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Epuisement des ressources naturelles

Epuisement des ressources naturelles

Un article de Encyclo-ecolo.com.

déforestation

Sommaire

L'épuisement des ressources naturelles

L'épuisement des ressources du fait de la surconsommation humaine concerne la biodiversité, les ressources végétales (déforestation, prélèvement végétal), l'extinction des espèces mais aussi les minerais et matières premières.


  • Les ressources non renouvelables : ce sont principalement des matières premières minérales et les combustibles fossiles, qui proviennent de gisements formés au cours de l'histoire géologique de la Terre et correspondant à un stock, par essence même, épuisable.
  •  Les ressources renouvelables : ce type de ressources peut être consommées sans être épuisées car elles peuvent se régénérer en permanence. Ces ressources sont notamment l'air, l'eau, les sols (terres cultivables) ou encore des ressources biologiques de la flore et de la faune (forêts, pâturages, pêcheries maritimes, biodiversité – espèces animales et végétales) et par les ressources génétiques (variétés de plantes cultivées et races d'animaux domestiques).


L'eau

Depuis le début du XXe siècle, la consommation d’eau douce a été multipliée par sept sur la planète ;

  • Au cours des trente dernières années, les quantités d’eau disponibles sont passées d’une moyenne de 12 900 m3 à 6800 m3 par habitant et par an ;
  • L’eau non potable est la 1ère cause de mortalité dans le monde, et tue 10 fois plus que les guerres.


La fin des métaux

On connait le stock de ressources naturelles à notre disposition ainsi que leur vitesse d'exploitation. La date d'épuisement théorique est donc facile à extrapoler.

Bien des matières liés aux produits écologiques (panneaux solaires) ou aux énergies renouvelables sont en voie d'épuisement, plutôt rapide : comme pour l'uranium (fin en 2040), le pétrole (fin en 2050), le gaz (fin en 2072), les métaux rares et même non précieux tels que le fer dont la fin est annoncée pour 2087. Qu’il s’agisse d’électronique d’environnement ou d’énergie (pile à combustible), le progrès technologique passe quoi qu’il en soit par la maîtrise de matières premières rares venant souvent du bout du monde.


Les platinoïdes : des ressources sous pression

Les marchés des platinoïdes (platine, palladium, rhodium, ruthénium, iridium, osmium) sont l’objet depuis le début des années 80 de nombreuses perturbations. Le plus connu d’entre eux, le platine, était réputé "métal précieux" pour son usage en bijouterie, et son prix beaucoup plus cher que l’or en faisait aussi une valeur de placement. Parce qu’onéreux, ces métaux étaient dans l’ensemble utilisés avec parcimonie par l’industrie. Mais, grâce à leurs propriétés physiques et chimiques, ils ont été de plus en plus utilisés pour des applications de haute performance : électronique, catalyse, etc. Cette diversification des usages que l’on pourrait schématiser comme un passage du monde du luxe au monde industriel, et qui n’est pas terminé, est source de perturbations profondes.

L’histoire récente des marchés du rhodium et du palladium le montre. L’avenir des métaux, comme le platine, le ruthénium, etc., est soumis à une problématique de pénurie: le développement ou l’émergence d’une application industrielle, face à une offre limitée.


Comment estimer les ressources disponibles

On a pour habitude de considérer 3 niveaux de ressources, 3 niveaux de réserves (les 3P) :

  • Réserves prouvées (avérées)
  • Réserves probables (certitude de l’existence de la réserve mais incertitude quant à son étendue)
  • Réserves possibles (incertitude quant à l’existence de la ressource et pas encore de moyen technique pour vérifier l’hypothèse

L'épuisement des ressources minières ne signifie pas que la planète ne recèle plus des quantités diffuses mais que l’exploitation du matériau en question à l'échelle industrielle n'est plus possible. Les estimations varient d'ailleurs au fil du temps en fonction des découvertes et des réévaluations de réserves, comme le montre l'exemple du zinc (voir ci-dessous)

Epuisement+ressources.jpg

Le calendrier des épuisements annoncés

Les gisements métalliques et énergétiques, à la base de notre économie moderne auront pour l'essentiel été consommés d'ici 2025, date de la fin de l'or, de l'indium et du zinc et 2158, date de la fin du charbon),


1980 fin du cryolithe : il n'y aurait plus de réserves de cryolithe. La cryolithe est composée de fluorure double de sodium et d'aluminium, de formule NaAlF également noté 3NaF, AlF. La cryolithe est principalement utilisée pour la production d'aluminium et dans l'industrie des céramiques. un Elle a été découverte sur la cote ouest du Groenland. C'est un minéral rare ; aussi, pour faire face aux besoins de l'industrie, la cryolithe est désormais produite artificiellement. La dernière mine de cryolithe en activité, située au Groenland, a fermé dans les années 80. Aujourd’hui, les industriels sont obligés d’en produire artificiellement.

