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L'open pit de la société Semos, à Sadiola (Mali, 2003). © BRGM - Bernard Lamouille

Point de vue français sur la criticité des métaux

27.08.2018
A travers les seize monographies de substances et les vingt-quatre fiches de criticité réalisées entre 2010 et 2017, le BRGM a pu évaluer la criticité de substances ou groupes de substances diverses (cuivre, lithium, cobalt, Terres Rares, molybdène, titane, etc.). L’un des outils phares de ces études est le diagramme de criticité qui permet de positionner les substances selon deux axes complémentaires : les risques sur les approvisionnements et l’importance économique.

Si ces deux axes sont communément admis et utilisés par de nombreux acteurs industriels ou institutionnels, les visions divergent sur la manière de représenter la notion de criticité. Pour la Commission européenne, il existe un seuil net à partir duquel une substance est critique. Pour le BRGM, la criticité des substances suit une logique progressive, c’est-à-dire sans seuil de criticité, et qui permet de tenir compte des incertitudes plus ou moins grandes sur les données utilisées (chiffres de production, consommation, etc.) et de la relativité des impacts selon les opérateurs concernés.

Évolution de la criticité des substances ou groupes de substances étudiées par le BRGM depuis 2010. © BRGM (2017)

Évolution de la criticité des substances ou groupes de substances étudiées par le BRGM depuis 2010. © BRGM (2017)

Contexte

Le BRGM réalise, aux côtés du Ministère en charge de l’Environnement et sous la supervision du Comité pour les Métaux stratégiques (COMES), des études de criticité par substance minérale. Ces études se déclinent sous la forme de monographies (panoramas détaillés des marchés : demande, offre, prix, commerce international) et de fiches de criticité de certaines matières premières minérales non énergétiques. A fin 2017, 16 monographies de substance minérale et 24 fiches de criticité ont été réalisées, dont certaines ont été mises à jour avec les données les plus récentes disponibles (production, usages, consommation, recyclage, substitution, prix, commerce extérieur, etc.).  

Objectif

Les acteurs publics et économiques français ont besoin de disposer d’une information synthétique, compacte et actualisée sur les enjeux et l’évolution de la criticité de ressources minérales. Les études réalisées par le BRGM fournissent ainsi des éléments de détermination de l’exposition de la France aux risques pesant sur les approvisionnements en chacune des substances traitées et leur importance économique pour la France. Les résultats sont synthétisés par le positionnement de la substance dans un diagramme de criticité (ou matrice de criticité) selon les deux axes classiques : les risques sur les approvisionnements et l’importance économique.

Programme des travaux

En ce qui concerne les fiches de criticité, elles s’étendent sur 7 à 8 pages et comprennent un tableau de 47 à 48 rubriques fixées couvrant divers facteurs impactant la criticité dont l’offre, la demande, les prix, les acteurs, etc. Ces facteurs sont structurés en douze ensembles (usages et consommation, recyclage, restrictions au commerce international, etc.). Par ailleurs, une série de graphiques et de tableaux annexes illustrent certaines informations du tableau (répartition des usages, de la production, des ressources et des réserves, etc.) ainsi que leur évolution temporelle, le commerce extérieur français (import et export) et notamment, le diagramme synthétique de criticité résumant les points ci-dessus.

Les scores des risques sur les approvisionnements ont été établis comme la moyenne arithmétique des cinq composantes suivantes, notées de manière estimative de 1 à 5 :

  • quantité et concentration géographique des ressources et réserves,
  • concentration des exploitations minières et des raffineries,
  • restrictions au libre commerce de la matière première,
  • existence de problèmes environnementaux spécifiques à la filière,
  • et concentration de la métallurgie.

Les scores sur l’importance économique avaient été établis, pour les monographies, après un questionnaire envoyé à une série d’acteurs industriels français à qui il était demandé leur perception du risque associé à une éventuelle pénurie d’approvisionnement physique. Pour les fiches de criticité, les estimations ont été extrapolées.

Résultats obtenus

Les scores les plus hauts en termes de risques sur les approvisionnements concernent les substances dont la production est très concentrée et dépend d’un ou deux pays. Il s’agit principalement des Terres Rares, du tungstène et de l’antimoine (domination de la Chine) et des platinoïdes (domination de l’Afrique du Sud et de la Russie).

