Pour un numérique responsable, repenser les approches vis-à-vis des matières premières minérales

Dans le cadre d’un événement organisé par L’Institute for Sustainable IT, une conférence était dédiée aux promesses de dématérialisation et à la matérialité minérale. Aurore Stephant, ingénieure géologue minier, de la société ISF SystExt, est revenue sur les conséquences humaines, sociales et environnementales de l’extraction des matières premières minérales exploitées dans et par de nombreux secteurs d’activité, dont celui du numérique. La raréfaction des gisements amène à exploiter de plus en plus en profondeur et sur des surfaces de plus en plus étendues, avec les conséquences associées, notamment en termes de déchets, de pollutions terrestres, fluviales et marines. Ce constat sans appel nécessite de repenser les approches de la transition numérique et d’identifier les leviers possibles pour réduire drastiquement les impacts associés. Retour en synthèse avec AdVaes.

Une demande croissante en matières premières minérales

La demande en matières premières minérales est croissante dans quasiment tous les secteurs d’activité avec des secteurs plus gourmands que d’autres comme les transports, la défense, l’agriculture…, et le numérique. De 1980 à 2010, le nombre de métaux utilisés aurait été multiplié par 6 essentiellement du fait des technologies du numérique. Au cours des 35 prochaines années, c’est-à-dire d’ici 2050, la quantité de matières premières minérales à produire serait de 3 à 10 fois les niveaux actuels.

La construction d’un véhicule électrique ferait appel à plus de 70 des éléments répertoriés dans le tableau de Mendeleïev [1]. Une étude réalisée par ISF SystExt a permis de répertorier les différents métaux utilisés, le plus souvent sous forme d’alliage, dans la fabrication d’un smartphone [2]. La société a analysé pour ce faire une centaine de références et a pu ainsi identifier 52 substances régulièrement utilisées, représentant près de 50% de la totalité des éléments chimiques connus. La figure ci-dessous répertorie les métaux concernés.

Dans la foulée de cette étude, ISF SystExt a développé un outil interactif en ligne pour mieux visualiser l’usage de ces métaux et de leur alliage dans un smartphone de modèle standard du marché. La multiplication des composants, et surtout des sous-composants avec les évolutions technologiques, est un enjeu majeur. Les évolutions amènent en effet d’autres effets complexes à évaluer. Par exemple, le brasage (soudure) contient 5 à 6 métaux aujourd’hui versus 3 auparavant, les propriétés attendues nécessitant plus d’alliage de métaux. Reposant sur l’alliage essentiellement plomb-étain, le brasage peut faire désormais appel à l’antimoine, au cuivre et à l’argent. Et les nouvelles techniques peuvent nécessiter du nickel (encre métallique) ou du phosphore (dopage).

Certains métaux sont critiques et utilisés exclusivement pour un usage, tel que le Gallium pour les écrans plats. D’autres, plus « petits », servent le secteur du numérique et sont exclusivement réservés à des usages très précis. La Commission Européenne a pointé du doigt ce risque et a répertorié les impacts associés pour l’Union Européenne dans 9 domaines technologiques [3]. Les métaux rares les plus critiques pour les technologies numériques sont notamment les suivants : Bore, Cobalt, Gallium, Germanium, Silicium, Lithium, Graphite, Indium, Magnésium, Tungstène, métaux du groupe du platine (PGM), éléments de terres rares (REE) comme le Terbium pour l’éclairage et les écrans de smartphone par exemple… Le secteur du numérique, et plus largement celui de l’électronique, sont caractérisés par l’usage d’une très grande variété de « petits » métaux.

Une étude de 2016 de Norden (Nordic Council of Ministers) [4], sur les métaux critiques contenus dans 5 catégories de produits électroniques, a listé 11 métaux critiques en regard des enjeux de recyclage associés (cf. tableau ci-dessous).

Des impacts environnementaux conséquents

Sachant qu’un minéral est lui-même à l’intérieur d’un minerai qui est lui-même à l’intérieur d’un gisement, de terres exploitées… il est indispensable de prendre conscience aujourd’hui de leur réalité et de leur matérialité. Un minerai est un ensemble de minéraux (et non de métaux) utiles et intéressants pour justicier une exploitation minière et qui nécessite une transformation ou un traitement pour être utilisé ensuite par une industrie. Ce processus génère de nombreux déchets et pollutions, en plus de l’érosion de terres. Par exemple, dans un gisement de cuivre, pour 0,2% à 0,3% de cuivre « utile », 99,8% à 99,7% de la masse extraite sera jetée.

Le passage du minerai au métal est un long et complexe processus aux nombreuses étapes et aux impacts multiples : recherche de concentrations très faibles sous terre, dans des zones complexes, avec des libérations élevées de produits toxiques et de déchets (solides, liquides – eaux minières – et gazeux) qui portent atteintes à l’environnement et à la santé humaine. Il faut aussi intégrer les pollutions (cf. contamination métallique) provenant de la génération de :

  • Stériles – matériaux extraits pour atteindre un gisement ;
  • Résidus sous forme de boue à la suite des étapes d’extraction.

Aujourd’hui, certains gisements sont colossaux (cf. mine de charbon de Hambach en Allemagne, reconnue pour être l’une des mines émettant le plus de gaz à effet de serre en Europe) et de plus en plus difficiles à maîtriser (cf. stabilité des digues minières à l’origine de catastrophes telles que celle de la mine de fer de Córrego do Feijão au Brésil en février 2019 – voir ci-dessous) [5].

