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\begin{document}

\title{\makebox[\textwidth][c]{P. Bihouix \& B. de Guillebon, \textbf{\textit{\uline{Quel
futur pour les métaux ?}}}}}


\author{Adrien Fabre}

\maketitle

\section{Introduction}

Je vais résumer un livre à mettre entre toutes les mains : écrit par
des ingénieurs, il présente l'enjeu des métaux dans notre société
actuelle. Il s'agit d'en décrire la production, la consommation, les
réserves, mais également de comprendre comment différents paramètres
influent sur la disponibilité des métaux. Il ressort de ce livre qu'on
devra faire face à une pénurie pour la plupart des métaux dans les
prochains siècles, voire les prochaines décennies pour certains d'entre
eux. Après avoir montré le défi écologique et sociétal que l'exploitation
des métaux représente, nous verrons quelles solutions économiques,
techniques et sociétales s'imposent.


\section{L'usage anthropique des métaux}


\subsection{Histoire}

Une des caractéristiques principales des métaux est leur tendance
à s\textquoteright associer chimiquement à d\textquoteright autres
éléments, souvent l\textquoteright oxygène, parfois le soufre (la
plupart des minerais métalliques sont des oxydes ou des sulfures),
ou d\textquoteright autres éléments. Dans des cas assez rares, le
métal se trouve dans la nature à l\textquoteright état $natif$, c\textquoteright est-à-dire
non lié chimiquement.

L'utilisation des métaux par l'humain a naturellement commencé par
le martellement de métal à l'état natif, puis s'est développé par
la fusion. La progression des techniques de réduction des oxydes métalliques
par des procédés thermiques a permis d'exploiter des filons de moins
en moins concentrés et d'inventer de nouveaux alliages, mais c'est
seulement au début du $\mbox{XI\ensuremath{X^{\grave{e}}}}$ grâce
à l'électrolyse, qui sert à séparer les éléments chimiques, que l'ensemble
des métaux a été découvert. Ainsi, l\textquoteright aluminium fut
identifié en 1827, mais attendra jusqu\textquoteright en 1887 le procédé
Bayer pour passer à l\textquoteright échelle d\textquoteright une
production industrielle. Le tableau ci-dessous résume les dates de
maîtrise des métaux par l'humain.

\begin{table}[H]
\protect\caption{Découverte des métaux}


\centering{}\makebox[\textwidth][c]{%
\begin{tabular}{|>{\centering}m{1.6cm}||>{\centering}p{1.5cm}|>{\centering}p{1.5cm}|>{\centering}p{1.5cm}|>{\centering}p{1.4cm}|>{\centering}p{1.8cm}|>{\centering}p{1.5cm}|>{\centering}p{1.2cm}|>{\centering}p{1.8cm}|>{\centering}p{1.8cm}|}
\hline 
Découverte & -8000 & -4000 & -2500 & -1000 & Antiquité & $\mbox{XV\ensuremath{I^{\grave{e}}}}$siècle & 1730-1750 & Fin $\mbox{XVII\ensuremath{I^{\grave{e}}}}$siècle & $\mbox{XI\ensuremath{X^{\grave{e}}}}$siècle\tabularnewline
\hline 
Métaux & cuivre (martelé) & or, argent, cuivre fondu & bronze (étain et cuivre) & acier

(fer et charbon) & plomb, antimoine, mercure & platine & zinc, cobalt, nickel & manganèse, molybdène, tungstène, titane, chrome & aluminium et autres éléments chimiques\tabularnewline
\hline 
\end{tabular}}
\end{table}



\subsection{Production et consommation}

La consommation de ressources est directement liée au stade de développement
des économies : le développement d\textquoteright infrastructures,
l\textquoteright urbanisation et la construction d\textquoteright usines
tirent la demande en métaux ferreux, en ferro-alliages (chrome, manganèse\dots ),
en cuivre ; les produits blancs (électroménager) demandent des métaux
de base (aluminium, cuivre, zinc, étain\dots ) ; tandis que les produits
bruns (électronique), l\textquoteright aéronautique et les nouvelles
technologies nécessitent des métaux \textit{high tech} comme le lithium,
le cobalt, l\textquoteright indium, le gallium, le germanium, le tantale,
le titane et les terres rares.

L'évolution de la consommation des principaux métaux est présentée
ci-dessous, notons que les petits métaux suivent les mêmes tendances
haussières.

\begin{figure}[H]
\begin{centering}
\protect\caption{Évolution de la consommation mondiale des principaux métaux au $\mbox{X\ensuremath{X^{\grave{e}}}}$siècle}

\par\end{centering}

\makebox[\textwidth][c]{

\includegraphics[width=15cm]{\string"consommation métaux évolution\string".eps}}
\end{figure}


La consommation de métaux est en pleine expansion : elle a en gros
doublé en 20 ans, tirée par la croissance de la Chine mais pas seulement.
En effet, la consommation directe de la Chine en métaux s'explique
en grande partie par ses exportations de produits finis aux pays riches.
Excepté pour le fer, les pays de l'OCDE consomment ainsi, par habitant,
deux à quatre fois la moyenne mondiale (solde des imports/exports,
$i.e.$ hors consommation indirecte travers les produits semi-finis
et finis). Autrement dit, ceux-ci engloutissent environ les trois
quarts des ressources mondiales extraites annuellement pour un cinquième
de la population.

\begin{figure}[H]
\begin{centering}
\protect\caption{Consommation par habitant (en kg, en 2007) et effet d'un alignement
sur les standards européens}

\par\end{centering}

\makebox[\textwidth][c]{

\centering{}\includegraphics[width=15cm]{\string"consommation par pays\string".eps}}
\end{figure}


\begin{figure}
\protect\caption{Consommation des principaux métaux par personne par an}


\makebox[\textwidth][c]{\includegraphics[width=15cm]{\string"consommation métaux frace-monde\string".eps}}
\end{figure}


\begin{sidewaystable}
\protect\caption{Production par pays}


\makebox[\textwidth][c]{%
\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}
\hline 
Pays (production) & Autres pays & Afrique du Sud & Australie & Chine & Canada & Chili & USA & Russie & Pérou & Mexique & RDC & Indonésie & Brésil & Japon\tabularnewline
\hline 
\hline 
 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Antimoine &  &  &  & 81\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Argent & 22\% &  & 9\% & 13\% & 4\% & 10\% & 5\% &  & 17\% & 14\% &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Cobalt & 4\% &  & 9\% & 3\% & 11\% &  &  & 8\% &  &  & 45\% &  & 2\% & \tabularnewline
\hline 
Cuivre & 42\% &  &  & 6\% &  & 36\% & 8\% &  & 8\% &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Étain & 14\% &  &  & 45\% &  &  &  &  & 11\% &  &  & 30\% &  & \tabularnewline
\hline 
Indium & 4\% &  &  & 57\% & 9\% &  &  & 2\% & 1\% &  &  &  &  & 11\%\tabularnewline
\hline 
Lithium & 2\% &  & 26\% & 12\% & 3\% & 43\% &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Nickel & 5\% & 2\% & 11\% & 5\% & 16\% &  &  & 17\% &  &  &  & 13\% & 5\% & \tabularnewline
\hline 
Or & 19\% & 11\% & 10\% & 13\% & 4\% & 2\% & 10\% & 7\% & 7\% & 2\% &  & 4\% & 2\% & \tabularnewline
\hline 
Platine & 2\% & 77\% &  &  & 3\% &  & 2\% & 12\% &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Palladium & 4\% & 39\% &  &  & 6\% &  & 6\% & 43\% &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Tungstène & 8\% &  &  & 75\% & 5\% &  &  & 6\% &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Zircon &  & 33\% & 44\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
\end{tabular}}
\end{sidewaystable}


Le profil de consommation des métaux a également évolué rapidement
ces dernières années. En l\textquoteright espace de 20 à 30 ans, nous
avons plus que triplé le nombre de métaux différents que nous utilisons
pour nos applications industrielles. 