En termes d’importance économique, les scores élevés sont attribués à la plupart des métaux majeurs ou des petits métaux à l’usage répandu comme le néodyme et le praséodyme (aimants permanents), le lithium et le cobalt (piles et batteries au lithium équipant les appareils nomades et les véhicules électriques) ou encore le platine et le palladium (catalyse automobile). Certaines substances sont très largement utilisées dans les industries de pointe françaises (espace, défense, aéronautique) comme le titane, les métaux des superalliages (tungstène, molybdène, tantale), etc.

Part de la Chine dans la production mondiale de matières premières minérales (Labbé, 2017). © BRGM

Part de la Chine dans la production mondiale de matières premières minérales (Labbé, 2017). © BRGM

Néanmoins, les scores ainsi obtenus sont estimatifs et doivent être analysés avec des intervalles significatifs d’incertitude. Les positionnements qui en découlent sont issus de moyennes et de compromis et ne doivent donc pas être interprétés comme des positionnements absolus. Ils peuvent en effet évoluer dans le temps. C’est par exemple le cas du dysprosium utilisé dans les aimants NdFeB qui était perçu comme très critique en 2010-2011. Le monopole chinois et les décisions restrictives à l’exportation avaient alors conduit à une très forte hausse des prix en 2010-2011. Cette flambée avait ensuite amené les industriels à développer des substitutions de technologie (réduction, voire suppression du dysprosium). La baisse de la demande et la fin des quotas et taxes à l’exportation ont finalement conduit à un éclatement de la bulle de prix, réduisant également la criticité du métal. A l’inverse, le lithium et le cobalt ont vu leur criticité augmenter suite au développement de la technologie des batteries Li-ion, utilisée en particulier pour les véhicules électriques.

De très nombreuses études de criticité ont été menées ces dernières années, aussi bien par des institutions que par certaines entreprises.

Il existe diverses variantes d’évaluation de la criticité des matières premières minérales (MPM) mais toutes convergent, en général, vers deux paramètres, les risques sur les approvisionnements et l’importance économique.

Cependant, des différences existent sur la classification d’une substance comme critique ou non-critique. Ainsi, la Commission européenne considère qu’une MPM est soit « critique » soit « non-critique », introduisant par la même un effet de seuil majeur (comment définir les limites ?). Pour les États-Unis, il s’agit de hiérarchiser plutôt que de classer, une MPM étant plus ou moins critique qu’une autre (A plus critique que B ou l’inverse). Enfin, pour T.E. Graedel, G.Gunn et L. Tercero-Espinoza, la « criticité n’est pas une simple notion binaire (critique ou non-critique) mais plutôt une question de degré ». La méthode utilisée par le BRGM est quant à elle fondée sur une base assez proche de cette définition.

La Commission européenne a publié trois versions de sa matrice de criticité (en 2010, 2014 et 2017). Dans son évaluation de la méthodologie pour établir la liste des matières premières critiques pour l’Union européenne, le Joint Research Centre (JRC) a lié le critère de haute importance économique au fait qu’une MPM soit « d’une importance fondamentale pour des secteurs industriels qui créent de la valeur ajoutée et des emplois, qui pourraient être perdus en cas d’approvisionnement inadéquat et si des substituts inadéquats ne peuvent pas être trouvés ».  

Cette matrice est donc un outil important de communication sur les matières premières et en particulier sur leur rôle pour notre société et la dépendance de l’Europe pour ses approvisionnements. Toutefois elle présente certaines limites qu’il convient de connaître afin de l’exploiter et interpréter au mieux. Parmi celles-ci, on citera notamment :  

  • Les incertitudes parfois importantes sur les données vont se propager dans les scores obtenus ;
  • Seules les données factuelles moyennes de production et d’utilisation sur cinq années (2010 à 2014) ont été utilisées (pour le rapport 2017), sans prise en compte de facteurs de croissance ou d’anticipation d’évolution ;
  • Le calcul de l’importance économique présente également des incertitudes liées à la méthode de calcul (importance économique du scandium supérieure à celle du lithium par exemple).

Le BRGM, afin de prendre en compte au mieux ces incertitudes et approximations, a fait le choix d’évaluer la criticité des substances selon une matrice progressive, c’est-à-dire sans seuil de criticité.

Partenaire

Bureau de la politique des ressources minérales non énergétiques de la Direction de l’Eau et de la biodiversité du Ministère chargé de l’Environnement.

 

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34