangereuse. Les concentrations les plus élevées d'arsenic (sous toutes ses formes) dans les aliments se trouvent dans les fruits de mer, le riz, les céréales de riz (et autres produits dérivés), les champignons et la volaille. Ainsi, le riz est particulièrement préoccupant car il constitue une part importante de l'alimentation dans de nombreuses régions du monde. Il entre également dans la composition de nombreuses céréales consommées par les nourrissons et les jeunes enfants. Presque tous les produits à base de riz contiennent au moins de l'arsenic, même si les concentrations peuvent varier considérablement. [3]
Par exemple, une étude transversale a montré un problème d’exposition alimentaire à l’arsenic inorganique au Sénégal. L’étude suggère que la consommation de riz commercialisée à Dakar à raison de 218 g/jour par un adulte de 70 kg peut être associée à un risque sanitaire potentiel. C’est également la céréale la plus consommée au Sénégal, représentant 77 % de la consommation céréalière et atteignant une consommation annuelle moyenne de 78,1 kg par personne. [4]
De la même manière, une étude similaire a été réalisée au Pakistan et montre que la contamination à l’arsenic, dans les rizières notamment, reste un défi majeur. Elle indique un risque cancérogène plus élevé lié à la consommation de grains provenant des régions fortement contaminées par l'arsenic. Cela souligne la nécessité de réglementations et de politiques strictes pour atténuer les conséquences de la catastrophe liée à l'arsenic au niveau local et protéger la santé humaine. [5]
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Figure 4 : Pollution des rizières [7]
2.5.2. Causes de contamination à l’arsenic
Les contaminations peuvent être distinguées en deux catégories en fonction de leur provenance. En effet, celles-ci peuvent être d'origine naturelle, résulter du transport de l’arsenic par des phénomènes naturels (érosion des sols, rivière…) et/ou être causées par l’activité humaine. [6]
Contamination d’origine naturelle et transport naturel d’arsenic
Les flux atmosphériques d'arsenic d'origine naturelle sont principalement liés à :
- L'activité biologique des végétaux et des bactéries terrestres qui est à l'origine d'un transfert de 26000 t/an de méthyls arsenic volatils vers l'océan. [6]
- L'activité volcanique est une autre source importante avec un flux estimé à 17000 tonnes.[6]
- L'érosion éolienne y contribue pour une moindre part avec 2000 tonnes. [6]
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De plus, l'arsenic peut se retrouver dans les eaux de surface sous forme dissoute ou particulaire par érosion et lessivage des sols. En effet, les teneurs en arsenic sont de l'ordre de 5µg·g⁻¹ dans les matières en suspension transportées par les rivières. Ainsi l'apport global d'arsenic à l'océan par les rivières est estimé à 62900 tonnes/an sous forme dissoute et 178900 tonnes/an sous forme particulaire. [6] Plus simplement, l’arsenic suit un cycle biogéochimique qui peut être décrit par la Figure 5 :
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Figure 5 : Cycle biogéochimique de l’arsenic [8]
Les flèches noires et bleues représentent, respectivement, les sorties d’arsenic vers l’atmosphère et les entrées vers les eaux de surface.
Contamination d’origine humaine
La contamination à l’arsenic d’origine anthropique représente près de 70% des causes de contaminations globales [7], par :
L'usage des combustibles fossiles contenant des traces d'arsenic contribue également à la contamination atmosphérique.
Le charbon en particulier, en raison de l'énorme tonnage consommé (3,7 109 tonnes/an) et d'une teneur moyenne en arsenic de 15 g/t, est une source de contamination majeure. En tenant compte de facteurs d'émissions propres aux différents usages, le rejet atmosphérique est estimé à 6 240 tonnes/an, tandis que 35100 tonnes seraient entreposées à terre avec les cendres récupérées, dans des conditions de sécurité très variables. [6]
L'exploitation des phosphates naturels dans la fabrication d’engrais peut être une source de contamination diffuse par l'arsenic.
Selon leur origine, ces minerais contiennent entre 4 et 40 g d'arsenic par tonne. [6]
Les accidents de transports qui ne sont pas non plus à sous-estimer.
En 1979, le navire Klearchos a sombré en Méditerranée, au large des côtes nord-est de la Sardaigne, avec à son bord 46 fûts contenant 5260 kg d'anhydride arsénieux. [6]
Enfin, de nombreuses activités humaines, comme le traitement de minerais, sont aussi génératrices de contamination indirecte par l'arsenic. En effet, le grillage du minerai de cuivre et son raffinage ultérieur fourniraient la contribution la plus importante à la pollution atmosphérique, avec un flux d'arsenic de 12 080 tonnes/an et un rejet de 28405 t/an dans les eaux superficielles. [6]
[4]. [ART-DIA-2025] - Diarra, T., Bah, F., Daffé, M. L., Foko, R. F., Diallo, T., Lam, A., ... & Fall, M. (2025). Analyse et évaluation du risque sanitaire lié à la présence d’arsenic dans le riz commercialisé à Dakar. Toxicologie Analytique et Clinique.
[5]. [ART-SAE-2024] - Saeed, M., Anas, M., Quraishi, U. M., & Malik, R. N. (2024). Arsenic accumulation pattern in water-soil-rice systems: A study of tolerance mechanisms and associated health risks. Science of The Total Environment, 907, 167916.
[6]. [LIV-MIC-1993] - Michel, P. (1993). L'arsenic en milieu marin. Biogéochimie et écotoxicologie. Repères océans, (4)
[8]. [ART-BOS-2011] - Bossy, A. (2011). Origines de l’arsenic dans les eaux, sols et sédiments du district aurifère de St-Yrieix-la-Perche (Limousin, France) : contribution du lessivage des phases porteuses d’arsenic.
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
L’arsenic (3,4 ppm) abonde dans 200 minéraux, surtout les zones sédimentaires et métallifères. Si les eaux en contiennent peu, les taux s’envolent en milieu géothermal. Dans l’océan, l’activité biologique métabolise cet élément inorganique en formes organiques inoffensives : l’arsénobétaïne constitue 95% de l’arsenic des poissons, garantissant leur sécurité alimentaire malgré sa présence naturelle.
Les réserves mondiales d’arsenic sont estimées à plus de 20 fois la production annuelle, soit un ordre de grandeur basé sur environ 61 000 tonnes produites par an (en 2025). Toutefois, ces estimations restent incertaines car l’arsenic est majoritairement un sous-produit d’autres exploitations minières, ce qui rend son offre dépendante de l’activité sur ces métaux.
Il est largement utilisé dans notre société. Certains usages sont au cœur de son fonctionnement, principalement dans les domaines de l’électronique, la métallurgie, le traitement du bois et l’agriculture. Ses usages médicaux et d’armements sont essentiels tandis que d’autres concernent le confort (thermalisme, pigment). La consommation de l’arsenic est dominée par l’Asie suivie de l’Amérique du Nord et de l’Europe.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
L’arsenic est un élément naturellement présent dans la croûte terrestre sous sa forme organique. En revanche celui-ci est très toxique sous sa forme inorganique. Il peut être libéré dans l’environnement par des processus naturels tels que la dissolution, l’érosion, les activités volcaniques ou biologique ; mais aussi par des activités humaines comme l’exploitation minière, l’industrie, l’agriculture et l’utilisation de combustibles fossiles. Celle-ci serait alors responsable d’environ 70 % de la contamination globale à l’arsenic. Cette contamination affecte principalement les eaux souterraines et les sols, touchant alors de nombreux pays et une part importante des terres agricoles. Elle représente ainsi un risque environnemental et sanitaire majeur puisque l’eau contaminée peut être utilisée pour la boisson, l’irrigation ou la préparation des aliments. Certains aliments comme le riz peuvent alors accumuler de l’arsenic et exposer les populations à des risques pour la santé.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
Même si la contamination à l’arsenic touche la plupart des pays, elle ne les affecte pas de la même façon. En effet, une étude menée dans 70 pays a révélé que la concentration d'arsenic dans les eaux souterraines varie considérablement selon les régions, en allant de 0,5 à 5000 ppb. Les contaminations à l'arsenic les plus graves ont été constatées au Brésil, au Cambodge, en Afghanistan et en Australie et au Bangladesh. Par ailleurs, la sévérité de cette contamination, ne touche pas les pays du monde de la même façon et semble impacter davantage les pays du Sud. En revanche, l’arsenic ne semble pas être un élément à l’origine de conflits.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
33 As - Arsenic - CPE Lyon - 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
Le scénario de référence, ou scénario Business-as-usual (BAU), est un modèle économique et climatique qui représente une situation où aucune politique de changement climatique n’est jugée nécessaire. Le scénario BAU est utilisé pour évaluer les impacts économiques et climatiques d’une situation où les politiques de changement ne sont pas mises en œuvre. [1]
Appliqué à l’arsenic, ce modèle correspond à une situation où aucune nouvelle mesure n’est prise pour réduire les exploitations de ce dernier qui conduisent à l’exposition des populations. Le futur envisagé ici est un futur où les pratiques actuelles sont prolongées, incluant l’absence de changements significatifs dans les pratiques de production et d’utilisation de l’arsenic. Cela entraîne des conséquences écologiques et des tensions économiques et sociales autour du cycle de l’élément chimique.
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
L’arsenic est le 20ème élément naturel le plus abondant dans la croûte terrestre. On le trouve en quantité importante dans les roches et les sols, les eaux naturelles, certains gisements minéraux et, en faibles quantités, dans la plupart des êtres vivants dans des concentrations qui ne cessent d’augmenter à cause des activités humaines. [1] Les principales causes anthropiques ont été identifiées comme des activités minières non ferreuses (68,0 %), suivies par la consommation d’énergie (15,8 %), la fusion (métallurgie) (13,2 %) et les pratiques agricoles (3,0 %). [2] Par ailleurs, le marché mondial de l’arsenic était évalué à 69,5 millions de dollars américains en 2024 et devrait atteindre 81,7 millions de dollars américains d'ici 2030, soit une croissance annuelle constante composée de 2,7 % entre 2024 et 2030. [3]
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 BAU, les émissions anthropiques continuent d’alimenter les sols, l’air et surtout les eaux souterraines. [1] L’arsenic est très persistant (non biodégradable), donc il s’accumule dans les milieux ce qui engendre une augmentation de sa teneur. [2] En Chine, les concentrations d’arsenic dans les sols passeraient d’une moyenne de 12,6 mg kg−1 en 2020 à 13,6 mg kg−1 d’ici 2040. [3]
La pollution de l’eau et des sols entraine des tensions écologiques et sociales. D’une part, les populations se retrouvent de plus en plus exposées à l’arsenic. Cette exposition est souvent associée à de nombreuses maladies graves. En BAU, il est attendu une augmentation des cancers (peau, poumon, vessie), des maladies cardiovasculaires, du diabète et des troubles neurologiques. [4] Par exemple, au Bangladesh, il est estimé que d’ici 50 ans, 6 500 individus mourront d’un cancer chaque année soit un total de 326 000 personnes tandis que 2,5 millions d’individus développeront une sorte d’arsénicisme (empoisonnement à la suite d’une exposition longue à de faibles doses d’arsenic). [5]
D’autre part, cette contamination a des conséquences sur la chaine alimentaire. En effet, l’arsenic n’est pas seulement dans l’eau. Il contamine également les cultures, notamment le riz, cultivé en milieu inondé. Le sol des rizières contient naturellement de l’arsenic et peut également être pollué par l’eau d’irrigation, la pluie et l’air qui sont contaminés par l’arsenic d’origine anthropogénique. [6] Par exemple, 17,1% de la production de riz chinoise était contaminée par l’arsenic en 2020. Elle attendra 18,3% en 2040. [3]
Dans un scénario BAU, les inégalités sanitaires sont ainsi aggravées, les populations déjà vulnérables se retrouvent encore plus exposées et les zones contaminées étendues.
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario « business-as-usual » (BAU), décrit par l’ADEME, correspond à une trajectoire où aucune politique supplémentaire significative n’est mise en œuvre pour répondre aux enjeux environnementaux. Il se traduit par une poursuite des pratiques actuelles, marquées par le maintien des activités minières, industrielles et agricoles à l’origine de sa dissémination dans l’environnement. Dans ce contexte, la demande en arsenic continue de croître modérément, portée par ses usages industriels, tandis que les émissions anthropiques alimentent durablement les sols, l’air et surtout les eaux souterraines. En raison de son caractère persistant et non biodégradable, l’arsenic s’accumule progressivement dans les milieux naturels, entraînant une augmentation des concentrations et une diffusion dans la chaîne alimentaire, notamment via des cultures comme le riz. Les conséquences sanitaires sont majeures : une hausse des cancers, des maladies cardiovasculaires, du diabète et des troubles neurologiques est attendue, en particulier dans les régions déjà fortement exposées comme certaines zones d’Asie du Sud. Par ailleurs, ce scénario accentue les inégalités environnementales et sanitaires, les populations les plus vulnérables étant les plus touchées par la contamination. En l’absence de mesures correctives, les impacts économiques et sociaux liés à la dégradation de la qualité de l’eau, des sols et de la santé publique tendent à s’aggraver, inscrivant le cycle de l’arsenic dans une dynamique cumulative et difficilement réversible.
33 As - Arsenic - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Pari réparateur
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
Pari réparateur
Références section 3.2:
[7]. [ART-YIC-2021] - Chen, Q. Y., & Costa, M. (2021). Arsenic: a global environmental challenge. Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 61(1), 47-63.
[8]. [WEB-LMI-2020] - France Payment, Chantal Secours, Anouk Noël,Figure 6.13 du manuel Principes chimiques appliqués à la sécurité incendie, de France Payment et Chantal Secours.
[10]. [ART-HAS-2007] - Milton, A. H., Smith, W., Dear, K., Ng, J., Sim, M., Ranmuthugala, G., ... & Shahidullah, S. M. (2007). A randomised intervention trial to assess two arsenic mitigation options in Bangladesh. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 42(12), 1897-1908.
Explications sur ce choix de scenario
Le scénario identifié à partir des sources trouvées s’inscrit dans un scénario-type de « pari réparateur », tel que défini par l’ADEME. [1] Il repose sur l’hypothèse que les impacts environnementaux sont principalement gérés a posteriori grâce à l’innovation technologique et aux politiques publiques, sans transformation majeure du modèle économique.
Comme vu précédemment, l’arsenic est un polluant environnemental majeur en raison de ses impacts anthropiques. Sa toxicité et son traitement préoccupent de nombreuses institutions. La dépollution est essentielle pour protéger les écosystèmes et la santé humaine. L’objectif est surtout de corriger les contaminations existantes, notamment via de nouvelles technologies comme les systèmes hybrides. [2] [3] Parmi elles, l’adsorption se distingue par sa simplicité et son faible coût [4]. Toutefois, l’enjeu principal reste économique : il faut développer des méthodes efficaces, durables et peu énergivores, sans impacts secondaires. Dans des conditions optimales, certaines techniques peuvent éliminer presque 100 % de l’arsenic. [2]
D’autre part, les publications académiques en santé et environnement insistent sur la nécessité de limiter les impacts sanitaires de l’arsenic, notamment via des politiques de traitement de l’eau et de gestion des sites contaminés. [5] Cela renforce l’idée d’une réparation a posteriori, reposant à la fois sur des solutions techniques et sur des interventions publiques.
Enfin, les analyses issues des études de marché soulignent la croissance des usages industriels de l’arsenic, notamment dans les secteurs des semi-conducteurs et des technologies avancées. En effet, le marché des composés d’arsenic devrait passer de 388,92 millions USD en 2025 à 520,22 millions USD d’ici 2032. [3] Cela indique une continuité du modèle actuel de consommation plutôt qu’une réduction ou une substitution. Malgré sa toxicité et les contraintes réglementaires strictes, l’arsenic conserve une forte demande dans les procédés industriels high-tech. L’objectif est de corriger les impacts environnementaux existants plutôt que de réduire la production ou la pollution à la source.
Le niveau de criticité de l’arsenic n’est pas explicitement traité comme un problème, ce qui suggère une disponibilité continue de la ressource.
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Figure 8 : Evolution du marché des composés d’arsenic en USD [3]
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
Dans le cas d’un scénario « pari réparateur », la demande en arsenic est maintenue voire augmentée : une progression du marché de 4,3 % par an est prévu entre 2024 et 2032. Dans le futur, la demande en arsenic va principalement provenir de l’industrie des nouvelles technologies, qui continue son expansion. En effet, comme vu précédemment, cette industrie utilise l’arsenic dans de nombreuses applications, notamment dans les semi-conducteurs présents dans de beaucoup de produits du quotidien comme les smartphones, les antennes 5G, les ordinateurs portables, les réfrigérateurs, etc. L’arsenic joue aussi un rôle dans les énergies renouvelables car il est présent dans les panneaux solaires. D'autre industries en croissance comme l’aérospatial et la défense utilisent l’arsenic dans leur production. [4]
L’arsenic commercialisé provient la plupart du temps d’extractions d’autres composés minéraux tels que le fer, le nickel, le cobalt, etc. Ainsi, l’augmentation ou la diminution de la production d’arsenic peut-être plus ou moins reliée à l’évolution de la production de ses composés. En effet, en prenant l’exemple du cuivre, nous pourrions conclure que l’augmentation de la production de cuivre mène à une augmentation de la production d’arsenic. Cependant, une mine produisant du cuivre ne produira pas forcément de l’arsenic. Ainsi, la variation de la production d’arsenic ne peut pas être supposée proportionnelle à la variation de production de ces autres minerais. De plus, l’arsenic est un composé majoritaire dans plus de 200 types de minerais différents. [5]
Ainsi, Il y a une augmentation indirecte de l’utilisation et la production de l’arsenic. En effet, les minéraux cités précédemment sont, la plupart du temps, extraits dans des gisements purs, sans arsenic. Cependant, ceux-ci s’épuisent et dû à une grande demande de production, ces minerais sont de plus en plus exploités dans des gisements de qualité moindre avec une forte concentration d’arsenic. Il y aura, à l’avenir, de plus en plus d’arsenic produit en conséquence de l’augmentation de la production de ces minerais et l'exploitation de gisements de moins bonne qualité. [6]
De nos jours, un des plus gros défis est de retirer l’arsenic de l’eau car dans de nombreux pays il y est présent en grandes quantités. C’est pour cette raison que de nombreuses méthodes « d’élimination » de l’arsenic ont été développées. Parmi ces méthodes, certaines pourraient hypothétiquement permettre de récupérer l’arsenic et ainsi créer une nouvelle source d’arsenic sans pour autant surexploiter cette ressource. Au lieu de le jeter après l’avoir retiré de l’eau, il pourrait être réutilisé et non gaspillé (adsorption, coagulation/membrane filtration et purification, oxydation et réduction, oxydation de microorganismes, échange d’ion, osmose inverse, and coprécipitation). [5]
Pour d’autre, par exemple dans le cadre de production de semi-conducteurs, le recyclage est possible et le développement d’économie circulaire serait envisageable. Cependant à l’heure actuelle il reste difficile à développer à grande échelle. [5]
D’autres encore sont d’avis que le bouclage est très compliqué car il mène à la production de gaz toxiques qui se « déversent » dans la nature. Pour eux le bouclage est impossible. [6]
Actuellement l’arsenic est majoritairement utilisé dans la production de semi-conducteur, où il est irremplaçable. [6] Il existe à ce jour aucune substitution possible à son utilisation, mais son utilisation est contrôlée et limitée du fait de sa toxicité. [4]
Le secteur de l’agriculture est un des seuls secteurs à avoir trouver des moyens de substitution aux produits à l’arsenic. [7] Il peut être remplacé par des produit comme Terre de diatomée [8] ou encore introduction de prédateurs. [9]
Références section 3.3:
[7]. [ART-YIC-2021] - Chen, Q. Y., & Costa, M. (2021). Arsenic: a global environmental challenge. Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 61(1), 47-63.
[8]. [WEB-LMI-2020] - France Payment, Chantal Secours, Anouk Noël,Figure 6.13 du manuel Principes chimiques appliqués à la sécurité incendie, de France Payment et Chantal Secours.
[10]. [ART-HAS-2007] - Milton, A. H., Smith, W., Dear, K., Ng, J., Sim, M., Ranmuthugala, G., ... & Shahidullah, S. M. (2007). A randomised intervention trial to assess two arsenic mitigation options in Bangladesh. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 42(12), 1897-1908.
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Tension et risques anticipés du scénario « Pari réparateur »
D’après les scénarios développés par l’ADEME dans Transition(s) 2050, le scénario « Pari réparateur » a pour effet principal la sauvegarde des modes de vie et de la consommation de masse. Dans ce cas de figure, même si ce scénario se donne pour objectif la transition écologique, l’agriculture intensive, l’industrie minière et l’utilisation d’énergie fossile auraient toujours une place prédominante dans l’organisation de la société, des modes de vie et de l’économie. Tous ces secteurs favorisent la contamination environnementale de l’arsenic. C’est pourquoi, des stratégies d’atténuations sont et vont être développées pour en limiter l’impact. Cependant celles-ci sont perfectibles et présentent plusieurs inconvénients. [7]
Mortalité liée à l’arsenic
Actuellement, l’arsenic est à l’origine de la mort d’un adulte sur seize. De plus, la perte économique liée à cet état de fait s’élève à 13 milliards de dollars étalés sur une période de 20 ans. Ainsi, en l’absence de mesures d’atténuation adéquates et efficaces (scénario business-as-usal), les maladies liées à l’arsenic et le fardeau économique qui en découlerait très probablement s’aggraveraient dans un cycle perpétuel. C’est pourquoi, dans un scénario de type « pari réparateur », la mise en place de solutions d’atténuation serait nécessaire afin de lutter contre la contamination à l’arsenic. [7]
Problème de santé publique lié aux activités industrielles dans ce scénario
Les sources anthropiques d’arsenic liées à l’exploitation minière et à la combustion des énergies fossiles sont amenées à croître étant donnée le rôle important du secteur de l’énergie, du BTP et du transport dans ce scénario (maintien de la construction neuve, étalement urbain et augmentation des mobilités). De plus, les sources anthropiques d’arsenic liées à l’utilisation de pesticides, de fongicides et aux applications médicales aurait aussi tendance à augmenter dans ce scénario (agriculture intensive, consommation de viande quasi-stable). On sait par ailleurs que la dysbiose induite par l'arsenic, ou déséquilibre microbien, a été associée à diverses maladies, dont l'obésité, le diabète, la maladie de Parkinson et le cancer. [7]
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Figure 9 : Effets d'intoxications aiguës ou chroniques causés par l'arsenic [8]
Plus précisément, une colonisation intestinale par les Lachnospiraceae a été observée lors du développement du diabète chez des souris obèses et s'est avérée être favorisée par l'exposition à l'arsenic. De plus, les genres Bacteroides et Bifidobacterium jouent un rôle crucial dans la régulation du système immunitaire, et il a été démontré que leurs niveaux sont réduits par l'exposition à l'arsenic. Finalement dans un scénario du type « pari réparateur », les maladies/décès liés à la contamination à l’arsenic seraient toujours présente malgré la mise en place de mesures d’atténuations. [7]
Qualité de l’eau et stratégies d’atténuation
Différents types de mesures d’atténuation peuvent être mise en place localement pour fournir de l’eau de potable aux populations touchées par la contamination à l’arsenic. Parmi celles-ci figurent le changement de puits, l’exploitation de sources d’eau alternatives (puits profonds, puits creusés, eaux de surface ou récupération des eaux de pluie), ainsi que des techniques de traitement de l’eau telles que l’oxydation, l’adsorption, la filtration membranaire et l’osmose inverse. Des approches plus récentes reposent également sur la modélisation numérique des nappes phréatiques afin de mieux prédire le transport de l’arsenic et d’orienter les stratégies de prévention. Dans le domaine agricole, des méthodes d’irrigation adaptées, des amendements des sols et même des techniques de sélection ou de modification génétique des plantes sont envisagés pour limiter l’accumulation de l’arsenic dans les cultures, notamment le riz. Malgré la diversité de ces solutions, leur efficacité reste souvent limitée par leur coût, leur accessibilité et leur adaptation aux contextes socio-économiques locaux. Par exemple, au Bangladesh, le contrôle des puits s'est révélé être une mesure d'atténuation efficace. Elle a permis l’identification des puits présentant des concentrations élevées d'arsenic. Cette méthode présente néanmoins des inconvénients ; les puits peu profonds dépourvus d'un traitement approprié sont plus susceptibles d'être contaminés et de favoriser l'apparition de maladies contagieuses. De plus, le changement de puits s'est avéré être une méthode fastidieuse en raison des longues distances à parcourir, de la chaleur et de la malnutrition chez les femmes chargées d'aller chercher l'eau. Pour prendre un exemple concret, la conformité de l’eau potable a été étudié pendant un an au Bangladesh avec deux stratégies d’atténuations puit à eau et filtre à trois cartouches. L’étude a révélé que la proportion de conformité de l’eau des puits était assez faible (20%) mais que la performance des filtres à trois cartouches diminuait au cours du temps, en passant de 80% à 20% en un an pour la proportion d’eau potable conforme. [7] [9]
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Figure 10 : Proportion de conformité concernant l'eau potable au fil du temps au Bangladesh concernant deux stratégies d’atténuation : puit à eau et filtre à 3 cartouches [10]
On vient de le voir avec cet exemple, aucune de ces méthodes d’atténuation ne constitue une solution parfaite. Le changement de puits, bien qu’efficace à court terme, peut accroître le risque de contamination microbiologique et impose souvent des contraintes logistiques importantes pour les populations, notamment en termes de distance d’accès et de temps de collecte. Les puits profonds, quant à eux, présentent un coût d’installation élevé et peuvent contenir d’autres éléments indésirables, tels que la présence de fer ou de manganèse. La récupération des eaux de pluie reste dépendante des conditions climatiques et nécessite des infrastructures de stockage coûteuses, tandis que les procédés de traitement sophistiqués, comme l’oxydation, l’adsorption ou l’osmose inverse, demandent des investissements techniques, une maintenance régulière et peuvent générer des sous-produits ou des impacts secondaires sur la qualité de l’eau. [7]
De la même manière, les stratégies agricoles visant à limiter l’accumulation de l’arsenic dans les cultures présentent également des compromis : la modification des pratiques d’irrigation peut réduire les rendements, certains amendements des sols peuvent entraîner le transfert d’autres métaux lourds, et les approches biotechnologiques demeurent coûteuses et encore peu accessibles à grande échelle. Ces contraintes qui pèsent sur ces stratégies montrent que l’atténuation de la contamination à l’arsenic repose davantage sur une logique d’arbitrage entre bénéfices, coûts et risques que sur l’existence d’une solution universelle qui pourrait s’appliquer dans tous les contextes. [7]
Cette absence de solution idéale peut être mise en parallèle avec le scénario « Paris réparateur » développé par l’ADEME, qui illustre une transition reposant fortement sur la technologie et la réparation des externalités générées par les modes de vie actuels. Ce scénario est lui-même présenté comme risqué, car il suppose le recours massif à des solutions techniques parfois incertaines et peut déplacer les impacts environnementaux vers d’autres dimensions, notamment l’épuisement des ressources minérales et métalliques. [7]
Ainsi, à l’image des méthodes d’atténuation de l’arsenic, les stratégies de transition environnementale ne suppriment pas totalement les impacts, mais tendent plutôt à les redistribuer ou à les compenser, ce qui souligne la nécessité d’une approche systémique et contextualisée. [7]
Références section 3.4:
[7]. [ART-YIC-2021] - Chen, Q. Y., & Costa, M. (2021). Arsenic: a global environmental challenge. Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 61(1), 47-63.
[8]. [WEB-LMI-2020] - France Payment, Chantal Secours, Anouk Noël,Figure 6.13 du manuel Principes chimiques appliqués à la sécurité incendie, de France Payment et Chantal Secours.
[10]. [ART-HAS-2007] - Milton, A. H., Smith, W., Dear, K., Ng, J., Sim, M., Ranmuthugala, G., ... & Shahidullah, S. M. (2007). A randomised intervention trial to assess two arsenic mitigation options in Bangladesh. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 42(12), 1897-1908.
Disponibilité
Menace croissante
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario « pari réparateur » repose sur l’idée que les impacts environnementaux peuvent être gérés a posteriori grâce aux innovations technologiques et aux politiques publiques, sans transformation profonde des modes de production et de consommation. Dans ce cadre, l’arsenic constitue un exemple emblématique : sa présence croissante dans l’environnement, liée aux activités industrielles et minières, n’est pas fondamentalement remise en cause, mais plutôt traitée par des stratégies de dépollution et de gestion des risques. Les techniques comme l’adsorption, la filtration membranaire ou l’osmose inverse permettent d’atteindre des niveaux élevés d’élimination, parfois proches de 100 %, mais restent contraintes par des enjeux économiques, techniques et d’accessibilité. Parallèlement, la demande en arsenic se maintient, voire augmente, notamment en raison de son rôle essentiel dans les semi-conducteurs, les technologies numériques et certaines applications liées aux énergies renouvelables. Cette dynamique traduit une continuité du modèle économique actuel, où la croissance industrielle et technologique est préservée. Toutefois, ce choix implique des risques importants : persistance de la contamination, impacts sanitaires (maladies chroniques, cancers, troubles métaboliques) et dépendance à des solutions techniques parfois imparfaites. Les politiques publiques interviennent alors pour limiter les effets les plus critiques, par exemple via le traitement de l’eau ou la gestion des sites pollués, mais sans traiter pleinement les causes à la source. Le scénario illustre une transition fondée sur la correction des conséquences plutôt que sur leur cause, avec une efficacité réelle mais partielle et souvent conditionnée par des pressions économiques et sociales.
33 As - Arsenic - CPE Lyon - 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’’ …).
Explications sur ce choix de scenario
Certaines des sources étudiées proposent un scénario construit sur la transition énergétique due aux enjeux du changement climatique. Cela passe par le biais d’innovations technologiques, du développement de nouvelles infrastructures plus performantes énergétiquement, de la croissance des technologies de pointe, et de l’utilisation massive du numérique. Ainsi il ne s’agit pas d’un scénario s’appuyant uniquement sur la sobriété ou la réduction de la consommation, mais il est davantage axé sur le remplacement ou le développement des technologies pour les rendre plus performantes et décarbonées.
Il imagine donc une société en croissance à l’aide d’une digitalisation très importante, de réseaux de communication de plus en plus développés, de l’augmentation de l’utilisation de technologies spatiales et du recours aux énergies renouvelables, comme le solaire ou l’éolien. Cette perspective induira alors une demande plus importante en semi-conducteurs nécessitant, entre autres, de l’arsenic pour leur élaboration.