Le développement exponentiel des produits électroniques, des technologies
de l\textquoteright information et de la communication (TIC), de l\textquoteright aéronautique,
allié à l\textquoteright innovation technologique dans la recherche
de performances et de rendements, a fait exploser la demande en nouveaux
métaux \textit{high tech}. On peut ainsi citer par exemple : 
\begin{itemize}
\item l\textquoteright indium et les terres rares dans les écrans plats
LCD, 
\item le gallium dans les LED blanches (éclairage en substitution des ampoules
à incandescence), 
\item le germanium dans les transistors SiGe ou portables (WiFi),
\item le gallium, l\textquoteright indium, le sélénium, le germanium dans
certaines cellules solaires photovoltaïques, 
\item les terres rares (néodyme, samarium, dysprosium\dots ) dans les aimants
permanents pour les éoliennes et les moteurs automobiles hybrides-électriques,
\item le lithium et le cobalt dans les batteries, 
\item le tantale, le niobium, le rhénium dans des superalliages
\end{itemize}
\begin{figure}
\protect\caption{Production des petits métaux, par pays}


\makebox[\textwidth][c]{\includegraphics[width=15cm]{\string"production métaux\string".eps}}
\end{figure}



\section{L'état des réserves}


\subsection{Définitions}

Une ressource non renouvelable est une ressource qui ne se renouvelle
pas à l\textquoteright échelle d\textquoteright une vie humaine, soit
de l\textquoteright ordre du siècle. Ainsi, les eaux de ruissellements,
les cultures agricoles, l'aquaculture et le sel de mer sont-ils renouvelables,
tandis que les eaux fossiles, les forêts anciennes, les ressources
halieutiques en eaux profondes, les sables et graviers se renouvellent
en plusieurs centaines voire milliers d'années. Enfin, les hydrocarbures
mettent des centaines de millions d'années à se former, et le stock
de métaux et autres minerais est quasiment fixe sur Terre.

Certaines ressources minérales, bien que théoriquement non renouvelables,
sont disponibles en telles quantités qu'elles ne sont pas épuisables
à l'échelle mondiale : c'est le cas du fer, des argiles, des calcaires,
de la gypse ou des sables. Les autres, en particulier la plupart des
minerais de métaux, les ressources énergétiques (pétrole, gaz, charbon),
et certains minéraux très spécifiques (le kaolin, la potasse, les
phosphates, la fluorine\dots ) sont effectivement disponibles en quantité
limitée à l\textquoteright échelle mondiale et l\textquoteright on
puise chaque année dans un stock que l\textquoteright on sait fini
\textendash{} sans toutefois connaître précisément son importance
et la quantité que l\textquoteright on peut en exploiter, les données
disponibles faisant l'objet de révisions permanentes avec des degrés
de fiabilité et de précision divers.

Pour parler l'état des stocks, plusieurs définitions sont à connaître
:
\begin{itemize}
\item une réserve est une ressource identifiée et explorée, que l'on peut
effectivement extraire (légalement et techniquement) au prix actuel
;
\item la réserve base est également une ressource identifiée et explorée,
mais non encore exploitable économiquement, à la technique et au prix
actuel ;
\item les ressources potentielles (\textit{inferred reserves}) sont identifiées
mais non explorées, et les quantités sont estimées à partir de projections
géologiques ; 
\item enfin, les ressources ultimes incluent le potentiel non encore découvert.
\end{itemize}

\subsection{État des lieux global}

La croûte terrestre contient 88 éléments différents qui s'allient
à environ 1700 types de roches. Six métaux sont parmi les éléments
les plus abondants sur terre (constituant plus de 0,1\% du poids de
la croûte) et ne poseront pas de problème à moyen terme : le fer,
l'aluminium, le silicium, le magnésium, le manganèse et le titane.
On parle quand même de réserves pour ces métaux, car la concentration
et la qualité des minerais sont des éléments déterminants pour l'exploitation.
Ainsi, le fer est présent à 5\% en moyenne dans la croûte terrestre,
mais on n'exploite que des minerais de fer concentrés à plus de 30\%.
La partie exploitable des ressources métalliques constitue un stock
infime (moins d'un millième) de basse entropie au milieu d'une quantité
énorme de roches indifférenciés, inexploitables. 

\begin{figure}[H]
\protect\caption{Abondance des éléments dans la croûte terrestre}


\makebox[\textwidth][c]{\includegraphics[width=15cm]{\string"abondance métaux\string".eps}}
\end{figure}


\begin{table}
\protect\caption{Production et réserves de ressources non renouvelables}


