Matérialité de la transition énergétique et enjeux liés – 2/2 l’offre future

La principale difficulté réside dans la relative rareté des gisements et la baisse de leur qualité avec le temps. L'être humain étant un animal intelligent, il s'est d'abord concentré sur les gisements abondants et de bonne qualité (entendez « sans trop d'impuretés difficiles à enlever pendant le traitement du minerai »). À mesure que le temps passe et que ces gisements “riches” sont exploités, ne restent que des gisements dont la qualité baisse. Et avec cette dégradation de la qualité des gisements viennent quelques conséquences que l'industrie aurait bien voulu éviter…

Plusieurs critères interviennent dans la définition de la qualité d'un gisement. Le premier est la teneur, c'est-à-dire la concentration de l'élément recherché dans le gisement. Plus la teneur est importante, mieux c'est pour le mineur. D'un élément à l'autre, d'un gisement à l'autre, ces teneurs peuvent varier fortement (Figure 1). On exploite des gisements d'or par exemple, où il n'y a qu'un gramme par tonne de minerai. Dans ces gisements, on rejette donc en moyenne 999,999 kg sur les 1000 kg extraits pour récupérer le gramme d'or contenu !

Source - © 2024 Compilation Olivier Dubourdieu

Figure 1. Teneurs moyennes des gisements exploités aujourd'hui

Plus la teneur des gisements décroit, plus la quantité de déchets miniers augmente. Plus la quantité d'énergie nécessaire à l'extraction d'une même quantité d'élément est importante. Plus la quantité d'eau nécessaire à cette extraction est importante elle aussi.

Or, la teneur moyenne des gisements décroit (la figure 2 donne l'exemple des gisements de cuivre au Chili, mais c'est la même observation partout, pour tous les éléments). Et avec cette teneur décroissante, pourront donc subvenir des problèmes de disponibilités de l'énergie, de l'eau, de l'espace (pour stocker les déchets miniers).

Source - © 2021 p124 de IEA [[IEA-2021]]

Figure 2. Teneurs moyennes des gisements de cuivre au Chili entre 2005 et 2019

[heap leaching = lixiviation en tas]

Il ne suffit pas qu'un gisement ait une bonne teneur pour qu'il soit considéré de qualité. En effet, les métaux sont comme les problèmes, ils n'arrivent jamais seuls. La figure 3 présente les associations communes entre des éléments principaux qui constituent la cible des gisements recherchés, et les autres éléments qui y sont souvent associés. On y voit par exemple que l'or est souvent associée à l'argent (tant mieux pour le mineur !) et au mercure, à l'arsenic (moins bien pour le mineur). Le phosphate peut, lui, être associé au cadmium, un métal lourd pour lequel l'Union Européenne impose un seuil de concentration au-delà duquel le phosphate ne peut être importé. Etc.

Deux problèmes majeurs découlent de la présence de ces impuretés.

Pour ces deux raisons, la présence d'impuretés associées à un élément principal cible est quasiment aussi importante que la teneur de cet élément cible puisqu'elle peut déterminer la viabilité technique et économique d'un projet d'exploitation.

Source - © – D’après James St John (W-Mo, 2007, et Pt-Pd, 2014 – CC BY 2.0) et Figure 2 de Nassar et al., 2015 [[Nassar-2015]]

Figure 3. Associations communes entre éléments principaux (or, aluminium titane, fer, nickel, cuivre, zinc, plomb, étain, platine) et “impuretés” (en périphérie)

La teneur et les impuretés liées à la cible principale sont bien sûr des éléments déterminants dans la viabilité d'un projet minier. Mais ce ne sont pas les seuls. On peut citer aussi la profondeur du gisement, sa taille et son extension, sa forme… autant de paramètres géologiques qui en font un gisement exploitable, ou pas.

À ces paramètres géologiques s'ajoutent les risques liés à l'environnement – au sens large – du projet minier. Ils sont de plusieurs sortes.

Les risques technologiques. A-t-on aujourd'hui la technologie nécessaire à l'exploitation du gisement ciblé ? On peut penser notamment aux choix audacieux faits au Canada dans l'exploitation de gisements d'uranium où l'aquifère est congelé pour éviter d'ennoyer les mines (Dubourdieu, 2021 [3]). La technologie joue un rôle important dans la mine – l'intelligence artificielle, par exemple, pourrait être un atout de choix dans l'identification de gisements, et la numérisation des sites miniers permettre d'en améliorer les performances – et dans le traitement – l'innovation en matières de procédés d'extraction et de séparation des éléments permet de traiter des nouveaux types de gisement, la lixiviation acide en haute pression en est un exemple de ces dernières années.