Le futur envisagé ici est donc l’intensification de flux de matières par le recours massif aux nouvelles technologies, à l’électrification et au numérique. Il est donc possible de rattacher cette vision au scénario « technologies vertes » proposé par l’ADEME. En effet, celui-ci suppose une capacité d’innovation technologique et de rénovation énergétique pour résoudre les problématiques environnementales. Il s’agit donc d’une politique de « consumérisme vert ». [1]
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
Selon le scénario « Technologies Vertes » de l’ADEME, il est possible de prévoir que la demande en arsenic va augmenter de manière modérée. Par exemple, la valeur de la taille du marché de l’arsenic de haute pureté est de 0,05M$ en 2026. Il va augmenter d’environ 8,3% chaque année jusqu’en 2035 et ainsi atteindre 0,09M$ cette année-là. [10] En effet, cet élément, sous la forme d’arséniure de gallium (GaAs), joue un rôle clé dans la production des semi-conducteurs nécessaires au développement des technologies. On peut le retrouver notamment dans les cellules photovoltaïques, les LED, les lasers, les outils de télécommunication comme la 5G et les satellites. [11]
L’arsenic est, de plus, lié à l’extraction d’autres minerais comme le cuivre, l’or ou le plomb. Avec le développement des énergies renouvelables et de l’électrification, la demande en cuivre et plomb va connaitre une forte croissance, ce qui s’accompagnera d’une augmentation de l’extraction indirecte d’arsenic. L’Agence Internationale de l’Energie estime que la demande en cuivre pourrait augmenter de 40 à 70 % d’ici à 2040 en suivant un scénario de transition énergétique. L’ensemble de la société sera donc en demande croissante d’arsenic, en commençant par les industries. La demande mondiale en arsenic devrait alors doubler entre 2020 et 2035 au travers du déploiement de la 5G, de l’augmentation du nombre de satellites et du développement d’objets connectés. [12] En effet, ces derniers sont utilisés pour l’automatisation des systèmes afin de les rendre davantage performants d’un point de vue économique et énergétique. Les maisons deviennent « intelligentes » grâce à l’utilisation de capteurs permettant une régulation et une diminution de l’énergie. De nouveaux équipements sont introduits massivement dans les constructions, comme la mise en place de panneaux photovoltaïques à haute performance sur les toits, le contrôle de la température, de l’humidité, de l’air et de l’éclairage qui se fait grâce à des LED. Cette automatisation est également mise en place pour la gestion des réseaux électriques ou pour le contrôle agricole. L’augmentation d’un parc de véhicules électriques et de méthodes de conduite autonome sera également source d’un besoin de capteurs et de télécommunications plus important. Toutes ces technologies nécessitent donc l’utilisation de composants électroniques dont l’arsenic est l’un des constituants. [13]
Enfin, pour sécuriser l’approvisionnement en arsenic, des politiques pourront être mises en place afin d’aboutir à des accords internationaux concernant le recyclage des déchets électroniques et des réglementations environnementales sur les rejets en arsenic. Ces mesures auraient pour objectif de stabiliser la demande croissante en minerais, et ainsi d’en limiter son épuisement.
Par conséquent, le scénario « technologies vertes » de l’ADEME repose sur une croissance économique qui est le moteur de l’augmentation de la demande en minerais stratégiques. Malgré le fait que l’arsenic ne soit pas le principal poids économique sur le marché, son utilisation est tout de même liée à l’augmentation de la production des autres métaux, entrainant alors des flux plus importants d’arsenic dans l’économie. La demande en arsenic devrait donc augmenter légèrement, avec une importance stratégique croissante dans les technologies de pointe, même si les volumes totaux restent relativement faibles par rapport à d’autres éléments industriels. Cela étant dit, il faut mentionner que dans ce scénario, la part de cultures bio augmentant de 30% ; la consommation d’herbicide à base d’arsenic diminue d’un pourcentage équivalent.
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
La demande croissante en arsenic aura des impacts environnementaux et sociaux dus à l’expansion de l’industrie minière et à la formation de déchets électroniques. L’arsenic est un élément toxique qui est souvent présent dans les minerais de cuivre, d’or ou de plomb. Lors de l’extraction et du traitement de ces minerais, l’arsenic peut être libéré dans l’environnement sous forme de poussières, de boues minières ou d’effluents industriels. [11] Une intensification de la production entrainerait une augmentation des volumes de déchets miniers contenant de l’arsenic et contaminant alors les sols, les rivières et les nappes phréatiques. Les niveaux de pollution dans certaines régions du monde, comme l’Asie et l’Amérique du Sud, sont déjà très élevés. Ce scénario aurait pour effet d’aggraver la situation dans les pays concernés. Or, la contamination de l’environnement a une incidence sur les êtres vivants, et plus fortement sur l’homme qui se trouve en bout de la chaine alimentaire. L’arsenic peut en effet se retrouver dans l’eau potable et dans de nombreux aliments, notamment le riz et les poissons qui accumulent ses formes présentes dans les rivières. [12][13]
L’environnement autour des mines et les conditions de travail dans ces dernières seraient aussi des sources de contamination importantes. Dans ce contexte, de nouvelles normes pour améliorer les conditions environnementales et diminuer les risques de contamination pourraient voir le jour afin de limiter l’impact d’une augmentation de la production. Les technologies de traitement des effluents miniers, de stabilisation des déchets arsenicaux et de recyclage des semi-conducteurs pourraient limiter la dispersion de l’arsenic dans l’environnement.
Au-delà de l’impact direct de l’arsenic, de nouveaux enjeux seront liés aux déchets électroniques. Dans une société à la quête de performances et d’optimisation, il y aura un besoin d’un renouvellement régulier des outils électroniques contenant le minerai. Le modèle actuel produit déjà 50 millions de tonnes de déchets électroniques par an. Il est possible d’estimer que ce chiffre pourra atteindre 70 millions par an d’ici 2030. [14] Cela représente en premier lieu une source non négligeable d’arsenic pouvant être recyclé et utilisé de nouveau. Cela suppose donc une amélioration des filières de recyclage des déchets électroniques en général et le développement de l’économie circulaire soutenu par tous les acteurs de la société. Cela aurait un impact au-delà de l’arsenic et serait étendu à la récupération des métaux stratégiques des équipements électroniques. Il apparaît alors essentiel d’assurer la gestion de ces déchets qui, mal recyclé et exportés dans des pays moins exigeants en termes de normes environnementales, entraineraient une pollution à l’arsenic de l’environnement. [15]
Finalement du point de vue des territoires, l’augmentation d’une extraction massive en arsenic aurait pour effet d’augmenter les inégalités selon les régions. Les régions minières verront un déploiement de l’extraction où se concentreront les enjeux environnementaux et sanitaires de cette production tout comme les régions qui devront gérer le recyclage les composés. De l’autre côté, les pays davantage industrialisés bénéficieront de cette ressource afin de développer les technologies profitant à la transition énergétique. [16]
Synthèse pour le scénario étudié
Le développement de nouvelles technologies prôné par le scénario « technologies vertes » de l’ADEME va accroitre la demande en arsenic. La quantité extraite annuellement va également augmenter car elle est liée à l’extraction d’autres métaux tels que le cuivre, un élément en demande croissante. Cela entraînera des conséquences sociétales et environnementales. En effet, les déchets miniers contenant de l’arsenic seront davantage présents aux environs des mines, polluant les sols et les rivières adjacentes. Les humains seront directement impactés par cette pollution au travers de la nourriture et de l’eau potable. Le recyclage est alors une nécessité afin de récupérer un maximum de cet élément dans les composants actuels tout en limitant ses effets néfastes. Enfin, ces enjeux provoqueront des inégalités territoriales. Les régions possédant des mines seront des zones sous tensions tandis que les pays riches profiteront de cette ressource sans être directement touchés par ces risques.
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 ?
4.2.1. Liens géologiques unissant l’arsenic à d’autres éléments tout en orientant ses usages [1][3]
Dans la croûte terrestre, l’arsenic est géologiquement lié à plusieurs éléments, notamment l’oxygène (O), le soufre (S), le fer (Fe) et des métaux comme le cuivre (Cu), le plomb, le zinc, le cobalt, l’or ou l’argent. [4] Il présente une forte affinité pour le soufre, ce qui explique sa présence fréquente dans des minerais sulfurés comme l’arsénopyrite (FeAsS), où il est étroitement associé au fer et au soufre, ou encore l’énargite (Cu₃AsS₄) dans les gisements de cuivre. Il peut aussi se trouver sous forme de trioxyde d’arsenic, lié à l’oxygène, qui est une matière première importante pour la fabrication de produits contenant de l'arsenic. Ces relations chimiques, imposées par les conditions géologiques, structurent ses possibilités d’usage : l’arsenic étant rarement présent à l’état pur, il est généralement obtenu comme sous-produit de l’exploitation d’autres métaux (citées précédemment) pour leurs propriétés lucratives. Ainsi, sa disponibilité dépend directement de l’extraction de ressources comme le cuivre ou l’or, ce qui signifie que ses usages sont conditionnés par ces associations naturelles.
4.2.2. Eléments intervenant dans la transformation de l’arsenic et l’évolution de leurs relations de la mine à l’objet [1]
Les procédés qui transforment l’arsenic mobilisent plusieurs éléments chimiques présents dans les minerais ou ajoutés lors des transformations. On retrouve notamment le fer (Fe) et le soufre (S) dans l’arsénopyrite, mais aussi les métaux citées précédemment, ainsi que des substances utilisées dans les réactions, comme le cyanure de potassium et le carbonate de sodium. Lors des opérations comme la fusion ou le chauffage, ces éléments initialement liés dans le minerai se décomposent [2] : les arséniures sont cassés, certains métaux sont extraits, et l’arsenic peut être récupéré, parfois sous forme pure ou sous forme d’arsenic blanc (sous-produit). La relation entre ces éléments change donc profondément, on passe d’un ensemble d’éléments liés dans un même minerai à une séparation, où chacun est isolé ou transformé différemment. À la fin, l’arsenic est, soit récupéré pour un usage spécifique, soit laissé sous forme de résidus miniers, créant alors des sites de déchets concentrés. Ainsi, les liens chimiques d’origine sont rompus et réorganisés selon les besoins des procédés industriels.
4.2.3. Éléments accompagnant l’arsenic dans ses usages technologiques contemporains. [1]
Les technologies qui utilisent l’arsenic impliquent plusieurs autres éléments chimiques qui constituent ses véritables « compagnons de chaîne technique ». On retrouve par exemple le calcium et le cuivre dans les pesticides arsenicaux (arséniates de calcium et de cuivre) ou dans d'autres produits chimiques agricoles contenant de l'arsenic contribuant à la pollution et la contamination de l’environnement par la dispersion de l'arsenic. On trouve également le cuivre et le chrome dans le bois traité sous pression (arsénite de cuivre chromé, CCA). Dans le domaine médical, l’arsenic est associé au potassium dans certaines préparations comme l’arsénite de potassium. Parmi les préparations arsenicales encore utilisées aujourd'hui figure le mélarsaprol. [3]
Dans les technologies contemporaines, il est lié au gallium dans les semi-conducteurs (arséniure de gallium), essentiels pour les cellules solaires, les LED ou les composants électroniques. Cela met en évidence qu’il est indispensable à plusieurs technologies d’énergie propre. D’ailleurs, une équipe de recherche danoise a trouvé un moyen de récupérer l’arsenic toxique présent dans l’eau souterraine et de le transformer en un matériau précieux pour les cellules solaires.
Enfin, l’arsenic est combiné à d’autres métaux dans des alliages utilisés dans certaines batteries, et au plomb dans les plombs de chasse pour augmenter leur dureté. Ainsi, ces éléments co-évoluent avec l’arsenic car ils sont systématiquement associés à lui dans les usages techniques, ce qui signifie que ses applications dépendent toujours de combinaisons chimiques avec d’autres éléments.
4.2.4. Significativité des interdépendances sur la fragilité du système et les effets qui en découlent
Ces interdépendances montrent que le système lié à l’arsenic est particulièrement fragile. [1] En effet, l’arsenic présent naturellement dans les roches peut contaminer l’eau potable, créant des maladies et intoxications à l’arsenic, devenant un problème de santé publique, comme au Bangladesh ou dans certaines régions des États-Unis, ce qui révèle un lien direct entre géologie et santé humaine. De fait, la Banque Mondiale et l'UNICEF apportent désormais un soutien financier au Bangladesh pour développer des sources alternatives d'approvisionnement en eau potable, telles que l'eau de pluie stockée ou l'eau traitée des étangs.
Cette fragilité est renforcée par les activités humaines. [4] En effet, la production d’arsenic, coproduit par la métallurgie du cuivre, est nettement supérieure à la consommation mondiale, ce qui oblige à le stocker, créant une dépendance à des infrastructures techniques qui doivent rester fiables dans le temps. Or, ces systèmes peuvent défaillir : les sites de déchets toxiques contiennent souvent de fortes concentrations d'arsenic, associé à d'autres déchets toxiques, et des événements naturels comme des inondations, pouvant libérer plusieurs tonnes d’arsenic dans les sols et les cours d’eau. [8] Il existe un exemple en France où l’Etat a été condamné par la justice à mettre en place des mesures de réparation écologique pour contenir la pollution à l’arsenic issue de l’ancien bassin minier de Salsigne dans l’Aude. Les conséquences sanitaires sont également graves, avec des cas d’exposition chez des populations, notamment des enfants. [5] De fait, une membrane d’étanchéité a été posée sur le bassin de stockage, destinée à empêcher l’infiltration des eaux de pluies. Enfin, ces situations révèlent une forte dépendance aux décisions humaines, politiques et techniques : le manque de coordination ou de mesures suffisantes peut aggraver la pollution. Ainsi, loin d’être maîtrisé, le système apparaît instable, cumulatif et dépendant de multiples facteurs, ce qui en fait un ensemble vulnérable.
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
Les éléments chimiques qui se ressemblent tendent à se comporter pareil, ils restent associés lors des transformations. L’arsenic est géologiquement lié à plusieurs éléments et métaux. Il est effectivement obtenu comme sous-produit de l’exploitation d’autres métaux (le cuivre, le plomb, le zinc, le cobalt, l’or ou l’argent) pour leurs propriétés lucratives. Les procédés qui transforment l’arsenic mobilisent plusieurs éléments. Il est soit récupéré pour un usage spécifique, soit laissé sous forme de résidus miniers.
Dans les technologies contemporaines, l’arsenic est lié au gallium dans les semi-conducteurs, ainsi qu’avec le calcium et le cuivre dans les pesticides. Ses applications dépendent toujours de combinaisons chimiques avec d’autres éléments. Les sites de déchets toxiques contiennent de fortes concentrations d'arsenic, et des inondations peuvent le redistribuer dans l’environnement, entraînant des effets sanitaires. Soulignant un système difficile à maitriser qui dépend des décisions humaines.
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
L’arsenic n’est pas seulement un élément chimique quantifiable, il est un véritable personnage façonné par l’histoire, la littérature, la médecine, et les représentations populaires. Selon l’approche suggérée par Bensaude-Vincent et Loeve, il ne s’agit pas uniquement de se demander ce qu’est l’arsenic, mais qui est l’arsenic. [1]
Historiquement, l’arsenic est surtout associé à son image la plus célèbre : le poison. Surnommé « roi des poisons » ou « poison des rois », largement présent dans les récits historiques et toxicologiques, il renvoie aux intrigues politiques. L’arsenic y apparaît comme une force invisible, également nommé arsénikon par Théophraste en 300 av. J.-C., signifiant littéralement « puissant » [2].
Mais l’arsenic n’est pas seulement meurtrier. Dans les traditions alchimiques, il était associé aux processus de transformation et de transmutation des métaux. Il symbolisait le passage entre deux états : impur et pur, vie et mort. Ainsi, dès l’origine, l’arsenic oscille entre destruction et transformation. [3]
Cette ambivalence se poursuit dans l’histoire de la médecine. Longtemps utilisé comme traitement, notamment contre la syphilis avant l’arrivée des antibiotiques, l’arsenic était perçu comme un remède efficace malgré sa toxicité. [4]
L’arsenic occupe également une place importante dans la littérature, le théâtre et le cinéma. Dans Madame Bovary, la longue description de l’agonie d’Emma après ingestion d’arsenic met en scène une mort lente et douloureuse. Dans Le Nom de la rose, des pages empoisonnées à l’arsenic tuent les lecteurs imprudents. Il protège alors le savoir en punissant la curiosité. [5] Dans ces récits, l’arsenic partage plusieurs caractéristiques : invisibilité, cinétique lente et intrusion silencieuse. L’arsenic n’est pas un événement brutal, c’est une présence diffuse et persistante. Cette temporalité lente nourrit son imaginaire de poison insidieux.
Au XIXᵉ siècle, des pigments verts à base d’arsenic, comme le « Paris Green », furent largement utilisés dans les papiers peints, textiles et même confiseries. Ce contraste entre beauté esthétique et danger toxique alimente un imaginaire paradoxal : l’arsenic séduit autant qu’il menace, alimentant des récits de peur et de fascination. [6]
Finalement, l’arsenic a connu plusieurs « vies » au cours du temps : poison utilisé dans les intrigues politiques, substance mystérieuse des alchimistes, médicament avant l’arrivée des antibiotiques, pigment à la mode au XIXᵉ siècle, et aujourd’hui polluant surveillé dans l’eau et les sols. Ses propriétés telles que sa toxicité, sa difficulté à être détecté, sa capacité à changer de forme chimique et à rester longtemps dans l’environnement ont façonné ces différentes images. Par conséquent, l'arsenic n'est pas qu'un simple élément du tableau périodique !
Références section 5.2 :
[1]. [LIV-BER-2018] - Bernadette Bensaude-Vincent et Sacha Loeve « Carbone : ses vies, ses œuvres» Seuil, 2018.
[2]. [PRS-BOW-2014] - R. Bowell, C. Alpers « Preface », Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 2014. https://www.usgs.gov/publications/preface - Consulté le 05/04/2026
33 As - Arsenic - CPE Lyon - 2025-2026 - Résumé global
6. Synthèse
Résumé global : travail collectif à partir des synthèses
La criticité de l’arsenic résulte d’un équilibre complexe entre son importance industrielle et ses impacts environnementaux et sanitaires majeurs. Utilisé notamment dans les semi-conducteurs et certaines technologies de pointe, il reste difficilement substituable, ce qui soutient une demande en croissance. Cependant, sa toxicité élevée et sa forte persistance dans l’environnement en font un polluant préoccupant, capable de s’accumuler dans les sols, les eaux et la chaîne alimentaire. Les scénarios étudiés, basés sur ceux proposés par l’ADEME, montrent que sans transformation profonde des modes de production (business-as-usual), les impacts sanitaires et écologiques s’aggravent fortement. À l’inverse, dans un scénario de « pari réparateur », ces impacts sont partiellement maîtrisés grâce à des technologies de dépollution et des politiques publiques, mais sans traitement des causes à la source. Ainsi, la criticité de l’arsenic repose autant sur sa dépendance économique que sur les limites des solutions techniques actuelles, soulignant la nécessité d’approches plus préventives et systémiques.
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]
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.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.
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)
Références section 2.2:
[ART - AUT - DATE] : .....
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
Références section 2.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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 Sociaux
thomas piquion et mathys massiani
Références section 2.5:
[ART - AUT - AAAA] : .....
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
(500- 1000 caractères environ)
40 Zr - Zirconium - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario
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’’ …).
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
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, ... )
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
(500- 1000 caractères environ)
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
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 ruthénium (Ru, Z=44) est un métal de la famille des platinoïdes, plus communément appelée PGM, très utilisé dans le monde de la chimie. Découvert en 1844 par Karl Ernst Claus, le ruthénium vient du latin ruthenia qui désigne la région actuellement connue comme étant la Russie. Il s’agit d’un métal de transition de la huitième colonne du tableau périodique ([Kr] 4d7 5s1) et de masse atomique moyenne 101,07 u. Il possède 34 isotopes dont sept stables (96Ru, 98Ru,99Ru, 100Ru, 101Ru, 102Ru et 104Ru) qui constituent l’intégralité du ruthénium présent sur terre, le plus abondant étant 102Ru (31,5 %). Les états d’oxydation du ruthénium s’étalent de 0 à +8 mais les états d’oxydation les plus communs sont +2, +3 et +4. Dur, cassant et dense (12,30 g.cm-3), il fond à 2310 °C, est inerte vis-à-vis de la plupart des autres produits chimiques et possède d’excellentes propriétés catalytiques.
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].
Quantité sur Terre et modèles
Le ruthénium est présent dans la croûte terrestre à hauteur de 0,001 mg/kg. On le retrouve également dans la croûte océanique avec 0.0000007 mg/L. Par ailleurs, cet élément est principalement extrait de minerais de platinoïdes dont les réserves mondiales s’élèvent à 71 kT dans le monde. Au sein de ces gisements, le ruthénium est grossièrement estimé à 5,5 kT (98% Afrique du sud, 1% Russie 1% Zimbabwe).
De plus, la production annuelle de Ruthénium est de 40 tonnes dominées par l’Afrique du Sud (89,80%) suivie du Zimbabwe (4,5%), la Russie (4,2%) et le Canada (1,4%). Il est important de noter que le ruthénium est couplé à d’autres métaux dans les platinoïdes, cela rend l’évaluation précise des ressources mondiales de cet élément reste difficile.
[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.
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 ...
Le ruthénium est un métal rare, se classant au 78erang des éléments de la croûte terrestre avec une abondance de seulement 0,001 ppm. Pour évaluer les quantités identifiées d’un élément sur Terre, on privilégie souvent la notion de ‘réserve de base’. Celle-ci se définit par la quantité connue et démontrée d’un élément, même si elle n’est pas jugée exploitable à l’heure actuelle.
Dans le cas du ruthénium, les ressources mondiales identifiées dépassent 100 000 tonnes pour l’ensemble du groupe des platinoïdes. La teneur en ruthénium correspond approximativement à 10 % de celle du platine au sein des gisements miniers, avec une moyenne de 11 % en Afrique du Sud contre une proportion nettement inférieure en Russie. En appliquant ce ratio aux réserves mondiales de platinoïdes, on estime les ressources terrestres de ruthénium entre 10 000 et 12 000 tonnes.
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.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve ...
La réserve d’un élément, quant à elle, permet d’évaluer la quantité actuellement exploitable. Elle représente la part des ressources totales économiquement et légalement extractible au prix du marché. Dans le cas du ruthénium, les réserves mondiales exploitables sont estimées à 5 600 tonnes. Celles-ci présentent une concentration géographique extrême :
• Afrique du Sud : ~98 % des réserves
• Zimbabwe ~1 %
• Russie : <1 %
L’incertitude sur ces chiffres reste élevée (de l’ordre de 2 à 3 %). Le ruthénium étant un sous-produit, sa réserve « économique » fluctue selon le cours du platine ou du nickel. Si le prix du métal principal chute, les 5600 tonnes de réserves pourraient devenir techniquement inexploitables du jour au lendemain. Sur le terrain, l'extraction impacte massivement les bassins versants du Limpopo en Afrique du Sud et les écosystèmes fragiles de Sibérie autour de Norilsk. Les populations locales y dépendent des ressources en eau de plus en plus polluées ou rares.
Références section 2.1:
[LIV-HAY-2016] : William M. Haynes, « CRC Handbook of Chemistry and Physics : A Ready-reference Book of Chemical and Physical Data », CRC Press, 2016
[ART-BAT-1963] : George L Bate , J.R Huizenga, « Abundances of ruthenium, osmium and uranium in some cosmic and terrestrial sources » , Geochimica et Cosmochimica Acta, 27 (4), 345 – 360 (1963). DOI : https://doi.org/10.1016/0016-7037(63)90076-0
[ART–HUG–2021] : Anthony E. Hughes, Nawshad Haque , Stephen A. Northey and Sarbjit Giddey , « Platinum Group Metals: A Review of Resources, Production and Usage with a Focus on Catalysts », ressources , 10 (9) , 93 (2021). DOI https://doi.org/10.3390/resources10090093
[WEB-MIN-2023] : « Ruthenium (Ru) », Mineralinfo. Consulté le 03/03/2026 [En ligne]. Disponible sur : https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/ruthenium-ru#chapitre-3869/
[RAP-USG-2024] : U.S. Geological Survey (USGS), « Mineral Commodity Summaries 2025 », 2025. DOI : https://doi.org/10.3133/mcs2025
[LIV-HAR-1992] : H. L. Hartman, « SME mining engineering handbook, Third Edition », Society for Mining, Metallurgy, and Exploration , 1992 .
[WEB-NEW-2022] : « Fuel for the future ? Water insecurity in South Africa’s Platinum Belt », New Security Beat. Consulté le 03/03/2026 [En ligne]. Disponible sur : https://www.newsecuritybeat.org/2022/05/fuel-future-water-insecurity-south-africas-platinum-belt/
[RAP-VOI-2021] : ONG Voices, « Nornickel: Toxic Business at the Expense of Indigenous Peoples », 2021.
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 finis
Le procédé industriel de production du Ruthénium suit un schéma bien précis :
1-Mise en solution des métaux du groupe du platine
2-Séparation spécifique du ruthénium :Extraction par solvant (méthode privilégiée) ou Distillation
3-Récupération du ruthénium métallique
4-Transformation vers les usages industriels majeurs
La teneur en platinoïdes des minerais d’Afrique du Sud est comprise entre 3 et 10 g/t. Or, la teneur en ruthénium correspond approximativement à 10 % de celle du platine au sein des gisements miniers. Soit une teneur en ruthénium entre 0.3 et 1g/t de minerais selon la richesse du gisement. Il est à noter que plus de 50% du ruthénium consommé est aujourd’hui issu du recyclage, particulièrement dans le secteur des catalyseurs. Ces opérations, pilotées par de grandes compagnies soulèvent des défis écologiques majeurs. En effet l‘extraction des platinoïdes nécessite énormément d'eau ce qui provoque des risques de pollution de l’eau.
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
Le ruthénium est un métal stratégique dont les applications sont multiples. L’industrie électrique et électronique représente 29 % de ces utilisations : disques durs, contacteurs, puces résistives, thermostats, panneaux solaires peuvent être produits grâce au ruthénium.
L’industrie chimique, quant à elle, occupe 47 % des utilisations mondiales de ce métal. Il y joue un rôle spécial, notamment dans la production de catalyseurs pour des réactions de métathèse, la synthèse d’ammoniac, et les procédés de raffinage dans l’industrie pétrolière. Le graphique suivant donne un modèle d’évolution exponentiel de l’utilisation du ruthénium pour les années à venir.
image Estimation_utilisation_Ru.png (0.3MB)
En se basant sur l’équation de courbe obtenue le modèle prédirait un pourcentage d’utilisation du ruthénium dans l’industrie chimique autour de 80% d’ici à 2030. Ce modèle est cependant limité car il prédit plus de 100% d’utilisation d’ici l’année 2033.
L’électrochimie, est une industrie qui consomme 12% du ruthénium produit. Ce dernier sert de revêtement aux électrodes dans l’électrolyse de saumures pour la fabrication du dichlore et de l’hydroxyde de sodium. Cette utilisation a suivi une tendance globalement stable entre 2010 et 2014 ; on peut donc s’attendre à une demande similaire pour les prochaines années, malgré une possible légère inflexion baissière.
Les 12% restants se répartissent majoritairement entre la métallurgie et l’automobile. Le ruthénium entre dans composition d’alliages et de superalliages dans l’aéronautique et sert de renforcement anti-corrosion du titane, (l’ajout de seulement 0,1 % de Ru au titane permet d’augmenter considérablement sa résistance). Dans l’automobile, un alliage platine-ruthénium recouvre les bougies d’allumage de véhicules de compétition, offrant une résistance extrême à la chaleur et aux contraintes mécaniques.
Ces données, basées sur des rapports de 2025 concernant l’exercice en 2024, soulignent également des usages spécifiques en forte croissance :
En catalyse industrielle, outre la synthèse d’ammoniac, le ruthénium est utilisé en Chine comme catalyseur dans la production de caprolactame et d’acide adipique destinés à la production des nylon 6 et 6,6.
En stockage de données, le ruthénium est également utilisé pour élaborer des cibles de pulvérisation cathodique pour des dépôts en couche mince sur les disques durs. Ces dépôts, très minces, de 4 couches atomiques séparent deux couches magnétiques pour créer un couplage antiferromagnétique, permettant d’augmenter significativement la densité du stockage sur le disque dur.
Références section 2.3:
La section des ref 2.3 2.4 et 2.5 est remplissable uniquement en 2.5 et s'affiche a tte les parties :
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
Fins de vie
Le ruthénium est majoritairement obtenu comme sous-produit de l'extraction et du traitement de minerais de platinoïdes. Présent en quantité infime dans la croûte terrestre il n'est presque jamais exploité seul. Une fois les minerais concentrés, les métaux du groupe du platine (dont le ruthénium) subissent des étapes de fusion et de raffinage hydrométallurgique complexes, permettant d'isoler le ruthénium sous forme métallique de haute pureté.
Ce métal est ensuite intégré en très faibles quantités dans des applications à forte valeur ajoutée : catalyseurs chimiques, composants électroniques (couches minces, résistances, disques durs) ou encore dans certains alliages spécialisés. Cette extrême dispersion rend toutefois sa collecte complexe et coûteuse. Si le taux de recyclage atteint 60 à 90% dans l’industrie chimique grâce aux boucles fermées des catalyseurs, il chute sous la barre des 10 à 20% pour les équipements électroniques grand public. Une part importante de ruthénium est donc définitivement perdue dans les flux de déchets.
Par ailleurs, le cas des déchets nucléaires est particulier : l'isotope ruthénium-106 issu de la fission, nécessite des traitements spéciaux et ne peuvent pas être intégré au système de recyclage classique. En France, alors que le gisement annuel collectable est estimé à 0,3 t, le gisement réellement collecté n’atteint que 0,03 t soit un taux de recyclage de seulement 10%.
Références section 2.4:
La section des ref 2.3 2.4 et 2.5 est remplissable uniquement en 2.5 et s'affiche a tte les parties :
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 Sociaux
L’extraction et le traitement des platinoïdes entraînent une contamination de l’environnement par ces métaux via les dépôts atmosphériques, les rejets d’eaux usées et le ruissellement de surface. L'exploitation minière dans la plus importante zone d'extraction de platine au monde, en Afrique du Sud a provoqué une pollution notable aux abords de la rivière Hex . Une étude comparative a été menée dans une zone d'extraction et une zone préservée le long de ce cours d’eau. Les analyses ont porté sur la concentration ruthénium dans différentes fractions granulométriques des sols et des sédiments aquatiques. Le potentiel toxicologique a également été évalué sous les recommandations de qualité des sédiments (CBSQG). Les résultats ont révélé des concentrations de platinoïdes (platine et ruthénium) nettement plus élevées dans le secteur minier que dans la zone témoin, confirmant l'impact direct de l’activité industrielle sur l’écosystème fluvial.
Les mines de platinoïdes d’Afrique du Sud, d’où est extrait le ruthénium se situent principalement dans le Nord du pays, notamment autour de Rustenburg. Le développement de ces exploitations entraîne d’importants défis environnementaux : déforestation, dégradation des terres, destruction d’habitats et forte consommation d’énergie. Si certaines entreprises investissent maintenant dans des solutions plus écoresponsables, l’industrie reste une source majeure d’émissions de gaz à effet de serre et de modifications durables des paysages.
Le gisement de Bushveld, découvert en 1924 par Hans Merensky est une structure géologique unique au monde. Il s’étend sur 66 000 km² avec une épaisseur atteignant 15 km. Ce complexe s’est formé il y a environ 2 053 millions d’années par l’intrusion de magma basique à travers la croûte terrestre. Lors de son lent refroidissement, les minéraux se sont déposés par cristallisation fractionnée en couches homogènes. Dorénavant ce gisement crée beaucoup d’emplois autour du minage et de l’exploitation des minerais dont le ruthénium. Il y a même une ville entière d’employés se développe à proximité de celui-ci.
Les platinoïdes se concentrent dans 3 horizons spécifiques appelés ‘reefs’ situés jusqu’à 2 000m de profondeur :
Merensky Reef d’une épaisseur moyenne de 30 cm
Upper Group 2 (UG-2) d’une épaisseur comprise entre 0,4 et 2,5 m sous Merensky Reef
Platreef qui est plus profond mais beaucoup plus irrégulier.
Enfin, l’intérêt scientifique pour le ruthénium dans l’environnement est aussi lié à la surveillance des activités nucléaires (rejets de traitements, essais, accidents comme celui de Tchernobyl). Sa présence étant quasi exclusivement d'origine anthropique, la compréhension de sa spéciation et de ses voies de distribution devient cruciale dans le contexte de développement de l’énergie nucléaire et de la lutte contre le changement climatique.