Quelles perspectives pour le secteur du numérique ?

Pour Aurore Stephant, ce constat nécessite de revoir impérativement les approches jusqu’ici retenues en matière de transition numérique et d’identifier les leviers possibles pour réduire drastiquement les impacts associés, très en amont des processus de fabrication et des usages. Parmi les axes avancés figurent les points suivants :

  • Les métaux ne sont pas une ressource inépuisable. Ils se raréfient – ce qui est pris ne peut pas être remonté. L’énergie pour aller récupérer des quantités infinitésimales de certaines substances sera telle qu’il ne sera plus possible de les réaliser. A partir de 2050, des modèles prédisent qu’un tel point critique sera atteint pour le cuivre. En 2020, 18 « petits métaux » prioritaires et importants pour la filière du numérique faisaient déjà face à des contraintes fortes pour les prochaines décennies. Ils sont par ailleurs sous contrainte d’autres filières (cf. l’analyse de la Commission Européenne « Critical Raw Materials Resilience »).
  • Il faut aller au-delà du bilan ACV (Analyse du Cycle de Vie) d’un produit ou d’un service numérique en intégrant l’importance des impacts humains, environnementaux, sociaux et économiques associés comme ceux relevant des besoins en ressources minérales.
  • Le recyclage ne suffira pas mais il est indispensable. Il faut encore aller plus loin et augmenter le nombre de matériaux recyclés dans la conception. Dans un document de travail de juin 2020 [6], France Stratégie alerte sur ce point : « Le recyclage des métaux ne peut pas constituer l’unique réponse à la croissance de la consommation en matières ».
  • Des réglementations, au niveau international, pourraient favoriser des pratiques plus responsables et respectueuses ainsi que la mise en place de gouvernances plus transparentes de toute la chaîne, de l’extraction des minerais à l’exploitation dans les produits finis.
  • La conception des produits et services numériques doit se concentrer sur tous les leviers permettant de réduire l’usage de métaux (qualitativement et quantitativement). Cette démarche s’inscrit dans la mise en place de modèles plus sobres (conception – usage).

Des prestataires du numérique à engager plus largement dans ce processus

Conscients de la matérialité du numérique et des impacts de celle-ci, les acteurs du numérique doivent plus largement s’engager et faire évoluer progressivement leurs approches tels qu’ont commencé à le faire des acteurs comme Cisco ou HPE à titre d’exemple :

  • Dans son « Environment Technical Review » de 2020, Cisco relève « L’extraction et le traitement des métaux précieux comme le cuivre et l’or nécessaires à la fabrication de cartes de circuits imprimés (PCB) et les circuits intégrés (CI) sont les principaux moteurs de toutes les catégories d’impact sur l’environnement, y compris l’épuisement abiotique […] ». Entre 2016 et 2020, le taux de recyclage chez Cisco est passé de 80,7% à 84,6%, pour les déchets électroniques restants, y compris les plastiques, les métaux précieux et non précieux, qui sont déchiquetés et recyclés par les recycleurs de déchets électroniques sous contrat avec la société. Cisco est membre de « The European Partnership for Responsible Minerals (EPRM) » et également impliqué dans l’initiative RMI (Responsible Minerals Initiative). Dans son CSR Report 2020, la société communique sur les fonderies de sa chaîne d’approvisionnement pour les principaux minéraux utilisés (cf. graphique ci-dessous).
  • Dans son « 2020 Living Progress Report », HPE indique « Assurer l’approvisionnement responsable des minéraux et prolonger la durée de vie des actifs informatiques pour augmenter la circularité de son industrie ». Plus de 90% (en moyenne ) des matériaux des produits HPE sont recyclables. Près de 90 % des 3,1 millions d’actifs traités en 2020 par ses « Technology Renewal Centers » ont été reconditionnés pour une seconde vie. La société est aussi engagée dans l’initiative RMI depuis 2008.

La route est encore longue avant de transformer toute une filière aux enjeux économiques, stratégiques et politiques critiques. La prise de conscience progresse néanmoins. Des initiatives s’enclenchent. Des actions concrètent et plus engagées émergent de la part d’un nombre croissant de prestataires du numérique. Elles restent cependant encore (trop) marginales et pas suffisamment étendues à l’ensemble des acteurs du secteur. Elles sont essentiellement « portées » par les acteurs en amont de la chaîne et pas assez par ceux en aval de celle-ci, qui conçoivent les services et développent les usages qui ne peuvent être consommés sans les équipements qui en permettent l’accès.


[1] Le tableau de Mendeleïev – Les défis du CEA, N°211, octobre 2016

[2] Etude de SystExt « Des métaux dans mon smartphone ? », mai 2017

[3] European Commission “Critical Raw Materials for Strategic Technologies and Sectors in the EU”, 2020 – Pour aller plus loin, voir “Critical Raw Materials (CRMs)” sur le site de la Commission Européenne

[4] Étude de Norden (Nordic Council of Ministers) “Critical metals in discarded electronics”, 2016

[5] Mine de cuivre de Rosia Poieni – FranceInfo « Bienvenue à Geamana, le village roumain enseveli au fond d’un lac poubelle » | Mine Gold King – Wikipédia « Déversement d’eaux usées de la mine Gold King de 2015 » | Mine de Córrego do Feijão – Wikipédia « Rupture du barrage de Brumadinho »

[6] France Stratégie « La consommation de métaux du numérique : un secteur loin d’être dématérialisé » – document de travail, juin 2020

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