Les risques géopolitiques. Les gisements sont toujours liés à leur territoire. Et comme le montrera l'exemple du cobalt détaillé plus bas, les risques liés aux dynamiques géopolitiques sont parfois déterminants dans la capacité d'un opérateur minier d'exploiter un gisement. Les zones considérées à risque sont synonymes de “premium” sur les taux d'intérêts imposés par les banques prêtant de l'argent aux opérateurs miniers – un risque élevé, synonyme de taux d'intérêt plus élevé, peut être déterminant dans la capacité de l'opérateur minier de financer le développement d'un projet. Les risques géopolitiques restent vrais, même dans le contexte actuel où les chaines de valeur sont mondialisées.

Les risques économiques. La rentabilité projetée d'un projet est bien sûr déterminante dans l'évaluation de la faisabilité d'un projet. La stabilité des prix des ressources minérales, les prévisions à court et moyen terme des tensions entre l'offre et la demande, la stabilité monétaire, l'évolution du prix de l'énergie… sont autant d'éléments qui jouent sur la rentabilité projetée d'un projet et peuvent faire et défaire un projet en un rien de temps.

Les risques industriels. Les sites miniers et de traitement restent des sites industriels, présentant des risques inhérents à tout projet industriel, et des risques spécifiques. Parmi les risques inhérents, on compte les risques liés à l'utilisation d'équipements industriels, les risques d'accidents corporels ou infrastructurels, les risques liés l'utilisation de produits chimiques… Parmi les risques spécifiques, il en est un remarquable : les risques liés au stockage des résidus d'usine (tailings). Ces résidus sont stockés en grandes quantités dans des réservoirs naturels ou construits par l'opérateur minier, et ce, « pour l'éternité » – en tout cas, il est rarement prévu d'y revenir. Comme on l'a déjà écrit, ces résidus incluent les impuretés séparées pendant le traitement du minerai. Mais ces zones de stockage présentent aussi le risque d'accidents industriels graves, lorsque le barrage maintenant les résidus dans leur zone de stockage, lâche. Le cas de la mine de Brumadinho est emblématique (Wikipedia, vidéo de la catastrophe partagée par The Guardian).

Les risques environnementaux et sociaux. Comme tout site industriel, les sites miniers comportent des risques liés à l'environnement et aux impacts sur les populations locales. Le niveau de ces risques dans l'industrie minière est cependant élevé.

Les paramètres géologiques et l'ensemble des niveaux de risque décrits ci-dessus déterminent si (1) techniquement, le gisement peut être exploité et l'élément cible extrait et séparé, (2) financièrement, il « vaut le cout » de l'être, (3) plus globalement, les niveaux de risques sont acceptables et les investisseurs sont prêts à contribuer au financement du projet, les impacts sur l'environnement sont contrôlés… La résultante de ces évaluations techniques, financières et des risques détermine la faisabilité d'un projet minier.

Les exemples détaillés ci-après – le cas du cuivre, du lithium, du cobalt et du mica – donnent à voir les effets de cette résultante sur la disponibilité à court, moyen et long terme des ressources minérales pour la transition.

Les ressources et réserves de lithium dépassent, elles, largement les quantités nécessaires à la transition énergétique. Cependant, les cours du lithium n'échappent pas à une certaine volatilité. C'est même, parmi les minerais scrutés par l'AIE (nickel, cobalt, lithium, terres rares^[1], graphite, cuivre) le minerai présentant la plus grande volatilité. Et pour cause.

Certes, les réserves (ressources connues exploitables) – 28 Mt en 2024 selon l'USGS (lithium dans USGS, 2024 [12]) – dépassent largement les besoins cumulés en lithium pour la transition énergétique. Les ressources, estimées en 2024 à 105 Mt les dépassent a fortiori (elles étaient de 98 Mt en 2023, ce qui démontre un appétit certain pour l'exploration dans le lithium).

Cependant, il apparait qu'il s'agit, parmi les minerais scrutés dans le cadre des modèles de prospective sur la transition énergétique, du métal dont la demande est vouée à augmenter le plus rapidement. Les modèles de l'AIE estiment qu'en 2040, la demande en lithium sera de 1,3 Mt par an, soit près de 13 fois la demande annuelle en 2021. Cette même demande a déjà bondi de 101 kt en 2021 à 165 kt en 2023. Un taux de croissance supérieur à 30 % par an !