Bien que le ruthénium présente des effets néfastes sur l’environnement, il demeure très utilisé dans le traitement de certains cancers, notamment en l’utilisant sous forme de complexe. Ces composés permettent de traiter différentes pathologies, telles que le mélanome ou les cancers de l'ovaire et du sein. L’intérêt pour ces molécules découle de leur synthèse spécifique et de l'utilisation du platine dans les traitements contre le cancer.
Comparativement au cisplatine, l’emploi de composés de ruthénium se distingue par une toxicité moindre, une efficacité accrue et une réduction du nombre d'effets indésirables, ce qui représente un atout majeur par rapport à d’autres traitements. Une autre propriété essentielle de ces composés réside dans leur capacité à cibler les cellules cancéreuses tout en préservant les cellules saines.
Graphiques du potentiel de réchauffement de la planète en kg CO2 eq /kg Graphiques du potentiel de réchauffement de la planète en kg CO2 eq /kg
Le graphique ci-dessus illustre les émissions de CO2 générées lors des différentes étapes de l’exploitation du ruthénium. En effet, l’extraction d’un seul kg de ruthénium entraîne le rejet de 42000kg de CO2. L’étape la plus polluante est le minage suivi de la fonte, puis de la concentration, de la gestion des matières premières et enfin du raffinage.
Le second graphique permet d’observer les émissions de CO2 en fonction des sources d’énergie nécessaire à la production de ruthénium. L’électricité est, de loin, la source dominante : pour extraire 1kg de Ru, la seule production d’électricité nécessaire au fonctionnement des machines et des usines rejette 22 tonnes de CO2. Le transport et d’autres catégories annexes complètent ce bilan pour aboutir à un total de 42 tonnes de CO2 émis par kilogramme de ruthénium extrait et traité.
Pour l’instant aucun conflit majeur n’est directement lié à la demande en ruthénium, bien que celle-ci augmente de manière constante. Toutefois, des tensions avec la Russie, consécutives aux sanctions européennes, ont entraîné un blocage du marché russe.
Par ailleurs, certains accidents d’inhalation directe de RuO₄ ont mis en évidence une rétention primaire dans les régions nasale et buccale, avec une demi-vie biologique d’environ 15 jours. Sous sa forme tétroxyde, le ruthénium peut être partiellement convertie en dioxyde avant inhalation. L’inhalation de RuO₂, quant à elle, provoque une rétention prolongée dans le thorax, notamment au niveau des poumons et les ganglions lymphatiques. Enfin, l’excrétion urinaire sur 48 heures représente environ 70 % de l’excrétion totale pour le ruthénium complexé contre environ 25 % pour le ruthénium inorganique faiblement complexé.
En tant que métal précieux, le ruthénium bénéficie d’un taux de recyclage relativement élevé. En effet, plus de 60% du ruthénium utilisé est recyclé. La majeure partie de ce métal recyclé provient des catalyseurs industriels, des déchets électroniques ou des résidus miniers. Les principaux pays acteurs du recyclage sont la Chine, L’Allemagne, Le Japon, L’Afrique du Sud, Le Royaume-Uni et les États-Unis :
Il existe plusieurs méthodes pour recycler le ruthénium. La plus répandue Exemple d’un procédé de recyclage du ruthénium et du platine
est la pyrométallurgie qui consiste à chauffer les déchets à très haute température afin d’obtenir le métal pur. Cependant, des méthodes plus douces existent comme l’hydrométallurgie. Ce procédé permet de purifier le ruthénium en le solubilisant en solution.
En général, cette solubilisation nécessite l’usage d’additifs, tels que des acides ou des bases, pour transformer le métal en ions. Il est fréquent d’utiliser de l’acide chlorhydrique ou sulfurique, des dérivés soufrés (thiosulfate ou thiourée), des halogénures ou encore des cyanates. De nouvelles méthodes biologiques permettent également la mise en solution du métal. Par la suite, le ruthénium peut être précipité par ajout d’un additif tel que NH4Cl. Une fois cette étape franchie, le métal est obtenu avec un haut degré de pureté.
Références section 2.5:
La section des ref 2.3 2.4 et 2.5 est remplissable uniquement en 2.5 et s'affiche a tte les parties :
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Le ruthénium est présent dans la croute terrestre à hauteur de 0.001mg/kg. Les ressources terrestres global de ce métal sont estimées entre 10KT et 12KT. Ce métal se trouve au sein des minerais de platinoïdes dont les réserves mondiales s’élèvent à 71KT. Parmi ces réserves, le ruthénium représente environ 5.5 kt, localisées principalement en Afrique du Sud.
Plus de 50% du ruthénium est recyclé, en particulier lorsqu’il est employé comme catalyseur. Ses applications majeures se trouvent dans le domaine de la chimie, ainsi que dans l’industrie électrique et électronique. En outre, il entre dans la composition d’alliages spécifiques, notamment pour le secteur de l’automobile.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
L’extraction et le traitement des gisements de platine contenant du ruthénium sont des procédés fortement hydrophages. De plus, le minage et le raffinage constituent des étapes qui, à elles seules, rejettent environ 42t de CO2 par kilogramme de ruthénium produit. Ce mode d’extraction dégrade donc considérablement l’environnement. En effet, les cours d’eau à proximités subissent la pollution générée par les rejets de déchets issu de la production. Avec l'augmentation future de la consommation de ruthénium, l’extension des gisements miniers entraînera inévitablement une hausse de la consommation d’eau, une pollution accrue et une déforestation supplémentaire.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
Sur le plan géopolitique, le marché est particulièrement vulnérable face aux crises internationales, comme en témoigne le récent blocage des exportations russes. Une situation similaire en Afrique du Sud pourrait immobiliser la quasi-intégralité des réserves mondiales de ruthénium. Sur le terrain, notamment autour du complexe de Bushveld (Afrique du Sud), la course à la production menace également d’exproprier les habitants de leurs terres. Pourtant, malgré un lourd coût écologique et social, le ruthénium, outre ses applications dans les industries chimiques et électroniques, est à l’origine de véritables avancées médicales pour traiter des cancers complexes, tels que le mélanome ou les cancers du sein et de l’ovaire.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
44 Ru - Ruthénium - CPE Lyon - 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’’ …).
Choix parmi les 5 scénarios
Business as usual
Références section 3.2:
les refs ne sont remplissable que dans la section ref 3.4 et s'affichent dans toutes les sections de ref sur le site (bug du site)
Réferences Business as usual :
Explications sur ce choix de scenario
L’avenir du ruthénium, dans une logique de continuité des pratiques actuelles, repose principalement sur une production stable et ajustée à la demande industrielle. Aujourd’hui, ce métal est majoritairement obtenu en tant que sous-produit de l’extraction du platine et du nickel, ce qui limite naturellement les volumes disponibles. Dans ce scénario, cette dépendance se maintient sans transformation majeure des méthodes d’extraction.
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
L’offre de ruthénium demeure étroitement liée à la dynamique globale du secteur minier, en particulier à celle des métaux du groupe du platine (PGM). Les entreprises minières continuent d’ajuster leur production en fonction de la rentabilité des métaux principaux, ce qui rend l’approvisionnement en ruthénium peu flexible. En cas de hausse de la demande spécifique pour ce métal, il s’avère difficile d’augmenter rapidement les volumes produits, ce qui entretient des tensions constantes sur le marché.
Parallèlement, la demande industrielle poursuit sa croissance, portée par l’essor des technologies numériques et énergétiques. Le ruthénium conserve un rôle essentiel dans les composants électroniques avancés, les dispositifs de stockage de données, les catalyseurs chimiques ainsi que les technologies liées à l’hydrogène. Dans ce contexte, il s’impose comme un métal stratégique dont l’importance ne cesse de croître à mesure que ces secteurs se développent.
À moyen et long terme, entre 2035 et 2050, le marché du ruthénium reste marqué par un déséquilibre structurel entre une offre contrainte et une demande en expansion. Cette situation se traduit par une volatilité persistante des prix, dépendante à la fois des conditions d’extraction, des fluctuations économiques globales et des évolutions technologiques. Les acteurs industriels doivent ainsi composer avec une incertitude durable concernant l’accès à cette ressource.
Références section 3.3:
les refs ne sont remplissable que dans la section ref 3.4 et s'affichent dans toutes les sections de ref sur le site (bug du site)
Réferences Business as usual :
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Dans ce scénario, les efforts en matière de recyclage progressent, mais de manière limitée. Les technologies de récupération du ruthénium à partir des déchets électroniques ou des catalyseurs usagés existent, toutefois leur déploiement reste contraint par des coûts élevés, une complexité technique importante et des infrastructures de collecte insuffisantes. Le recyclage constitue donc une source complémentaire, sans parvenir à modifier en profondeur la structure de l’approvisionnement.
Sur le plan géopolitique, la concentration de la production dans un nombre restreint de pays, notamment en Afrique du Sud, maintient une forte dépendance des États importateurs. Cette situation peut engendrer des vulnérabilités, en particulier face aux risques énergétiques, politiques ou logistiques qui affectent les zones de production. Malgré certaines tentatives de diversification, les équilibres globaux évoluent peu et restent dominés par les acteurs historiques du secteur minier.
D’un point de vue environnemental, la continuité des pratiques actuelles implique la poursuite des impacts liés à l’extraction minière. Celle-ci demeure énergivore, émettrice de gaz à effet de serre et génératrice de nuisances pour les écosystèmes locaux. L’absence de transformation majeure vers des modèles circulaires limite les gains environnementaux potentiels, malgré une prise de conscience croissante des enjeux liés à la gestion des ressources.
Références section 3.4:
les refs ne sont remplissable que dans la section ref 3.4 et s'affichent dans toutes les sections de ref sur le site (bug du site)
Réferences Business as usual :
Synthèse pour le scénario étudié
Enfin, ce scénario reflète une trajectoire d’adaptation progressive plutôt que de rupture. Les acteurs économiques ajustent leurs stratégies pour répondre à la demande, sans remettre en cause les fondements du système productif. Le ruthénium demeure ainsi une ressource critique, dont l’approvisionnement repose principalement sur l’extraction primaire, dans un contexte de contraintes croissantes mais sans transformation structurelle vers une économie pleinement durable.
44 Ru - Ruthénium - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Pari réparateur
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
Pari réparateur
Références section 3.2:
Toutes les sections pour écrire les refs ne sont pas remplissable sauf ici (bug du site internet):
Références de la section pari réparateur :
Explications sur ce choix de scenario
Aujourd’hui, l’extraction du ruthénium dépend quasi exclusivement d’un seul pays : l’Afrique du Sud. Cette nation demeure, de loin, le principal producteur mondial et devrait le rester dans un futur proche. Son économie reposant majoritairement sur l’industrie minière, de nombreux projets pourraient voir le jour afin d’optimiser sa production et d’asseoir son monopole sur les métaux du groupe de platine (PGM). Dans ce contexte, le projet Platreef a été lancé et est considéré comme l’un des plus vastes gisements de métaux précieux non encore exploités au monde. Ce type de formation géologique permet une exploitation à ciel ouvert présentant des avantages majeurs : des coûts d’extraction réduits, une mise en œuvre technique simplifiée et une meilleure rentabilité globale.
Par ailleurs, le ruthénium est un composant essentiel pour les puces mémoire, les piles à combustible ou les alliages de haute précision. Il s’est ainsi imposé comme un matériau stratégique de la transition numérique et énergétique. Son marché mondial, estimé à 5,6 milliards de dollars en 2025, devrait atteindre 8,9 milliards d'ici 2035, porté par la croissance des secteurs de l’électronique, de l’hydrogène et des énergies renouvelables. La demande est donc grandissante puisqu’il occupe une place importante dans de nombreux secteurs en développement et des projets de grande envergure voient le jour pour augmenter sa production. En conséquence, la hausse de la demande en ruthénium, associée au développement de nouveaux projets miniers visant à accroître la production, illustre un scénario de type pari réparateur, dans lequel les tensions sur les ressources
Evolution prévisionnelle du marché du ruthénium
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
À l’avenir, le marché du ruthénium devrait rester marqué par de fortes tensions entre une demande en croissance rapide et une offre contrainte. Bien que l’Afrique du Sud conserve sa position dominante, la dépendance à un nombre limité de zones de production, combinée aux risques énergétiques, géopolitiques et techniques, pourrait fragiliser l’approvisionnement mondial. En effet, le pays dépend fortement de l’électricité fournie par l’entreprise publique Eskom. Or, les fréquentes coupures de courant peuvent contraindre les compagnies minières à interrompre temporairement leur production, menaçant ainsi l’offre mondiale de ruthénium.
De plus, l’évolution de la situation politique pourrait influer sur les sites de production et les forcer à fermer ou à se délocaliser vers d’autres pays comme la Russie. Par ailleurs, le projet Platreef en cours de développement en Afrique du Sud ne se concentre pas sur le ruthénium, mais privilégie le palladium, le rhodium et l’or. Ce gisement présente une teneur en ruthénium plus faible que les gisements précédents UG2 et Merensky, ce qui pourrait entraîner une baisse relative de la production de ce métal malgré l’augmentation globale de l’extraction de platinoïdes.
Parallèlement, l’essor des technologies de pointe, notamment les semi-conducteurs avancés, le stockage de données et les filières liées à l’hydrogène devrait renforcer le caractère stratégique de ce métal. Le ruthénium étant un composant majeur de ces secteurs, il devrait faire face à une forte demande dans les années à venir. Il pourrait ainsi devenir un métal critique soumis à une forte volatilité des prix, poussant les États et les industriels à adapter leurs stratégies. En somme, si la consommation de masse liée aux nouvelles technologies se maintient, la demande en ruthénium ne fera que croître et les États devront choisir entre la dépendance envers une Afrique du Sud économiquement fragile ou l’ouverture de leurs propres sites d’extraction.
Références section 3.3:
Toutes les sections pour écrire les refs ne sont pas remplissable sauf ici (bug du site internet):
Références de la section pari réparateur :
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Dans une logique de continuité, les impacts liés au ruthénium devraient se renforcer à toutes les étapes de son cycle de vie. En effet, malgré les incertitudes pesant sur la production en Afrique du Sud, le projet Platreef pourrait devenir l’une des plus grandes mines de PGM à l’échelle mondiale. Le développement du projet se fait en plusieurs phases et s’étend sur plusieurs années.
La phase 1, lancée en 2024, permet de produire chaque année environ 100 000 onces de métaux précieux (platine, palladium, rhodium et or), ainsi que des sous-produits tels que 2 000 tonnes de nickel et 1 000 tonnes de cuivre. La phase 2, prévue pour 2027, vise une montée en puissance significative avec une production annuelle estimée à 450 000 onces de métaux précieux, accompagnée d’environ 9 000 tonnes de nickel et 5 600 tonnes de cuivre. Enfin, une phase 3 est envisagée à l’horizon 2030 pour atteindre plus d’un million d’onces.
Ainsi, bien que ce type de gisement ne possède qu’une faible concentration en ruthénium, le projet Platreef renforce la production globale de PGM, ce qui pourrait entraîner une hausse parallèle de l’extraction en ruthénium. Par la suite, la transformation de ce minerai resterait très énergivore et dépendante d’infrastructures industrielles lourdes, accentuant les émissions de gaz à effet de serre dans un contexte d’approvisionnement énergétique instable. Lors de son utilisation, le ruthénium, bien qu’employé en faibles quantités, deviendrait indispensable dans des technologies de pointe, rendant certains secteurs dépendants de son approvisionnement. Enfin, les enjeux liés au recyclage devraient prendre de l’ampleur dans le débat scientifique ; toutefois, bien que techniquement possible, la récupération du ruthénium demeure limitée, coûteuse et donc incertaine pour le moment.
Références section 3.4:
Toutes les sections pour écrire les refs ne sont pas remplissable sauf ici (bug du site internet):
Références de la section pari réparateur :
Synthèse pour le scénario étudié
L’Afrique du Sud domine largement la production mondiale de ruthénium et devrait conserver cette position grâce à son économie fondée sur l’industrie minière et à des projets d’envergure comme Platreef. Par ailleurs, face à son utilisation croissante dans les domaines numériques et énergétiques, ce métal deviendra de plus en plus convoité. Cependant, l’approvisionnement mondial reste fragile en raison d’une forte dépendance envers ce pays, lui-même confronté à des risques énergétiques ainsi qu’à des incertitudes géopolitiques et techniques. Enfin, les impacts environnementaux et industriels liés à son cycle de vie devraient s’intensifier, portés par une extraction accrue, une transformation énergivore et un recyclage qui demeure encore limité.
44 Ru - Ruthénium - CPE Lyon - 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
Références section 3.2:
Les sources ne sont pas replissables sauf ici en 3.4 et s'affiche dans toutes les sections (bug du site).
Réfénreces Technologies Vertes:
Explications sur ce choix de scenario
L’accroissement du recyclage du ruthénium s’inscrit dans une dynamique déjà observable aujourd’hui. Ce marché connaît une croissance rapide, estimée entre 5 % et 14 % par an selon les études, pour une valeur pouvant excéder 1,1 milliard de dollars d’ici 2032. Cette progression s’explique par la rareté du ruthénium, la hausse de la demande industrielle (électronique, catalyse, hydrogène) et les contraintes pesant sur l’approvisionnement.
L’actualité récente confirme ces tensions : en 2026, le cours du ruthénium a progressé sous l’effet du développement des technologies numériques, notamment liées à l’intelligence artificielle, qui accroît fortement la demande en composants électroniques. Or, la production primaire demeure limitée et peu flexible, le ruthénium étant un sous-produit de la production du platine. Cette situation renforce l’intérêt stratégique du recyclage en tant que source complémentaire.
Dans ce contexte, les acteurs industriels investissent dans des technologies de récupération plus performantes, principalement à partir des déchets électroniques et des catalyseurs usagés. Le recyclage apparaît ainsi comme une réponse à la fois économique (réduction des coûts et sécurisation des ressources) et environnementale (réduction de l’impact minier). Ces évolutions laissent présager un avenir où le recyclage occupera une place croissante dans l’approvisionnement global. Cette perspective s’inscrit directement dans le scénario « technologies vertes » de l’ADEME, lequel repose sur l’innovation technologique et l’optimisation des ressources pour répondre aux enjeux climatiques. Dans ce cadre, le recyclage devient un pilier de la décarbonation industrielle et participe à l’édification d’un modèle d’économique circulaire.
Estimation du marché mondial du recyclage du ruthénium d’ici à 2032
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
Dans une perspective d'accroissement du recyclage du ruthénium, les systèmes industriels évoluent vers une organisation circulaire et technologiquement avancée. Dans les années 2035–2050, le recyclage devient un levier indispensable pour l’approvisionnement en métaux critiques. Les industries structurent des filières spécialisées dans la récupération et la réutilisation du ruthénium, ciblant prioritairement les équipements électroniques en fin de vie et les catalyseurs industriels.
Dans ce scénario, les progrès technologiques permettent d’améliorer significativement les taux de récupération grâce à des procédés plus efficaces et moins onéreux. Parallèlement, les infrastructures de collecte se développent, soutenues par des politiques publiques favorisant l’économie circulaire. Cette transformation s’accompagne d’une meilleure traçabilité des matériaux, facilitant leur réintégration dans les cycles de production.
Dans ce futur, certains pays se spécialisent dans le recyclage des métaux critiques, s’imposant comme des acteurs majeurs sans pour autant disposer de ressources minières propres. La production de ruthénium se diversifie avec la montée en puissance des activités de recyclage et de raffinage local, réduisant ainsi partiellement la dépendance aux zones d’extraction actuelles, notamment l’Afrique du Sud. Toutefois, le recyclage ne peut satisfaire l’entièreté de la demande face à des usages en croissance continue. L’extraction primaire demeure donc nécessaire, bien que la dépendance des États à son égard diminue. Le marché gagne en stabilité, tout en restant sensible aux évolutions technologiques et économiques. Ce modèle préfigure une industrie plus efficiente, où l’innovation réconcilie croissance industrielle et contraintes environnementales.
Références section 3.3:
Les sources ne sont pas replissables sauf ici en 3.4 et s'affiche dans toutes les sections (bug du site).
Réfénreces Technologies Vertes:
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Le développement du recyclage du ruthénium engendre des transformations majeures à plusieurs niveaux. Sur le plan industriel, il favorise l’émergence de nouvelles filières dédiées à la collecte, au tri et au traitement des déchets complexes. Cette dynamique stimule l’innovation et renforce le rôle des technologies dans la gestion des ressources, en cohérence avec une industrie davantage décarbonée.
Sur le plan économique, cette évolution contribue à sécuriser l’approvisionnement en ruthénium, réduisant ainsi la volatilité des prix liée aux tensions sur l’offre. Elle génère également de nouvelles opportunités, notamment dans les secteurs de la valorisation des déchets. Toutefois, ces activités requièrent des investissements conséquents et demeurent sensibles aux fluctuations du marché.
D’un point de vue géopolitique, le recyclage atténue la dépendance envers des zones de production très concentrées, en particulier l’Afrique du Sud. Les États gagnent ainsi en autonomie et en contrôle sur leurs ressources. Cela peut conduire à une redistribution des rapports de force internationaux, au profit des pays maîtrisant les technologies de recyclage.
Enfin, sur le plan environnemental, les impacts sont globalement positifs. Le recyclage permet de limiter les activités minières, réduisant de fait les émissions de gaz à effet de serre et la dégradation des écosystèmes. Il favorise également une meilleure gestion des déchets électroniques, dont le volume est en forte croissance. Néanmoins, ce scénario peut accentuer certaines inégalités entre les nations capables d’investir dans ces technologies et celles restant dépendantes des ressources primaires, tout en posant des défis d’organisation et de rentabilité économique.
Références section 3.4:
Les sources ne sont pas replissables sauf ici en 3.4 et s'affiche dans toutes les sections (bug du site).
Réfénreces Technologies Vertes:
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario étudié met en évidence la montée en puissance du recyclage du ruthénium, impulsée par la rareté de la ressource et l’accroissement de la demande industrielle. Cette évolution, déjà amorcée aujourd’hui, s’inscrit dans une dynamique d’innovation et d’optimisation des ressources. En adéquation avec le scénario « technologies vertes » de l’ADEME, le recyclage apparaît comme un levier essentiel pour concilier la décarbonation et la sécurisation des approvisionnements. Il contribue ainsi à structurer une industrie circulaire, tout en demeurant complémentaire à l’extraction primaire, dont la dépendance ne disparaît pas totalement.
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 ?
Le ruthénium évolue conjointement avec de nombreuses applications en chimie fine, en catalyse et en radiochimie. Il est intimement lié à des technologies de pointe : il assure la catalyse sélective en synthèse pharmaceutique, optimise l’efficacité des procédés industriels chimiques, participe aux solutions de dépollution des émissions et permet des traitements médicaux innovants.
Cependant, l’arrêt de l’extraction du ruthénium impacterait l’ensemble du groupe des PGM (métaux du groupe du platine). En effet, le ruthénium est extrait conjointement avec le rhodium, l’iridium, l’osmium, le platine et le palladium au sein de roches contenant majoritairement du cuivre et du nickel. Les PGM sont présents en très faible quantité, de l’ordre du ppm, dans ces minerais qui contiennent également des composés soufrés. Ainsi, les industries utilisant les métaux lourds seraient grandement affectées, notamment l’automobile, la dépollution de NOx, la production de dihydrogène ou encore l’industrie de la chimie fine avec la catalyse pour la dihydroxylation d’oléfines.
Par ailleurs, en Chine, le ruthénium est utilisé dans certaines applications chimiques de base, notamment par le secteur du caprolactame, qui produit des matières premières pour l’industrie du nylon. Cette application a connu une croissance substantielle ces dernières années, stimulée par l’augmentation des capacités de production des résines nylon 6, utilisées dans une variété de domaines, y compris les plastiques techniques.
Troisièmement, le rôle des catalyseurs au ruthénium dans la fabrication pharmaceutique est essentiel. Les catalyseurs de Grubbs plus spécifiquement, sont les plus utilisés pour les réactions de métathèse. Ces réactions facilitent la production d’intermédiaires pharmaceutiques et d’ingrédients actifs (API - Active Pharmaceutical Ingredients), tout en améliorant les rendements et en simplifiant les procédés de synthèse.
Pour les entreprises pharmaceutiques, il est crucial de s’approvisionner auprès de fournisseurs fiables, capables de garantir une haute pureté, une qualité constante entre les lots et une documentation complète (notamment les certificats d’analyse).
En résumé, ce catalyseur est devenu un outil indispensable pour la synthèse moderne de médicaments. Il permet d’optimiser les procédés chimiques, de réduire les déchets et d’accroître l’efficacité globale de la production pharmaceutique.
La suppression des NOx par la catalyse au ruthénium est un enjeu crucial, notamment dans l’industrie automobile. Elle permet d’éliminer les NOx, des gaz d’échappement issus de la combustion en les transformant en diazote. Ainsi, le ruthénium assure un contrôle efficace des émissions dans les moteurs à combustion interne.
La recherche s’est accentuée ces dernières années sur les moteurs équipés d’une vanne D-EGR (recirculation des gaz d’échappement ciblés), qui permet la recirculation des gaz d’échappement dans un seul des cylindres du moteur. Cette tendance est confirmée par l’apparition de nombreux brevets issus de recherches visant à optimiser la dépollution des NOx. Le ruthénium possède des propriétés permettant d’émettre uniquement du diazote et d’éliminer 90 à 100% des NOx à des températures plus faibles que les autres PGM.
De plus, le sous-produit ammoniacal n’est formé qu'en très petite quantité de l’ordre du ppm ce qui n’est pas le cas pour les autres PGM. La limitation des émissions de RuO 4 (le tétraoxyde de ruthénium) est aussi un enjeu majeur, car c’est un puissant oxydant, très volatil à température ambiante et donc dangereux pour la santé. Des recherches sont donc menées pour prévenir la formation de cet oxydant. En définitive, le ruthénium est un atout majeur pour la dépollution des NOx, particulièrement dans un contexte où la transition électrique semble marquer le pas.
Le ruthénium est utilisé comme catalyseur dans la synthèse d'ammoniac via le procédé KAAP (Kellogg Advanced Ammonia Process). Cet élément est devenu essentiel car son activité catalytique est nettement supérieure à celle du fer (environ 20 fois plus élevée), tandis que d'autres métaux tels que le cuivre, le cobalt ou le nickel s’avèrent bien moins performants en termes de sélectivité.
L'ammoniac est une molécule stratégique employée dans de nombreux secteurs : l’industrie pétrolière, le traitement des métaux, les synthèses organiques, mais aussi la fabrication de composants électroniques, photovoltaïques et, prioritairement, la production d’engrais pour l’agroalimentaire.
Les défis de cette industrie vont s’intensifier face à une demande exponentielle. Une augmentation de la production d'ammoniac de 40% d'ici 2050 est estimée pour répondre aux besoins mondiaux et contribuer à la décarbonation de l’économie. En effet, les enjeux environnementaux imposent le développement d’une production verte "zéro carbone", comme c’est déjà le cas pour certaines usines pilotes au Canada. Actuellement, cette filière ne représente que 1% à 5% de la production mondiale, le reste reposant encore majoritairement sur les catalyseurs au fer traditionnels.
A l’inverse, la production de dihydrogène peut résulter du craquage de l'ammoniac. Le ruthénium sur support d'alumine s’impose comme le catalyseur le plus actif pour cette réaction ; contrairement au fer ou au nickel, qui nécessitent un apport énergétique important avec des températures atteignant 600°C. En particulier, les catalyseurs Ru(1,5)/Al 2 O 3 (3:1) affichent d’excellents résultats en termes de taux de conversion. Ce procédé garantit ainsi un stockage et un transport plus aisés et sécurisés du dihydrogène, contribuant directement à la transition énergétique.
D'autres supports, tels que les oxydes de magnésium et de praséodyme associés à des promoteurs (potassium, césium, lanthane), montrent des performances aussi élevées que l’alumine. Si le ruthénium n'occupe pas encore une place prépondérante dans la production globale d'hydrogène, son implantation progresse grâce à son efficacité et son coût inférieur à celui d’autres PGM tels que l'iridium ou le platine. Néanmoins, son rôle dans le stockage et la libération d'hydrogène demeure majeur, aux côtés du nickel, du platine, du rhodium et du palladium.
Par ailleurs l'utilisation de complexes de ruthénium, dont certains isotopes sont issus des rejets de fission nucléaire, est en plein essor dans les thérapies contre les cancers (mélanomes, ovaires, sein). Le cisplatine, traditionnellement utilisé dans les diagnostics oncologiques, est progressivement remplacé par les isotopes du ruthénium 97 et 106, moins toxiques et présentant moins d'effets secondaires. Cette innovation repose également sur la sélectivité accrue du ruthénium envers les cellules cancéreuses, surpassant celle du gallium 97.
Synthèse
Le Ruthénium est un métal lourd stratégique du groupe des platinoïdes, le ruthénium occupe aujourd’hui une place centrale dans de nombreuses technologies de pointe. Sa rareté, intrinsèquement liée à son extraction conjointe avec les autres PGM, contraste avec la diversité de ses applications : catalyse sélective en chimie fine et pharmaceutique, dépollution avancée des NOx, production et craquage de l’ammoniac pour la filière hydrogène, ou encore développement de thérapies anticancéreuses innovantes
Le ruthénium dépend étroitement des filières d’extraction des autres PGM, il n’est jamais extrait seul, mais uniquement en tant que coproduit des autres métaux du groupe du platine. Sa disponibilité donc directement tributaire des volumes de production du platine, du palladium ou du nickel, ce qui rend son approvisionnement particulièrement sensible aux fluctuations minières et industrielles.
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 ruthénium demeure très peu connu du grand public en raison de sa rareté et de son invisibilité dans les usages du quotidien. Son nom dérive du mot latin Ruthenia, désignant une ancienne région d’Europe de l’Est. A l’image d’autres métaux précieux, son origine est double : terrestre et cosmique. En effet, les métaux du groupe du platine (PGM), dont le ruthénium fait partie, sont issus de la fusion d’étoiles cosmiques, ce qui alimente un véritable imaginaire astral.
Le ruthénium possède une “puissance d’agir” invisible, principalement reconnue à travers ses propriétés catalytiques. Utilisé en électrochimie sous forme de RuO 2 , il peut également se comporter comme un oxydant puissant lorsqu’il est présent sous forme de RuO 4 . La toxicité de ces composés soulève des enjeux majeurs quant à leurs conditions d’usage et leurs impacts environnementaux.
Cet élément influe également sur la stabilité des matériaux et leur résistance à la corrosion. Cet ensemble de propriétés lui permet de jouer sur les temporalités : il peut aussi bien accélérer des réactions chimiques que garantir la durabilité de certains composants sur le long therme. Ces atouts sont pleinement exploités dans des domaines variés, de la chimie industrielle à l’électronique de pointe.
Certaines entreprises, à l’image de Valorema, exploitent le ruthénium dans des applications variées telles que les contacteurs, les puces résistives et les disques durs à haute capacité. Ses propriétés de résistance, notamment à des températures extrêmes, lui permettent d’acquérir des caractéristiques de supraconducteur. La recherche spatiale s’y intéresse vivement pour l’exploration cosmique, renforçant l’image d’un métal “silencieux” et discret mais doté de hautes performances. Son rôle dans les technologies futures ne cessera de croître au point d’être considéré comme indispensable à l’écosystème numérique.
Dans la science-fiction, des métaux imaginaires comme la kryptonite dans Superman, ou l’adamantium des X-Men sont associés à des civilisations avancées ; cette analogie accentue l’image du ruthénium en tant que métal futuriste.
Ainsi, le ruthénium porte un imaginaire cosmique tout en étant profondément ancré dans le numérique. Métal précieux et hautement stratégique, il se situe au cœur des enjeux technologiques, géopolitiques et climatiques de demain.