\makebox[\textwidth][c]{%
\begin{tabular}{|c|c|c|c|>{\centering}p{3cm}|>{\centering}p{3cm}|}
\hline 
Matière première (tonnes) & Réserves  & Réserves base & Production & Nombres d'années de réserves au rythme actuel & Nombres d'années de réserves base au rythme actuel\tabularnewline
\hline 
\hline 
Pétrole (barils) & 1,7E+12 &  & 3,1E+10 & 54 & \tabularnewline
\hline 
Gaz naturel (m\textthreesuperior ) & 2,2E+14 &  & 3,3E+12 & 67 & \tabularnewline
\hline 
$\mbox{C\ensuremath{O_{2}}}$ (à titre indicatif) &  &  & 3,4E+10 &  & \tabularnewline
\hline 
Charbon & 8,6E+11 &  & 7,7E+09 & 112 & \tabularnewline
\hline 
Ciment &  &  & 3,4E+09 &  & \tabularnewline
\hline 
Fer & 7,2E+10 & 1,6E+11 & 1,7E+09 & 42 & 96\tabularnewline
\hline 
Aluminium & 2,5E+10 &  & 3,9E+07 & 641 & \tabularnewline
\hline 
Manganèse &  &  & 1,4E+07 &  & \tabularnewline
\hline 
Chrome &  &  & 2,1E+07 &  & \tabularnewline
\hline 
Cuivre & 5,5E+08 & 1,0E+09 & 1,6E+07 & 35 & 64\tabularnewline
\hline 
Zinc & 2,0E+08 & 4,2E+08 & 1,1E+07 & 18 & 38\tabularnewline
\hline 
Magnésium &  &  & 8,0E+05 &  & \tabularnewline
\hline 
Silicium &  &  & 5,0E+06 &  & \tabularnewline
\hline 
Plomb & 6,1E+07 & 1,3E+08 & 4,0E+06 & 15 & 33\tabularnewline
\hline 
Nickel & 7,0E+07 & 1,5E+08 & 1,6E+06 & 44 & 94\tabularnewline
\hline 
Étain & 5,6E+06 & 1,1E+08 & 3,3E+05 & 17 & 330\tabularnewline
\hline 
Molybdène & 7,8E+06 & 1,7E+07 & 2,1E+05 & 37 & 81\tabularnewline
\hline 
Antimoine & 2,1E+06 & 4,3E+06 & 1,7E+05 & 13 & 26\tabularnewline
\hline 
Cobalt & 7,1E+06 & 1,3E+07 & 7,2E+04 & 99 & 181\tabularnewline
\hline 
Vanadium &  &  & 6,0E+04 &  & \tabularnewline
\hline 
Tungstène & 3,0E+06 & 6,3E+06 & 5,5E+04 & 55 & 115\tabularnewline
\hline 
Lithium & 4,1E+06 & 1,1E+07 & 2,7E+04 & 150 & 401\tabularnewline
\hline 
Argent & 2,7E+05 & 5,7E+05 & 2,1E+04 & 13 & 27\tabularnewline
\hline 
Cadmium &  &  & 2,1E+04 &  & \tabularnewline
\hline 
Titane &  &  & 5,0E+06 &  & \tabularnewline
\hline 
Or & 4,7E+04 & 1,0E+05 & 2,3E+03 & 20 & 43\tabularnewline
\hline 
Indium & \textbf{1E+04} & ? & 5,6E+02 & \textbf{20 ?} & \tabularnewline
\hline 
Platine et Palladium & 7,1E+05 & 8,0E+05 & 4,1E+02 & 1749 & 1970\tabularnewline
\hline 
Gallium &  & 1,0E+06 & 9,5E+01 &  & 10526\tabularnewline
\hline 
\end{tabular}}
\end{table}


Pour tous les autres métaux, en revanche, se pose le problème de leur
disponibilité à moyen terme, les réserves base n'assurant une production
au rythme actuel que pour un siècle ou deux. 

Mesurées en années de production actuelle, les réserves disponibles
varient entre 10-20 ans (plomb, étain, antimoine) et quelques centaines
d'années (vanadium, terres rares, iode). Pour la grande majorité des
éléments (cuivre, zinc, nickel, or, argent...), les réserves se situent
entre 30 et 60 ans. Les réserves base sont en moyenne un peu plus
du double des réserves. Cela dit, ces estimations ne constituent pas
le bon indicateur pour savoir quand les ressources viendront à manquer,
en effet :
\begin{itemize}
\item il s'agit d'années de production avec les hypothèses $actuelles$,
cela ne tient pas compte de la croissance de la consommation d'un
côté, des capacités de substitution et de l'augmentation du recyclage
de l'autre ;
\item les problèmes arrivent plus vite que le nombre théorique d'années
de réserve, car toute ressource limitée passe par un pic de production
: l'or a déjà franchi le sien par exemple ;
\item les prix étant amenés à augmenter, des nouvelles contraintes seront
admises pour produire des métaux, des nouveaux gisements seront découverts.
\end{itemize}


Cela dit, on n'a découvert que peu de gisements au début de ce siècle,
malgré le quintuplement des efforts d'investissements entre 2002 et
2007 (de 2 à 10 milliards de dollars par an), lors d'une période de
hausse importante des prix des ressources naturelles. D'autres perspectives
pourraient s'ouvrir, comme l'Antarctique ou les nodules polymétalliques
des fonds océaniques, mais d'une part ces gisements imposent des conditions
d'exploitations très difficiles, d'autre part ils ne seraient pas
si importants que ça : les nodules ne permettraient d'augmenter les
réserves de base pour le cuivre que de 15\% ; certes ils doubleraient
celles de nickel et tripleraient celles de cobalt, mais cela n'a pas
de quoi tirer l'humanité d'affaire sur le très long terme. Notons
qu'il est illusoire de penser trouver des métaux sur la Lune ou sur
d'autres planètes, car c'est essentiellement la nature \og vivante \fg{}
de la Terre (cycle de l'eau, atmosphère oxydante maintenue par les
forêts, phytoplancton et cyanobactéries, tectonique des plaques, vie
unicellulaire, etc.) qui a permis de contrecarrer la hausse de l'entropie
en concentrant naturellement les éléments rares.

Autre élément à avoir en tête : l'humain exploite d'abord les minerais
les plus concentrés, la tendance est donc à une baisse de la concentration
moyenne des minerais, à moins de découvertes géologiques majeures.
Ainsi, les concentrations moyennes des minerais de cuivre et d'or
exploités ont été divisées par deux en un siècle. Cette concentration
accrue s'accompagne d'une hausse des coûts d'extraction, qu'ils soient
énergétiques ou environnemental (dus quantités de résidus miniers
à traiter notamment).

\begin{table}[H]
\protect\caption{Concentration mondiale des minerais extraits (source: R.U. Ayres,
Norbert \& Rankine)}


\centering{}\makebox[\textwidth][c]{%
\begin{tabular}{|c||c|c|c|c|c|c|c|}
\hline 
Métal & Fer & Aluminium & Zinc & Plomb & Nickel & Cuivre & Or\tabularnewline
\hline 
Concentration & 30 à 60\% & 20 à 30\% & 3 à 9\% & 2 à 7\% & 1,5 à 3\% & 0,5 à 2\% & 0,0002 à 0,0006\%\tabularnewline
\hline 
\end{tabular}}
\end{table}



\subsection{Réserves par pays}

Pour cette partie, les tableaux parlent d'eux-mêmes. Notons que les
réserves des métaux sont un enjeu stratégique extrême, comme en témoignent
les réserves stratégiques mises en place par certains pays (États-Unis,
Russie, Japon...) devant la concentration des réserves de certains
petits métaux, comme le niobium au Brésil ou les platinoïdes en Afrique
du Sud. La Chine, lors du cinquième plan, a elle constitué un stock
de sécurité allant jusqu'à 10\% de la consommation annuelle mondiale
pour certains métaux.