2012 : fin du terbium : le terbium est utilisé dans les lampes à basse consommation

2018 : fin du hafnium (Hf) : les gisements exploitables à un coût accpetable seront épuisés en 2018. Le hafnium est utilisé pour les processeurs, comme isolant remplaçant le dioxyde de silicium SiO2. L'Hafnium (Hf) se retrouve associé avec les minerais de zirconium, avec des concentrations d'Hafnium variant de 0.5% à de 2%. Le hafnium a une résistance exceptionnelle à la corrosion, il posséde également un grand pouvoir d'absorption des neutrons rapides. Le hafnium sert à contrôler la recristallisation des filaments de tungstène mais son application principale est comme barre de contrôle de réactivité dans les réacteurs nucléaires du fait de sa capacité à absorber les neutrons

2021 : fin de l'argent ; Au rythme de consommation actuelle, épuisement prévu entre 2021 et 2037. L'argent sert dans l’industrie (électricité, électronique, brasures, soudures et autres alliages : 41%). Il y a un stock de 270 000 à 380 000 tonnes d'argent sur Terre. Les réserves connues sont surtout en Pologne (20%), en Mexique (14%) et au Pérou (13%) 21 400 tonnes d'argent ont été produites en 2009 = 688 millions d'onces
Planetoscope : La consommation d'argent dans le monde

2022 : fin de l'antimoine (sb) épuisement prévu en 2022 ; composant de plaques d’accumulateurs plomb-acide (courant secouru), des semi-conducteurs : InSb, GaSb utilisés pour la détection dans l’infrarouge, pour les sondes à effet Hall (détection de champ magnétique), dans les processeurs, isolant remplaçant le dioxyde de silicium SiO2, sous forme d’oxyde Sb2O3, il diminue la propagation des flammes dans les matières plastiques.

2023 : fin du palladium (Pd) : Il y a un stock de 3480 millions de tonnes de palladium sur Terre. Les réserves connues sont surtout en Russie et en Afrique du Sud. 13% du palladium servent pour l'industrie électronique surtout pour la production de condensateurs multicouches en céramique (MLCC) qui entrent dans la fabrication de composants électriques. Autres utilisations du type électro-déposition pour les connecteurs et les composants de puces pour les circuits électroniques et les circuits intégrés hybrides
Planetoscope : Production de palladium dans le monde

Le palladium fait partie des PGM, les Platinum Group Minerals qui regroupe six éléments métalliques proches dans la classification de Mendeleiev, présents dans les mêmes minerais. Il s’agit du ruthenium, du rhodium, du palladium, de l’osmium, de l’iridium et du platine. Le palladium et le platine sont les plus importants. Ils ont des propriétés très semblables, surtout des propriétés catalytiques. Généralement ils sont extraits comme sous-produits de l’exploitation du nickel .

2025 : fin de l'or : La production totale d'or depuis les débuts de l'humanité remplit un cube de 20 mètres de coté ; l'or est utilisé dans l’électronique pour ses propriétés de conductivité, d’inaltérabilité, d’inoxydabilité. La Chine est le 1er producteur avec près de 300 tonnes extraites en 2008, suivie par les Etats-Unis et l'Australie (moins de 250 tonnes). Les principales utilisations de l'or sont : Bijouterie et joaillerie 86%, Utilisations industrielles 14% dont : électronique 6%, monnaies et médailles 3%, industries diverses 3%, prothèses dentaires 2%
Planetoscope : Production d'or dans le monde

2025 : fin du zinc, les gisements exploitables à un coût acceptable seront épuisés en 2025 ;en 1950, le US Geological Survey avait estimé les réserves mondiales de zinc à 77 millions de tonnes. Pourtant, la prospection et l’amélioration des techniques d’exploitation ont permis de mettre au jour plus de 293 millions de tonnes de ce métal sur les 50 années qui ont suivi. En 2000, le gouvernement américain a annoncé que les réserves de zinc n’atteignaient pas moins de 209 millions de tonnes. Le zinc est utilisé dans l’électronique et par l'industrie informatique (fabrication des « magnetic random access memory » (MRAM)). Les principales utilisations du zinc sont : Galvanisation 47.00 % ;Laiton et autres métaux d'alliage 19.00 % ;Moulage en coquille 14.00 % ; Demi-produits marchands 8.00 % ;Chimie et divers 9.00 %