Quoi d'autre ? ouverture à input en dehors de l'académie
Dans le cadre du “Critical Raw Material”, la Commission européenne classe les PGM, dont fait partie le ruthénium, parmi les matières premières critiques. La production primaire de ruthénium est extrêmement concentrée en Afrique australe. Selon les données officielles du “Raw Materials Information System” de la Commission européenne, l’Afrique du Sud assure environ 94 % de l’extraction mondiale, suivie par le Zimbabwe (5 %) et la Russie (1 %). Cette concentration géopolitique rend la chaîne d’approvisionnement particulièrement vulnérable aux instabilités politiques, énergétiques et sociales de la région, ce qui renforce le caractère hautement stratégique de ce métal rare.
D’après les données du RMIS sur les matières premières critiques, le ruthénium a une production très concentrée en Afrique du Sud, ce qui engendre une dépendance accrue des pays importateurs et peut cristalliser des tensions géopolitiques. Cette zone présente un niveau de gouvernance moyen en termes de responsabilité et de stabilité gouvernementale, selon les indicateurs. Cela renforce l’image d’un métal “sous les radars” des organismes d’étude : peu analysé, vulnérable stratégiquement et fragile, bien qu’il soit reconnu comme essentiel dans la société d’aujourd’hui et de demain.
Paradoxalement, malgré son rôle croissant dans les nouvelles technologies et l’industrie chimique, le ruthénium est absent des rapports du GIEC et de l’ADEME, qui analysent pourtant les matériaux nécessaires à la transition énergétique. Il n’est pas non plus mentionné dans le rapport de Meadows, l’une des rares voix traitant de la finitude des ressources. Cette omission est d’autant plus étonnante puisque le métal est officiellement classé comme matière première critique et considéré comme un levier stratégique pour le futur.
Résumé global : travail collectif à partir des synthèses
Le ruthénium est un métal de transition de la famille des platinoïdes. D’origine stellaire, sa concentration moyenne dans la croûte terrestre est infime (0.001ppm). Alors que les réserves mondiales sont estimées à 5.5 kt, la production mondiale annuelle avoisine les 40t, avec l’Afrique du Sud comme principal producteur. Omniprésent dans la chimie, l’électronique et la santé, la polyvalence du ruthénium ne cesse de croître. En revanche, bien que partiellement recyclé, son extraction reste un procédé à haut risque environnemental et social, provoquant parfois le déplacement forcé de populations.
Une étude des scénarios prospectifs mène à la conclusion suivante : celui le plus probable semble être le scénario du « pari réparateur ». Ce dernier confirme d’autant l’exacerbation du risque écologique lié à son extraction. Malgré les incertitudes de ce futur, de nombreuses applications actuelles en restent dépendantes, des secteurs liés aux autres platinoïdes extraits conjointement jusqu’à la chimie fine ou l’industrie automobile. Son rôle est donc indissociable des chaînes de production modernes.
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]
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.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.
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)
Références section 2.2:
[ART - AUT - DATE] : .....
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
Références section 2.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 2.5:
[ART - AUT - AAAA] : .....
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
(500- 1000 caractères environ)
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]
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 ...
Dans la croûte terrestre, les terres rares présentent une abondance moyenne de 206,1 g par tonne, une valeur nettement supérieure à celle du carbone, du zirconium, du vanadium ou encore du chlore(5). Le néodyme (Nd) fait partie des terres rares les plus abondantes, avec une concentration d’environ 20 ppm(1), comparable à celle du lanthane (La) et inférieure à celle du cérium (Ce) (43 ppm)(2). Il constitue ainsi le 29ᵉ élément le plus abondant de la croûte terrestre, ce qui correspond à 28 g par tonne, soit 20 mg/kg(1).
De manière générale, les concentrations en terres rares sont beaucoup plus faibles dans les bassins océaniques, entre 9 et 20 ppm, entre 1 et 7 ppm dans l’océan, et inférieures à 1 ppm dans les formes de vie terrestres (animales et végétales), selon des données de 1995 récoltés . À cette même période, les concentrations anthropiques de néodyme dans l’atmosphère étaient estimées entre 145 et 1 800 ppm.(5)
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.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve ...
En 2020, la moyenne mondiale de Nd utilisée par habitant, atteignait environ 44 g par habitant. À l’échelle régionale, les quantités moyennes utilisées étaient estimées à 160 g/hab aux États-Unis, 150 g/hab au Japon, 140 g/hab en Europe et 52 g/hab en Chine (4). Par ailleurs, la production mondiale d’aimants néodyme-fer-bore s’élevait à 79 500 tonnes en 2014(3). En 2021, la production d'oxyde de Nd correspondait à environ 47 500 t. (7) En 2023, il a été classé comme élément critique par l’Union européenne(6).
Il convient toutefois de rester prudent quant aux données disponibles, car les valeurs d’abondance peuvent se référer à l’ensemble des terres rares, ou encore au néodyme sous forme d’aimants et intégré dans des produits transformés.
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 finis
Le néodyme et la majorité des terres rares peuvent avoir deux origines : continentale ou hydrothermale. Les terres rares d’origine continentale sont localisées dans des zones à forte pluviométrie, telles que les régions tropicales, où l’altération des roches est importante. L’érosion induite par les précipitations provoque la séparation des phosphates de terres rares des différentes roches tels que la bastnäsite, la monazite ou encore la xenotinedes, lesquels vont préférentiellement adsorbés les terres rares disponibles, notamment le néodyme (5). À la suite de cette érosion et de cette absorption, les phosphates de terres rares enrichis sont transportés jusqu’aux estuaires par les cours d’eau, où ils sont majoritairement piégés et sédimentent le long du plateau continental.
Les sources hydrothermales constituent la deuxième origine d’exploitation des terres rares, bien que celle-ci soit difficile en raison des conditions extrêmes de travail. En effet, ces sources se situent dans les océans profonds, à plus de 3 500 m de profondeur. Le fer et le manganèse libérés par les sources hydrothermales se lient aux terres rares présentes dans l’environnement, formant ce que l’on appelle communément des nodules polymétalliques.
Les principales réserves de néodyme sont localisées en Chine, au Brésil et en Russie. Plusieurs mines de terres rares existent à travers le globe, dont la mine de Bayan Obo, première mine de terres rares en Chine et dans le monde, la mine de Norra Kärr en Suède et celle de Kvanefjeld au Groenland (3). Parmi ces réserves, on distingue deux types de gisements : les gisements primaires et les gisements secondaires. Les gisements primaires proviennent directement de la formation des roches et n’ont subi aucune altération, tandis que les gisements secondaires ont subi une ou plusieurs altérations, notamment à l’origine de la sédimentation côtière via le transport des cours d’eau (1).
Les modes de séparation du néodyme des minéraux sont similaires à ceux des autres terres rares. Ces séparations peuvent s’effectuer en fonction du poids moléculaire des différents éléments, de leurs propriétés magnétiques ou par l’utilisation de solvants, lesquels permettent de séparer les terres rares des minéraux par des réactions chimiques (4).
Depuis 1990, le marché des terres rares, et notamment celui du néodyme, a considérablement augmenté, passant de 2 kt à 82 kt en 2020, avec plus de 18,5 kt de néodyme échangées en 2005 (2). À l’origine de l’exploitation des terres rares, la Chine reste le premier pays exportateur de néodyme au monde. Elle possède environ 50 % des réserves mondiales, représente 86 % du marché et exporte près de 20 % de sa production vers le Japon, les États-Unis et l’Allemagne(3). Cependant, le commerce du néodyme et des terres rares continue de croître, provoquant l’émergence de zones de conflits autour des gisements, notamment au Myanmar (Birmanie) ou en Ukraine.
Références section 2.2:
(1)Sprecher, B., Xiao, Y., Walton, A., Speight, J., Harris, R., Kleijn, R., Visser, G., & Kramer, G. J. (2014). Life Cycle Inventory of the Production of Rare Earths and the Subsequent Production of NdFeB Rare Earth Permanent Magnets. Environmental Science & Technology, 48(7), 3951–3958. https://doi.org/10.1021/es404596q
(2)Henderson, Paul, Jon Gluyas, Gus Gunn, Frances Wall, Allan Woolley, et Alex Finlay. rare-earth-elements-briefing-note-final-new-format. décembre 2011, 13.
(3)Machacek, E., & Kalvig, P. (Eds.). (2017). European REE market survey – Task 1.1.2: Road map for REE material supply autonomy in Europe (component of D1.2). EURARE, Development of a sustainable exploitation scheme for Europe’s rare earth ore deposits (FP7 project, Grant Agreement No. 309373)
(4)Yang, Y., Walton, A., Sheridan, R., Güth, K., Gauß, R., Gutfleisch, O., Buchert, M., Steenari, B.-M., Van Gerven, T., Jones, P. T., & Binnemans, K. (2017). REE Recovery from End-of-Life NdFeB Permanent Magnet Scrap: A Critical Review. Journal of Sustainable Metallurgy, 3(1), 122–149. https://doi.org/10.1007/s40831-016-0090-4
(5)Sarapää, O., Al Ani, T., Lahti, S. I., Lauri, L. S., Sarala, P., Torppa, A., & Kontinen, A. (2013). Rare earth exploration potential in Finland. Journal of Geochemical Exploration, 133, 25–41. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.05.003
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
De par sa grande force magnétique, sa forte capacité électrique, son faible coût et sa durée de vie importante, le néodyme est une terre rare majeure de notre société. En effet, il est utilisé dans de multiples domaines notamment pour réaliser des aimants, des catalyseurs, des batteries ou bien encore du verre. 90 % du néodyme est utilisé pour faire des aimants. Ces derniers, composés de néodyme, fer et bore sont actuellement les plus puissants disponibles sur le marché. Ces aimants sont notamment présents dans les véhicules automobiles (1 à 2 kg), dans les disques durs ou les éoliennes offshore (155 kg). La production d’aimants est majoritairement localisée en Asie de l’Est, particulièrement en Chine et le reste au Japon. Ils sont ensuite principalement exportés vers l'Union européenne.
Références section 2.3:
Development of a Sustainable Exploitation Scheme for Europe’s Rare Earth Ore Deposits, GEUS and D’Apppolonia, 2017
Life Cycle Inventory of the Production of Rare Earths and the Subsequent Production of NdFeB Rare Earth Permanent Magnets, Benjamin Sprecher, 2014
Judith Pigneur. Mise au point d’une méthode intégrée d’analyse des impacts des filières de matières premières minérales. Gestion et management. Université Paris Saclay (COmUE), 2019.
De la « crise des terres rares » à une analyse des coûts sociaux et environnementaux liés à la chaîne globale de valeur du néodyme, Judith PIGNEUR, 2017
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
Fins de vie
Le néodyme est très rarement recyclé car celui-ci est très coûteux à la fois en énergie et en ressource (1). Les éléments qui sont recyclés proviennent soit d'objets qui ont été consommés (=fin de vie) ou de ferrailles accumulées au fur et à mesure de la fabrication d’autres éléments (2). En 2018, moins de 1% du néodyme contenu dans les déchets électroniques a été recyclé (3) et pour 2023, moins de 1% des terres rares ont été recyclés au niveau mondial (4). Il existe plusieurs possibilités pour réduire l’intrant en néodyme dans la fabrication des aimants permanents : réutiliser les aimants, désassembler manuellement les objets avec une combinaison à l’hydrogène ou séparer les éléments par application de champ magnétique (5). Un exemple de recyclage : désassembler les disques durs est à privilégier par rapport au broyage car les impacts sont moins importants : coût énergétique et environnemental moindre (6). En 2022, aucune entreprise française ne propose de recycler le néodyme. Seule la Chine et le Japon possèdent des moyens de production permettant le recyclage des aimants permanents NdFeB. Cependant, des technologies favorisant les cycles courts sont développées en Europe et aux États-Unis (7). Il faut entre 5 et 10 ans pour qu’une filière à échelle industrielle soit établie pour recycler un élément (8).
Usages et services principaux
Déjà fourni précédemment
Références section 2.4:
Development of a Sustainable Exploitation Scheme for Europe’s Rare Earth Ore Deposits, GEUS and D’Apppolonia, 2017
Life Cycle Inventory of the Production of Rare Earths and the Subsequent Production of NdFeB Rare Earth Permanent Magnets, Benjamin Sprecher, 2014
Judith Pigneur. Mise au point d’une méthode intégrée d’analyse des impacts des filières de matières premières minérales. Gestion et management. Université Paris Saclay (COmUE), 2019.
De la « crise des terres rares » à une analyse des coûts sociaux et environnementaux liés à la chaîne globale de valeur du néodyme, Judith PIGNEUR, 2017
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 Sociaux
Pour extraire 1 tonne de terre rare : 1,4 tonne de déchets miniers radioactifs et 2000 tonnes de déchets miniers globaux sont extraits. Après l’extraction, la présence de radionucléides dans les résidus miniers est observée. Ces derniers peuvent être transportés par le vent ou dans les eaux souterraines polluant ainsi l’environnement aux alentours. Ces pollutions ont pour conséquence de baisser le rendement des champs aux alentours voir de les rendre inaptes à l’agriculture.
De plus, l’extraction se fait dans des conditions de travail non contrôlées et dangereuses pour la santé. Elle peut aussi engendrer des conflits entre les locaux pour l’acquisition des ressources environnantes.
Puis, pour traiter ces terres rares, lors de l’étape de saponification, de l’acide sulfurique est utilisé, créant ainsi un nouveau déchet, des eaux usées acides. En 2005, cette étape avait généré entre 20 000 et 25 000 tonnes d'eaux usées. A savoir, un des principal facteur limitant pour l’exploitation des terres rares est l’eau.
D’autres étapes de valorisation peuvent être source de pollution. Par exemple, le thorium est une terre rare issue de la monazite, il est faiblement radioactif mais sa chaîne de désintégration produit des isotopes du radon émetteurs alpha, facilement inhalables et associés à un risque radiologique important. Ainsi, un total de 66 décès par cancer liés aux opérations industrielles des terres rares ont été officiellement enregistrés de 1993 à 2005.
Enfin, en fin de vie, les terres rares étant actuellement très peu recyclables, ils deviennent à leur tour des déchets stockés et inutilisables.
En outre , les terres rares sont aussi problématiques au niveau économique, en effet la Chine représente 86 % du marché mondial. Cela signifie qu’elle possède le monopole et peut faire varier fortement les prix en fonction de ses envies. Par exemple en 2010, elle décide de réduire son exportation de néodyme faisant alors passer le prix de 50 dollars/kg à 475 dollars/kg. La fabrication d’appareils électroniques des pays du monde dépend donc principalement de la politique chinoise.
Références section 2.5:
Development of a Sustainable Exploitation Scheme for Europe’s Rare Earth Ore Deposits, GEUS and D’Apppolonia, 2017
Life Cycle Inventory of the Production of Rare Earths and the Subsequent Production of NdFeB Rare Earth Permanent Magnets, Benjamin Sprecher, 2014
Judith Pigneur. Mise au point d’une méthode intégrée d’analyse des impacts des filières de matières premières minérales. Gestion et management. Université Paris Saclay (COmUE), 2019.
De la « crise des terres rares » à une analyse des coûts sociaux et environnementaux liés à la chaîne globale de valeur du néodyme, Judith PIGNEUR, 2017
RESSOURCES MINÉRALES LES TERRES RARES, BRGM
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Les terres rares sont relativement abondantes dans la croûte terrestre (206,1 g/t), davantage que plusieurs éléments courants. Le néodyme (Nd), avec une abondance d’environ 20 ppm, est l’une des terres rares les plus présentes et le 29ᵉ élément le plus abondant de la croûte terrestre. Cependant, ses concentrations sont beaucoup plus faibles dans les océans, les bassins océaniques, les organismes vivants et l’atmosphère, où les apports sont majoritairement anthropiques. En 2020, le stock mondial de Nd en usage atteignait 44 g par habitant, avec de fortes disparités régionales. Environ 90 % de ce néodyme est utilisé pour fabriquer des aimants Nd-Fe-B, qui sont essentiels dans les véhicules, les éoliennes et les équipements électroniques. Actuellement, la production de ces aimants est dominée par l’Asie de l’Est, principalement la Chine.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
L’extraction et le raffinage du néodyme ont des impacts environnementaux importants. Premièrement, le néodyme se retrouve à une concentration très faible dans la croûte terrestre (< 200ppm). De ce fait, il est nécessaire d’appliquer plusieurs processus successifs très lourds sur la matière première pour extraire le Nd. Ces derniers ont recours à des acides forts comme l’acide sulfurique. Peu de pays traitent ces acides utilisés et préfèrent les rejeter directement dans la nature (Ex : Batou).
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
Au niveau mondial, en 2015, le marché des terres rares représente entre 2 et 4 milliards de dollars. La Chine représente 86 % du marché mondial, ainsi, elle peut imposer les prix du marché comme cela a été le cas en 2011. La production mondiale d’appareils électroniques est directement influencée par la Chine qui dicte les prix du marché. En effet, cette production importante est directement issue du fait du moindre contrôle des conditions de travail et d'exploitation de l’environnement décidé par le gouvernement. Les autres pays dépendant du marché tel que les Etats-Unis et l’Europe cherchent à développer leurs production locale. Ainsi cela amène des conflits entre différents pays sur le contrôle de régions productives en terre rares et en Néodyme.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
60 Nd - Néodyme - UBO - 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
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
60 Nd - Néodyme - UBO - 2026-2027 - 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
SSP5 : Fossil-fueled Development / Développement conventionnel
SSP4 : Inequality / Inégalités
Le rapport du GIEC AR6 paru en 2021 propose un ensemble de 5 scénarios socio-économiques (SSP–Shared Socioeconomic Pathways) qui correspondent à des évolutions possibles vers différents modèles de société.
Trois scénarios ont été retenus. Le scénario ssp 4, décrit un futur très inégalitaire à la fois en termes de croissance économique mais aussi de capital humain, et cela entre les pays et au sein de ces derniers. Enfin, le scénario 5, dépeint une dynamique qui s’accompagne d’une forte exploitation des ressources fossiles et de modes de vie énergivores, tandis que les problèmes environnementaux locaux sont maîtrisés grâce à une gestion technologique et institutionnelle efficace.
Pour le scénario ssp4, la production d’énergie est aussi grandement basée sur l’utilisation de d’énergie renouvelable mais avec une importante amélioration technologique du nucléaire. Cependant sur le point social et humain, de fortes inégalités sont engendrées. Ce scénario est assimilable au scénario business as usual.
Ainsi dans les scénarios ssp 1 et ssp 4, une tension au niveau de l’utilisation du néodyme est envisageable.
Enfin, lors du scénario ssp5, la production de néodyme diminue d’environ 10 kt/an. En effet, ce scénario repose sur une utilisation majeure d’énergie fossile. Ce qui signifie que l’utilisation de néodyme pour les énergies vertes tel que les véhicule électrique ou les éoliennes diminue. Donc, dans ce scénario, aucune tension sur la production de néodyme n’est prévisible. Ce scénario est assimilable au scénario business as usual.
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
Entre 2025 et 2035, la france veut augmenter son marché du Nd de 13,10 %, pour atteindre 37,2 million de dollars pour produire des aimants, énergies propres, et des véhicules. Dans un scénario d’une augmentation de 1,5 °C d’ici 2050, la demande en Nd serait de 57 000 t par an en opposition à une production de 21 000 t par an. Dans un scénario d’une augmentation de 2°C d’ici 2050, la demande en Nd serait de 38 300 t par an par rapport à une production de 21 000 t par an (1). En 2050, la ressource en Nd atteindrait 60 M tonnes, mais en réalité la réserve disponible est de 20 M tonnes.(1) Le développement des véhicules électriques entraîne une demande de plus en plus importante en Néodyme et en aimants permanents au niveau mondial. De plus, de manière générale, la volonté de vouloir produire des technologies dites “propres” augmente la demande en Nd. (2)
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 où la demande en néodyme continue d’augmenter, des études de l’AIE (Agence internationale de l’énergie) ont montré que, d’ici 2050, la production ne pourra pas suivre la demande mondiale en Nd. La demande constante en nouvelles technologies propres et à faible empreinte carbone nécessite des quantités de terres rares de plus en plus importantes. De plus, pour que la production puisse suivre la demande en Nd, il serait nécessaire d’améliorer les technologies d’extraction ainsi que de réduire le temps d’ouverture des mines. Actuellement, il faut entre 10 et 15 ans avant qu’une nouvelle mine de néodyme ne voie le jour. Les capacités minières doivent donc être renforcées si la production veut répondre à la demande (1).
L’augmentation de la demande en Nd est principalement liée au développement de nouvelles technologies, notamment celles reposant sur les aimants permanents, qui représentent la majeure partie du marché du néodyme. Les réserves connues en 2014 étaient estimées entre 9,3 Mt et 13,5 Mt, ce qui permettrait une production de Nd pendant environ 400 ans si le rythme d’exploitation de 2014 était maintenu. Cependant, depuis 2014, la production de Nd augmente de 6 % par an, réduisant cette durée de disponibilité à environ 50 ans (2).
Des modélisations du marché du Nd entre 2023 et 2032 montrent une évolution de sa valeur de 5,52 milliards USD à 8,77 milliards USD, avec une domination du marché par la région Asie-Pacifique à hauteur de 85 %. D’après les estimations, en 2032, les États-Unis verront leur part de marché augmenter à 571 millions USD, soit 6,5 % des 8,77 milliards USD. Cette croissance restera principalement portée par la demande en aimants à base de terres rares pour l’industrie automobile, notamment pour la fabrication de véhicules électriques, afin de répondre aux enjeux de la transition écologique (3).
Néanmoins, le marché du néodyme se caractérise par une forte attractivité pour les grandes puissances mondiales, générant des tensions géopolitiques et des inégalités autour des réserves de Nd. La demande et l’exploitation du néodyme sont fortement concentrées dans les régions riches et développées, laissant de côté d’autres zones du globe plus pauvres (1).
Enfin, la production de néodyme implique une consommation importante d’énergies fossiles, notamment pour l’extraction des roches riches en terres rares par les engins miniers, rendant la filière du Nd fortement dépendante des énergies fossiles (1).
Synthèse pour le scénario étudié
La réalisation de cette partie s’est appuyée sur l’analyse de deux scénarios. Le SSP4 propose un scénario marqué par de fortes inégalités, avec pour objectif principal la croissance économique et le développement du capital humain.
Dans le SSP4 malgré une volonté de développer des solutions d’approvisionnement en énergie décarbonée, la demande en néodyme demeure élevée et sous tension, en l’absence de nouvelles technologies d’extraction.
Le SSP5 envisage un futur dans lequel les énergies fossiles sont largement exploitées, tandis que les impacts environnementaux sont compensés par une gestion technologique et institutionnelle jugée efficace. Dans ce scénario, la demande en néodyme est plus faible ; néanmoins, l’extraction de ce métal reste limitée par la disponibilité des énergies fossiles. En poursuivant sur cette trajectoire, l’augmentation des émissions de carbone serait accentuée, avec des conséquences négatives sur la santé humaine et l’environnement.
60 Nd - Néodyme - UBO - 2026-2027 - 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’’ …).
Explications sur ce choix de scenario
SSP1 : Sustainability / Développement durable
Le rapport du GIEC AR6 paru en 2021 propose un ensemble de 5 scénarios socio-économiques (SSP–Shared Socioeconomic Pathways) qui correspondent à des évolutions possibles vers différents modèles de société.
le ssp 1 correspond à un mode de fonctionnement plus durable dans lequel les objectifs majeurs sont de respecter les limites planétaires et de réduire les inégalités au détriment de la croissance économique.
Le néodyme apparaît comme un métal stratégique dans les scénarios de forte croissance des véhicules électriques. Ainsi dans le scénario SSP1, sa demande diminue légèrement (diminution de la production de 2-3 kt/an) mais reste très importante (production de 100 kt/an). Heureusement, cette forte demande est contrebalancée par l’arrêt d’utilisation d'aimant Nd-fer-bore dans les éoliennes. Globalement ce scénario ssp1 s’adapte au scénario technologies vertes de l’ADEME.
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
Entre 2025 et 2035, la france veut augmenter son marché du Nd de 13,10 %, pour atteindre 37,2 million de dollars pour produire des aimants, énergies propres, et des véhicules. Dans un scénario d’une augmentation de 1,5 °C d’ici 2050, la demande en Nd serait de 57 000 t par an en opposition à une production de 21 000 t par an. Dans un scénario d’une augmentation de 2°C d’ici 2050, la demande en Nd serait de 38 300 t par an par rapport à une production de 21 000 t par an (1). En 2050, la ressource en Nd atteindrait 60 M tonnes, mais en réalité la réserve disponible est de 20 M tonnes.(1) Le développement des véhicules électriques entraîne une demande de plus en plus importante en Néodyme et en aimants permanents au niveau mondial. De plus, de manière générale, la volonté de vouloir produire des technologies dites “propres” augmente la demande en Nd. (2)
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 où la demande en néodyme continue d’augmenter, des études de l’AIE (Agence internationale de l’énergie) ont montré que, d’ici 2050, la production ne pourra pas suivre la demande mondiale en Nd. La demande constante en nouvelles technologies propres et à faible empreinte carbone nécessite des quantités de terres rares de plus en plus importantes. De plus, pour que la production puisse suivre la demande en Nd, il serait nécessaire d’améliorer les technologies d’extraction ainsi que de réduire le temps d’ouverture des mines. Actuellement, il faut entre 10 et 15 ans avant qu’une nouvelle mine de néodyme ne voie le jour. Les capacités minières doivent donc être renforcées si la production veut répondre à la demande (1).
L’augmentation de la demande en Nd est principalement liée au développement de nouvelles technologies, notamment celles reposant sur les aimants permanents, qui représentent la majeure partie du marché du néodyme. Les réserves connues en 2014 étaient estimées entre 9,3 Mt et 13,5 Mt, ce qui permettrait une production de Nd pendant environ 400 ans si le rythme d’exploitation de 2014 était maintenu. Cependant, depuis 2014, la production de Nd augmente de 6 % par an, réduisant cette durée de disponibilité à environ 50 ans (2).
Des modélisations du marché du Nd entre 2023 et 2032 montrent une évolution de sa valeur de 5,52 milliards USD à 8,77 milliards USD, avec une domination du marché par la région Asie-Pacifique à hauteur de 85 %. D’après les estimations, en 2032, les États-Unis verront leur part de marché augmenter à 571 millions USD, soit 6,5 % des 8,77 milliards USD. Cette croissance restera principalement portée par la demande en aimants à base de terres rares pour l’industrie automobile, notamment pour la fabrication de véhicules électriques, afin de répondre aux enjeux de la transition écologique (3).
Enfin, la production de néodyme implique une consommation importante d’énergies fossiles, notamment pour l’extraction des roches riches en terres rares par les engins miniers, rendant la filière du Nd fortement dépendante des énergies fossiles (1).
Synthèse pour le scénario étudié
Le SSP1 décrit un avenir plus durable, mettant en avant le respect des limites planétaires ainsi qu’une réduction des inégalités, au détriment de la croissance économique. Dans ce cas, malgré une volonté de développer des solutions d’approvisionnement en énergie décarbonée, la demande en néodyme demeure élevée et sous tension, en l’absence de nouvelles technologies d’extraction.Ainsi, une pression sur la ressource est très importante.
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, ... )
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
(500- 1000 caractères environ)
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
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 ?
Le néodyme est principalement présent dans la monazite et la bastnaésite. Ces minéraux renferment d'autres éléments tels que : cérium, lanthane, praséodyme, du phosphate, du thorium ou bien encore de l’uranium. La bastnaesite est aujourd’hui l’un des minerais de terres rares les plus exploités, car elle est moins radioactive et plus facile à traiter que la monazite. Par exemple, la mine de Mountain Pass est le plus grand gisement de bastnaésite et a permis d’extraire à la fois du cérium, du lanthane, du néodyme…
Lors de l’extraction et des étapes de traitements chimiques les terres rares sont traitées tous ensemble puis séparées à la fin. Les autres terres rares présentes dans les minéraux ne sont donc pas des déchets mais leur séparation entraîne une augmentation des déchets. En effet, cela augmente l’utilisation d’eau et les risques de pollution. Par exemple, lors de l’extraction et du traitement du thorium présent dans la monazite des déchets radioactifs sont produits et stockés. De nombreux éléments chimiques, au-delà des terres rares, sont essentiels aux usages technologiques majeurs de nos sociétés. Le lithium, le cobalt et le nickel sont indispensables aux batteries, tandis que le cuivre et l’aluminium jouent un rôle clé dans les réseaux électriques et les transports. Le silicium, le gallium et l’indium sont centraux pour l’électronique et le photovoltaïque, alors que les métaux du groupe du platine sont cruciaux pour la catalyse. L’accès durable à ces éléments conditionne directement la transition énergétique et le développement technologique.
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
D’autres éléments sont associés à l’extraction du Néodyme. Les minerais les plus utilisés pour l’extraction des terres rares (monazite et bastnaésite) contiennent du néodyme mais aussi d’autres terres rares tels que Cerium. Ainsi, plusieurs terres rares sont extraites par lixivations du minerai puis séparées par extraction liquide-liquide. C’est le cas de la mine de Mountain Pass, une des plus grandes et anciennes mines de terres rares. Aussi, associé à ces minerais des éléments radioactifs sont présents tel que le Thorium, contaminant le sol et les eaux utilisées. Les ressources utilisées pour ces extractions sont donc importantes en termes d’eau et de roches qui sont en plus de cela radioactives. D'autres énergies sont nécessaires au traitement de l’eau et au stockage des roches radioactives. Dans la mine de Bayan obo (plus grande mine du monde à l’heure actuelle) l’activité radioactive est deux fois supérieure à celle de Tchernobyl en 2019.
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 néodyme est un élément chimique encore très peu connu du grand public. Contrairement à d’autres métaux comme l’or, le fer ou même l’uranium, il ne fait presque pas partie de l’imaginaire collectif. Bien qu’il soit aujourd’hui indispensable à de nombreuses technologies modernes, notamment à travers les aimants puissants utilisés dans les objets du quotidien, son nom et son existence restent largement invisibles dans la culture populaire.
Cependant, on peut relever une rare représentation symbolique du néodyme à travers le personnage du super-vilain Neodymium, membre du groupe Elements of Doom dans l’univers Marvel. Cette personnification transforme l’élément chimique en une figure puissante et dangereuse, associée à la force et à la domination. Cette représentation montre que le néodyme peut ponctuellement être intégré à l’imaginaire collectif, principalement sous l’angle de la puissance en lien indirect avec ses propriétés physiques réelles.
Neodymium [Marvel, Première apparition: Avengers(Vol. 3) n°56 (Juillet 2002)]
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
Nom, symbole : Platine, Pt
Numéro atomique : 78
Groupe : métaux de transition (10)
Période : 6
Configuration électronique : [Xe]4f14 5d9 6s1
Masse atomique : 195,1g/mol
Isotopes stables : 192Pt,194Pt,195Pt,196Pt,198Pt
Radiaux isotopes : 190Pt (très minoritaire)
Etymologie du nom de l’élément : « Platine » provient de l’espagnol « platina » qui signifie « petit argent ». Platina vient lui-même de l'espagnol “Plata” qui signifie argent. Pt est un diminutif de platine.
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].
Quantité sur Terre et modèles
Quelle est l’abondance de l’élément dans la croûte terrestre ?
Afin d’estimer la quantité d’un élément dans un référentiel, la notion d’abondance permet de donner un ordre de grandeur. En effet, dans la croûte terrestre, l’abondance du platine est extrêmement faible, de l’ordre de 0,0005% (~0,00005 ppm), soit environ 5 µg de platine par kilogramme de roche dans la croûte terrestre.[WEB-ELE-2023].
Existe-t-il des différences entre croûte continentale et océanique ?