\begin{sidewaystable}
\protect\caption{Réserves par pays}


\makebox[\textwidth][c]{%
\begin{tabular}{|c|>{\centering}p{1cm}|c|c|>{\centering}p{1cm}|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|>{\centering}p{1.5cm}|}
\hline 
Pays (réserves) & \textbf{Autres pays} & Chine & Australie & Afrique du Sud & USA & Russie & Canada & Mexique & Pérou & Chili & Indonésie & Brésil & RDC & Guinée & Ukraine & Nouvelle-Calédonie\tabularnewline
\hline 
\hline 
Aluminium & \textbf{47\%} &  & 23\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & 30\% &  & \tabularnewline
\hline 
Antimoine & \textbf{7\%} & 37\% &  & 2\% &  & 17\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Argent & \textbf{18\%} & 10\% & 11\% &  & 9\% &  & 6\% & 14\% & 13\% &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Cobalt & \textbf{5\%} &  & 21\% &  &  &  & 2\% &  &  &  &  &  & 48\% &  &  & \tabularnewline
\hline 
Cuivre & \textbf{13\%} & 5\% & 4\% &  & 5\% & 4\% & 2\% & 7\% & 11\% & 29\% & 7\% &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Étain & \textbf{3\%} & 31\% & 3\% &  &  & 5\% &  &  & 13\% &  & 14\% & 10\% &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Fer & \textbf{43\%} &  & 14\% &  &  & 19\% &  &  &  &  &  & 12\% &  &  & 12\% & \tabularnewline
\hline 
Lithium & \textbf{2\%} & 13\% & 4\% &  &  &  & 4\% &  &  & 72\% &  & 5\% &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Manganèse & \textbf{42\%} &  & 14\% & 22\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & 31\% & \tabularnewline
\hline 
Nickel & \textbf{8\%} & 2\% & 37\% & 5\% &  & 10\% & 7\% &  &  &  & 5\% & 6\% &  &  &  & 10\%\tabularnewline
\hline 
Or & \textbf{22\%} & 3\% & 11\% & 13\% & 6\% & 11\% & 4\% & 3\% & 3\% & 4\% & 6\% & 4\% &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Pétrole &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Phosphate ($\mbox{\ensuremath{P_{2}O_{5}}}$) &  & 37\% &  & 8\% & 7\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Platinoïdes & \textbf{1\%} &  &  & 89\% & 1\% & 9\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Plomb & \textbf{46\%} & 14\% & 31\% &  & 10\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Potasse ($\mbox{\ensuremath{K_{2}}O}$) &  &  &  &  &  &  & 53\% &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Sélénium &  & 28\% &  &  &  &  &  &  &  & 12\% & 13\% &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Titane & \textbf{30\%} & 33\% & 21\% & 10\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Tungstène & \textbf{15\%} & 61\% &  &  & 5\% & 8\% & 9\% &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Zinc & \textbf{49\%} & 18\% & 23\% &  &  &  &  &  & 10\% &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
\end{tabular}}\protect\caption{Réserves base par pays}


\makebox[\textwidth][c]{%
\begin{tabular}{|c|>{\centering}p{1cm}|c|c|c|>{\centering}p{1cm}|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}
\hline 
Réserves base (pays) & Autres pays & Chine & Russie & USA & Afrique du Sud & Australie & Canada & Mexique & Bolivie & Chili & Pérou & Brésil & Indonésie & Pologne & RDC\tabularnewline
\hline 
\hline 
Antimoine & 8\% & 56\% & 9\% & 2\% & 5\% &  &  &  & 15\% &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Argent & 14\% & 21\% &  & 14\% &  & 6\% & 6\% & 7\% &  &  & 7\% &  &  & 25\% & \tabularnewline
\hline 
Cobalt & 9\% & 4\% & 3\% & 6\% &  & 14\% & 3\% &  &  &  &  &  &  &  & 36\%\tabularnewline
\hline 
Cuivre & 11\% & 6\% & 3\% & 7\% &  & 4\% & 2\% & 4\% &  & 36\% & 12\% &  & 4\% & 5\% & \tabularnewline
\hline 
Étain & 2\% & 33\% & 3\% &  &  & 3\% &  &  & 8\% &  & 9\% & 24\% & 9\% &  & \tabularnewline
\hline 
Lithium &  & 10\% &  & 4\% &  & 4\% & 3\% &  & 47\% & 26\% &  & 8\% &  &  & \tabularnewline
\hline 
Nickel & 7\% & 5\% & 6\% &  & 8\% & 19\% & 10\% &  &  &  &  & 6\% & 9\% &  & \tabularnewline
\hline 
Or & 21\% & 4\% & 7\% & 5\% & 30\% & 6\% & 4\% & 3\% &  & 3\% & 2\% & 2\% & 6\% &  & \tabularnewline
\hline 
Platine \& Palladium & 1\% &  & 8\% & 3\% & 88\% &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Tungstène & 14\% & 67\% & 9\% & 3\% &  &  & 8\% &  & 1\% &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
\end{tabular}}
\end{sidewaystable}


\begin{figure}[H]
\protect\caption{Réserves des principaux métaux, par pays}


\makebox[\textwidth][c]{\includegraphics[width=15cm]{\string"réserves métaux\string".eps}}
\end{figure}



\subsection{Pureté et interdépendance}

Deux facteurs viennent encore complexifier la problématique des réserves
disponibles. Le premier est la question de la pureté des métaux. Les
applications de plus en plus pointues exigent souvent un degré de
pureté supérieur, qui rend incompatibles avec ces usages aussi bien
les métaux issus du recyclage qu'une partie des réserves, car ils
contiennent des traces de métaux indésirables.

Le second est l'interdépendance forte qui existe entre métaux. En
effet, plus de la moitié des 50 à 60 métaux que nous utilisons aujourd'hui
ont ainsi leur destin lié à d'autres d'une des façons suivantes :
\begin{itemize}
\item de nombreux petits métaux ne font pas l'objet d'une exploitation minière
spécifique, mais sont les coproduits de l'exploitation des grands
métaux, car les processus de minéralisation et leurs caractéristiques
respectives les ont généralement liés dans les mêmes minerais. C'est
par l'exemple le cas du cobalt, coproduit du nickel ; du sélénium,
du tellure et de l'arsenic, souvent coproduits du cuivre ; de l'indium,
du cadmium, du germanium et du thallium, coproduits du zinc ; de l'antimoine
et du bismuth, coproduits du plomb ; du gallium, coproduit de l'aluminium
;
\item d'autres petits métaux, comme le molybdène, l'or, l'argent ou le platine,
peuvent être produits en association avec les grands métaux, mais
aussi faire l'objet d'une exploitation spécifique ;
\item enfin, certains petits métaux sont eux-mêmes des coproduits d'autres
petits métaux, qui font l'objet d'une exploitation spécifique. On
peut citer le césium, coproduit du lithium, le rhénium qui peut être
un coproduit du molybdène (et du cuivre), l'yttrium parfois coproduit
de l'uranium (mais principalement produit avec les autres terres rares),
le thorium souvent associé aux terres rares, et toutes les platinoïdes
(palladium, iridium, osmium, rhodium, rhuténium) produits dans les
mines de platine.
\end{itemize}
Cette interdépendance est économique : la teneur en or ou en argent
d'une mine de cuivre va permettre d'améliorer les retours sur investissement
attendus, en exploitant éventuellement le métal principal à une concentration
inférieure à ce qui aurait été nécessaire dans le cas d'une exploitation
monométallique. La déplétion de certains métaux peut ainsi entraîner
la déplétion des petits métaux associés, c'est d'ailleurs ce qui est
en train de se passer pour l'indium, utilisé dans les écrans tactiles,
pour lequel l'offre n'arrive pas à faire face à la hausse de la demande.
L'exploitation isolée des petits métaux peut finalement devenir extrêmement
coûteuse en énergie et globalement économiquement non rentable : il
serait probablement difficile de tenter d'exploiter de l'indium indépendamment
du zinc, ou du bismuth indépendamment du plomb.