2025 : fin de l'indium (In) : les gisements exploitables à un coût acceptable seront épuisés en 2025 (voire 2018) ; l'indium est utilisé massivement depuis peu dans le cadre de la fabrication des écrans LCD ; mais il semble qu’il pourrait être remplacé par des matériaux de nanotechnologies comme le graphène (cristal de carbone). De l'espagnol indigo, du latin Indium: Inde. L'indium fut découvert en 1863 par Reich et Richter à la suite de l'analyse spectroscopique d'un échantillon de blende qui leur révéla deux raies indigo jusqu'alors inconnues. L’indium connaît une demande croissante poussée par le marché des écrans plats et devrait subir une hausse prochaine des cours. n’existe pas de gisement d’indium en tant que tel. Les gisements volcano-plutoniques polymétalliques, à zinc dominant et étain accessoire sont la principale source actuelle d'indium. (source Brgm)

2028 : fin de l'étain : Il y a un stock de 6,1 millions de tonnes d'étain sur Terre. Les réserves connues sont surtout en Chine (28%), en Malaisie (17%), en Indonésie (13%) et au Pérou (12%) Les principales utilisation de l'étain sont : Soudure 32.00 % ; Fer blanc 27.00  % ; Chimie et divers 23.00 % ; Etains et aliages divers 18.00 %


2030 : fin du plomb : les gisements exploitables à un coût acceptable seront épuisés en 2030 ; 71% de la production utilisés pour les batteries.


2030 : fin du diamant : la consommation mondiale de diamants est très supérieure à la consommation et on pense que vers 2030, les 4 principaux pays diamantifères auront épuisé leurs ressources. Le commerce de diamants reposera alors sur les stocks disponibles.


2038 : fin du tantale (Ta) : la plus grande utilisation du tantale, sous forme de poudre métallique, est faite dans la fabrication des composants électroniques, et principalement des condensateurs. On trouve des condensateurs au tantale dans les télé-avertisseurs et les ordinateurs personnels.

2039 : fin du cuivre (Cu) : Il y a un stock de 490 millions de tonnes de cuivre sur Terre. Les réserves connues sont surtout au Chili (33%), en Indonésie et aux USA (7% chacun). Avec 55% d’utilisation, il est essentiellement mis en œuvre dans l’industrie électrique (câbles, bobinages).
Planetoscope : Production de cuivre dans le monde

2040 : fin de l'uranium (U) : Il existe 3,3 millions de réserves d'uranium prouvées et exploitables de manière normale et environ 10 millions de tonnes de réserves d'uranium dites "spéculatives". 1,2 kilo d'uranium est produit chaque seconde dans le monde, soit 40 700 tonnes par an. On estime qu'il reste de 70 à 90 ans de réserves mondiales (au rythme d'exploitation actuel). L'uranium est crucial pour production électrique nucléaire. Selon "Uranium Resources and Nuclear Energy" du Energy Watch Group (2006-12), une pénurie d’uranium pourrait se produire dès 2015.
Planetoscope : Production d'uranium dans le monde
Planetoscope : Les chiffres du nucléaire

2048 : fin du nickel (Ni) : il y a un stock de 67 millions de tonnes de nickel sur Terre. Les réserves connues sont surtout en en Australie (35%), en Nouvelle-Zélande (11%) et en Russie (10%) : le nickel sert dans les batteries (piles bouton pour BIOS, batteries d’ordinateurs portables)
Planetoscope : Production de Nickel dans le monde

2050 : fin du pétrole : La consommation de pétrole pourrait presque doubler d'ici 2050 avec l'augmentation de la population mondiale et la croissance économique. Selon l'Agence internationale de l'Energie, la hausse de la demande mondiale de pétrole devrait être de 1,7% en 2010, avec une demande de 86,3 millions de barils par jour (mbj). La date d'épuisement du pétrole (le Peak Oil, est sujette à contestation : Le peak oil est-il une fiction ? Planetoscope : Voir tous les chiffres de consommation ou production de pétrole dans le monde

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2064 : fin du platine (Pt) : Il y a un stock de 13 000 tonnes de platine sur Terre. Les réserves connues sont surtout en Afrique du Sud (80%). le platine est essentiellement utilisé dans les industries électroniques et électriques Disques durs,fils thermocouples,piles à combustible. Catalyse)
Planetoscope : Production de platine dans le monde

2072 : fin du gaz naturel : Au rythme actuel de consommation de 2 743 milliards de m3 de gaz par an, la fin l’exploitation de gaz surviendra environ en 2072. Le gaz représente plus de 20 % (contre 40 % pour le pétrole) de la consommation énergétique globale.