En face, l'industrie minière s'organise : des nouveaux gisements sont mis en production. Les historiques Triangle d'Or en Amérique du Sud et projets de roche dure en Australie voient arriver à grand pas des projets d'extraction chinois, canadien, zimbabwéens, américains et européens.

La production a ainsi doublé dans les trois dernières années, s'établissant à 190 kt de Li en 2023. L'Australie devrait rester un pays majeur de production de lithium à partir de roche dure. Suivent le Chili dont la production devrait se maintenir au premier rang des pays d'Amérique du Sud, mais dont la part relative de la production devrait baisser sur le plan mondial. Les investissements se portent aujourd'hui majoritairement en Argentine, qui devrait devenir un acteur majeur dans les 10 ans qui viennent.

La vitesse de la croissance de la demande en lithium a eu un premier effet d'augmentation du prix dû à une tension avec l'offre de plus en plus forte. Le marché est devenu un temps sous-capacitaire : le lithium ne sortait plus des mines en quantité suffisante pour répondre à la demande. Le prix du lithium a ainsi atteint des sommets, avec un pic fin 2022. Un phénomène amplifié par le fait que les acteurs en aval des chaines de valeur consommatrices en lithium, voyant une offre se raréfier, ont eu tendance à stocker du lithium pour assurer plus tard la continuité de leurs affaires.

Ce prix élevé a “invité” les entrepreneurs à lancer leurs projets. Certains investisseurs, portés par des promesses de revenus élevés, ont sauté sur l'occasion pour les soutenir. Quelques nouveaux projets ont ainsi vu le jour et ont été mis en production relativement rapidement. Dans le même temps, l'économie chinoise a ralenti (relativement…) et les ventes de véhicules électriques aussi (moins relativement). La situation sous-capacitaire du marché du lithium s'est ainsi rapidement transformée en surcapacité, entrainant la chute des cours du lithium dans sa foulée.

Dans le cas du lithium – mais aussi de beaucoup d'autres matériaux de la transition énergétique, il ne s'agit donc pas de savoir si les réserves ou les ressources mises en production d'ici à 2040 seront suffisantes pour répondre à la demande, mais bien de savoir si ces réserves et peut-être ressources le seront assez rapidement, et dans des conditions de stabilité qui permettent aux investisseurs d'avoir de la visibilité sur les années à venir, et donc aux mineurs de pouvoir financer leurs projets.

Outre cette question de savoir si l'offre de lithium arrivera assez vite de manière assez stable à combler une demande en croissance explosive, vient s'ajouter la question des sources de lithium et des conditions d'extraction de cette ressource (cf. Dubourdieu, 2019 [2]). Il y a, en résumé, deux sources principales pour le lithium : l'extraction de lithium à partir de roches lithinifères, notamment le spodumène, d'une part, et à partir de l'évaporation des saumures de salars, d’autre part. Dans les deux cas, l'extraction de lithium a un impact significatif sur le paysage, sur les ressources locales en eau et sur les conditions de vie des populations locales.

Il est aussi important de noter qu'une part importante des projets d'exploitation de mines de lithium sont situés dans des zones sous stress hydrique déjà aujourd'hui, une situation qui ne devrait pas s'améliorer dans les années à venir avec les effets du changement climatique.

Source - © 2021 IEA [[IEA-2021]]

Figure 5. Localisation des projets de cuivre et de lithium en 2020 et niveaux de stress hydrique

On observe que plus de 50 % de la production de ces deux métaux sont localisés dans des zones sous stress hydrique, ce qui pose la question de la capacité de ces projets – qui consomment, comme tout projet minier, des quantités d'eau importantes – de délivrer les quantités de métaux prévues.

D'une part, cinq entreprises contrôlent le marché du lithium (SQM au Chili, Livent et Albemarle Corp. aux États-Unis, Tianqi et Jiangxi Ganfeng Lithium en Chine), laissant craindre une mainmise sur les quantités disponibles en priorité pour les pays dont dépendent ces entreprises.

D'autre part, une partie du traitement des minerais de lithium est concentrée en Chine. En effet, l'intégralité de la production australienne est exportée sous forme de SC7 (spodumene concentrate à 7 % de lithium contenu) en Chine, où le lithium est ensuite vendu sous forme de carbonate ou d'hydroxyde.

L'Europe, et la France en particulier, tentent de s'émanciper de cette dépendance au lithium étranger. Deux nouveaux projets méritent d'être ici mentionnés : le projet d'Imerys dans l'Allier, EMILI, et le projet d'Eramet dans le Bas-Rhin, EuGeLi (European Geothermal Lithium Brine) puis AGeli (Alsace Géothermie Lithium).

