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Pierre Papon, physicien, est professeur émérite à l'école de physique et chimie de Paris, membre du comité de rédaction de la revue Futuribles. Il a été directeur général du CNRS,...
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Les métaux «rares», un frein au développement des énergies renouvelables


mercredi 23 mars 2011

Les batteries des voitures électriques, les turbines d’éoliennes, les cellules photovoltaïques ont besoin de métaux qui sont loin d’être renouvelables! Certains verraient leurs réserves se tarir à horizon de 15 ans. Plus tôt que le pétrole ou le gaz.


Les perspectives d'un "décollage" des voitures électriques ainsi que les craintes suscitées par le monopole de la Chine sur les terres rares, ont mis en évidence le rôle « critique » de certains matériaux pour les énergies renouvelables (ils sont des constituants clés de ces dispositifs).
 
Selon un rapport américain ce serait le cas de quatorze éléments : neuf métaux qui sont des terres rares, le lithium, le cobalt, le gallium, l'indium et le tellure (un métalloïde). On les trouve dans les cellules photovoltaïques, les turbines d'éoliennes, les batteries, les aimants et les dispositifs d'éclairage. Le néodyme et le dysprosium, des terres rares, sont des constituants d'aimants de turbines d'éoliennes et de moteurs de véhicules électriques. L'indium, le gallium et le tellure sont des matériaux pour les cellules solaires. A cette liste on peut ajouter le platine qui est un catalyseur.
 
Les batteries jouent évidemment un rôle clé pour les véhicules électriques dont certaines ont des électrodes en lithium. Pour un marché de 7,5 millions de voitures en 2020 (soit 10% du marché total, une hypothèse faite par Renault) et avec un stockage de 15 kWh, la demande annuelle pour l'industrie automobile serait de 225 000 tonnes de minerai de carbonate de lithium alors qu'elle est aujourd'hui de 150 000 tonnes tous usages confondus. Avec des réserves estimées à 33 millions de tonnes, le problème de l'approvisionnement en lithium se poserait à long terme. Il en va de même pour le néodyme utilisé dans les moteurs électriques (une voiture hybride comme la Prius en contient 1 kg). Quant au platine nécessaire aux piles à combustible pour les voitures, c'est un métal rare et très coûteux (l'Afrique du sud en est le principal producteur) et la production mondiale ne permettrait de construire que 2 millions de voitures par an.
 
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Les quotas que la Chine impose à ses exportations de terres rares ont ravivé les inquiétudes sur les approvisionnements. Elle possède, en effet, un quasi monopole de leur production (95% de la production mondiale) mais seulement 36% des réserves mondiales, les USA, l'ex-URSS et l'Australie ayant des réserves importantes. La géographie des autres métaux est différente : le Chili est le principal producteur de lithium avec des réserves importantes en Bolivie, le Congo (RDC) est le principal producteur de cobalt avec des réserves en Australie et à Cuba. A moyen terme (15 ans) les approvisionnements en néodyme et en dysprosium pourraient être « critiques » mais ils le deviendraient aussi pour le lithium si les véhicules électriques se développaient rapidement.
 
L'énergie n'est pas uniquement une question de combustibles (du pétrole, du charbon, du gaz et de l'uranium) car des métaux jouent un rôle stratégique pour des filières comme les voitures électriques. Le recyclage du lithium pourrait être une ressource et la recherche va jouer un rôle majeur (trouver des substituts aux matériaux rares, des techniques d'extraction minière et métallurgique, etc.).
 
Le tohu-bohu autour des terres rares produites par la Chine était sans doute excessif (elle n'a pas intérêt à une politique d'embargo) mais il a eu au moins le mérite de montrer que le développement des énergies renouvelable ne sera pas un long fleuve tranquille...

(Illustration : billes de lithium - copyright wikimedia commons) 
2 commentaire(s)
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Commentaire par Carl
mercredi 23 mars 2011 17:37
tout est épuisable , tout est renouvelable ...vivre c'est exploiter , renouveler , créer ...chercher , trouver . quand une technologie s'éteint une autre est trouvée et ainsi de suite ...ils s'agit surtout dans tous les cas de minimiser l'impacte sur l'environnement , de limiter le gaspillage et de chercher l'efficacité ...tout le contraire de l'éolien industriel par exemple, terriblement polluant pour nos paysages et activités humaines . pas écolo ! si la rareté des terre rares pouvaient en freiner le développement j'en serais trés satisfait !!! il y a beaucoup mieux a faire pour notre avenir .
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[2]
Commentaire par Aris Javier
mardi 29 mars 2011 14:17
Il me semble que ces "terres rares" n'ont de rares que le nom !, car il y en a partout sur la planète, mais leur exploitation est chère et polluante, alors par calcul les occidentaux ont laissé la Chine s'en charger chez elle.

[Réponse de l'auteur]
Cela est tout à fait vrai, et les Américains l'ont compris en rouvrant une mine importante en Californie...La chimie et la géologie ont aussi été négligées (notamment en France). Pierre papon
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Pierre Papon, physicien, est professeur émérite à l'école de physique et chimie de Paris, membre du comité de rédaction de la revue Futuribles. Il a été directeur général du CNRS,...

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