Sur Terre, la croûte continentale (45% de la surface terrestre) est différenciée de la croûte océanique (55% de la surface terrestre). La croûte continentale est composée de roches granitiques, tandis que la croûte océanique est principalement constituée de basaltes. Comme son nom l’indique, la croûte continentale forme essentiellement les continents. Elle a une épaisseur comprise entre 15 et 80 km en fonction de sa localisation, et une densité de 2,7 à 2,8 g/cm3. Quant à la croûte océanique, elle forme essentiellement le fond des océans. Celle-ci est bien plus fine (5 à 7 km), mais aussi plus dense, de l’ordre de 3 g/cm3.[WEBUSG2021]
L’élément est-il concentré dans certains types de roches ou contextes géologiques ?
Le platine se trouve à l'état natif dans les gisements dits primaires, avec ses principaux minerais et/ou les roches magmatiques ultrabasiques tels que les dunites, le platine natif est le plus souvent allié avec d'autres métaux (Ir, Pd, Au, Fe, Cu, Ni...). Comme il est quasi-inaltérable et dense, ce platine se retrouve sur les gisements secondaires, en l'occurrence des placers souvent très proches de ces premières zones primaires.
Notons qu'aujourd'hui le minerai à base de sperrylite (arséniure de platine, PtAs2) est la source principale du métal. L'alliage platine/iridium naturel qu'est le platiniridium se trouve aussi dans le coopérite minéral (sulfure de platine, PtS) [WEB-IND-2025].
Quels sont les principaux réservoirs terrestres qui en contiennent ?
Le platine, souvent accompagné de faibles quantités d'autres métaux de la famille du platine, peut être trouvé dans certaines alluvions ; en Afrique du Sud en Colombie, en Ontario, dans l'Oural et dans certains états de l'ouest des États-Unis d'Amérique. En Europe, il est extrait dans le grand nord de la Russie, dans les gisements de cuivre et nickel de la péninsule de Taïmyr, dans le massif de Konder.
Le platine, outre son occurrence à l'état natif souvent très localisée, est présent comme sous-produit intéressant à récupérer dans les minerais de nickel ou de cuivre. Le platine est en effet le plus souvent produit commercialement comme sous-produit du traitement du minerai de nickel, qui en contient parfois deux grammes par tonne[WEB-IND-2025].
Quelles incertitudes entourent ces chiffres ? Est ce qu’il y a des différences entre certaines sources ? Est-ce que certains pays cachent le platine qu’ils ont pour des raisons politiques ?
D’après ce qui a été dit précédemment, le platine est présent dans la croûte terrestre à 0,0005%. Ce chiffre est corroboré par deux sources différentes : [ART- ZIE-2017] et [WEB-LES-2023]. Bien que ces deux sources soient d’accord sur ce chiffre, il est surprenant de ne pas trouver d’autres sources permettant de confirmer ce chiffre.
Quelles institutions produisent les données que vous utilisez ?
BRGM : Bureau de recherches géologiques et minières
Wikipedia : Encyclopédie participative
D’où vient cet élément ?
Le platine étant un élément lourd (plus lourd que le fer), il ne se forme pas dans les étoiles ordinaires telles que le soleil. Il est formé principalement à partir de deux phénomènes : la capture lente ou rapide de neutrons.
Capture de neutrons rapides (95%) : des noyaux atomiques légers capturent très rapidement des neutrons, formant des éléments lourds comme le platine, l’or ou l’uranium. Ces captures ont lieu dans les fusions d’étoiles à neutron ou dans les supernovas à effondrement de cœur (explosion d’étoiles massives).
Capture de neutrons lente (5%) : des noyaux capturent lentement des neutrons sur des échelles de temps longues, formant des éléments lourds, mais ce processus est moins efficace pour le platine que le processus rapide. Ce processus a lieu dans les étoiles géantes rouges en fin de vie.[WEB-UTI-2022]
Comment est-il apparu dans l’univers ?
Les éléments lourds, comme la platine, ne peuvent pas provenir de la fusion nucléaire des étoiles ordinaires. Au-delà de l’élément fer, l’énergie n’est plus favorable et il est nécessaire d’avoir un mécanisme complémentaire. D’après le tableau périodique de l’origine cosmique éléments, le platine serait issu en grande partie de la fusion d’étoiles à neutrons, mais également de la mort d’étoiles à faible masse. Dans ce deuxième cas, la synthèse du platine se fait via le processus RNCP (Rapid neutron capture process). C’est un mécanisme selon lequel les noyaux atomiques capturent très rapidement des neutrons dans un environnement ultra énergétique. Il s’agit donc d’une fusion nucléaire d’étoiles très denses qui entrent en collision et éjectent de la matière dans l’univers. Cette accumulation de neutrons permet la formation de noyaux beaucoup plus lourds comme celui du platine. Cet élément a donc été formé bien avant la naissance du soleil sous la forme de gaz ou de poussières dans l’espace servant à la création du système solaire.[WEB-OSU-2018], [WEB-CNRS-2024], [WEB-NAOJ-2014].
Quand et comment s’est-il concentré sur Terre ?
Le platine a premièrement été découvert par les civilisations précolombiennes en Amérique du Sud, mais il a été officiellement identifié en Europe en 1557 par le scientifique Julius Scaliger [WEB-IPA-2025]. Plus de 70 % du platine provient d'Afrique du Sud et du Zimbabwe, 12 % est produit en Russie et les 15 % restants proviennent d'autres pays, comme le Canada et les États-Unis [RAP-JOH-2024].
Quels processus géologiques lui ont donné sa distribution actuelle ?
Une fois dans le manteau (il y a environ 4,3 milliards d’années lors du Late Veneer), le platine s’est concentré dans certains magmas riches tel que le fer, car le platine est, on le rappelle un élément sidérophile (“qui aime le fer” en grec) donc en est attiré chimiquement. Il s’est aussi accumulé dans des intrusions magmatiques profondes et a été localement enrichi par cristallographie fractionnée, la séparation progressive entre cristaux solides et liquides restants. Le complexe de Bushveld est une formation géologique en Afrique du Sud qui concentre la majorité des réserves mondiales. Il s’est formé par intrusion de magma dans la croûte terrestre pendant l’ère Paléoprotérozoïque. Ce refroidissement lent a généré une stratification marquée de roches ultrabasiques et basiques, créant des couches riches en minéraux [WEB-THO-2023] et [WEB-REN-2006].
Âge de l’élément :
Quand est-il apparu dans l’histoire cosmique ?
Le platine est apparu dans l’histoire cosmique il y a 13 à 13,5 milliards d’années.
Comment l’élément s’est-il retrouvé sur Terre ?
Le platine est apparu dans l’univers avant la formation de la Terre. Ainsi, le noyau de la Terre est riche en platine. En effet, il y a 4,5 milliards d’années, lorsque la Terre était en fusion, le fer est descendu vers le centre de la Terre. Le platine étant un élément sidérophile, c’est-à-dire qui est attiré par le fer, il s’est aussi logé dans le noyau. Cependant, une équipe de chercheur de l’IPGP a découvert que le manteau terrestre de la Terre en contenait aussi, signifiant alors qu’il s’est retrouvé sur Terre après la formation de son noyau. La présence du platine dans le manteau terrestre peut s’expliquer par le bombardement de météorites sur la surface de la Terre après sa formation dans l’univers [WEB-IPG-2020].
Temps géologiques :
Comment cet élément est-il devenu accessible ?
Les rares propriétés du platine ont rendu l’exploitation de cet élément difficile au XVIIème siècle. En 1784 à Berlin, le platine a premièrement été utilisé pour fabriquer des instruments au laboratoire. Progressivement, d’autre usages industriels à partir du platine ont été découvert (bijoux, couverts etc.).
Le platine est devenu accessible au XVIII et XIX siècles grâce aux progrès de la chimie. En effet, au début du XIXᵉ siècle, de nouvelles techniques de raffinage ont permis d’augmenter la disponibilité du platine pour de nombreuses industries en plein développement. Avec cette plus grande disponibilité, le platine a commencé à être utilisé dans la fabrication de pièces d’armes, dans des batteries et des piles à combustible sophistiquées, dans la production de produits chimiques caustiques (la première chaudière à acide sulfurique en platine pesait plus de 400 onces) ainsi que dans la purification de l’hydrogène.
Cependant, l’utilisation du platine reste limitée puisque la Colombie était le seul producteur mondial, et en 1820 elle arrête d’exporter après son indépendance de l’Espagne. La situation a changé en 1822 avec la découverte de gisements de platine dans les montagnes de l’Oural en Russie. Le gouvernement russe a même frappé des roubles en platine, contribuant à faire reconnaître ce métal comme une réserve de valeur comparable à l’or [WEB-GOO-2024].
L’élément a-t-il joué un rôle dans l’apparition de la vie ?
Le platine n’a pas eu d’impact sur la création de la vie car étant très peu réactif, il possède une forte résistance à la corrosion et à l’oxydation, il ne réagit donc pas avec le dioxygène, l’eau ou la plupart des acides. Le platine est majoritairement concentré dans le noyau terrestre ce qui explique sa faible abondance sur la croûte terrestre. En effet, lors de la création du noyau, la Terre était majoritairement fondue. Il faut savoir que le platine est un élément sidérophile (aime le fer) donc lors de la séparation du noyau avec le manteau, le fer est descendu vers le centre emportant avec lui le platine dissout. Après la formation du noyau, la Terre a subi un massif bombardement de météorites contenant du fer, du nickel et du platine. Ainsi une partie du platine actuellement présent dans à croûte terrestre provient de ces astéroïdes. Avec le temps l’érosion libère le platine des roches. Il est possible de remarquer que le platine est concentré sur certaines régions du monde. Cette concentration peut s’expliquer par le fait que le platine peut s’accumuler dans des dépôts alluvionnaires, composés de sédiments tels que le sable, le gravier ou l’argile, déposés dans des vallées par des cours d’eau [WEB-IPG-2016].
[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.
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 ...
Comme le rappelle le ministère chargé de l'environnement dans sa note d'avril 2017 sur l'économie circulaire, de nombreuses incertitudes perdurent car notre représentation de la finitude des ressources minérales demeure limitée, d’autant que la connaissance du sous-sol reste circonscrite à la tranche de 0 à 100 mètres, alors que l’on sait exploiter jusqu'à 3000 mètres sous terre. À ces profondeurs, les températures des sous-sols peuvent atteindre 50-60°C, ce qui complique l’exploration et l’extraction.
[RAP-CES-2019]
Où sont localisés les gisements majeurs ?
Les gisements majeurs sont situés essentiellement en Afrique du Sud, et plus particulièrement au Bushveld Igneous Complex (BIC). D’autres complexes majeurs sont situés aux Etats-Unis à Stillwater, au Canada à Sudbury, en ex-URSS dans le district de Norils’k ainsi qu’en Australie à Kambalda. Ces gisements se sont formés dans des magmas à environ 1 200 °C, favorisant la concentration des métaux du groupe du platine.
[RAP-GUI-1987]
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.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve ...
Qui produit les estimations de réserves pour cet élément ?
Il s’agit de l’organisme du BRGM, le Bureau de Recherche Géologique et Minier, qui publie les estimations de réserves pour le platine. Il s’occupe aussi du panorama de l’offre et de la demande mondiales des métaux, et donc du platine. Des informations sur la production, les usages et la criticité sont aussi publiés. Les procédés industriels nécessitent souvent des températures très élevées, le platine ayant un point de fusion de 1 768 °C, ce qui influence la manière dont il est traité et raffiné.
[RAP-BOR-2025].Ces chiffres sont donnés par l’USGS, the United States Geological Survey, une agence gouvernementale américaine.
Quels sont les acteurs (industriels, géopolitiques, institutionnels, associatifs) derrière ces chiffres ?
[WEB-BRG-2014] : Consommation de platine: industries automobiles, pétrolières, pétrochimiques et chimiques, électroniques, aéronautiques, spatiales etc. Les catalyseurs automobiles et industriels fonctionnent souvent à plusieurs centaines de degrés Celsius, tirant parti des propriétés chimiques et thermiques du platine.
Entreprises leaders du marché du platine: Nornickel (Russie), Northam Platinum Limited (Afrique du Sud), Sibanye-Stillwater (Afrique du Sud), Anglo American Platinum Limited (plus important producteur de platine au monde, cotée en bourse à Johannesburg et à Londres), Impala Platinum (Afrique du Sud).
[WEB-MOR-2024].
Quelles populations vivent là ?
Les populations vivant autour de ces réserves minières sont principalement des populations rurales, sauf à la réserve de Rustenburg, qui concentre une véritable ville minière composée de différents townships. Cette réserve du Rustenburg est au coeur du Bushveld Igneous
Complex, et la ville est constituée d’une minorité blanche ainsi que d’une majorité Sud’africaine noire.
Quels milieux sont affectés (bassins versants, forêts, glaciers) ?
Les réserves minières sont estimées à plus de 81 000T en 2024 dans le monde. L’essentiel des ressources se concentrent en Afrique du Sud (64 000T) et en Russie (16 000T); ; le reste des réserves étant situées au Zimbabwe, aux États-Unis et au Canada. Les procédés d’extraction et de raffinage nécessitent souvent des températures supérieures à 1000°C, ce qui entraîne une consommation énergétique importante et des impacts sur les milieux environnants.
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 finis
La production en platine en 2017 était de 189,9T.
Les sources principales de platine se trouvent en Afrique du Sud et au Zimbabwe avec 70% de la production mondiale où les MGP (les métaux du groupe du Platine) les plus importantes sont concentrés.
Des quantités moins importantes sont également produites en Russie à hauteur de 12% et les 15% restants sont produits par des pays comme le Canada et les États-Unis de la production mondiale.
Les réserves de platine à l’état natif en Colombie, en Alaska, en Éthiopie et aux Philippines dans les roches magmatiques ultrabasiques. Il se trouve également dans les sables et graviers alluviaux provenant dans la dégradation des roches ultrabasiques.
Le Platinium est rarement à l’état pur dans la nature, il est souvent trouvé sous forme d’alliage métallique avec le nickel, le chrome ou encore le fer.
I. Exploitation minière
On distingue l’extraction primaire de l’extraction secondaire. Tout d’abord, l’extraction primaire implique l’extraction du minerai de platine de la Terre. Par ailleurs, l’extraction secondaire consiste à extraire le platine de divers sous-produits industriels, y compris les convertisseurs catalytiques automobiles, les déchets électroniques et les résidus industriels.
Pour extraire ce minerai, les mineurs placent des explosifs dans des trous forés dans la roche et la font dynamiter en fragments. Les roches concassées sont ensuite collectées et transportées à la surface où elles sont traitées. [WEB-SCI-2026] ; [WEB-SCI-2026]
II. Traitement du minerai
Les procédés de séparation du Platine sont assez complexes et délicats avec des enjeux importants pour la nature et la santé.
On distingue 2 étapes pour le traitement du minerai:
1. Broyage: le minerai extrait est d’abord écrasé en morceaux plus petits, puis enfoncé en une fine poudre pour libérer le platine;
2. Concentration: le concentré de platine est séparé de la majeure partie du minerai en utilisant diverses méthodes comme la concentration de gravité, le flotté mousse, la séparation magnétique et le rôtissage.
III. Raffinage
Le raffinage du minerai est coûteux et laborieux. Le traitement d’un lot de minerai peut prendre de huit semaines à six mois, et il faut jusqu’à 12 tonnes de minerai pour produire 31,10 grammes de platine. Une fois le minerai concassé transporté à la surface de la mine, il est broyé par des machines en petits morceaux et mélangés pour se lier au platine et autres métaux.
Le métal obtenu à la suite de l’extraction n’est cependant pas pur et nécessite un traitement supplémentaire comme l’affinage électrolytique. Dans ce cas, la solution de platine est électrolysée, provoquant le dépôt du platine sur une électrode, permettant d’obtenir un platine de haute pureté.
Le processus de raffinage du platine comprend l’évaluation des produits chimiques, la fusion, la lixiviation chimique et la séparation.
L’hydrométallurgie est la technique principale utilisée pour séparer les métaux. Elle consiste à mettre en solution les minerais afin de les purifier, elle se déroule généralement en quatre étapes:
-La dissolution du minerai
-La précipitation sélective: un agent chimique est ajouté en solution afin de faire précipiter le métal
-L’extraction du solvant
-La réduction
Enfin, le fire raffining permet de supprimer les impuretés restantes en faisant fondre le platine et en utilisant des flux pour éliminer les métaux indésirables. [WEB-DIS-2023]
L’un des autres processus pour le raffiner est d’utiliser de l’aqua regia («eau régale» ou «eau royale.», un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique), qui va dissoudre le palladium, l’or et le platine, mais pas l’osmium, l’iridium, le ruthenium et le rhodium (d’autres MGP). Le platine est ensuite précipité à l’aide de chlorure d’aluminium.
Dans le procédé appelé séparation par flottation, des bulles d’air sont insufflées dans le mélange et transportent les particules de platine. La mousse riche en platine est ensuite écumée et séchée pour obtenir une poudre concentrée. Une tonne de poudre sèche peut contenir entre 85 et 850 grammes de métaux du groupe de platine.
La poudre séchée est ensuite chauffée à des températures extrêmement élevées pour éliminer les impuretés. De l’air est insufflé à la fin pour éliminer le fer et le soufre indésirables. À ce stade, il y a environ 1,4 kg de platine par tonne. [RAP-MAT-2017] ; [RAP-MAT-2017]
Le platine est produit principalement par des compagnies minières d’Afrique du Sud (73 % du platine mondial) et de Russie (14%). Les acteurs majeurs sont des entreprises telles que Sibayne Stillwater. Implats, Johnson Matthey, Nornickel, Anglo American.
[WEB-BRG-2014]
Quels flux d’eau, d’énergie et de déchets sont mobilisés ?
Extraction du platine: génère beaucoup de déchets miniers, pollution atmosphérique et hydrique
Les étapes d’extraction, de broyage et de raffinage sont très énergivores. Par exemple l’étape de pyrométallurgie nécessite de monter à des températures très élevées, mais sont aussi responsable de pollution atmosphérique : rejet d'importantes quantités de dioxyde de soufre (SO2), responsable des pluies acides.
Certains matériaux sont dits réfractaires comme le platine, c’est à dire qu’ils nécessitent un traitement chimique et thermique pour pouvoir être traiter et utiliser. Le platine doit être chauffer a des températures supérieures à 700°C et transformer en chlorures solubles à l'aide de NaCl en atmosphère de chlore.[RAP-BLA-2003]
Quelles technologies alternatives existent ?
Les pots catalytiques usés sont une source secondaire importante de platine. En effet ces catalyseurs contiennent des métaux du groupe du platine (PGM), les pots catalytiques sont démontés, cassés puis broyés, on utilise ensuite les 2 méthodes utilisés classiquement la Pyrométallurgie et l’Hydrométallurgie. [ART-KOL-2023]
Une autre façon dériver d’extraire du platine est par extraction par résines on utilise des résines échangeuses d’ions pour fixer et séparer sélectivement les métaux. Pour le platine on utilise des résines anioniques. [RAP-HUG-2003]
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
Les usages d’un élément dépendent des choix techniques, économiques et culturels des sociétés. Il est utile de distinguer usages structurants (ex. réseaux électriques), usages vitaux (ex. dispositifs médicaux), usages superflus ou de confort (ex. objets électroniques jetables). Cette classification permet d’interroger la soutenabilité des flux. Voici des camemberts montrant leur utilisation [ART-MAS-2023] :
Les usages principaux du platine sont la catalyse automobile, la joaillerie et l’industrie chimique. En catalyse automobile, le platine permet de dépolluer les fumées des véhicules thermiques dans le pot catalytique. Pour les véhicules électriques, les piles à combustible requièrent du platine. Le platine trouve aussi des applications en joaillerie. Dans l’industrie chimique, le platine permet de catalyser les réactions [RAP-WPI-2025], possède une forte résistance à l’oxydation [WEB-IPA-2024] et fait des réactions d’hydrogénation [WEB-SCF-2026]. Le platine est aussi utilisé comme agents de chimiothérapie pour le traitement de plusieurs types de cancer. Par exemple, la chimiothérapie à base de platine améliore la survie dans le cancer du sein triple négatif précoce mais augmente la toxicité hématologique. Le platine est retrouvé dans plusieurs dispositifs médicaux en raison de sa compatibilité biologique.
Le platine est principalement utilisé en Amérique du Nord dans l’industrie chimique, en Europe dans le secteur de l’automobile et en Chine dans la joaillerie.
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
Fins de vie
Depuis 1980, le taux de recyclage du platine est en augmentation. En 2011, un rapport indiquait que 60% à 70% du platine en fin de vie était recyclé. [RAP-BRM-2015]
Réutilisation : après récupération et recyclage du platine il est réintroduit dans : les pots catalytiques, l’électronique, catalyseurs industriels, placages de bijoux ou dans le domaine de la santé. Le platine est réinjecté dans le même domaine de l’industrie dont il est issu [WEB-DON-2025], [ART-ZHA-2025]
Recyclage : deux types de recyclage : le recyclage physique (ou pyrométalurgique), le platine brut est broyé puis brûlé. Le point de fusion du platine étant plus élevé que les impuretés, les impuretés fusent et le platine pur est extrait. Le recyclage chimique (ou hydro métallurgique) : un mélange d’acide chlorhydrique et nitrique est ajouté afin de dissoudre le platine. Le problème étant que le recyclage chimique utilise beaucoup d’acide et, de plus, le platine et l’iridium (sel issu de l’ammoniac) se lient et sont difficilement dissociables par la suite. Ensuite, le sel de platine étant très toxique pour l’organisme, ce mode de recyclage présente un danger pour les êtres vivants. Il existe des études qui analysent différents protocoles pour éviter la création de ces sels [WEB-DON-2025], [ART-ZHA-2025].
Impact du recyclage sur l’environnement : Le recyclage chimique révèle avoir un potentiel impact sur le réchauffement climatique avec une production de 88kg de CO2 par kg de Platine recyclée. À noter que le recyclage chimique produit moins de CO2 que le recyclage physique qui lui produit 639kg de CO2 par kg de Platine recyclée. Les études ont aussi montré que le recyclage chimique peut, d’ici 2030-2040, réduire de 24 à 36 % le réchauffement climatique global sous réserve de la croissance du marché de la pile à combustible à membrane échangeuse de protons. Néanmoins, l’analyse du cycle de vie de la pile à combustible à membrane échangeuse de protons indique que le platine est l’élément qui est le plus contributeur du réchauffement climatique global. Les données de 2022 montrent que pour une production de 1g de platine primaire (issu des minerais), 33,3 kg CO2 est produit contre 0,639 kg CO2 pour le platine secondaire (recyclé). Bien que cette valeur ne comprenne pas le transport vers l’usine de recyclage, elle reste nettement inférieure [ART-LAR-2025]
Impact de la dissipation dans la nature : La dissipation dans l’environnement par le biais des pots catalytiques d’échappement des véhicules qui utilisent de l’essence avec plomb existe mais à cette heure rien à signaler sur l’écotoxicité du Platine. En revanche, le Platinum s’accumule dans les racines des plantes, ce qui ne semble pas être un problème en soi mais des organismes sont capables de transformer ce Platinum en substances dangereuses [WEB-LEN-2025].
Exportation des déchets : aucune information trouvée à ce jour
Conditions de travail du recyclage : Des informations révèlent que l’exposition respiratoire au-delà d’un certain seuil représente un danger pour l’humain. Il est noté que la législation relative à la valeur de ce seuil reste inchangée dans de nombreux pays et que trop peu de pays ont classé le platine comme sensibilisant respiratoire. Une autre étude effectuée sur 139 travailleurs du recyclage de 13 entreprises suédoises indique que les risques liés aux poussières de métaux sont incompris, que les équipements de sécurité pour la respiration sont mal ou pas portés et le contrôle de l'air était insuffisant : 14 % ont dépassé la limite d'exposition. Cette étude souligne la nécessité d'une surveillance continue des métaux connus et émergents. Ces études montrent néanmoins que le problème est pris au sérieux et que les choses viendraient à changer car conscientisés par la communauté scientifique [ART-LIN-2017]
Usages et services principaux
Fin de vie : où va l’élément lorsqu’il sort de nos usages ? en cours
Quels sont les taux de réutilisation, recyclage, dissipation ? Où se situent les filières informelles ou à haut risque sanitaire ? Y a-t-il des pertes irréversibles dans les sols, l’eau, l’air ? Qui prend en charge le travail de dépollution ou de maintenance (souvent invisibilisé) ?
En 2024, le recyclage représentait 26% de l’offre mondiale totale en platine. Le reste provient de l’exploitation minière.
image recyclage_de_platine_en_2024.png (90.4kB)
Le taux de dissipation du platine correspond à la part du métal perdue définitivement notamment due à l’usure des pots catalytiques sur la route et des déchets non collectés. Le processus industriel est très performant et plus de 95% du platine est récupéré une fois dans une usine spécialisée. Pour autant, le véritable taux de dissipation se situe au niveau de la collecte car pour les pots catalytiques, environ 40% du gisement mondial n’atteint jamais les centres de recyclages et sont souvent perdus dans la nature ou stockés dans de vieux véhicules.
Les principales entreprises leaders du recyclage du platine sont Umicore en Belgique, Johnson Matthey au Royaume-Uni, Heraeus et BASF en Allemagne.
Le traitement du platine a pour conséquence la pollution de l’environnement ;
• L’air : le brûlage de déchets électroniques ou de composants automobiles libère des polluants toxiques dans l’air qui dégrade sa qualité et pose de sérieux risques respiratoires pour la population.
• Les sols : il existe une contamination en métaux dans les sols et sédiments à proximité des zones minières et des sites de dépôts industriels.
• L’eau : les polluants finissent par contaminer les eaux de surface et les nappes phréatiques qui présentent des concentrations élevées en platine associées à une toxicité assurée pour les écosystèmes.
La dépollution est prise en charge par des entreprises de recyclage certifiées qui sont responsables du traitement adapté des résidus. Il existe également des réglementations nationales et internationales(convention de Bâle) qui permettent de superviser les opérations de recyclage.
Pourtant, des filières informelles existent toujours dans le recyclage de déchets électroniques et de matériaux contenant des métaux précieux. Les sites de traitement informels existent dans des pays en développement sans infrastructures adéquates comme au Ghana, un des plus grands sites du monde. Dans ces sites, les pratiques utilisées sont le brûlage à ciel ouvert, le broyage manuel, ou encore l’acidification sans protection pour extraire les métaux et libéré donc des toxiques dangereux. Dans le secteur informel, il n’y a souvent aucune responsabilité claire, ni l’état, ni des entreprises ne supervisent ni ne financent le traitement sanitaire des sites informels.
Santé humaine. Exposition professionnelle (mine, fonderie, usine). Exposition environnementale (pollution de l’air, de l’eau, des sols). Rôles biologiques éventuels (oligo-élément essentiel, toxicité). Impacts sur enfants, femmes, personnes vulnérables, communautés spécifiques.
L'évaluation des risques liés au platine repose sur une distinction physico-chimique fondamentale : le métal pur est considéré comme biologiquement inerte mais, ses sels complexes présentent une forte toxicité.
Les sels de platine présentent tout d’abord des effets immuno-allergiques, on parle de "platinose" pour caractériser les manifestations immédiates du platine tels que : les réactions cutanées et les troubles respiratoires sévères comme l'asthme ou la constriction thoracique.
Au-delà de ces effets, les sels de platine induisent des risques plus graves notamment une génotoxicité, c’est-à-dire une altération de l'ADN, des propriétés cancérogènes, ainsi que des dommages affectant l'audition, les reins ou la moelle osseuse.
L'exposition à ces composés s'effectue principalement par voie respiratoire via l'inhalation de vapeurs ou, par la digestion.
Si la circulation routière constitue le principal vecteur d'exposition environnementale pour la population générale, le risque sanitaire majeur demeure concentré dans le milieu industriel et de l'affinage, où les travailleurs sont confrontés à des concentrations significatives. [WEB-LEN-2026];
[WEB-FMP-2026]
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 Sociaux
Quels milieux vivants sont affectés par chaque étape de production, utilisation et fins de vie ?
La production, l’utilisation et la fin de vie du platine affectent plusieurs milieux vivants. Lors de l’extraction minière, principalement en Afrique du Sud, les sols et les écosystèmes terrestres sont fortement perturbés (dégradation des habitats, pollution par les métaux lourds), ce qui impacte la faune et la flore locales [WEB-SCI-2026]. Les milieux aquatiques sont également touchés par les rejets issus du raffinage, pouvant contaminer les rivières et affecter les organismes aquatiques [WEB-SCI-2026]. Lors de l’utilisation, notamment dans les pots catalytiques, le platine peut être libéré en très faibles quantités dans l’air, influençant indirectement les milieux atmosphériques et les êtres vivants exposés [WEB-SCI-2026]. Enfin, en fin de vie, le recyclage permet de limiter ces impacts, mais une mauvaise gestion des déchets peut entraîner une dispersion dans les sols et les eaux, prolongeant les effets sur les écosystèmes [WEB-SCI-2026].
Quels processus écologiques sont modifiés ? (Eau, érosion, biodiversité, cycles géochimiques). Quels lieux deviennent des zones de prélèvement ? Quels lieux deviennent des zones d’accumulation ou de dissipation ?
Dans les régions fortement industrialisées, les risques de trouver des quantités élevées d’éléments du groupe du platine (EGP) est élevé. A noter que les EGP regroupent 6 éléments appartenant aux métaux de transition, parmi lesquels le ruthénium, le rhodium, le palladium, l’osmium, l’iridium et le platine.
En effet, ces éléments peuvent être émis dans l’environnement à cause d’industries les utilisant dans leurs procédés de fabrication ou par des produits de type pots catalytiques. Par exemple, les EGP émis par les pots catalytiques ont tendance à se déposer sur les routes avant d’être transportés vers un milieu aquatique. Le risque est que ces éléments soient déposés dans les sédiments et qu’ils soient ensuite pris en charge par les organismes vivants et qu’ils circulent ensuite le long des chaînes alimentaires.
Puis, le devenir de ces EGP va dépendre de plusieurs facteurs, dont le degré d’oxydation et des paramètres environnementaux tels que le pH et la présence et la nature des matières organiques.
Pour donner un exemple, des études ont mis en évidence que les concentrations en EGP dans les sols et les poussières prélevées à proximité des routes sont corrélées avec le trafic routier. Cela montre que ces métaux ne sont pas seulement issus de l’industrie lourde ou chimique.
Par ailleurs, les établissements médicaux sont une autre source anthropique émergente de platine dans l’environnement. On estime que 3 à 12% du platine relâché dans l’environnement proviendrait du milieu hospitalier (Kümmerer et collab., 1999).
Concernant l’accumulation, celle-ci se fait à plusieurs endroits dans l’environnement. Cela dépend de plusieurs facteurs, comme les précipitations locales, ou encore les périodes de sécheresse (Liu et collab., 2015). Par ailleurs, l’accumulation ne se fait pas seulement dans l’environnement. En effet, les organismes sont également victimes des rejets du platine. Le degré d’oxydation du platine en présence a un impact sur la bioaccumulation.
Qui vit avec les effets de cet élément ? Qui bénéficie? Qui paie le prix écologique ou sanitaire ? Quels savoirs situés (hydrologiques, agricoles, communautaires) éclairent ces impacts ?
Les travailleurs exposés aux composés du platine, notamment les sels de platine, peuvent développer des allergies respiratoires, des irritations cutanées ou des dommages aux organes. Les travailleurs des mines, des raffineries ou de l’industrie chimique sont donc particulièrement concernés par les effets de cet élément.