Le premier vise à produire du lithium à partir de granite lithinifère sur le site de Beauvoir à Échassière, un site minier historique où était extrait du kaolin et ce depuis le milieu du XIX^e siècle. À partir de la fosse à ciel ouvert existante, le projet consiste à creuser des galeries en souterrain et produire de quoi équiper 700 000 véhicules électriques à partir de 2028. Le second, pour l'instant encore en phase de développement, vise une production de lithium à partir de saumures géothermales, aujourd'hui exploitées pour la chaleur qu'elles permettent de récupérer.

Ces deux projets contribuent de manière significative à l'indépendance énergétique de la France et plus largement de l'Europe face à un marché du lithium aujourd'hui concentré en Chine (57 % du lithium mondial y est transformé), au Chili (29 %) et en Argentine (9 %).

Le cobalt a une malchance. Dans la grande majorité des cas, il est un coproduit. En d'autres termes, il n'est pas exploité pour lui-même, mais pour un autre élément – le cuivre ou le nickel – qui, lui, est considéré comme le produit principal des mines. On estime que 75 % du cobalt provient de minerai Cu-Co, 25 % de minerais Ni-Co. Seule une mine dans le monde, au Maroc, exploite le cobalt comme produit principal, la mine de Bou-Azzer, exploitée par l'entreprise Tifnout Tiranimine (CTT), filiale du groupe Managem.

Bien sûr, la production de cobalt et sa vente sont prises en compte dans les évaluations économiques du projet, mais le niveau de production d'une mine de Cu-Co ou de Ni-Co dépend d'abord de la production souhaitée en produit principal et donc indirectement de la demande en cuivre ou en nickel. Rarement de la demande en cobalt.

Le premier effet est que la production de cobalt est relativement décorrélée de la demande en cobalt. Elle est en revanche corrélée plus directement avec la demande en cuivre et en nickel.

Le cobalt a une chance. La demande en cuivre et en nickel augmente, et augmente fortement ! Ainsi, les productions des mines de Cu-Co et de Ni-Co augmentent, et avec elles, la production de cobalt.

Lorsque la demande en cobalt augmente moins vite que celle en cuivre et en nickel, une distorsion se crée, entre l'offre de cobalt, soutenue par la demande en croissance forte du cuivre et du nickel, et la demande de cobalt, dont la croissance est moins forte. Le marché est en surcapacité et les prix tombent.

Lorsque la demande en cobalt augmente plus vite, l'effet inverse se produit, l'offre et la demande se tendent et les prix augmentent rapidement.

Un pays joue un rôle majeur dans la production de cobalt : la République Démocratique du Congo (RDC), d'où provient 70 % de la production mondiale du cobalt. Les mines de Cu-Co y sont situées au Sud du pays dans la province du Haut Katanga (Figure 6), une région sous influence des conflits indépendantistes plus au Nord dont les ramifications internationales – et notamment les liens avec le Rwanda voisin – restent floues (Figure 7). Dans cette région, le groupe indépendantiste M23 sévit et exporterait illégalement des quantités significatives de minerai (en majeure partie du coltan contenant du tantale et du niobium) vers le Rwanda qui, à son tour, l'exporterait à l'international, faisant dans le même temps perdre à la RDC une partie de son revenu minier.

Source - © 2020 Figure 2 de Barume et al. [1]

Figure 6. Les sites géologiques remarquables en RDC

Ces sites sont d'autant plus remarquables qu'ils permettent la production d'une quantité impressionnante de minerais : de l'or, de l'étain, du tungstène, du tantale, du cuivre et du cobalt. Au Sud du pays, dans la copperbelt (ceinture de cuivre, en vert clair), située dans la province du Haut Katanga, une douzaine de mines industrielles, entourées de sites d'extraction artisanaux, produisent le cobalt à partir d'un minerai Cu-Co.

Source - © 2024 International Peace Information Service (IPIS)

Figure 7. En rouge, zone sous influence du M23, aux frontières de la RDC avec le Rwanda et l'Ouganda

Carte de la situation en mai 2024 : les zones d'influence évoluent très rapidement en fonction des exactions observées sur le terrain. Sur une période récente de quelques mois, la tendance a été à l'extension de cette zone d'influence plutôt que l'inverse.