38 % de la consommation de gaz naturel en Europe – 30 % au niveau mondial – sont destinés au secteur résidentiel/tertiaire. 2087 : fin du fer : On estime qu'il reste 79 ans de réserves mondiales (au rythme d'exploitation actuel). Planetoscope : Production de fer dans le monde

2120 : fin du cobalt : Au rythme de consommation actuelle, il reste environ 110 années de réserves de cobalt qui est une ressource non renouvelable. Il y a un stock de 7 millions de tonnes de cobalt sur Terre. Les réserves connues sont surtout en République du Congo (50%), en Australie (20%) et à Cuba (14%. Ce métal est utilisé le plus souvent dans des applications de haute technologie, où l’excellence de ses propriétés le rend très difficilement substituable. Composant des aciers spéciaux, des alliages à vocation structurale et magnétique, des superalliages, il entre dans l’élaboration des moteurs d’avion, des turbines à gaz des centrales électriques ; on le retrouve également dans les outils de coupe, les pièces d’usure (métallurgie des poudres). Parallèlement à ces emplois dans l’industrie lourde (70 % de la consommation), le cobalt est aussi le métal des technologies de l’information. Il joue un rôle crucial dans les performances à la fois des mémoires magnétiques (disques durs) et des piles et batteries destinées aux appareils portables (téléphones, ordinateurs, etc.). Il est également présent dans le domaine médical du fait de sa biocompatibilité (implants dentaires, prothèses articulaires, etc.). Mais cette liste n’est pas close ; utilisé sous forme d’oxydes ou de sels, il est employé dans des applications aussi variées que les colorants (verrerie, céramiques), les siccatifs (peintures, vernis), les adhésifs structuraux (pneumatiques), les catalyseurs en pétrochimie. )
Planetoscope : Production de cobalt en temps réel


2137 : fin de l'titane

2139 : fin de l'aluminium : Au rythme de consommation actuelle de 6000 kilos par seconde soit 190 millions de tonnes par an, il reste 131 années de réserves de bauxite qui est une ressource non renouvelable. Il y a un stock de 25 milliards de tonnes de bauxite sur Terre. Les réserves connues sont surtout en Guinée (30%), en Austalie (23%) et à Cuba et en Jamaïque (8% chaque)
Planetoscope : Production d'aluminium dans le monde
Encyclo ecolo : Aluminium

2158 : fin du charbon : La consommation de charbon dans le monde représente 184 000 kilos par seconde, soit 5,8 milliards de tonnes. Planetoscope

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Des ressources critiques entre les mains de quelques pays

  • la Chine : antimoine, fluorite, gallium, germanium, graphite, indium, magnésium, terres rares, tungstène
  • la Russie : MGP
  • la République Démocratique du Congo : cobalt, tantale
  • le Brésil : niobium et tantale
  • La Bolivie : le lithium
  • L'Afrique du Sud : les platinoïdes et surtout le platine et palladium; notamment 80% du rhodium
  • L'Australie concentre un grand nombre de ressources très convoitées : 40% des réserves mondiales d'uranium, 37% des réserves de Nickel, 26% de plomb, 18% de zinc, auquelles s'ajoutent des réserves de minerai de fer (53,4 milliards de $ australiens d'exportation en 2010), de charbon ((34,6 mds $ d'exportation en 2010), de pétrole (10,9 mds $), de diamants, d'or (17,9 mds), d'alumine, de gaz naturel, ...

Dans la majorité des cas, cette concentration de production est conjuguée avec des possibilités de substitution et un un taux de recyclage faibles. Si l’on considère la criticité due à la protection de l’environnement, les terres rares viennent en tête, suivies par le germanium, l’antimoine, le gallium, le magnésium pour les principaux. Les perspectives d’évolution de la demande pour ces matières premières sensibles en 2030 montrent certains de ces matériaux vont connaitre une très forte croissance comme le gallium, l’indium, le germanium, le néodyme, le platine et le tantale pour ne citer que les premiers.