Les travailleurs exposés aux composés du platine, notamment les sels de platine, peuvent développer des allergies respiratoires, des irritations cutanées ou des dommages aux organes. Les travailleurs des mines, des raffineries ou de l’industrie chimique sont donc particulièrement concernés par les effets de cet élément. [WEB-SAF-2018]
En 2024, plusieurs compagnies minières de platine en Afrique du Sud ont annoncé d’importants licenciements en raison de la baisse des prix des métaux du groupe du platine et de l’augmentation des coûts de production. Anglo American Platinum prévoit de supprimer environ 3 700 emplois, tandis qu’Impala Platinum envisage le licenciement d’environ 3 900 travailleurs, soit une réduction d’environ 9 % de sa main-d’œuvre dans certaines mines comme Rustenburg, Bafokeng et Marula. Ces décisions interviennent dans un contexte où plus de 50 % des mines de platine sud-africaines seraient déficitaires. L’industrie minière reste cependant un secteur majeur pour l’emploi dans le pays, avec environ 476 000 travailleurs, dans un contexte de chômage supérieur à 30 %. [WEB-AGE-2025]
L’utilisation du platine dans les pots catalytiques automobiles peut entraîner la dispersion de petites quantités de platine dans l’environnement, notamment dans l’air et les poussières routières des zones urbaines. Cette pollution peut ensuite contaminer les sols par des nanoparticules de platine. Des études ont montré que même de très faibles concentrations de ces nanoparticules peuvent réduire l’activité biologique des sols et diminuer le nombre de bactéries. Les organismes vivant dans les sols, notamment les micro-organismes et les plantes, peuvent donc être affectés par la dispersion du platine dans l’environnement. [ART-UND-2025]; [ART-AUT-2002]
Quelles opérations techniques modifient le milieu (décapage, pompage, explosifs, solvants, consommation d’eau, énergie) ? Quelles pollutions ou transformations écologiques apparaissent? Quels conflits ou controverses émergent ? Quels types de travail (visible ou invisible) deviennent nécessaires pour maintenir l’habitabilité ?
L’extraction du platine est un processus long, coûteux et énergivore. Le platine est extrait principalement de mines souterraines ou de mines à ciel ouvert, notamment en Afrique du Sud avec la mine du Bushveld complex. La quantité de platine dans la roche extraite est petite: environ 2 à 10 grammes de platine par tonne de roche. L’exploitation des terres requièrent l’utilisation de techniques qui modifient l’environnement. Par exemple, le décapage et l’excavation sont des techniques utilisées dans les mines à ciel ouvert qui engendrent un retrait massif des sols et de la végétation. Des fosses profondes sont créées par forage et explosions. L’usage d’explosifs n’est pas anodin. En effet, cela a un impact sur la faune, les habitations et la qualité de l’air. Le pompage des eaux souterraines est nécessaire pour ne pas inonder les galeries mais cela provoque des affaissements de terrain et un assèchement des puits. Après l’extraction des roches, celles-ci sont broyées finement et mélangées avec de l’eau et des réactifs. Les particules de sulfures qui contiennent le platine s’accrochent aux bulles d’air ce qui forme une mousse concentrée en platine. Une étape de fusion est ensuite nécessaire pour séparer les déchets des métaux. Enfin, il reste l’étape la plus longue: le raffinage. Les métaux sont dissous dans des solutions chimiques afin d’être séparés entre eux (palladium, platine, cuivre, …). Toutes ces étapes de traitements des roches consomment beaucoup d’eau, de produits chimiques (xanthates, acide sulfurique) mais également d’énergie. Cette consommation a un réel impact sur la planète: forte empreinte carbone, risque de contamination des sols et des eaux ou encore risque de rupture de digue. Des transformations écologiques ont déjà été observées: dégradation du sol, pollution des eaux, des sols et de l’air ou encore diminution de la biodiversité.
L’exploitation du platine a également un impact social. En effet, les travailleurs sont exposés quotidiennement à des métaux ce qui endommage leurs voies respiratoires et provoque des maladies. Les populations proches sont également impactées: perte de terres agricoles, contamination de l’eau et de l’air, qui sont à l’origine de problèmes de santé. L’impact n’est pas uniquement sanitaire. Des conflits sont également engendrés. Des communautés sont contraintes de signer des accords les forçant à quitter leur terre destinée à l’exploitation minière. Cela peut mener à des procédures judiciaires, des manifestations ou encore des critiques d’ONG environnementales. Afin de tout de même conserver un maximum l’habitabilité, des mesures ont été mises en place: contrôle et traitement des eaux, gestion des déchets et remblaiement, des programmes de santé publique ont été mis en place pour surveiller les maladies respiratoires et intoxications et enfin, une fois l’exploitation terminée, une restauration du terrain doit être effectuée (reboisement, traitement des terres …). [WEB-WIK-2026]; [WEB-GOL-2024]; [WEB-TEC-2026] ; [WEB-TEC-2026]
Transformation et production. Où ont lieu les fonderies, raffineries, usines ? Quels risques pour l’air, l’eau, la santé des travailleurs ? Comment l’énergie nécessaire amplifie-t-elle l’empreinte climatique ? Y a-t-il des effets différés (déchets industriels, boues, émissions persistantes) ?
[WEB-LEL-2024] ; [WEB-RES-2026] ; [WEB-MIN-2026] ; [WEB-CEA-2026]
La majeure partie des productions ont lieu en Afrique du Sud (complexe de Bushveld), en Russie, au Zimbabwe, Etats-Unis, Chine et Canada comme nous pouvons le voir sur le diagramme présentant la production minière en platine en 2023.
Les risques pour l’air à la mine sont les poussières minérales qui transportent de la silice et des métaux lourds, ainsi que des particules fines et des gaz d’explosif. Ces derniers pourraient entraîner certaines maladies pour les travailleurs telles que des maladies respiratoires chroniques, des lésions oculaires et cutanées graves.
La dispersion atmosphérique est la principale source de contamination aquatique et des sols. La production de platine est extrêmement énergivore dû au broyage intensif et aux fortes températures nécessaires.
Les effets différés et impacts à long terme sont importants. Ils comprennent les déchets miniers, de la boue industrielle, et l’occupation des sols.
Usages. Partir des usages majeurs décrits en section 2.3. Quelles infrastructures essentielles reposent sur cet élément ? Quels usages “ non essentiels accroissent la pression sur les milieux ? Cet élément génère-t-il de nouvelles dépendances technologiques ? Quels risques d’inégalités d’accès ou de vulnérabilités stratégiques ?
Des infrastructures essentielles reposent sur le platine telles que les transports, l’agriculture et la production d’énergie. Par exemple, 45% du platine est utilisé pour les pots catalytiques des voitures pour limiter les émissions de gaz à effet de serre. Aussi, le platine est utilisé dans la pile à combustible à hydrogène. La santé nécessite également des infrastructures à base de platine car il s’agit d’un élément qui résiste à la corrosion et ne réagit pas avec les substances chimiques présentent dans les tissus humains. Dans l’industrie chimique, le platine est utilisé comme catalyseur pour accélérer la vitesse de la réaction. Une multitude de matière plastique ont recours au platine dans leur processus de fabrication, servant ainsi les secteurs agricoles, ménagers et industriels. Le platine est utilisé dans le processus du raffinage du pétrole. Aussi, pour fabriquer du verre, des outils devant résister à des fortes chaleurs et ne pas se corroder, sont fait à base de platine.
Comme usages “non essentiels”, nous pouvons retrouver la joaillerie dans lequel le platine est très utilisé. La joaillerie est un milieu qui accroît l’impact que l’humain a sur l’environnement. De plus, le platine est utilisé pour le revêtement des disques durs des ordinateurs, il est alors très présent dans le milieu de l’électronique.
De nouvelles dépendances technologiques sont générées car certains pays investissent sur cet élément pour développer leur filière hydrogène comme la Russie et l’Afrique du Sud. La transition écologique est donc au cœur de cette dépendance. De nombreux risques d’inégalités d’accès existent, liés à l’aspect financier. En effet, les pays producteurs de platine contrôlent l’offre et le prix du platine augmente, ce qui fait que les pays pauvres peuvent avoir du mal à suivre le marché.
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Le platine est un métal rare dont les réserves mondiales, estimées à environ 81 000 tonnes, sont très inégalement réparties. L’Afrique du Sud et la Russie concentrent l’essentiel des ressources et de la production, ce qui en fait une ressource stratégique dépendant de quelques pays. La production mondiale repose à la fois sur l’extraction minière et le recyclage, notamment issu du secteur automobile. Toutefois, les estimations restent incertaines car la connaissance du sous-sol est limitée, laissant envisager de futures découvertes.
Cette rareté s’explique par le caractère sidérophile du platine, majoritairement présent dans le noyau terrestre. En surface, il provient notamment d’apports météoritiques. Très résistant à la corrosion, il possède d’importantes propriétés catalytiques. Il est ainsi utilisé dans de nombreux domaines, notamment l’automobile, l’énergie, la chimie, la joaillerie et la médecine, où il entre dans la fabrication de traitements anticancéreux et de dispositifs médicaux.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
L’extraction et le traitement du platine génèrent d’importants impacts environnementaux. Les activités minières produisent des déchets qui polluent l’air, l’eau et les sols. Les particules émises se dispersent dans l’atmosphère avant de contaminer les milieux aquatiques et terrestres. Le recyclage permet de récupérer plus de 95 % du platine en usine, mais près de 40 % des ressources échappent à la collecte, notamment à cause des pots catalytiques non recyclés.
Les éléments du groupe du platine se diffusent dans l’environnement, notamment via le trafic routier, et peuvent s’accumuler dans les sols et les chaînes alimentaires. Le secteur médical constitue aussi une source croissante de pollution. Malgré des réglementations et des acteurs industriels structurés, des filières informelles persistent, utilisant des méthodes polluantes et dangereuses.
Par ailleurs, la production de platine est très énergivore et dépend souvent d’énergies fossiles. Toutefois, ce métal reste essentiel pour limiter la pollution et soutenir la transition énergétique, ce qui rend son recyclage indispensable.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
Le platine occupe une place stratégique dans les relations internationales en raison de sa rareté et de sa forte concentration géographique. Sa production est dominée par quelques pays, ce qui en fait une ressource essentielle en période de tensions économiques ou de conflits. Les États dépendants de ses importations voient ainsi leur souveraineté limitée, car l’accès à ce métal conditionne des secteurs clés comme l’industrie automobile ou les technologies énergétiques.
Par ailleurs, son exploitation génère d’importantes inégalités. Les travailleurs des mines sont exposés à des conditions difficiles et à des risques sanitaires élevés, notamment en raison de la toxicité des sels de platine, pouvant provoquer des troubles respiratoires, des atteintes à l’ADN ou des maladies graves. Enfin, l’exploitation du platine entraîne des tensions locales, en réduisant l’accès aux terres et aux ressources pour les populations, ce qui accentue les déséquilibres économiques et sociaux.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux
78 Pt - Platine - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Pari réparateur
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
Pari réparateur
Références section 3.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Explications sur ce choix de scenario
Un scénario de référence (REF) supposant que la part de marché des voitures reste la même qu’aujourd’hui (20 % diesel, 79 % essence et 1 % voitures électriques à batterie).
Dans ce scénario de référence, la répartition sectorielle de la demande en platine est supposée constante, en particulier pour le secteur automobile, qui représente environ 40 % de la demande mondiale.
Le platine est majoritairement utilisé dans les catalyseurs automobiles, qui constituent plus de 95 % des usages du secteur. Ces dispositifs sont indispensables pour répondre aux normes d’émissions en convertissant les gaz polluants en composés moins nocifs. Cependant, nous pouvons observer que la demande de platine de la filière hydrogène en France ne devrait pas impacter le marché mondial du platine d’ici 2030. [ART-RAS-2019]
L’épaisse ligne verte au milieu du graphique représente le point de départ, où tous les paramètres sont considérés “moyen”. La ligne supérieure à celle-ci représente le scénario de paramètre population “élevée” et la ligne inférieure population “faible” avec le reste des paramètres “moyens”. En faisant varier chacun des paramètres l’un après l’autre, on observe le cas le plus agressif de ce scénario sur la courbe maximum et le cas le moins agressif sur la courbe minimum, illustrant l’éventail potentiel de la future demande de Platine.
La demande totale cumulée de Platine de 2016 à 2050 varie entre 9 kt (le scénario REF le moins agressif) à 24.5 kt (le scénario REF le plus agressif) avec 13.1 kt pour le cas moyen. La demande principale de platine dans le scénario REF moyen provient des pots catalytiques suivi de près par les électrolyseurs, ces deux domaines représentent à eux seuls 63% de la demande primaire. [ART-RAS-2019]
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
Références section 3.3:
[ART - AUT - AAAA] : .....
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Références section 3.4:
[ART - AUT - AAAA] : .....
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
(500- 1000 caractères environ)
78 Pt - Platine - CPE Lyon - 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
Références section 3.2:
[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
Explications sur ce choix de scenario
Au cours du prochain siècle, la transition globale vers des énergies plus “propres” pourrait positionner le platine comme l’un des métaux les plus stratégiques. En effet, la demande en platine se trouve dans divers secteurs. La production des pots catalytiques constitue 50% de la consommation globale de platine. Bien que la demande automobile de platine devrait se contracter de 3 % en 2026, la demande industrielle globale rebondira de 11 %, d’après le WPIC, World Platinum Investment Council. Le platine joue également un rôle important dans le secteur des électroniques, de la production du verre et procédés chimiques. Par ailleurs, les technologies liées à l’économie de l’hydrogène, ainsi que les piles à combustible, sont perçues comme des leviers majeurs du potentiel de croissance industrielle du platine. [WEB-PIS-2026][ART‑KAS‑2019]
Ce scénario se base sur une augmentation de la demande des batteries et donc une diminution du besoin de platine pour la production de pots catalytique, qui est aujourd’hui le domaine avec la plus forte demande en platine. L’augmentation de la demande de voitures électriques pourrait diminuer la demande de platine jusqu’à la moitié du niveau actuel. Cette diminution permet donc de rendre plus de ressources secondaires disponibles pour l’utilisation dans les électrolyseurs (dont la demande devrait rester constante).
L’amélioration des technologies est également prise en compte avec une hypothèse de diminution du besoin de platine grâce aux progrès technologiques.
Enfin, les risques géopolitiques auront un impact sur l'approvisionnement global du platine. L'Afrique du Sud présente plus de 90% des réserves connues ce qui crée une dépendance critique. Des événements passés, comme la grève massive de 2014–2015 a réduit d’environ 40 % la production mondiale, illustrent cette vulnérabilité. À cela s’ajoute la baisse progressive de la teneur des gisements, aggravant les tensions potentielles sur l’offre.
L’hypothèse d’un scénario se basant sur l’augmentation de la place des technologies vertes implique également une augmentation de la consommation de platine à travers les piles à combustible où il a un rôle essentiel de catalyseur. [ART‑TON‑2022]
D’après ce rapport, le scénario 3 propose un changement de mobilité. Ce changement prévoie un niveau de saturation du parc automobile, ainsi qu’un taux de croissance des véhicules et d’utilisation des voitures moins élevées.
Le scénario 3 reflète un monde dans lequel la transition écologique est équitable et le monde est plus vert. Le taux de motorisation est réduit de 0,5 pour les pays avec de grands et moyens revenus. Pour les pays à faible revenu, ce taux diminue de 0,3. Par exemple, concernant la Chine, en 2020, la consommation de platine était très importante pour les voitures. Or, dans le scénario 3, la Chine affiche des entrées nettes cumulées négatives de platine dans le secteur automobile. [RAP‑FRA‑2023]
Dans ce document, l’avenir des véhicules hydrogènes en France d’ici 2030 est présenté. Plusieurs scénarios sont décrits, dont un scénario optimiste qui voit les chargements en métaux diminuer à la suite des objectifs de R&D définis. Ce scénario optimiste voit la valeur du chargement des véhicules légers baisser à 0,1 g/kW contre 0,3 g/kW en 2020 et 0,5 g/kW pour les poids lourds, contre 0,72 g/kW en 2020. Dans les électrolyseurs, cette charge est réduite à 0,2 g/kW pour le platine contre 1 g/kW en 2020.
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
Comme vu précédemment l’augmentation du coût du platine pousse les industriels à revoir leur façon d’utiliser le platine. En effet il devient donc plus intéressant de le recycler, d’un point de vue écologique mais aussi économique. On tend donc de plus en plus vers un cycle de vie circulaire de l’élément comme montré dans le schéma du rapport de Johnson Matthey ci-dessus. La tendance à produire, et utiliser, plus de voiture électrique ou à hydrogène va aussi influencer l’augmentation du recyclage, car une baisse de l’utilisation des véhicules thermiques va être observée et par conséquent le nombre de véhicules pouvant être recyclés va augmenter dans une vingtaine d’années. [RAP-JM-2023]
Références section 3.3:
[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
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Concernant les scénarios où la demande du platine est constante, des tensions peuvent existées pour trois raisons principales. 90% du platine est localisé en Afrique du Sud, ce qui représente un risque majeur en cas de conflit géopolitique. De plus, moins de dix entreprises d’exploitation minière du platine se partage le marché. Un deuxième risque majeur concerne l’augmentation du prix du platine en raison de la demande qui dépasse l’offre. Le dernier risque est que le marché de l’hydrogène et du platine sont liés ce qui a terme peut provoquer un déséquilibre de l’offre et de la demande. [LIV-BIH-2013]
L’Afrique du Sud possédant presque le monopole sur l’exploitation minière du platine, en cas de conflit, le pays peut se servir de cet argument pour des négociations avec d’autres nations. Les autres pays dépendent donc de la production sudafricaine.
D’après ce graphique [WEB-TRA-2026], il est possible de voir que le coût du platine va augmenter d’ici 2040, ce qui créer une tension économique sur le platine.
Références section 3.4:
[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
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario technologies vertes s’organise autour de l'essor des technologies vertes et de la transition énergétique mondiale notamment avec un changement dans la mobilité. La généralisation des véhicules électriques réduit grandement la demande de platine destinée aux pots catalytiques libérant ainsi des ressources pour d'autres usages industriels comme les électrolyseurs et les piles à combustible.
Les progrès technologiques accompagnent cette transition en permettant une diminution du besoin de platine.
Mais dans ce scénario, l'offre reste sous tension car l'Afrique du Sud concentre la majorité des réserves mondiales ce qui crée une dépendance critique pouvant impacter gravement la production mondiale. La baisse progressive de la teneur des gisements aggrave ces risques, rendant la sécurisation des approvisionnements en platine un enjeu stratégique majeur.
Le scénario pari réparateur constitue un scénario de référence dans lequel la répartition du marché automobile qui représente 40% de la demande mondiale reste identique à celle d'aujourd'hui : 20 % de véhicules diesel, 79 % essence et seulement 1 % électrique. La demande en platine dans ce secteur est donc supposée constante.
De plus, dans cette situation la filière hydrogène n'exerce pas d'influence significative sur le marché mondial du platine avant 2030.
Ce scénario sert de base comparative, permettant de mesurer l'impact réel des transitions technologiques envisagées dans l’autre scénario.
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 ?
Avec quels autres éléments votre élément est-il géologiquement lié ? Quelles relations imposées par la croûte terrestre structurent déjà ses possibilités d’usage ?
Le groupe des platines, dit « MGP » contient le Platine (Pt) mais également le Palladium (Pd), le Rhodium (Rh), le Ruthénium (Ru), l’Iridium (Ir) et l’Osmium (Os). Ces métaux du même groupe tendent donc à se retrouver dans les mêmes gisements géologiques, où l’on retrouve également les métaux plus communs tels que le nickel, le cuivre et le fer.
Ces roches se retrouvent principalement en Afrique du Sud, dans une zone d’une ancienne formation volcanique : le Bushveld Igneous Complex, qui représente 75% des ressources mondiales en platine. Les gisements de PGM sont également présents en grande quantité en Russie et au Zimbabwe. [WEB-AUC-2025]. Le graphique ci-dessous représente la répartition de la production minière mondiale de platinoïdes [WEB-MIN-2020] :
La croûte terrestre impose une logique de co-production, on ne peut pas extraire uniquement un métal. Par exemple, si l’on souhaite extraire du rhodium, très utilisé pour les pots catalytiques, cela nous oblige à extraire également une certaine quantité de platine. Les usages de chaque métal sont donc contraints par la demande des autres. [WEB-WEF-2023]
Quels éléments sont mobilisés par les procédés qui le transforment ? Que devient la relation entre ces éléments lorsque l’on passe de la mine à l’objet ?
Plusieurs étapes sont nécessaires pour passer de la mine à l’objet. Tout d’abord il y a une séparation physique. Une fois que le minerai est remonté de la mine il est broyé en poudre très fine puis mélangé à de l’eau et des produits chimiques. Des bulles d’air sont soufflées dans ce mélange, c’est le phénomène de flottaison. Il y a ensuite une fusion, une séparation par la chaleur. La poudre est chauffée à plus de 1500°C dans un grand four. A cette température les métaux fondent et se séparent selon leur poids et leur nature chimique. On ajoute de la silice et de la chaux pour "attraper" les impuretés et les faire flotter en surface. [WEB-NSC-XXX]
Finalement il y’a l’étape d’affinage chimique, une séparation par acides. La lixiviation à l'eau régale (aqua regia) utilise un mélange d'acide nitrique et d'acide chlorhydrique dans un rapport 1:3. Ce mélange produit du chlore naissant et du chlorure de nitrosyle, suffisamment puissants pour dissoudre le platine et le palladium. L'acide chlorhydrique est l'agent de lixiviation le plus couramment utilisé et le plus économique. Les acides utilisés lors de l’affinage chimique dissolvent sélectivement chaque métal, permettant de récupérer chaque métal séparément.
A la mine, les métaux du groupe MGP forment un tout minéral indissociable. Le procédé de transformation est précisément une longue opération de séparation progressive : chaque étape (broyage, flottation, fusion, lixiviation acide) défait ces liens géologiques pour isoler chaque métal dans sa forme pure.[WEB-MEG-2026]
Références section 4.2:
[ART - AUT - AAAA] : .....
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
Le platine appartient au groupe des métaux du groupe du platine appelé MGP, contenant le palladium, le rhodium, le ruthénium, l’iridium et l’osmium. Ces métaux coexistent dans les mêmes gisements, concentrés à 75 % en Afrique du Sud. Cette coprésence impose une co-production contrainte : extraire un métal oblige à extraire les autres, couplant ainsi leurs marchés.
Dans ses usages dans les pots catalytiques, piles à combustible et électronique par exemple, le platine co-évolue avec d’autres MGP qui jouent des rôles complémentaires et dont les marchés sont interdépendants.
Ces interdépendances révèlent des fragilités systémiques : toute perturbation politique ou infrastructurelle en Afrique du Sud se répercute immédiatement sur le marché mondial.
Pourtant certains impacts restent souvent cachés dans les discours sur les « métaux verts » : milieux naturels dégradés, pollution, conditions de travail dans les mines, impacts sur la santé des communautés et énormes consommations d’énergie fossile nécessaires à l’extraction du métal et à son raffinage.
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
Tout élément chimique active des images, des récits, des symboles qui influencent nos manières de le percevoir, de l’extraire, de le valoriser ou de le craindre. Dans Carbone : ses vies, ses œuvres, Bernadette Bensaude-Vincent et Sacha Loeve posent un principe fondamental, un élément n’est pas un “quoi”, mais un “qui”. Non pas « qu’est-ce que le carbone ? », mais « qui est carbone ? » [LIV-BER-2018].
Pour l’enquête sur les imaginaires, cela suggère que l’élément peut être pensé comme un personnage, avec des vies multiples, des voix, des transformations, des relations, des avatars (hétéronymes).
Chercher : quels hétéronymes cet élément a-t-il eus au cours de l’histoire ?
Les noms donnés au platine au cours de l’histoire sont petit argent et or blanc. [LIV-DID-1751]
Identifier les puissances d’agir propres à l’élément : conductivité (Cu), corrosion (Fe), volatilité (Hg), fluorescence (P)… Chercher comment ces puissances ont été imaginées, craintes, mobilisées.
Le platine a une grande résistance à la corrosion et à l’oxydation, ce qui le rend très stable.
Pour chaque élément, identifier les temporalités qu’il impose : cinétiques lentes ? réactions violentes ? stockage long ? dissipation rapide ? Puis les types de récits qui en découlent.
Le platine, comme dit précédemment est très stable on peut donc dire qu’il possède une cinétique très lente. [WEB-TEC-2026]
Tout cela donne au platine un aspect éternel dans l’imaginaire collectif.
Paradoxalement, le platine est utilisé comme catalyseurs dans des réactions chimiques ce qui signifie qu’il permet une cinétique rapide.
[WEB-SCF-2025] : Société Chimique de France. 2025. Platine. https://new.societechimiquedefrance.fr/produits/platine/ - Consulté le 04/04/2026
[LIV-BER-2018] : Bernadette Bensaude-Vincent et Sacha Loeve « Carbone : ses vies, ses œuvres » Seuil, 2018.
Exemples d’Informations attendues dans cette section: représentations littéraires , artistiques et culture populaire ou politiques liés à l'éléments :
Quand on dit platine, on pense très rapidement à de la bijouterie de luxe qui tient dans le temps. En effet, le platine est utilisé pour les alliances de mariage ou les bagues de fiançailles qui ont comme but d’être éternelles.
On peut également penser à « platinium » qui est une carte bancaire avec de plafonds élevée. D’après Visa, cette carte offre des avantages “premium”. Elle est associée à la richesse ce qui correspond au platine vu son prix très élévé. [WEB-VIS-2026]
Lorsque l’on entend le mot « platine » il est également possible de penser aux platines utilisées par les DJ. Cependant, il est important de souligner que le métal est un nom masculin, alors que la platine vinyle est un nom féminin. [Dictionnaire LAROUSSE] De plus, ces deux notions n’ont pas la même étymologie. En effet, la platine vient de « plat » tandis que le platine vient de « platina ». [Dictionnaire de l’académie française] [WEB-DIC-2019] [WEB-DIC-2023] [WEB-TEC-2025]
Sur PlayStation, il existe différents niveaux de trophées qui sont les suivants :
Bronze : niveaux 1 à 299
Argent : niveaux 300 à 599
Or : niveau 600 à 998
Platine : niveau 999
Références section 5.2 :
[LIV-DID-1751] Diderot et D’Alembert, Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers, vol. 12, « Platine ou Or blanc (n. f.) », p. 740-743.
Résumé global : travail collectif à partir des synthèses
Le platine (Pt) est un métal de transition (numéro atomique 78) dont le nom dérive de l'espagnol platina (« petit argent »). Bien que sa présence paraisse discrète dans notre quotidien, il est un pilier technologique essentiel. On le retrouve dans nos téléphones, nos ordinateurs mais surtout dans les pots catalytiques des véhicules. Pour les étudiants en chimie, il incarne l'excellence par ses propriétés catalytiques et son caractère inaltérable.
L'histoire du platine commence il y a environ 13 à 13,5 milliards d'années. Étant plus lourd que le fer, il ne peut se former dans les étoiles ordinaires ; il est issu de phénomènes cataclysmiques tels que la fusion d'étoiles à neutrons ou des supernovas (processus de capture rapide de neutrons).
Sur Terre, son abondance est extrêmement faible (0,0005 % de la croûte terrestre). Cette rareté s'explique par son caractère sidérophile : lors de la formation du noyau terrestre, le platine a migré vers le centre de la Terre, attiré par le fer en fusion. Le platine accessible aujourd'hui dans la croûte proviendrait en grande partie d'un bombardement ultérieur de météorites. Géographiquement, il est ultra-concentré : plus de 70 % de la production provient d'Afrique du Sud et du Zimbabwe, notamment du complexe magmatique de Bushveld, tandis que la Russie en fournit environ 12 %.
L'extraction et le raffinage du platine sont des processus complexes et énergivores. Le métal est souvent récupéré comme sous-produit de l'exploitation du nickel ou du cuivre. Le traitement des minerais (comme la sperrylite ou la coopérite) nécessite des étapes de broyage intensif et de pyrométallurgie à très hautes températures.
Cette industrie a un impact environnemental lourd :
Pollution atmosphérique : Les étapes de chauffe rejettent de grandes quantités de dioxyde de soufre (SO2) responsables de pluies acides.
Empreinte carbone : La production d'un gramme de platine primaire génère 33,3 kg de CO2, contre seulement 0,639 kg pour le platine recyclé.
Recyclage : Bien que la Chine soit le premier recycleur mondial, le recyclage (issu surtout des pots catalytiques) ne représente qu'environ 40 à 53 tonnes par an sur une offre globale de plus de 200 tonnes.
La concentration des gisements crée une vulnérabilité stratégique mondiale. Tout événement en Afrique du Sud (grèves, coupures d'électricité, tensions sociales) impacte immédiatement le marché. L'histoire de l'extraction du platine est marquée par des conflits, comme le massacre de la mine de Marikana en 2012, où 34 mineurs ont été tués lors de revendications salariales. En 2024, le secteur subit des licenciements massifs (plus de 7 000 emplois menacés chez Anglo American et Impala Platinum) en raison de la baisse des cours et de la hausse des coûts.
Sur le plan sanitaire, l'exposition professionnelle est dangereuse. Les sels de platine peuvent provoquer des allergies respiratoires sévères et des irritations cutanées. Dans les filières de recyclage informelles (comme au Ghana), les travailleurs sont exposés à des vapeurs toxiques sans aucune protection.
Le platine n'évolue jamais seul. Il appartient au groupe des métaux du groupe du platine (MGP) et co-évolue structurellement avec le palladium, le rhodium ou l'iridium. Ses usages se répartissent entre :
Infrastructures essentielles : Transport (45 % pour la catalyse), santé (stents, dispositifs médicaux grâce à sa biocompatibilité), chimie et énergie (raffinage du pétrole, thermocouples).
Usages « non essentiels » : La joaillerie, qui accroît la pression sur les milieux.
Transition énergétique : Le platine est au cœur de l'économie de l'hydrogène, étant indispensable aux piles à combustible.
L'imaginaire lié au platine est ambivalent. D'un côté, il est perçu comme noble, stable et précieux, symbole de qualité inaltérable. De l'autre, sa réalité industrielle révèle un élément « actant » de systèmes complexes, marqué par des symbioses matérielles où chaque innovation technique s'empile et ajoute de nouveaux besoins plutôt que de simplement substituer les anciens.
Le platine illustre parfaitement la complexité des éléments. Sa stabilité chimique contraste avec l'instabilité des systèmes sociaux et géopolitiques qui permettent son extraction. Entre sa rareté géologique héritée d'étoiles disparues et son rôle crucial dans la transition décarbonée, il reste un métal sous haute tension, dont la gestion future nécessite de sortir d'une vision de simple ressource isolée pour embrasser ses multiples interdépendances.
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
L’or, de symbole Au qui provient du latin aurum et de numéro atomique 79, est un métal de transition appartenant au groupe 11 du tableau périodique ayant un point de fusion de 1064,18°C. Sa configuration électronique est (Xe) 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹, ce qui explique en partie ses propriétés chimiques particulières. Sa masse molaire est de 196,96 g·mol⁻¹. L’or ne possède qu’un seul isotope stable, l’or 197 (¹⁹⁷Au), même si plusieurs isotopes radioactifs ont été identifiés. C’est l’un des éléments chimiques les moins réactifs, ce qui signifie qu’il résiste très bien à l’oxydation et à la corrosion, propriété qui explique son utilisation fréquente en joaillerie et dans certaines applications technologiques. [WEB-EXA-2026]
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].