\subsection{Le rapport flux/stock}

La différence majeure entre les ressources minérales non énergétiques
et les ressources énergétiques est la question du stock. Les hydrocarbures
sont principalement brûlés, il s'agit donc essentiellement d'un flux
non récupérable. Les métaux, eux, sont introduits dans le circuit
économique. Nous avons donc à notre disposition un stock mondial encore
sous terre (les réserves) et un stock mondial en circulation. Chaque
année, le stock en circulation augmente de la quantité produite et
se réduit de la quantité perdue à travers les usages dispersifs (usages
des métaux comme colorants, catalyseurs ou fertilisants par exemple)
et le non-recyclage (incinération ou mise en décharge qui revient
à $diluer$ ou $disperser$ le stock). La figure 7 schématise ce circuit
en prenant l'exemple de l'aluminium.

\begin{figure}[H]
\protect\caption{Flux annuel d'aluminium et stock déjà extrait en 2004}


\makebox[\textwidth][c]{\includegraphics[width=15cm]{\string"flux et stock d'aluminium\string".eps}}
\end{figure}


Pour certains métaux précieux (comme l'or) ou facilement recyclables
et d'une certaine valeur (comme le cuivre), le stock perdu est finalement
très limité. Moins de 10\% de l'or produit depuis l'antiquité a été
perdu (galions coulés, satellites lancés ou cartes électroniques non
recyclées), tandis que le stock en circulation est jalousement gardé
par les banques centrales et les particuliers. Mais il s'agit d'un
cas particulier et si l'on regardait uniquement l'usage industriel
de l'or, la proportion perdue serait bien plus élevée.

Le cuivre est encore majoritairement en place car il se recycle bien
et correspond souvent à des applications de durée de vie longue (infrastructures,
bâtiments...). Il représente un stock en circulation de plusieurs
centaines de kilos par habitants dans les pays de l'OCDE. Des métaux
moins nobles comme l'aluminium ou le zinc présentent des taux de perte
plus importants : l'hémorragie est d'environ 15\% du poids extrait
de la lithosphère chaque année pour l'aluminium, tandis qu'elle est
de 30 à 40\% pour le zinc, car l'usage majoritaire en galvanisation
ou en alliage ne facilite pas le recyclage.

Les statistiques pour les petits métaux ne sont pas disponibles, mais
il y a fort à parier que le stock perdu est beaucoup plus important,
par la nature même de l'usage que l'on en fait (peu propice au recyclage)
: utilisation en petite proportion dans des alliages, applications
électroniques complexes, etc.

\begin{figure}[H]
\protect\caption{Stocks en place et perdu pour les principaux métaux}


\makebox[\textwidth][c]{\includegraphics[width=15cm]{\string"stocks en place et perdu\string".eps}}
\end{figure}



\subsection{Ressources critiques}

On trouve un certain nombre de ressources critiques, du point de vue
de la concentration en un petit nombre de pays (dimension stratégique),
du point de vue de l'insuffisance des réserves (dimension géologique),
ou selon les deux dimensions réunies. Il conviendrait cependant d'étudier
dans le détail la réalité de la menace d'épuisement (en estimant mieux
les réserves potentielles) et son impact sur les filières et les usages.
La question se pose d'autant plus d'acuité pour les métaux peu substituables
et d'usage indispensable comme le cuivre (applications électriques),
l'étain (soudure) ou le nickel (alliages inox), ainsi que pour les
petits métaux spécifiques nécessaires au développement des énergies
renouvelables et des TIC (le lithium pour les batteries par exemple).

\begin{figure}[H]
\protect\caption{Criticité des métaux : niveau des réserves et concentration}


\makebox[\textwidth][c]{\includegraphics[width=15cm]{\string"criticité métaux\string".eps}}
\end{figure}


Ainsi, la situation d'une dizaine de petits métaux pourrait s'avérer
critique à court terme, pour une raison ou une autre (disponibilité,
concentration des réserves, lien avec les grands métaux, fort développement
de la demande) : lithium, cobalt, platine et platinoïdes (palladium,
rhodium), argent, palladium, gallium, tantale...

Une dizaine d'autres vont finir par poser des problèmes de ressources
à moyen terme, d'autant plus importants qu'il n'existe souvent pas
vraiment de solution de substitution : cuivre, nickel, zinc, plomb,
étain, tungstène, or, molybdène, cadmium...


\section{Un défi écologique}


\subsection{Impact}

Le poids économique des métaux est indéniable : ils représentent 20\%
des échanges internationaux de matières premières (contre 50\% pour
l'énergie et 30\% pour les produits agricoles). En outre, les années
2007 et 2008 ont montré les risques inflationnistes liés à la tension
entre offre et demande sur les métaux. Tirés par la croissance mondiale,
les prix de nombreuses matières premières se sont envolés, d'autant
plus soutenus et volatils que la spéculation a atteint des sommets.

Plus inquiétant encore, l'impact environnemental de l'exploitation
des métaux est très fort, car il combine :
\begin{itemize}
\item la consommation énergétique directe pour extraire, transporter, et
raffiner les minerais --- opérations particulièrement énergivores
car basées sur des procédés haute température qui permettent de séparer
les différents éléments présents dans un minerai, elles représentent
9\% de l'énergie primaire mondiale ;
\item les émissions de gaz à effet de serres directes ($\mbox{C\ensuremath{O_{2}}}$
pour l'acier avec la réduction du minerai de fer par le charbon à
coke, perfluorocarbones pour l'aluminium) ou indirectes ($\mbox{C\ensuremath{O_{2}}}$
de combustion), au total 5\% des émission anthropiques ;
\item l'utilisation massive de produits chimiques utilisés dans les procédés
d'extraction ou de traitements du minerai (cyanure, mercure, acides,
bases, solvants...), conduisant à des pollutions à très long terme
après la fin de l'exploitation (drainage minier acide) ;
\item l'impact des exploitations sur les écosystèmes locaux : déforestation,
perturbation du cycle de l'eau, volumes des déchets (qui contiennent
des traces de métaux lourds) ;
\item la pollution généralisée des écosystèmes par les rejets de certains
métaux nocifs, en production, en utilisation et en fin de vie (impact
plus diffus et global que dans le cas des activités minières).
\end{itemize}


Par exemple, la production d'une tonne de cuivre implique une centaine
de kg d'explosifs (nitrate d'ammonium) pour les mines à ciel ouvert,
autant de résidus stériles, une demi-tonne d'acide sulfurique, 20
à 2500 kg de dioxyde de soufre émis dans l'air, et de fortes teneurs
en métaux dans les gaz émis (germanium, bismuth, mercure, plomb...).