Alors que le cobalt semble pour l'instant échapper à ces commerces illicites, de nombreux rapports notent tout de même la présence de groupes armés, de représentants de l'État non-autorisés, et des risques de corruption associées, notamment aux alentours des sites miniers artisanaux qui produisent une partie non négligeable du cobalt en RDC (Barume, 2020 [1]). À cela s'ajoute le fait qu'une partie significative de la production de cobalt provient de mines artisanales et à petite échelle (MAPE), où les moyens de contrôle de l'État sur la production et le devenir du cobalt sont très limités.

Dans l'histoire, l'instabilité de la région se retrouve dans l'instabilité des prix du cobalt qui démontrent une certaine volatilité à moyen terme (Figure 8). Cette volatilité est renforcée par le fait que le cobalt est un coproduit, dont l'offre est dépendante non pas directement de la demande en cobalt mais de la demande en cuivre et en nickel, comme expliqué plus haut. Cela induit des stocks très variables qui influencent eux aussi l'équilibre entre l'offre et la demande, et donc le prix.

Source - © 2020 D’après Figure 5 de Huisman et al. [6]

Figure 8. Historique du prix du cobalt dont l'évolution, très volatile, est intimement liée aux enjeux géopolitiques de la région des grands lacs africains

Comme nous l'avons écrit plus haut, une part non négligeable de la production du cobalt provient de mines artisanales et à petite échelle (MAPE en français, ASM pour Artisanal and Small-scale Mines en anglais). Dans ces MAPE, les conditions de vie et de travail des communautés minières sont généralement loin des standards que peuvent imposer les organisations occidentales. Les droits humains peuvent y être bafoués (travail forcé, travail des enfants…), les droits de l'environnement aussi (déforestation sauvage, pollutions…). Dans cette perspective, le cas du cobalt est très documenté, dans les médias comme dans la littérature scientifique. Il suffit de taper “cobalt child labor” dans un moteur de recherche pour se rendre compte de l'ampleur de la couverture médiatique dont le cobalt congolais fait l'objet. L'origine trouble de ce métal en a fait rapidement un indésirable, si bien que le choix de Tesla dans le développement de la batterie à cathode NCA était au départ souhaité par Elon Musk pour réduire autant que possible la quantité de cobalt contenu dans ses véhicules électriques (cf. The Verge). Il est néanmoins utilisé en quantité dans les batteries NMC décrites plus haut.

Une question qui se pose alors pour les fabricants de batteries et les constructeurs automobiles est bien de savoir d'où vient le cobalt contenu dans ces batteries et dans quelles conditions il a été extrait. Un élément principal concourt au renforcement des actions prises par ces entreprises en aval des chaines d'approvisionnement pour assurer une extraction la plus responsable possible du cobalt qu'elles utilisent : le développement des réglementations imposant un devoir de diligence raisonnable à ces entreprises.

Le devoir de diligence raisonnable consiste en l'identification par les entreprises des sources de leurs matières premières, des risques associés à leurs chaines d'approvisionnement et en la mise en place de solutions concrètes pour réduire les risques identifiés. S'ajoute ensuite la nécessité pour ces entreprises de publier des rapports sur les résultats de l'exercice. L'OCDE a ici été précurseur dans le développement d'une telle approche pour les chaines d'approvisionnement de minerais provenant de zones à risque en développant un guide (OCDE, 2016 [9]) devenu depuis la référence internationale en matière de devoir de diligence et la base d'un nombre important de réglementations.

Pour n'en citer que quelques-unes : la Corporate Sustainability Due Diligence Directive (CSDDD) mise en place par l'Union Européenne, la loi de vigilance en France, la loi sur le devoir de diligence dans les chaines d'approvisionnement (Gesetz über die unternehmerischen Sorgfaltspflichten in Lieferketten) en Allemagne.

À mesure que le devoir de diligence rentre dans les obligations des entreprises, il devient évident que l'origine du cobalt importe. Or il est en général très difficile pour une entreprise en aval de la chaine de valeur, d'abord de remonter à la source de ses matières premières, ensuite d'identifier les risques associés et, enfin, d'agir pour améliorer la situation. Des organisations internationales et non-gouvernementales, comme l'Alliance du Cobalt Équitable (Fair Cobalt Alliance) permettent d'agir collectivement pour adresser plus efficacement le problème systémique que sont les conditions de vie et de travail inacceptables dans les MAPE de cobalt en RDC.

D'autres réglementations, moins constructives et plus manichéennes, ont eu des effets dévastateurs sur les conditions de vie et de travail des communautés minières. Le Dodd Frank Act aux États-Unis par exemple, en introduisant une interdiction des importations de cobalt provenant de RDC, a déstabilisé la région et a contribué à la paupérisation des communautés minières (Geenen, 2012 [4]).