Quantité sur Terre et modèles
L’or a une abondance sur Terre de 0.0005%,sa concentration est de 0.004mg/kg (ppm) sur la croûte terrestre et de 0.000004mg/L dans la mer. [WEB-ELE-2026]
D’un point de vue géologique, l’or est présent sous forme métallique et est fréquemment allié à d’autres métaux tels que l’argent, le cuivre, le bismuth ou encore l’uranium. De plus, cet élément peut être libre ou inclu dans d’autres minéraux. L’or libre se trouve dans les filons (masse allongée de minéraux solides), des chapeaux oxydés (masses formées par altération des gisements) de minerais sulfurés ou des alluvions. Par exemple, l’amas d’or le plus important trouvé était mêlé à du quartz et a été trouvé en Australie en 1872. [WEB-LEL-2024]
En 2024, la production minière était de 3673 tonnes répartie sur plusieurs pays selon le graphe suivant. [WEB-LEL-2024]
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Cependant, des incertitudes sont présentes autour de ces valeurs car certains pays ne donnent pas les valeurs réelles ou font le choix de ne pas les publier pour des raisons politiques et économiques.
Enfin les principaux réservoirs terrestres sont le noyau terrestre, la croûte terrestre et l’or recyclé. [DOC-ART-2022]
[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.
[DOC-ART-2022] L’Or, "Parure des rois et des dieux", Arte, Bernd-Stefan Grewe (historien) et Barbara Armbruster (Archéologiste), (6:26 et 39:23), consulté le 18/03/2026. Disponible sur: https://www.youtube.com/watch?v=CV552CKmmfQ
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 ...
La question de la quantité d’or encore accessible à l’extraction sur terre est particulièrement importante lorsque l’on réalise l’importance de l’or, tant économiquement qu’industriellement.
L’or est convoité par l’humanité depuis des siècles avec un total de 219 890 tonnes [WEB-WOR-2025] environ extraites du sol, dont plus des deux tiers lors des 80 dernières années selon le World Gold Council, une organisation internationale représentant les plus grands producteurs d’or mondiaux.
Parmi l’or extrait par l’humanité, il est estimé par l’USGS (United States Geological Survey) [WEB-USG-2026] que 20 000 tonnes d’or ont été perdues dans des déchets électroniques enfouis, des épaves de navires etc, tandis que le reste de l’or est toujours en circulation en raison de son caractère inoxydable.
De plus, l’USGS estime que les réserves naturelles économiquement et techniquement exploitables accessibles à l’humanité représentent un total de 50-60 kilotonnes. [WEB-AME-2026]
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Ainsi, la plupart de l’or accessible sur terre a déjà été miné et raffiné. De plus, lors de ses dernières années, la production mondiale d’or a légèrement diminué, ce qui s’explique par l’épuisement de certaines mines notamment les mines à ciel ouvert. En effet, les découvertes de nouveaux gisements d’or se font de plus en plus rares, ce qui pousse les industriels à extraire de l’or dans des mines plus profondes et coûteuses comme c’est le cas en Chine, plus grand pays en production annuelle d’or. Néanmoins, certains pays, comme l’Iran, annoncent avoir récemment découvert d’immenses gisements d’or (près de 60 millions de tonnes de minerai annoncées en Iran). Ainsi, la quantité d’or totale exploitable par l’humanité pourrait être agrandie dans le futur si les annonces des compagnies aurifères se révèlent vraies. [WEB-COM-2025]
Production annuelle d’or dans le monde (en tonnes) [ART-WOR-2024] :
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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.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve ...
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 finis
Les procédés d’extraction des métaux, dont l’or, à partir des minerais et de leurs matrices peuvent être regroupés en grandes familles : (I) lavage / séparation gravimétrique, (II) amalgamation au mercure, (III) procédés de lixiviation (dont la chloruration et, plus généralement, la mise en solution sous forme de sels suivie d’une récupération du métal), et (IV) fusion / smelting. Le lavage gravimétrique est historiquement utilisé pour l’or alluvionnaire (sables aurifères), en séparant les minéraux lourds de la gangue grâce à leur densité plus élevée dans l’eau. L’amalgamation repose sur la forte affinité du mercure pour l’or mais aussi pour d’autres métaux nobles fréquemment associés dans les gisements tels que l’argent et le cuivre. Cette co-occurrence explique leur comportement similaire vis-à-vis du mercure. Ce procédé reste adapté aux minerais « free-milling » lorsque l’or n’est pas trop fin. [WEB-GEO-2013]
2.2.1. Or alluvionnaire: pré-traitement et récupération
Dans les gisements alluvionnaires, c’est à dire un terrain parsemé de sédiments après qu'il ait été inondé par une rivière ou un ruisseau, le traitement comprend typiquement une désagrégation des matériaux argileux (puddling, c’est-à-dire une mise en suspension et dispersion des particules dans l’eau), puis une séparation gravimétrique via différents dispositifs de lavage (pan/dish, récipient manuel permettant de séparer l’or par densité ; cradle ou « berceau », système oscillant facilitant la séparation ; long tom, canal allongé permettant un traitement continu) et des riffles (barrettes ou obstacles dans les canaux destinés à piéger les particules d’or par gravité). Lorsque l’or est très fin, des plaques de cuivre amalgamées (sur lesquelles le mercure fixe l’or) ou des surfaces textiles type « blanket tables » (tissus retenant les particules fines) peuvent être ajoutées pour limiter les pertes. Le hydraulicing (ou ground sluicing, procédé utilisant des jets d’eau sous pression pour désagréger les dépôts aurifères) permet de traiter de grands volumes de graviers à faible teneur, sous réserve d’une disponibilité importante en eau et d’une pente suffisante. L’écoulement est ensuite dirigé dans des sluices qui sont des canaux inclinés munis de riffles et parfois de plaques amalgamées) pour récupérer l’or.
2.2.2. Or de filon: réduction, concentration et récupération
Pour l’or de filon, la chaîne est plus complexe et dépend fortement de la nature de la gangue: réduction granulométrique (concassage/broyage), puis récupération du métal par contact avec le mercure (boîtes, plaques, auges, pans) lorsque le minerai n’est pas trop réfractaire. Dans certains cas (minerais sulfurés/pyriteux), une stratégie consiste à broyer sans mercure, concentrer le « pulp », calciner les concentrés puis amalgamer afin d’améliorer la récupération. L’économie du procédé dépend des conditions locales et de la teneur: des ordres de grandeur historiques indiquent que certaines exploitations deviennent rentables à quelques dwt/ton selon l’énergie et l’eau disponibles, tandis que des procédés de lixiviation chimique, notamment la cyanuration (procédé dominant dans l’industrie aurifère actuelle) et historiquement, la chloruration, peuvent ne pas être rentables si la teneur est trop faible (ordre de grandeur : < ~0,5 oz/ton).
Flux d’eau, déchets et points de vigilance
Le traitement par batterie de pilons nécessite une consommation d’eau importante (ordre de grandeur donné: ~750–1000 gallons par heure pour une boîte de cinq pilons). La gestion des rejets peut intégrer des bassins de décantation et des barrages à plusieurs niveaux permettant la restitution et le recyclage de l’eau, tout en limitant les pertes de mercure par dispositifs de récupération. [WEB-GEO-2013]
Teneur des minerais aurifères
La teneur en or des minerais varie fortement selon le type de gisement et la méthode d’exploitation. Selon les données récentes issues de l’analyse des producteurs australiens et néo-zélandais [ART-ULR-2024], la teneur moyenne des minerais traités est de 2,31 g/t. Les mines à ciel ouvert présentent des teneurs moyennes plus faibles de l’ordre de 1,06 g/t, tandis que les mines souterraines exploitent des minerais plus riches, avec une teneur moyenne de 3,38 g/t. Les exploitations mixtes (ciel ouvert + souterrain) présentent des teneurs intermédiaires d’environ 1,95 g/t. Ces différences de teneur expliquent en partie les écarts de coûts de production entre les différentes exploitations, la qualité du minerai constituant un facteur déterminant de la rentabilité (« grade is king » dans l’industrie aurifère). [ART-ULR-2024]
Production et répartition géographique
La production mondiale d’or est relativement stable depuis près d’une décennie et s’élevait à 3 644,4 tonnes en 2023 selon le World Gold Council. Historiquement, l’Afrique du Sud dominait largement la production mondiale avec une part atteignant 62 % en 1970. Toutefois, en raison de la déplétion progressive des gisements, cette part a chuté à 26 % en 1990 puis à seulement 2,55 % en 2022.
Aujourd’hui, la Chine constitue le premier producteur mondial avec un peu plus de 10 % de la production globale. Elle est suivie par la Russie et l’Australie (chacune > 8 %) puis par le Canada (5,36 %) et les États-Unis (4,76 %). [WEB-OFI-2023]
La stabilité récente de la production s’explique par le développement de nouveaux gisements notamment en Afrique et en Asie centrale. Cependant, les découvertes majeures se raréfient: les découvertes réalisées au cours des dix dernières années ne représentent que 6 % de l’or découvert depuis 1990. Compte tenu d’un délai moyen de 17 ans entre la découverte d’un gisement et sa mise en exploitation, les perspectives de croissance de la production apparaissent limitées.
Les réserves prouvées mondiales sont estimées à 59 000 tonnes. Sur la base du niveau de production actuel, leur exploitation pourrait théoriquement s’achever à l’horizon 2040. Toutefois, il convient de distinguer réserves et ressources: les ressources aurifères totales étaient estimées à 183 240 tonnes en 2019. L’évolution des technologies et des prix pourrait permettre la conversion d’une partie de ces ressources en réserves exploitables.
Au total, environ 212 000 tonnes d’or ont déjà été extraites dans l’histoire. L’or étant pratiquement indestructible, ce stock reste disponible dans l’économie mondiale. [WEB-OFI-2023]
[ART-ULR-2024] Ulrich, et al., Gold Production and the Global Energy Transition—A Perspective. Sustainability, 16(14), 5951. Consulté le 18/03/2026 [en ligne]. Disponible sur: https://www.mdpi.com/2071-1050/16/14/5951
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
L’or est un métal précieux dont les propriétés uniques en font un matériau indispensable dans de nombreux domaines, allant de l’économie à la technologie, en passant par la médecine et l’industrie. Sa rareté, sa résistance à l’oxydation et sa conductivité électrique exceptionnelle lui confèrent une place centrale dans les sociétés modernes.
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2.3.1. L’or comme valeur refuge et réserve économique
L’or est historiquement utilisé comme valeur refuge en raison de sa stabilité et de sa résistance à la corrosion. Les banques centrales et les États en détiennent d’importantes réserves pour sécuriser leurs actifs financiers. En 2024, les réserves mondiales d’or étaient estimées à environ 219890 tonnes [WEB-LEL-2024] tonnes produites depuis la préhistoire Ces réserves sont réparties entre les banques centrales et investissements financiers des différents pays (50%), les bijoux des particuliers (43,7%), l’industrie (7,1%)
2.3.2 L’or au service de la technique
Grâce à sa conductivité électrique élevée, sa résistance à la corrosion et sa faible sensibilité aux interférences électromagnétiques, l’or est un matériau essentiel dans de nombreux domaines industriels et technologiques. Par exemple, en électronique, il est présent dans la totalité des puces et des circuits imprimés, il est présent dans nos téléphones qui contiennent entre 0,025 et 0,037 g d’or.
Dans le secteur énergétique, il sert à optimiser la conductivité des cellules solaires, ce qui améliore le rendement des centrales photovoltaïques. Autrefois, il était utilisé dans les pots catalytiques des véhicules diesel,mais il a été remplacé par des métaux comme le platine, le rhodium ou le palladium, plus efficaces. En médecine, l’or est exploité pour des applications diagnostiques, notamment dans les tests de grossesse et les analyses sanguines, ainsi qu’en imagerie médicale (radiologie, IRM) grâce à des nanoparticules améliorant la qualité des images ; sa biocompatibilité et sa réactivité avec les molécules biologiques sont des atouts majeurs. Enfin, il est utilisé dans la fabrication de verres réfractaires et de vitrages de sécurité pour ses propriétés de réflexion de la chaleur et de résistance aux hautes températures.
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
Fins de viePertinence du recyclage
L’or est un métal particulièrement adapté au recyclage car il peut être réutilisé indéfiniment sans perte de propriétés chimiques ou physiques. Contrairement à de nombreux matériaux, sa qualité ne se dégrade pas lors des cycles successifs de fusion et de purification. Ainsi, une très grande partie de l’or extrait au cours de l’histoire reste encore en circulation aujourd’hui. On estime que 212 000 tonnes d’or ont été produites depuis la préhistoire et que près de 98 % de cette quantité existe encore sous différentes formes dans l’économie mondiale [WEB-LEL-2024]. Cela s’explique par la grande stabilité chimique de l’or qui ne se dégrade pas. Chaque année, environ 3 300 tonnes d’or sont extraites auxquelles s’ajoutent 1 300 tonnes issues du recyclage [WEB-LEL-2024] [RAP-USG-2026]. La récupération de l’or en fin de vie provient majoritairement d’objets de bijouterie mais également de pièces d’investissement, de déchets électroniques, d’équipements industriels ou encore de certaines applications médicales. D’après les estimations internationales, environ 90 % de l’or recyclé provient des bijoux, des pièces et des lingots et près de 10 % provient de déchets industriels et électroniques. [WEB-COM-2026]
Le recyclage de l’or présente un intérêt à la fois économique et environnemental. La valeur élevée du métal incite à sa récupération tandis que le recyclage permet de limiter l’exploitation minière qui nécessite des quantités importantes de ressources naturelles. Par exemple, la production d’un bijou en or peut nécessiter l’extraction de plusieurs dizaines de tonnes de minerai et l’utilisation de grandes quantités d’eau. Le recyclage constitue donc une alternative permettant de réduire l’impact environnemental de l’approvisionnement en or. [WEB-FLA-2024] [ART-CAN-2023]
Recyclage
Le recyclage de l’or consiste à récupérer le métal présent dans des produits usagés afin de le purifier et de le réintroduire dans les circuits de production. À l’échelle mondiale, cette source secondaire représente une part importante de l’approvisionnement. En 2024, environ 1 369 tonnes d’or ont été recyclées, ce qui correspond à 29,7 % de la consommation mondiale. Par le passé, cette proportion a pu être encore plus élevée en atteignant 42 % de la consommation mondiale en 2009. [WEB-LEL-2024] [WEB-RES-2026]
Les procédés de recyclage diffèrent selon l’origine des déchets. Les bijoux et objets d’investissement contiennent généralement une grande proportion d’or, ce qui rend leur traitement relativement simple. À l’inverse, les déchets électroniques sont beaucoup plus difficiles à recycler car l’or y est présent en très petites quantités et dispersé dans de nombreux matériaux.
Le recyclage de l’or s’effectue selon plusieurs étapes successives. Les objets contenant de l’or sont d’abord collectés puis triés selon leur nature et leur teneur en métal précieux. Les matériaux sont ensuite fondus afin de récupérer un alliage métallique contenant l’or et les autres métaux associés. Cette étape est suivie d’un processus d’affinage permettant d’éliminer les impuretés et d’obtenir un or très pur pouvant atteindre 99,9 % de pureté. Le métal purifié peut ensuite être transformé en lingots, en pièces ou être réutilisé dans la fabrication de nouveaux produits. [ART-CAN-2023]
Dans les équipements électroniques, l’or est principalement utilisé dans les cartes électroniques et les connecteurs en raison de ses propriétés de conductivité et de résistance à la corrosion. Les concentrations restent cependant faibles : par exemple, les circuits imprimés peuvent contenir entre 200 et 350 g d’or par tonne de déchets électroniques tandis qu’un ordinateur en fin de vie peut contenir environ 100 g d’or par tonne de matériel. [WEB-LEL-2024]
Le recyclage des équipements électroniques nécessite donc des traitements plus complexes. Après collecte, les déchets électroniques sont d’abord triés puis broyés afin de séparer les différentes fractions plastiques et métalliques. Une fois les métaux concentrés, différentes méthodes métallurgiques permettent de récupérer l’or. La pyrométallurgie consiste à chauffer les matériaux à haute température afin de provoquer leur fusion et de séparer les différentes phases métalliques. Cette technique est largement utilisée dans l’industrie mais reste très énergivore et peu sélective pour les métaux individuels. Une autre approche repose sur l’hydrométallurgie qui utilise des réactions chimiques pour dissoudre l’or présent dans les cartes électroniques. Dans ce cas, l’or doit d’abord être oxydé afin de passer en solution. Cette dissolution peut être réalisée grâce à différents agents chimiques tels que le cyanure, le thiocyanate, la thiourée ou le thiosulfate. Un mélange d’acide chlorhydrique et d’acide nitrique peut également être utilisé pour dissoudre l’or et former des complexes solubles permettant ensuite sa récupération et sa purification. [PRO-LOS-2021]
Malgré ces procédés, le recyclage de l’or contenu dans les déchets électroniques reste encore limité à l’échelle mondiale. On estime que seulement 20 % des déchets électroniques sont actuellement recyclés, ce qui signifie qu’une grande partie des métaux précieux qu’ils contiennent n’est pas encore récupérée. Cependant, avec l’augmentation rapide du volume d’équipements électroniques en fin de vie, cette source de recyclage devrait jouer un rôle de plus en plus important dans l’approvisionnement futur en or. [WEB-RES-2026]
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 Sociaux
L’utilisation de l’or présente de nombreux impacts environnementaux et sociaux. Son extraction pose des problèmes quant aux conditions de travail des mineurs et de la pollution engendrée.
Les mines d’or artisanales et à petite échelle représentent environ 20 % de tout l’or vendu sur le marché mondial. Entre 10 à 19 millions de personnes, notamment des enfants, travaillent dans ces mines et sont exposés à ses dangers. En effet, des vapeurs de mercure sont inhalées par les mineurs lors de son extraction. Le mercure est mélangé aux sédiments pour former un amalgame avec l’or, qui est brûlé pour obtenir l’or ensuite vendu. L’extraction artisanale et à petite échelle de l’or, qui est une extraction illégale, représente la plus grosse pollution par le mercure au monde. [ART-GER-2024]
Il faut environ 1,3 kg de mercure pour extraire 1 kg d’or. Le mercure est extrêmement toxique et pollue les rivières voisines des mines d’or. Il se transforme en méthylmercure MeHg et s’accumule dans les chaînes alimentaires aquatiques. Les populations comme les Wayanas en Guyane qui se nourrissent principalement de poissons carnivores (qui se retrouvent en bout de chaîne alimentaire et donc contiennent de fortes teneurs en mercure) sont ainsi directement mises en danger par l’extraction de l’or. Le méthylmercure ingéré pose de nombreux problèmes de santé tels que la maladie de Minamata, notamment chez les femmes enceintes et les jeunes enfants. [WEB-ARS-2020]
En Bolivie, des millions d’hectares de forêt sont détruits pour laisser place à des mines d’or. Celles-ci créent une pollution au mercure qui contamine les rivières (et donc la pêche) et affecte les populations autochtones. Le parc national de Madidi est particulièrement menacé par l’exploitation aurifère, tant sa biodiversité que les communautés qu’il abrite. [DOC-ART-2025] La pollution par le mercure n’est pas le seul problème posé par l’extraction de l’or. Le cyanure est aussi fortement utilisé dans les mines et impacte la santé des travailleurs. Le cyanure, lorsqu’il est mélangé à l’eau, peut dissoudre l’or. 150 tonnes de cyanure sont nécessaires pour extraire 1 tonne d’or (seuls quelques millilitres sont mortels pour l’Homme). [ART-SCA-2019] Au Niger, l’exploitation aurifère à l’aide de cyanure se fait sans protection et met en danger les travailleurs, qui sont principalement des femmes et des enfants. Cette exploitation, en majeure partie illégale, conduit à des conflits entre les acteurs et à une pollution de l’air, de l’eau et une contamination des nappes phréatiques. [ART-ELF-2022] L’extraction de l’or conduit aussi à de nombreux déchets. Pour obtenir 0,24 g d’or, 1000 kg de déchets toxiques et de déblais sont créés. Ces déchets sont généralement laissés dans la nature et contribuent à la pollution des sols. [WEB-SAU-xxxx]
L’exploitation aurifère crée des inégalités entre les pays riches exploitant les ressources et les populations locales pauvres. Celles-ci sont exposées aux conséquences négatives sur l’environnement et sont les principales victimes de la pollution de l’air et de l’eau causée par les mines d’or. [WEB-GOL-2025] Dans l’histoire, l’exploitation de l’or a déjà entraîné des conséquences importantes. La ruée vers l’or en Californie, débutée en 1848 à Sutter’s Mill, a provoqué une arrivée massive de chercheurs d’or et une forte croissance économique et démographique. Cependant, elle a aussi engendré une destruction de l’environnement et le déplacement des populations autochtones. D’autres ruées, comme celles d’Alaska (Klondike) et d’Australie, ont également attiré des milliers de personnes dans des conditions souvent très difficiles. [WEB-CED-2024]
L’or est aussi à l’origine de conflits armés dans les pays qui pratiquent l'orpaillage illégal. Son exploitation étant source de richesses, des groupes armés commettent des actes terroristes sur les populations civiles afin de prendre contrôle des exploitations aurifères. [WEB-GAO-2022]
Depuis toujours, l’or occupe une place particulière dans l’imaginaire collectif. Présent notamment dans la mythologie grecque et dans de nombreuses civilisations, il est associé à l’immortalité, à la divinité et à la richesse.
Au fil du temps, cette symbolique a évolué sans disparaître : aujourd’hui encore, l’or demeure un symbole universel de succès et de prospérité. Il est ainsi utilisé comme récompense dans le domaine sportif ou lors de cérémonies prestigieuses, comme les Oscars. Par ailleurs, il sert à exprimer le prestige lors d’événements mondains et trouve également sa place dans l’architecture. Enfin, l’or est très présent dans la culture populaire, où il est souvent utilisé pour afficher un certain statut . [WEB-GOL-2024]
Références section 2.5:
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Environ 220 mille tonnes d’or ont été extraites depuis qu’il a commencé à être utilisé par l’humanité. Aujourd’hui il a de nombreuses utilisations. Il contribue à la richesse des pays qui en possèdent dans leurs sols. Sa principale utilisation reste économique en tant que réserves inoxydables de matière précieuse pour les institutions gouvernementales et bijou pour de nombreux particuliers.
Les propriétés physiques et chimiques de l’or en font un matériau polyvalent, très utilisé en nouvelles technologies et industrie. Néanmoins, sa rareté, et donc son coût, sont des facteurs limitant son utilisation. De plus, l’humanité fait face à une raréfaction du métal, puisque les ressources naturelles tendent à s’épuiser après des décennies de minage intensif. Pourtant, il est de plus en plus utilisé en médecine en tant que marqueur biologique et en imagerie.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
L’extraction de l’or nécessite des composés toxiques comme le mercure ou le cyanure, ce qui engendre de nombreux problèmes environnementaux. Des millions d’hectares de forêt sont détruits, mettant en danger l’habitat de populations locales. L’eau des rivières est contaminée, ce qui rend l’alimentation des autochtones périlleuse. Les sols sont pollués et les orpailleurs sont exposés à des vapeurs toxiques. L’exploitation aurifère crée aussi des déchets qui sont rejetés dans la nature et qui rendent cette exploitation une des plus polluantes de la planète.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux majeurs
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
L’exploitation de l’or pose de nombreux problèmes sociaux et alimente des conflits, notamment à cause des conditions de travail très difficiles dans les mines artisanales, où des millions de personnes, y compris des enfants, sont exploitées et mises en danger. Cette situation accentue les inégalités entre les populations locales, souvent pauvres, et ceux qui profitent réellement de cette richesse. En plus de cela, la grande valeur de l’or a attiré des populations en quête de richesses lors de la ruée vers l’or au XIXe siècle qui a provoqué des migrations massives, des tensions et le déplacement des populations autochtones. Aujourd’hui encore, sa valeur attire des groupes armés qui cherchent à contrôler les zones d’exploitation, ce qui entraîne des violences. Par ailleurs, l’or a aussi une forte dimension symbolique dans les sociétés: depuis longtemps associé à la richesse, au pouvoir et au sacré, il reste aujourd’hui un symbole de réussite et de prestige, que l’on retrouve dans les récompenses, les cérémonies ou encore comme signe de statut social.
79 Au - Or - CPE Lyon - 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
Le scénario BAU sur l'or s'inscrit dans la logique des scénarios de l'ADEME qualifiés de « tendanciels » : la demande continue de croître, la technologie est sollicitée pour résoudre les contraintes d'offre, mais les transformations structurelles des modes de consommation n'ont pas lieu.
Contrairement aux scénarios de rupture de l'ADEME qui prévoient une réduction drastique de la demande en matières premières via la sobriété, le scénario BAU sur l'or ne remet pas en cause l'usage ornemental ni l'accumulation patrimoniale du métal. Il ne s'accompagne d'aucune politique de bouclage des flux (recyclage systématique, éco-conception des produits électroniques contenant de l'or) suffisamment ambitieux pour compenser le tarissement des gisements primaires. En cela, il se distingue nettement des scénarios « S3 » et « S4 » de l'ADEME, où la gestion sobre des ressources est intégrée dès la conception des systèmes industriels.
Le scénario BAU sur l'or peut être qualifié de scénario de raréfaction progressive sous tension diffuse. Il ne s'agit ni d'un effondrement soudain ni d'une abondance retrouvée, mais d'un resserrement lent et inégalement distribué des conditions d'accès à la ressource. Ce scénario est caractérisé par :
• Une continuité des usages sans transformation structurelle de la demande ;
• Une pression haussière persistante sur les prix, soutenue par la raréfaction de l'offre primaire et la montée des coûts d'extraction ;
• Une inégalité d'accès croissante entre les acteurs industriels solvables (électronique, finance) et les usages populaires (joaillerie, épargne dans les pays émergents) ;
• Une dépendance accrue au recyclage comme variable d'ajustement, sans qu'une politique coordonnée ne l'organise à l'échelle mondiale [WEB-AUC-2026].
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
Le scénario « Business as Usual » (BAU) postule la continuité des tendances actuelles : pas de rupture technologique majeure, pas d'effondrement systémique, mais une lente progression des tensions sur les ressources dans un monde globalisé qui demeure fondamentalement organisé autour des mêmes logiques économiques et géopolitiques.
Dans ce cadre, l'or occupe une position singulière. Il est à la fois matière première industrielle, réserve de valeur monétaire et bien de prestige culturel — trois fonctions difficilement dissociables, et toutes trois en tension croissante avec la réalité géologique d'un métal dont l'extraction devient structurellement plus difficile. En 2024, la production mondiale d'or a été estimée à 3 300 tonnes, contre 3 250 tonnes en 2023, avec la Chine, la Russie, l'Australie, le Canada et les États-Unis comme principaux producteurs, représentant ensemble 41 % de la production mondiale [DOC-SHE-2025]. Ce rythme d'extraction, stable depuis plusieurs années, bute désormais sur des limites géologiques et économiques de plus en plus visibles.
Demande : une diversification croissante sous tension
La consommation mondiale d'or se répartit entre la joaillerie (45 %), les banques centrales et institutions (21 %), les lingots physiques (19 %), les pièces officielles et médailles (7 %), l'électronique et l'électricité (6 %) et d'autres usages (1 %) [DOC-SHE-2025]. Dans un scénario BAU, cette structure de demande se maintient, avec une montée progressive de l'usage industriel — notamment électronique — tirée par la numérisation de l'économie mondiale.
L'or est en particulier recherché pour la joaillerie, pour des composants électroniques en raison de sa conductivité et de sa résistance à la corrosion, ainsi qu'en médecine, notamment dans certains traitements [WEB-PRA-2026].
Offre : vers une raréfaction structurelle
Les réserves mondiales d'or économiquement exploitables sont estimées à 64 000 tonnes [DOC-SHE-2025]. À raison de 3 000 à 3 300 tonnes extraites annuellement, les réserves connues seraient théoriquement épuisées d'ici à la décennie 2040–2050 en l'absence de nouvelles découvertes majeures. Cette pression n'implique pas une pénurie physique absolue — l'or est quasi infiniment recyclable — mais elle génère une hausse structurelle des coûts marginaux de production, qui se répercute sur les prix.
Une découverte récente vient cependant nuancer ce tableau. Des chercheurs ont décrit un phénomène de « fuite géochimique active » : des éléments du noyau terrestre s'échappent lentement sous l'effet de la chaleur et de la pression, transportant des métaux comme l'or, le platine et le tungstène vers la croûte. Un gisement spectaculaire illustre ce processus, découvert à Wangu en Chine : plus de 1 000 tonnes d'or à 3 kilomètres de profondeur, évaluées à 73,6 milliards d'euros [WEB-PRA-2026]. L'extraction à grande échelle de ce type de gisement est envisagée entre 2030 et 2035. Ces découvertes, prometteuses, ne modifient toutefois pas fondamentalement l'équation dans un scénario BAU à court terme : les délais de mise en exploitation restent longs et les coûts de forage ultra-profond considérables.
Tensions d'accès et dynamiques géopolitiques
Dans le scénario BAU, les tensions autour de l'accès à l'or se cristallisent autour de plusieurs axes. D'un côté, une concentration de la production dans quelques États (Chine, Russie, Australie), qui confère un pouvoir d'influence croissant à ces acteurs. De l'autre, une pression réglementaire et environnementale grandissante qui renchérit les coûts d'extraction dans les pays à haute gouvernance, déplaçant progressivement la production vers des juridictions plus permissives — au prix d'impacts sociaux et écologiques documentés. [WEB-PHO-2025]
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Dans le cadre d'un déploiement BAU, les projections de prix reflètent la tension entre offre contrainte et demande soutenue. Pour 2030, les projections disponibles situent le cours de l'or entre environ 4 150 $ l'once dans le scénario le plus prudent, autour de 5 000 $ dans le scénario modéré, et jusqu'à 7 000 $ dans l'hypothèse la plus optimiste — portée notamment par des crises économiques ou géopolitiques majeures poussant les investisseurs vers les valeurs refuges [WEB-AUC-2026].
En 2024, le prix estimé de l'or a augmenté de 23 % par rapport à 2023, atteignant un nouveau record annuel à environ 2 400 dollars l'once [DOC-SHE-2025]. Cette dynamique haussière soutenue renforce la logique spéculative qui caractérise le BAU : l'or est de moins en moins un simple intrant industriel, et de plus en plus un actif de couverture contre les instabilités systémiques.
Sur le plan du bouclage matière, le scénario BAU présente des lacunes structurelles. En 2024, environ 90 tonnes de déchets neufs et anciens ont été recyclées aux États-Unis, représentant environ 45 % de la consommation nationale déclarée [DOC-SHE-2025]. Ce taux, bien qu'élevé comparé à d'autres métaux, reste insuffisant pour compenser à terme le déclin de la production primaire sans une politique active de récupération des gisements urbains (déchets électroniques notamment). Le recyclage représente une réponse partielle mais pas un substitut complet à l'extraction primaire dans le cadre BAU.
Synthèse pour le scénario étudié
Le scénario « Business as Usual » appliqué à l'or à l'horizon 2050 dessine un monde où la ressource ne disparaît pas, mais devient progressivement plus coûteuse, plus concentrée géographiquement et plus inégalement accessible. La production primaire mondiale plafonne autour de 3 300 tonnes annuelles tandis que les réserves économiquement exploitables s'amenuisent, créant une pression structurelle sur les prix que ni le recyclage partiel ni les nouvelles découvertes géologiques aussi prometteuses soient-elles ne suffisent à compenser à court terme.
Ce scénario n'est pas catastrophiste : l'or n'est pas une ressource « consommée » au sens strict, et son caractère quasi infiniment recyclable lui confère une résilience que n'ont pas les énergies fossiles. Mais il révèle les fragilités d'un modèle qui continue à traiter un métal rare comme une commodité abondante, sans politique ambitieuse de bouclage des flux ni transformation réelle de la demande. C'est moins la pénurie physique qui menace que la déstabilisation des équilibres économiques et géopolitiques qu'une rareté croissante et mal gouvernée peut engendrer exactement ce que le « business as usual » est structurellement incapable de prévenir.