La déplétion des ressources s'accompagnera hélas d'une augmentation
de l'impact environnement, car il faudra mettre en production des
endroits encore inexploités (sous les dernières forêts primaires,
aux pôles, en mer...). Nous allons de plus produire dans les trente
prochaines années une quantité de métaux plus grande que pendant toute
l'histoire de l'humanité. L'impact sur l'environnement sera sans précédent
et reste mal appréhendé.


\subsection{Pistes pour économiser les métaux}

Le premier levier pour lequel on dispose d'une marge de manœuvre importante
afin d'économiser le stock est le recyclage, en particulier pour les
petits métaux dont les filières sont souvent mal organisées. Il existe
cependant de nombreuses limites physiques, technologiques, économiques
et sociétales au recyclage $infini$ et à la pure économie circulaire.

La deuxième piste consiste à développer l'innovation dans le sens
d'une substitution des éléments rares vers des éléments plus abondants.
Le défi est grand puisque c'est la tendance exactement inverse qui
a prévalu dans les dernières décennies, avec une sollicitation toujours
plus grande de la table de Mendeleïev. Ainsi, Brian Skinner prédit-il
un retour à l'âge de fer.

La troisième solution est de travailler sur la réduction des besoins
en ressources. Cela englobe les logiques d'écoconception, de réutilisation
et plus généralement de frugalité.


\subsection{Limites au recyclage}

Les taux de recyclage peuvent atteindre des niveaux relativement élevés,
notamment dans les pays riches et pour les grands métaux où les filières
de récupération sont bien établies : ainsi en France 85\% du fer,
80\% de l'aluminium et du cuivre, 70\% du plomb et 50\% du zinc sont
recyclés. Ces chiffres cachent des disparités : le recyclage industriel
est plus facile et mieux organisé, ainsi la quasi-totalité de l'aluminium
des automobiles est recyclé, contre seulement 60\% dans les emballages. 

Au niveau mondial, les taux sont bien moins élevés puisque de nombreux
pays n'ont pas structuré les filières nécessaires.

D'après le second principe de la thermodynamique, un recyclage intégral
est impossible, puisque les métaux sont extraits de minerais à basse
entropie. Ainsi, lors de la refonte d'un lingot d'aluminium il y a
une perte de matière dite \og perte au feu \fg{} de l'ordre de 1
à 2\%. Le recyclage n'est donc qu'un moyen de repousser une échéance
inéluctable : on peut repousser l'échéance d'un facteur 10 ou 100,
mais elle existe. Par exemple, un taux de recyclage de 99,9\% n'augmenterait
les réserves que d'un facteur 500 par rapport à un taux de 50\%. Si
l'humanité existe encore dans quelques dizaines de milliers d'années,
elle n'aura donc vraisemblablement plus accès à la plupart des métaux
actuels. Ces considérations ont poussé des économistes, comme Nicholas
Georgescu-Roegen, à considérer que la décroissance de consommation
de matières premières, à l'échelle globale, est nécessaire, car toute
utilisation de ressource non renouvelable --- a fortiori si celle-ci
n'est pas recyclée --- se fait au détriment des générations futures.

À cette limite physique s'ajoute une limite au recyclage liée à l'usage
même que nous faisons de nos ressources. Nous faisons une utilisation
toujours plus importantes d'alliages et concevons des produits de
plus en plus complexes. Ainsi, il y a plus de 30 métaux différents
dans un ordinateur portable, il y a facilement 10 types d'acier différents
dans une voiture, les superalliages (conçus pour l'aéronautique notamment)
contiennent jusqu'à 15 métaux, etc. Cette complexité nous empêche
de récupérer les métaux dans les alliages, du fait des coûts énergétiques
ou du manque de capacité technologique. Les faibles quantités de métaux
non ferreux contenues dans certains aciers sont donc ferraillées,
la plupart du temps sans possibilité de récupération (sauf mise en
place de filières très spécifiques avec tri plus fin) et finissent
dans des usages moins nobles, comme les ronds à béton pour le bâtiment.
Ce phénomène de \og dégradation de l'usage \fg{} des matières recyclées
n'est pas spécifique aux métaux. Dans l'économie actuelle, les filières
de recyclage consistent souvent à récupérer des matières premières
ayant servi pour des usages \og nobles \fg{} pour les réutilisés
dans des usages techniquement ou visuellement moins exigeants. C'est
le syndrome de la bouteille de plastique recyclée en chaise de jardin,
jamais en bouteille !

Le cycle des matières premières devra être fortement repensé pour
éviter ce phénomène. Avec des conséquences sur la conception des produits
(comment intégrer des matières premières issues du recyclage, éventuellement
moins pures, moins performantes, moins esthétiques, comment repérer
les métaux dans les alliages...) et la gestion de la fin de vie (un
recyclage peut-être plus coûteux, plus consommateur de main d'œuvre...).
Pour les métaux, une partie de la solution consiste à organiser les
filières de récupération (ferrailleurs) pour trier les différentes
sortes d'alliage et valoriser au mieux leur contenu en métaux non
ferreux. Mais avec 3000 sortes d'alliages au nickel, on comprend que
la solution a ses limites. Aussi, 10 métaux sont utilisés majoritairement
en alliage avec l'acier et sont donc très peu recyclés.

La course à la complexité est en partie fondée sur la recherche de
meilleures performances énergétiques : c'est vrai dans le domaine
des transports (alliages de performance pour réduire le poids des
voitures ou des avions), de l'énergie (nouvelles technologies photovoltaïques,
batteries, nucléaire...), de la chimie (amélioration des rendements
par la catalyse), des travaux publics (réduction du poids de l'acier
dans les ouvrages d'art), du bâtiment (équipement électronique de
gestion technique pour optimiser la consommation...), développement
des nouvelles technologies pour limiter les déplacements, etc. En
faisant le pari du \og tout technologique \fg{} dans l'optimisation
de notre consommation énergétique et la lutte contre le changement
climatique, nous recourons donc de façon accrue aux matières premières
rares que nous ne savons pas recycler, et dont la déplétion pourrait
elle-même devenir un enjeu énergétique.

La troisième limite est liée à l'usage dispersif que nous faisons
des produits. C'est le cas des matières utilisées comme pigments dans
les encres et les peintures, comme colorants (98\% du titane utilisé
sous forme de $\mbox{Ti\ensuremath{O_{2}}}$, colorant blanc qu'on
retrouve notamment en produits d'hygiène), comme catalyseurs, comme
fertilisants (phosphates, zinc, molybdène, manganèse, bore...), comme
additifs (plomb, chrome dans le verre, etc.), comme pesticides (la
bouillie bordelaise au sulfate de cuivre).

Ainsi, si l'on prend le cas du cobalt et du molybdène, leurs usages
sont quasiment exclusivement des usages dispersifs ou en alliage.
Autant dire que nous ne sommes pas près d'atteindre un recyclage de
90\% pour ces métaux.