79 Au - Or - CPE Lyon - 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
Références section 3.2:
[ART-SCA-2022] Ottone Scammacca, Rasool Mehdizadeh, Yann Gunzburger. Territorial Mining Scenarios for Sustainable Land- Planning: A Risk-Based Comparison on the Example of Gold Mining in French Guiana. Sustainability, 2022, 14 (17). pp.10476. ⟨10.3390/su141710476⟩.⟨hal-04059553⟩. Consulté le 25/03/2026 https://doi.org/10.3390/su141710476
Explications sur ce choix de scenario
Le scénario de la littérature choisi pour cette section est celui des Scénarios Miniers Territoriaux (TMS - Territorial Mining Scenarios). Toutes les informations des parties suivantes se basent uniquement sur cette publication. [ART-SCA-2022] Ce modèle ne se contente pas de prévoir une extraction isolée, mais projette l'évolution de la filière aurifère à l'échelle d'un bassin versant celui de la Mana en Guyane. Il explore comment une cible de production identique peut être atteinte via différentes structures industrielles d'ici 2050.
En comparant ces travaux avec les cadres de l'ADEME, on observe des points de convergence clairs :
1. L'approche par la demande :
Tout comme l'ADEME, le scénario TMS part d'un besoin qui est la production d'or, pour évaluer les trajectoires technologiques nécessaires.
2. La multifonctionnalité du territoire :
On retrouve l'idée que l'activité humaine minière doit cohabiter avec la préservation de la biomasse et du stockage de carbone, un pilier des scénarios de transition écologique.
Parmi les cinq qualificatifs proposés, le scénario analysé ici s’adapte mieux au qualificatif « Coopératif ». En effet, c’est une gouvernance territoriale où les risques ne sont pas seulement techniques, mais perçus par les "stakeholders" (parties prenantes). Le choix du mode d'extraction (LSM vs ASM) et les mesures d'atténuation des impacts environnementaux sont envisagés comme un arbitrage collectif visant à maximiser l'acceptabilité sociale et la durabilité territoriale, plutôt qu'une simple optimisation du profit ou une réduction radicale de la production.
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
Le futur de l'élément "Or" dans ce scénario est marqué par plusieurs évolutions majeures :
• Nouveaux accès aux ressources :
L'étude anticipe un passage progressif de l'extraction alluvionnaire vers l'exploitation de gisements primaires. Cela implique l'émergence de mines souterraines, perçues comme une solution pour accéder à des ressources plus profondes tout en limitant l'empreinte de déforestation en surface.
• Usages et structures :
Le "demain" décrit varie selon la répartition entre la Grande Mine Industrielle (LSM) et les Mines Artisanales et de Petite Échelle (ASM pour le légal et i-ASM pour l’illégal). Le scénario prévoit un accès aux ressources plus diffuse si l'ASM prédomine, ou plus centralisée si une seule grande exploitation industrielle est privilégiée.
• Prévisions sur les tensions :
Les tensions identifiées concernent principalement le partage des services écosystémiques. La pression sur la ressource en eau entre autres la contamination potentielle par les sédiments ou substances chimiques et la fragmentation des habitats forestiers sont les principaux points de friction prévus entre les opérateurs miniers, les populations locales et les autorités de régulation. [ART-SCA-2022]
Références section 3.3:
[ART-SCA-2022] Ottone Scammacca, Rasool Mehdizadeh, Yann Gunzburger. Territorial Mining Scenarios for Sustainable Land- Planning: A Risk-Based Comparison on the Example of Gold Mining in French Guiana. Sustainability, 2022, 14 (17). pp.10476. ⟨10.3390/su141710476⟩.⟨hal-04059553⟩. Consulté le 25/03/2026 https://doi.org/10.3390/su141710476
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Le déploiement de ces scénarios territoriaux prévoit des impacts à plusieurs niveaux :
Extraction/Transformation :
Risques liés à la gestion des déchets miniers (digues de résidus) et à la consommation d'énergie.
Voies de substitution/réduction :
Le scénario évoque des technologies de traitement plus propres et une meilleure planification spatiale pour réduire la "déforestation importée" par l'activité minière.
Bouclage :
Bien que l'or soit un métal hautement recyclable, l'étude se concentre sur le "bouclage" environnemental, c'est-à-dire la capacité du territoire à régénérer ses fonctions écologiques après la fermeture des sites (réhabilitation).
L'article souligne que la situation actuelle présente déjà une haute criticité pour plusieurs raisons :
Inefficacité et gaspillage :
Actuellement, le secteur illégal (i-ASM) mobilise près de 90 % de la main-d'œuvre totale pour extraire environ 70 % de l'or, avec un rendement par site extrêmement faible (6,6 kg/an/site). Cette dispersion multiplie les points de pression sur l'écosystème.
Criticité Sanitaire :
Le présent est marqué par l'usage persistant du mercure dans l'orpaillage illégal. L'article cite des taux de contamination chez les populations locales du bassin de la Mana atteignant 12 µg/g, soit plus du double du seuil de sécurité de l'OMS (5 µg/g).
Impact Spatial :
La déforestation actuelle est caractérisée par une fragmentation intense de la forêt primaire. Contrairement aux projets industriels futurs qui concentrent l'impact sur une zone délimitée, l'impact actuel est "mité" sur tout le territoire, rendant la régénération forestière plus difficile.
L'analyse de la littérature permet de quantifier les impacts environnementaux et sociaux de l'élément "Or" selon le mode de déploiement choisi pour répondre à une demande territoriale fixée à 5 000 kg d'or par an.
La criticité de l'or en Guyane n'est pas liée à son épuisement, mais à l'impact spatial.
Références section 3.4:
[ART-SCA-2022] Ottone Scammacca, Rasool Mehdizadeh, Yann Gunzburger. Territorial Mining Scenarios for Sustainable Land- Planning: A Risk-Based Comparison on the Example of Gold Mining in French Guiana. Sustainability, 2022, 14 (17). pp.10476. ⟨10.3390/su141710476⟩.⟨hal-04059553⟩. Consulté le 25/03/2026 https://doi.org/10.3390/su141710476
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
L’analyse du scénario des Scénarios Miniers Territoriaux (TMS) révèle que la criticité de l’or en Guyane est moins liée à l’épuisement de la ressource qu'à son impact spatial et sanitaire. Actuellement, la situation est alarmante : l'orpaillage illégal mobilise 90 % de la main-d'œuvre pour 70 % de la production, générant une déforestation diffuse et une contamination au mercure dépassant largement le seuil de l'OMS (12 µg/g).
À l'horizon 2050, le scénario dit Coopératif privilégie une gouvernance partagée pour atteindre une cible de 5 000 kg/an. La transition vers des gisements primaires via des mines souterraines vise à réduire l'empreinte au sol. Les trajectoires comparées sont sans appel : pour une production identique, l'option industrielle ne détruit que 550 ha contre plus de 15 000 ha pour le secteur illégal. La durabilité du territoire repose donc sur un arbitrage collectif entre structures industrielles et artisanales pour préserver les services écosystémiques.
79 Au - Or - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 2 selon le scenario Génération frugale
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
1. La substitution par la contrainte (L'effet "Rareté")
Dans le scénario S1 de l'ADEME, la sobriété n'est pas seulement un choix éthique, elle est imposée par la finitude des ressources. L’analyse sur l'augmentation structurelle du prix de l'or illustre parfaitement ce mécanisme :
· L’aspect économique : Le passage vers l'argent ou le cuivre devient une obligation pour maintenir la viabilité des filières industrielles.
· L’aspect technique : Comme le préconise l'ADEME pour la "Génération Frugale", l'ingénierie se détourne de la "performance absolue" (permise par l'or) pour viser une "performance suffisante" avec des matériaux plus communs.
2. Low-tech et Conception Durable
L'ADEME souligne que la frugalité repose sur des technologies plus simples et plus faciles à recycler.
· L'or, bien qu'excellent conducteur, est souvent utilisé en couches si fines (dorure électrolytique) qu'il devient techniquement et énergétiquement très coûteux à récupérer.
· En remplaçant l'or par du cuivre ou des alliages de nickel, les industriels simplifient potentiellement la "mine urbaine" (le recyclage des déchets électroniques). Cela répond à l'objectif de l'ADEME de boucler les cycles de vie des matériaux dans un monde aux ressources limitées.
3. Arbitrage des usages : Priorité au vital
Le scénario S1 implique des arbitrages politiques et sociaux sur l'utilisation des métaux.
· Réserve stratégique : En minimisant l'or dans l'électronique de consommation (smartphones, gadgets), on préserve les stocks pour les "applications irremplaçables" (recherche médicale, électronique de haute précision).
· Conflit IA vs Frugalité : Ici, d’après le scénario, le développement de l’IA pousse la demande à la hausse. Dans l'optique de l'ADEME, une "Génération Frugale" pourrait être amenée à limiter le déploiement de certaines IA gourmandes en infrastructures matérielles pour éviter l'épuisement prématuré des stocks d'or et de cuivre.
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
L'or est un matériau clé dans la fabrication des technologies modernes, que ce soit dans l'électronique grand public, l'intelligence artificielle ou encore la recherche médicale. Avec l'essor fulgurant de l'IA, sa demande ne cesse de croître. Or, l'or étant une ressource finie, son prix fluctue logiquement à la hausse sous l'effet de cette pression croissante. Une hypothèse plausible pour les prochaines décennies est donc une augmentation continue et structurelle de son prix.
Face à cette réalité, le World Gold Council souligne que les industriels sont de plus en plus poussés à réduire leur consommation d'or et à explorer des matériaux alternatifs, notamment dans l'électronique [WEB-MAH-2026]. Cette dynamique s'inscrit parfaitement dans la logique du scénario Génération Frugale : non pas par choix vertueux spontané, mais bien par contrainte économique, les acteurs industriels sont amenés à repenser leurs usages de l'or et à accélérer la recherche de substituts.
Les premiers effets de cette tendance sont déjà visibles. Entre 2024 et 2025, la demande d'or dans le domaine des technologies a ainsi reculé de 1,5 %, passant de 226,2 à 222,8 tonnes [WEB-MAH-2026], un signal faible mais concret d'une substitution en cours. Pour autant, l'or reste encore très présent dans certains usages clés : sa part dans les fils de câblage demeure significative en 2024 :
image generatiin.png (0.1MB)
Schéma: part de l’or dans les fils électriques [WEB-TRA-2025]
Plusieurs matériaux sont aujourd'hui à l'étude pour remplacer l'or, en particulier dans les fils de câblage électronique [WEB-GOL-2025-A] :
• L’argent : moins onéreux que l'or, il présente d'excellentes propriétés de conductivité électrique, ce qui en fait une alternative naturelle et directe.
• Le cuivre : troisième meilleur conducteur après l'or et l'argent, il est déjà largement présent dans l'électronique du quotidien (câbles, chargeurs…), ce qui facilite son adoption comme substitut à plus grande échelle. Mais c’est un matériau en tension notamment dû au fait que 40 % du cuivre mondial provient du Chili et du Pérou, où les conflits sociaux, les réglementations environnementales et les nationalisations menacent la stabilité de l’approvisionnement.
• Le palladium-nickel et autres alliages : ces matériaux font également l'objet de recherches actives pour réduire au maximum le recours à l'or dans ses différents domaines d'application.
Ainsi, l'enjeu pour les industriels dans les prochaines années est clair : minimiser l'utilisation de l'or partout où il peut être substitué, afin de préserver les stocks disponibles pour les applications où il reste irremplaçable, notamment dans certains composants électroniques de précision où ses propriétés uniques ne peuvent pas encore être égalées.
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Plusieurs matériaux sont aujourd'hui à l'étude pour remplacer l'or, en particulier dans les fils de câblage électronique [WEB-GOL-2025-A] :
• L’argent : moins onéreux que l'or, il présente d'excellentes propriétés de conductivité électrique, ce qui en fait une alternative naturelle et directe.
• Le cuivre : troisième meilleur conducteur après l'or et l'argent, il est déjà largement présent dans l'électronique du quotidien (câbles, chargeurs…), ce qui facilite son adoption comme substitut à plus grande échelle. Mais c’est un matériau en tension notamment dû au fait que 40 % du cuivre mondial provient du Chili et du Pérou, où les conflits sociaux, les réglementations environnementales et les nationalisations menacent la stabilité de l’approvisionnement.
• Le palladium-nickel et autres alliages : ces matériaux font également l'objet de recherches actives pour réduire au maximum le recours à l'or dans ses différents domaines d'application.
Ainsi, l'enjeu pour les industriels dans les prochaines années est clair : minimiser l'utilisation de l'or partout où il peut être substitué, afin de préserver les stocks disponibles pour les applications où il reste irremplaçable, notamment dans certains composants électroniques de précision où ses propriétés uniques ne peuvent pas encore être égalées.
Synthèse pour le scénario étudié
L'essor de l'IA et des technologies modernes exerce une pression critique sur l'or, ressource finie dont le prix subit une hausse structurelle. Cette tension économique force les industriels vers une « Génération Frugale » : la substitution devient une nécessité plutôt qu'un choix. Si l'or reste crucial pour la haute précision, son usage recule déjà (-1,5 % en 2024-2025) au profit de l'argent ou du cuivre. Ce basculement vers des matériaux plus communs, bien que soumis à des tensions géopolitiques, s'aligne sur le scénario S1 de l'ADEME. En privilégiant la « performance suffisante » et le recyclage, l'industrie arbitre les usages pour réserver l'or aux domaines vitaux (santé, recherche).
79 Au - Or - CPE Lyon - 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
Références section 3.2:
[WEB-FRI-2020], Environmental impact of high-value gold scrap recycling, Benjamin Fritz, Carin Aichele & Mario Schmidt. Consulté le 01/04/2026 https://link.springer.com/article/10.1007/s11367-020-01809-6
[WEB-GHG-2024] How recycling can help the climate and other facts, BBC. Consulté le 07/04/2026
How recycling can help the climate and other facts
[WEB-DIS-2025], Eco-Friendly Gold Extraction Methods Reshaping Modern Mining, par Muflih Hidayat. Consulté 25/03/2026 https://discoveryalert.com.au/green-gold-extraction-sustainable-mining-methods-2025/
[ART-PRO-2026] Progress in bioleaching and its mechanism: a short review, Springer Nature. Consulté le 01/04/26
Progress in bioleaching and its mechanism: a short review | Discover Environment | Springer Nature Link
[WEB-STE-2026], Projet de réhabilitation de la mine d’or Long Lake, par Marc Stewart. Consulté le 07/04/2026 https://www.ontario.ca/fr/page/projet-de-rehabilitation-de-la-mine-dor-long-lake
[WEB-McC-2025], From Waste to Green Applications: The Use of Recovered Gold and Palladium in Catalysis, par Sean McCarthy, Alvin Lee Wei Jie, D Christopher Braddock, Angela Serpe, James D E T Wilton-Ely. Consulté le 01/04/2026 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8434531/
Explications sur ce choix de scenario
Pour mieux comprendre ce futur, on peut le comparer aux modèles de l'ADEME :
S3 - Technologies Vertes : C'est le moteur du scénario. On remplace le cyanure (un poison mortel utilisé pour séparer l'or de la roche) par de la glycine (un acide aminé naturel) [WEB-DIS-2025] ou par des bactéries qui effectuent le travail naturellement (biolixiviation) [ART-PRO-2026]. L'IA est aussi utilisée pour scanner le sol depuis l'espace et éviter de creuser là où il n'y a rien [WEB-KIN-2026].
S4 - Pari Réparateur : C'est le cœur éthique du projet. Ce scénario accepte que l'industrie ait pollué, mais parie sur la science pour réparer. L'objectif est de retourner sur les anciens sites miniers pour filtrer l'eau polluée à l'arsenic et replanter de la végétation. On ne se contente pas de ne plus polluer, on essaie d'effacer les traces du passé.
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
Le scénario "L'Or Circulaire et Réparateur" part d'un constat d'urgence : nous avons déjà extrait une grande partie de l'or facilement accessible sur Terre. Les gisements restants sont de plus en plus pauvres (il faut broyer des tonnes de roche pour quelques grammes d'or), ce qui rend l'extraction traditionnelle très polluante et énergivore [WEB-FRI-2020].
Ce scénario est une réponse stratégique proposée par des acteurs qui veulent éviter une pénurie tout en respectant les nouvelles normes écologiques. Il ne s'agit pas de "moins consommer" (sobriété), mais de "mieux produire" en utilisant la technologie pour boucler la boucle du recyclage et soigner les sites miniers abîmés par le passé.
Dans ce futur proche (2030-2050), l'or n'est plus seulement un bijou ou une valeur refuge, c'est un métal technologique indispensable.
Usages : On en a besoin partout : dans les processeurs de nos ordinateurs, les capteurs des voitures électriques et les dispositifs médicaux de haute précision. Sa demande reste donc élevée [WEB-ORE-2025].
Accès à la ressource : Le changement majeur est l'apparition de la "Mine Urbaine". Au lieu de creuser des trous géants dans la jungle ou le désert, on installe des usines de recyclage ultra-modernes près des villes. Elles récupèrent l'or contenu dans nos 62 millions de tonnes de déchets électroniques annuels. L'or devient une ressource que l'on récolte dans nos vieux objets plutôt que de l'extraire du sol [WEB-GHG-2024].
Tensions : Si la tension sur la ressource naturelle diminue, une nouvelle tension apparaît : la guerre des déchets. Les pays qui ne savent pas recycler leurs propres appareils électroniques perdent leur souveraineté et deviennent dépendants de ceux qui possèdent la technologie de recyclage [WEB-GHG-2024].
Références section 3.3:
[WEB-FRI-2020], Environmental impact of high-value gold scrap recycling, Benjamin Fritz, Carin Aichele & Mario Schmidt. Consulté le 01/04/2026 https://link.springer.com/article/10.1007/s11367-020-01809-6
[WEB-GHG-2024] How recycling can help the climate and other facts, BBC. Consulté le 07/04/2026
How recycling can help the climate and other facts
[WEB-DIS-2025], Eco-Friendly Gold Extraction Methods Reshaping Modern Mining, par Muflih Hidayat. Consulté 25/03/2026 https://discoveryalert.com.au/green-gold-extraction-sustainable-mining-methods-2025/
[ART-PRO-2026] Progress in bioleaching and its mechanism: a short review, Springer Nature. Consulté le 01/04/26
Progress in bioleaching and its mechanism: a short review | Discover Environment | Springer Nature Link
[WEB-STE-2026], Projet de réhabilitation de la mine d’or Long Lake, par Marc Stewart. Consulté le 07/04/2026 https://www.ontario.ca/fr/page/projet-de-rehabilitation-de-la-mine-dor-long-lake
[WEB-McC-2025], From Waste to Green Applications: The Use of Recovered Gold and Palladium in Catalysis, par Sean McCarthy, Alvin Lee Wei Jie, D Christopher Braddock, Angela Serpe, James D E T Wilton-Ely. Consulté le 01/04/2026 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8434531/
Impacts pressentis du déploiement visé ( impacts qui peuvent intervenir au niveau de extraction/ transformation/ distribution/ utilisation/ fin de vie/ recyclage)
Impacts attendus
Le but ultime est d'arriver à un "bouclage", c'est-à-dire que l'or tourne en rond dans l'économie sans jamais devenir un déchet.
Bouclage matière : En 2050, 80% de l'or utilisé provient du recyclage. C'est une victoire technologique : on a réussi à créer une boucle presque fermée [WEB-McC-2025].
Impacts écologiques : Le passage à la mine urbaine permet de réduire de 80% les émissions de CO2 par gramme d'or. On économise aussi des milliards de litres d'eau qui étaient auparavant utilisés pour le traitement des minerais [WEB-GHG-2024].
Limites : Le bouclage n'est jamais parfait (100% est impossible). Il y aura toujours de petites pertes (or égaré dans l'environnement, composants trop petits), mais le "pari réparateur" compense cela par une extraction minière primaire devenue extrêmement propre et limitée au strict nécessaire [WEB-McC-2025].
Références section 3.4:
[WEB-FRI-2020], Environmental impact of high-value gold scrap recycling, Benjamin Fritz, Carin Aichele & Mario Schmidt. Consulté le 01/04/2026 https://link.springer.com/article/10.1007/s11367-020-01809-6
[WEB-GHG-2024] How recycling can help the climate and other facts, BBC. Consulté le 07/04/2026
How recycling can help the climate and other facts
[WEB-DIS-2025], Eco-Friendly Gold Extraction Methods Reshaping Modern Mining, par Muflih Hidayat. Consulté 25/03/2026 https://discoveryalert.com.au/green-gold-extraction-sustainable-mining-methods-2025/
[ART-PRO-2026] Progress in bioleaching and its mechanism: a short review, Springer Nature. Consulté le 01/04/26
Progress in bioleaching and its mechanism: a short review | Discover Environment | Springer Nature Link
[WEB-STE-2026], Projet de réhabilitation de la mine d’or Long Lake, par Marc Stewart. Consulté le 07/04/2026 https://www.ontario.ca/fr/page/projet-de-rehabilitation-de-la-mine-dor-long-lake
[WEB-McC-2025], From Waste to Green Applications: The Use of Recovered Gold and Palladium in Catalysis, par Sean McCarthy, Alvin Lee Wei Jie, D Christopher Braddock, Angela Serpe, James D E T Wilton-Ely. Consulté le 01/04/2026 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8434531/
3.5 Synthèse "Demain et ailleurs"
Synthèse pour le scénario étudié
Face à l'épuisement progressif des gisements facilement exploitables et à une demande en or technologique en constante hausse (électronique, dispositifs médicaux, mobilité électrique), ce scénario hybride articule deux logiques complémentaires : technologie verte et pari réparateur. Plutôt que de réduire la consommation, il mise sur l'innovation pour fermer la boucle du cycle de l'or. La "mine urbaine", fondée sur le recyclage des 62 millions de tonnes de déchets électroniques produits chaque année, remplace progressivement l'extraction primaire traditionnelle. Des procédés propres comme la biolixiviation bactérienne ou l'utilisation de glycine supplantent le cyanure, tandis que l'IA optimise la prospection pour limiter les forages inutiles. L’objectif en 2050 est que 80 % de l'or en circulation proviendrait du recyclage, réduisant les émissions de CO₂ de 80 % par gramme produit et économisant des milliards de litres d'eau. En parallèle, le volet réparateur engage activement la restauration des anciens sites miniers pollués par la dépollution des eaux à l'arsenic, la reforestation tout en cherchant à effacer les traces du passé industriel. Le cycle de l’or ne sera jamais parfait, mais l'extraction primaire devient ultra-propre et limitée au strict nécessaire. La principale tension émergente reste la souveraineté technologique : les nations maîtrisant le recyclage avancé risquent de recréer de nouvelles dépendances mondiales.
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 ?4.2.1. L'interdépendance géologique et les structures de la croûte
L'or ne se présente que très rarement de manière isolée dans la nature. Sa présence est intrinsèquement liée à des structures minéralogiques spécifiques qui dictent ses possibilités d'usage et d'extraction.
Associations minérales : géologiquement, l'or est étroitement associé aux sulfures métalliques contenant du fer, du nickel ou de l'antimoine.
Alliages naturels : On le retrouve également sous forme d'alliage naturel avec l'argent ou le mercure, notamment dans les contextes d'extraction artisanale.
Contraintes de teneur : La croûte terrestre impose des gisements de faible teneur, souvent inférieure à 1 gramme d'or par tonne de roche, ce qui rend nécessaire le traitement de volumes massifs de minerai.
Le verrou des minerais réfractaires : Lorsque l'or est piégé chimiquement dans des sulfures, il est dit "réfractaire" (difficile à extraire par les méthodes classiques). La géologie impose alors une étape de biolixiviation (utilisation de bactéries pour dissoudre les minéraux gênants) afin de libérer l'or avant son traitement chimique. [WEB-LEL-2026]
4.2.2. Dynamique des procédés : de la mine à l'objet fini
Le passage de la roche au métal pur repose sur une mobilisation massive d'autres éléments chimiques, créant une chaîne de dépendance technique complexe.
Le procédé dominant est la cyanuration (dissolution de l'or par une solution de cyanure), qui traite environ 80 % de la production mondiale. Ce secteur mobilise à lui seul 6 % de la production annuelle globale de cyanure de sodium.
La mobilisation des éléments lors de la transformation :
Le milieu chimique : La réaction nécessite du dioxygène et un maintien rigoureux du pH au-dessus de 10 (milieu basique) pour empêcher la formation de cyanure d'hydrogène, un gaz mortel.
La récupération par adsorption : On utilise du charbon actif pour fixer l'or dissous sur sa surface. Une tonne de charbon peut ainsi adsorber (fixer à sa surface) 70 kg d'or.
La réduction métallique : L'or est ensuite récupéré soit par électrolyse (passage d'un courant électrique) sur une cathode (électrode négative) en laine de fer , soit par cémentation au zinc (précipitation d'un métal par un autre).
L'affinage final : Pour atteindre une pureté extrême, on utilise le procédé Miller qui consiste à injecter du chlore gazeux à 1150°C pour éliminer les impuretés sous forme de chlorures volatils. [WEB-LEL-2026]
Évolution de la relation : Lorsque l'on passe de la mine à l'objet, la relation entre les éléments s'inverse. On ne subit plus les impuretés imposées par la géologie, mais on crée volontairement des alliages avec l'argent et le cuivre. Ces associations sont indissociables du marché de la joaillerie car elles permettent d'ajuster la dureté et la couleur du métal (or jaune, rose ou blanc).
4.2.3. Les compagnons de chaîne technique
Dans les technologies contemporaines, l'or fait partie d'une symbiose technique (une collaboration étroite entre plusieurs matériaux) où chaque élément est indispensable au fonctionnement global.
Le secteur numérique : Dans les smartphones ou les serveurs, l'or coévolue avec le cuivre, le silicium, le palladium, le lithium et le platine. Sa résistance exceptionnelle à la corrosion (altération chimique du métal) garantit la fiabilité des connexions sur le long terme.
La transition énergétique : L'or est un "compagnon" essentiel des cellules photovoltaïques de pointe (panneaux solaires) associé à différents éléments tels que le silicium, l’argent, l’aluminium et le cuivre et intervient dans les procédés de conversion de l'hydrogène en tant que catalyseur pour abaisser l’énergie d’activation des réactions chimiques. [ART-KEE-2014] [WEB-WGC-208]
4.2.4. Fragilité et risques du système
L'analyse de ces interdépendances révèle des vulnérabilités stratégiques pour le système industriel.
Risques chimiques : La dépendance mondiale au cyanure de sodium constitue une fragilité majeure. Pour renforcer la robustesse du système, des alternatives comme le thiosulfate de calcium apparaissent. Cependant, ce procédé exige des concentrations de réactifs 20 à 80 fois plus élevées que la cyanuration classique.
Dépendances géopolitiques : L'or est souvent un sous-produit d'autres métaux. Sa production peut donc être impactée par les fluctuations de prix ou les tensions politiques touchant les mines de cuivre ou de nickel. [WEB-LEL-2026]
4.2.5. Les dimensions invisibles du système
Cartographier ces symbioses permet de rendre visibles des infrastructures et des ressources indispensables au brillant de l'or :
Infrastructures de recyclage : Le système dépend de la capacité à régénérer le charbon actif par chauffage à haute température (600-750°C) pour le réutiliser.
Gestion de l'eau et des milieux : Les nouveaux procédés, comme celui utilisé à la mine de Goldstrike, utilisent l'osmose inverse (système de filtrage très fin sous pression) pour recycler les ions et limiter l'impact environnemental.
Valorisation des déchets : L'hydrométallurgie (chimie des solutions) permet désormais de retraiter les "stériles" (roches broyées sans valeur apparente) d'anciennes mines pour en extraire les dernières traces d'or, comme cela a été fait en France à Salsigne. [WEB-LEL-2026]
4.3 Synthèse "Interdépendances"
Synthèse
L’or s’inscrit dans un système d’interdépendances critiques. Géologiquement, il est indissociable des sulfures métalliques , imposant des procédés comme la biolixiviation pour libérer le métal des minerais réfractaires. Sa transformation repose sur une chimie lourde : la cyanuration mobilise 6 % de la production mondiale de NaCN et exige un contrôle strict du pH (>10).
En aval, l'or forme des symbioses techniques avec le cuivre, le silicium ou le palladium pour garantir la fiabilité du numérique. Si le recyclage des réactifs (charbon actif , thiosulfate ) renforce la robustesse du système, sa forte intensité énergétique (broyage < 0,1 mm) et sa dépendance aux intrants chimiques révèlent une vulnérabilité stratégique face aux enjeux écologiques.
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
L’or est sans doute l’un des éléments chimiques les plus chargés symboliquement dans l’histoire humaine. Bien plus qu’un simple métal, il incarne à la fois la richesse, le pouvoir, l’immortalité et la pureté. Depuis l’Antiquité, il est associé au divin : dans l’Égypte ancienne, l’or est considéré comme la « chair des dieux », tandis que dans les civilisations précolombiennes, il symbolise le soleil et l’énergie vitale [ART-BEN-2018]. Dans cette perspective, l’or peut être pensé comme un « personnage » aux multiples avatars. Il apparaît sous différentes formes : métal natif dans les gisements, objet précieux (bijoux, monnaies), réserve de valeur dans les systèmes économiques [WEB-OFI-2024], ou encore matériau technologique dans l’électronique et les nanotechnologies [ART-MDP-2024]. Cette multiplicité d’états correspond à autant d’« hétéroformes » de l’élément.
Les puissances d’agir de l’or reposent sur ses propriétés physico-chimiques exceptionnelles. Sa très faible réactivité chimique (résistance à la corrosion et à l’oxydation) explique son association à l’éternité et à l’inaltérabilité. Sa conductivité électrique élevée permet son utilisation dans les composants électroniques. Sa malléabilité et sa ductilité extrêmes facilitent sa transformation en feuilles très fines (feuilles d’or), renforçant son usage artistique et décoratif. Ces propriétés ont nourri des imaginaires spécifiques : l’or comme matière parfaite, incorruptible, presque « hors du temps ». Cependant, ces qualités ont également suscité des tensions et des craintes. L’attrait pour l’or a conduit à des phénomènes historiques majeurs tels que les ruées vers l’or (gold rush), associées à la conquête territoriale, à l’exploitation intensive des ressources et à des conflits sociaux. Dans certaines régions, l’or est ainsi associé à la violence, à la destruction environnementale et aux inégalités [WEB-CONV-2019].
Du point de vue des temporalités, l’or impose un paradoxe. D’un côté, sa formation géologique est extrêmement lente, à l’échelle de millions d’années, et son altération est quasi inexistante. De l’autre, son extraction peut être brutale et rapide, notamment lors des ruées vers l’or ou de l’exploitation industrielle intensive. Enfin, dans l’économie moderne, l’or circule rapidement sous forme financière (marchés, réserves), tout en restant physiquement stable et durable. Ainsi, l’or se situe à l’interface entre permanence et circulation, matérialité et abstraction. Il cristallise des imaginaires puissants qui influencent à la fois les pratiques industrielles, les politiques économiques et les représentations culturelles.
Références section 5.2 :
[ART-BEN-2018] Bensaude-Vincent, B., & Loeve, S. (2018). Carbone : ses vies, ses œuvres. Paris : Seuil.
[WEB-OFI-2024] OFI Invest AM, "Comprendre les métaux : l’or, le plus précieux des métaux." Consulté le 24/03/26 [en ligne]. Disponible sur: https://www.ofi-invest-am.com/
[ART-MDP-2024] Ulrich, J. et al., Gold Production and the Global Energy Transition—A Perspective. Sustainability, 16(14), 5951.
[WEB-CONV-2019] The Conversation, "Pourquoi utilise-t-on du cyanure pour extraire l’or ?"