En pratique, les matières premières non recyclées se retrouvent soit
dans les mâchefers (les résidus d'incinération) utilisés comme sous-couche
routière (usage dispersif avec pollution à la clé par l'action de
l'eau, compte tenu du contenu en métaux lourds), soit dans les sites
d'enfouissement (décharges). Les décharges sont donc peut-être les
mines de demain. Ainsi 16\% des réserves mondiales pour l'or et 23\%
pour l'argent et l'indium seraient contenus dans les déchets. La récupération
des métaux ferreux est imaginable par aimantation, et les matériaux
légers comme l'aluminium peuvent être séparés par différentes méthodes,
mais restent coûteuses en l'état actuel. Reste l'exploitation manuelle,
après tout couramment utilisée dans les pays pauvres --- certes dans
des conditions sanitaires, économiques et éthiques déplorables ---
qui, paradoxalement, peuvent ainsi atteindre des taux de recyclage
plus élevés que les pays riches.


\section{L'économie des métaux}

J'ai jusqu'ici résumé les données et les enseignements scientifiques
du livre. Désormais, je vais donner la teneur politique de l'ouvrage,
qui découle logiquement de la situation de pénurie de ressources à
venir, et vais tenter de la prolonger.


\subsection{Épuisement des ressources dans notre économie de marché}

Personne ne peut prévoir quel métal viendra à manquer en premier,
quand cela se passera, et surtout comment les choses vont se dérouler.
On peut imaginer des guerres pour l'approvisionnement, le blocage
des exportations de la part de certains pays possiblement autarciques
(Australie, Chine...), l'abandon de certaines technologies qui nécessitent
des ressources épuisées... Mais le plus probable, c'est l'envolée
brutale des cours et une inégalité toujours plus accrue dans l'accès
aux ressources. La volatilité des cours est grande pour des ressources
au petit nombre de fournisseurs, pour lesquelles des innovations technologiques
peuvent rapidement changer la demande, et qui sont soumises à une
spéculation importante, au comportement moutonnier.

\begin{figure}[H]
\protect\caption{Évolution du prix de 6 métaux, base 100 en 2000}


\centering{}\makebox[\textwidth][c]{\includegraphics[width=15cm]{prix}}
\end{figure}


En outre, le capital accumulé en métal est essentiellement détenu
par certains états riches en infrastructure et par la fraction des
humains qui possèdent immeubles et machines (par le truchement de
parts d'entreprises). Aussi, il n'est pas exclu qu'une hausse des
prix des métaux enrichisse la minorité qui possède déjà l'essentiel
du stock extrait et éloigne un peu plus des autres la perspective
d'un niveau de confort équivalent. Ainsi, le monde pourrait-il être
définitivement scindé entre ceux qui ont accès au mode de vie occidental
et se cloîtreraient derrière des frontières militarisées (ou simplement
financières), et ceux qui seraient relégués à un mode de vie paysan
traditionnel. Quoiqu'il en soit, un certain nombre d'entreprises (BHP
Billiton, Rio Tinto...) et d'états (Australie, Chili, Afrique du Sud...)
vont bénéficier d'une rente colossale à mesure que des mines fermeront
alors que la demande ne se contractera pas.

Malgré les progrès dans le recyclage et les efforts de substitution,
viendra sans doute un jour où la dernière mine de cuivre fermera.
Devant le coût de la ressource, seul un nombre limité d'acteurs aurait
continué à acheter du cuivre. Mais, alors que les coûts d'extraction
feraient face à une nouvelle augmentation, du fait de l'utilisation
de procédés toujours plus polluants et coûteux énergétiquement, et
que la société aurait déjà adapté son mode de consommation, il n'y
aurait plus d'acheteurs au nouveau prix, trop exorbitant. 

Cependant, nous ne serons pas là pour voir si un tel scénario se réalisera.
C'est d'ailleurs peut-être la raison pour laquelle l'humanité est
si insouciante face à un problème qui ne se posera concrètement que
pour ses descendants, et qu'elle continue à gâcher les ressources
de la Terre comme s'il y en aurait indéfiniment.


\subsection{Penser notre exploitation de la Nature}

Il est pourtant urgent de prévoir comment utiliser les ressources
à notre disposition. Il se pourrait par exemple qu'on soit entré dans
un cercle vicieux entre métaux et ressources énergétiques : l'énergie,
toujours moins accessible, requiert de plus en plus de matières premières
(déjà 5\% de l'acier mondial est consacré à l'exploration/production
d'hydrocarbures, alors que la production \textit{offshore} et les
énergies renouvelables, en plein développement, consomment bien plus
de métal) tandis que les métaux, toujours moins concentrés, requièrent
de plus en plus d'énergie pour être extraits.

Ne nous cachons pas derrière des concepts fallacieux : la prétendue
\og dématérialisation \fg{} de l'économie ne réduit pas la consommation
de matières premières ou d'énergie. Bien au contraire, les technologies
de l'information sont gourmandes de nombreux petits métaux et d'électricité.
La miniaturisation de certains objets ne réduit pas systématiquement
la consommation des matières premières : d'abord parce qu'il faut
considérer la consommation directe (dans l'objet) et indirecte (lors
de sa production), cette dernière pouvant être de loin la plus importante
pour des objets à fort contenu technologique. Ensuite parce que la
miniaturisation peut rendre plus difficiles les opérations de recyclage.
En réalité, nous avons autant besoin de moins de technologie que de
plus de technologie, étant donné la quantité de matières premières
et l'énergie requises par les nouvelles technologies. 

Il est donc nécessaire de changer nos comportements et de faire preuve
de frugalité, l'écoconception des produits ne suffira pas à rendre
notre économie durable. En effet, les gains unitaires de consommation
(en énergie ou en ressources) réalisés sur un objet ne conduisent
pas automatiquement à des gains globaux de consommation, en raison
de l'effet rebond, qui fait que souvent la consommation globale augmente
lorsque les biens sont plus économes. Même sans effet rebond, l'effort
à réaliser pour convertir l'économie actuelle vers une économie durable
sera considérable. L'économie française, par exemple, consomme, pour
chaque euro de valeur ajoutée, 10 grammes de métaux.

Pour assurer cette transition, nous devons changer notre perspective
temporelle, penser au long terme. Nous exploitons un stock fini de
ressources, les contestations sur le diagnostic en termes temporels
est donc nul et non avenu : il y aura un jour un problème de disponibilité
des ressources, et il sera d'autant plus grand et les conséquences
irréversibles que nous nous y prendrons tard pour l'aborder. Pour
que les générations futures puissent profiter de notre niveau de confort,
il est donc indispensable d'adopter une attitude humaniste et écologiste
et de sensibiliser tout le monde à ces enjeux.

Concrètement, cela consisterait d'abord à sortir de la logique d'annonce
qui a pour seul but de se donner bonne conscience (comme le mythe
de la voiture électrique propre ou l'écotaxe d'un euro sur les téléphones)
et mettre en place un véritable pilotage de notre économie au niveau
européen. Le gâchis actuel est tel que rien qu'avec des réglementations
et incitations adéquates qui ne remettraient pas vraiment en cause
notre niveau de confort, nous aboutirions à des gains rapides et très
substantiels : je pense aux taxes sur la pollution et l'utilisation
de matières premières, à l'obligation de recyclage et au soutien aux
filières de recyclage encore non rentables, aux contraintes en conception,
à la lutte contre l'obsolescence programmée par l'obligation de garantie
sur 10 ans et au développement de l'économie de la fonctionnalité.


\subsection{Vers une planification ?}

La gestion libérale des ressources qui prévaut consiste à laisser
aux intérêts particuliers le soin de guider les comportements économiques
; les choix dans la production et l'allocation des ressources ne sont
pas discutés mais découlent des désirs non coordonnés de ceux qui
commandent le travail : les riches. L'allocation est évidemment déplorable,
et les choix de production certainement sous-optimaux. En effet, les
prix des biens et services ne prennent pas en compte l'impact environnemental
que leur production fait subir, car les externalités pèsent sur d'autres
personnes que les parties prenantes à l'échange, et elles ne sont
en outre pas forcément quantifiables (quel est le prix d'une vie ?).
De plus, les prix des ressources non renouvelables sont incohérents
d'un point de vue inter-temporel, car ils souffrent d'un biais pour
le présent (à cause d'un effet psychologique et d'une absence des
générations futures sur le marché). Enfin, l'absence de régulation
ou de répression conduit les producteurs d'une ressource en voie d'épuisement
à en extraire le plus possible avant qu'il ne soit trop tard, quand
le prix est au plus haut. C'est ce qui se passe actuellement avec
les ressources halieutiques, et il est fort probable qu'on se soit
engagé vers des consommations absurdes de certains métaux au regard
d'usages alternatifs qui seraient bien plus appropriés.

J'ai donc imaginé une approche méthodologique qui permettrait de mieux
appréhender la rareté des ressources.

Définissons le débit de production d\textquoteright un bien $j$ comme
la quantité $k_{j}$ de ce bien produite par unité de temps. On considère
que la production annuelle de biens et de services peut être classée
dans un nombre fini $n$ de catégories. Des exemples de catégories
sont : carottes bio, production de 1000 voitures de type 1, production
d\textquoteright un million de voitures de type 1, production d\textquoteright un
million de voitures de type 2, etc. On considère que le nombre de
ressources primaires est fini et vaut $m$. Des exemples de telles
ressources sont : le temps de travail humain disponible, le cuivre
de la mine de Chuquicamata, les terres avec telle teneur en tel élément
minéral et exposé à tel ensoleillement et telle pluviométrie, etc.
On appelle matrice de transformation une matrice $T$ de taille $m\cdot n$
dont chaque coefficient $T_{ij}$ représente le débit de ressource
primaire $i$ nécessaire à la production d\textquoteright une unité
de bien $j$. Le débit de production $k$ est le vecteur de taille
$n$ dont les coefficients $k_{j}$ correspondent aux quantités de
biens $j$ produits par période. Le produit $d=T\cdot k$ constitue
alors le débit d'extraction des ressources primaires. En appelant
$D_{i}$ les réserves de la ressource $i$ (et en prenant $D_{i}=+\infty$
si $i$ s'y prête (vent, soleil...)), la quantité $\min\frac{D_{i}}{d_{i}}$
donne la durabilité d'une production décrite par $k$.

La construction la plus fine possible de la matrice de transformation
de notre économie permettrait de mieux appréhender les tensions à
venir sur les matières premières, et de guider nos choix d'investissement,
notamment en matière d'énergie. J'ai rassemblé les diverses informations
du livre qui pouvaient l'être dans la matrice ci-après. J'aimerais
plus tard prolonger ce travail pour tenter de décrire l'économie de
la façon la plus désagrégée possible, en termes de ressources et non
plus en termes monétaires.

41348 caractères.

\begin{table}
\protect\caption{Matrice de transformation}


\makebox[\textwidth][c]{%
\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}
\hline 
Ressources fossiles (kg) & \begin{turn}{90}
étage principal Ariane 5
\end{turn} & \begin{turn}{90}
A350 (nouvelle génération)
\end{turn} & \begin{turn}{90}
engrais
\end{turn} & \begin{turn}{90}
agriculture
\end{turn} & \begin{turn}{90}
automobile
\end{turn} & \begin{turn}{90}
Full Electric Vehicles
\end{turn} & \begin{turn}{90}
Hybrid Electric Vehicles
\end{turn} & \begin{turn}{90}
Plug-in-Hybrid Electric Vehicles
\end{turn} & \begin{turn}{90}
construction
\end{turn} & \begin{turn}{90}
construction en France
\end{turn} & \begin{turn}{90}
400km LGV
\end{turn} & \begin{turn}{90}
1 kg acier
\end{turn} & \begin{turn}{90}
PVC
\end{turn} & \begin{turn}{90}
1M téléphones portable
\end{turn} & \begin{turn}{90}
centrale nucléaire
\end{turn}\tabularnewline
\hline 
Vecteur de ressources actuel & 100 & 1300 &  &  & 7E7 &  &  &  &  &  &  &  & 1,5E7 &  & \multicolumn{1}{c}{20}\tabularnewline
\hline 
\hline 
Acier & 1E3 &  &  &  & 780 &  &  &  &  & 4E9 & 1E8 &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Aluminium & 4E3 & 2,3E4 &  &  & 130 &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Antimoine &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Argent &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & 350 & \tabularnewline
\hline 
Azote &  &  & 1E11 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Chrome &  & 2E3 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Ciment &  &  &  &  &  &  &  &  & 3E9 &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Cobalt &  & 1E3 &  &  &  & 3 &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Cuivre &  &  &  &  & 20 &  &  &  &  &  &  &  &  & 1,6E4 & \tabularnewline
\hline 
Étain &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & 2 &  & \tabularnewline
\hline 
Granulats &  &  &  &  &  &  &  &  &  & 4E11 &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Lithium &  & 160 &  &  &  & 3 & 0,2 & 1,4 &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Manganèse &  &  &  &  &  & 38 & 3 & 18,2 &  &  &  & 0,008 &  &  & \tabularnewline
\hline 
Molybdène &  & 350 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Nickel &  & 6E3 &  &  &  & 5 & 0,4 & 2,4 &  &  &  &  &  &  & 2,4E5\tabularnewline
\hline 
Niobium &  & 650 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Or &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & 34 & \tabularnewline
\hline 
Palladium &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & 15 & \tabularnewline
\hline 
Phosphore (P) &  &  & 4E10 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Platine &  &  & 1000 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & 0,34 & \tabularnewline
\hline 
Plomb &  &  &  &  & 8 &  &  &  &  &  &  &  & 7 &  & \tabularnewline
\hline 
Potassium (K) &  &  & 2,6E10 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Rhénium &  & 1 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Terres arables (M km\texttwosuperior ) &  &  &  & 15 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Terres : pâtures (M km\texttwosuperior ) &  &  &  & 35 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Titane &  & 1,7E4 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Vanadium &  & 700 &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
Zinc &  &  &  &  & 15 &  &  &  &  &  &  &  &  &  & \tabularnewline
\hline 
\end{tabular}}
\end{table}

\end{document}