Des ressources naturelles stratégiques

  • La société DCNS considère les minéraux suivants susceptibles de faire l’objet de difficultés d’approvisionnement :

1. Argent

2. Cuivre

3. Cobalt

4. Chrome

5. Germanium

6. Lithium

7. Molybdène

8. Nickel

9. Palladium

10. Platine

11. Plomb

12. Sammarium

13. Titane


Il faudrait ajouter le rhodium


Les terres rares

  • Les terres rares font partie des ressources naturelles naturelles non renouvelabes menacées d'extinction. en considérant l’ensemble des applications aéronautiques, En résumé, la criticité des minerais et terres rares est sensible dans le secteur de l'électronique et des moteurs.

Le profil de consommation des métaux a également évolué rapidement ces dernières années. Le fort développement des produits électroniques, des technologies de l'information et de la communication (TIC), de l'aéronautique, allié à l'innovation technologique dans la recherche de performances et de rendements, a fait exploser la demande en nouveaux métaux.

On peut ainsi citer :

  • l'indium et les terres rares dans les écrans plats LCD,
  • le gallium dans les LED blanches (éclairage en substitution des ampoules à incandescence),
  • le germanium dans les transistors ou portables (WiFi),
  • le gallium, l'indium, le sélénium, le germanium dans les cellules solaires photovoltaïques,
  • les terres rares (néodyme, samarium, dysprosium...) dans les aimants permanents pour les éoliennes et les moteurs automobiles hybrides-électriques, le lithium et le cobalt dans les batteries,
  • le tantale, le niobium, le rhénium dans des superalliages sur mesure pour certains marchés de niche.
  • le rhodium : Le [ rhodium ] est dernier du groupe des platinoïdes et très peu connu.
  • l'irridium


Le boom des matières premières a eu comme effet de faire s’envoler le cours des “monnaies “matières”, les économies de ces pays devenant florissantes. Au côté du dollar australien ou du real brésilien, le rand sud-africain n’a pas fait exception. Ces métaux rares, ou stratégiques ont donc de multiples usages dans les technologies de pointe, qu’il s’agisse des télécommunications, de l’armement, ou des énergies renouvelables. Ainsi les aimants de précision, tout comme les éoliennes, requièrent l’utilisation de néodyme. Le galium entre dans la fabrication des billets de banque, pour en prévenir la falsification, comme dans celle des lasers utilisés par les avions de chasse de dernière génération.

>> voir l'article : Terres rares

Les nodules polymétalliques

Composition chimique des nodules polymétalliques des fonds océaniques :

  • Manganèse (30 %)
  • Fer (6 %)
  • Nickel (1,4 %)
  • Cuivre (1,25 %)
  • Cobalt (0,25 %)
  • Titane (0,60 %)
  • Aluminium (3 %)
  • Et sodium, magnésium, silice, zinc, oxygène et hydrogène (32 %).


Le recyclage des ressources non renouvelables

Voici le taux de recyclage d'un certain nombres de ressources et matières premières que nous consommons (Source : A. RELLER, University of Augsburg, T. Graedel, Yale University) :

  • Plomb : 72%
  • Aluminium : 49%
  • Or : 43%
  • Germanium : 35%
  • Nickel : 35%
  • Cuivre : 31%
  • Etain : 26%
  • Zinc : 26%
  • Chrome : 25%
  • Tantale : 20%
  • Gallium : 0%
  • Indium : 0%
  • Phosphore : 0%
  • Platine : 0%
  • Uranium : 0%

Un autre calendrier d'épuisement des ressources

Trouvé dans l'Atlas du futur :

extinction-ressources-echeancier.jpg

Le niveau de production des minerais

De nos jours, le minerai de fer reste sans conteste la ressource métallique la plus utilisée, avec une production annuelle de l'ordre de 1,7 milliard de tonnes.

Viennent ensuite les « grands » métaux industriels, produits à plus d'un million de tonnes (MT)

  • l'aluminium (39 MT) pour la construction, l'emballage, l'aéronautique, les transports,
  • le chrome (21 MT) pour les alliages inox, la chimie,
  • le cuivre (16 MT) pour les applications électriques,
  • le manganèse (14 MT) pour les aciers alliés,
  • le zinc (11 MT) pour la galvanisation, la chimie,
  • le titane (5 MT) utilisé en dioxyde comme colorant blanc ou en alliage pour l'aéronautique,
  • le silicium (5 MT) allié avec l'aluminium ou comme semi-conducteur,
  • le plomb (4 MT) pour les batteries,
  • le nickel (1,6 MT) pour les aciers alliés ou les batteries.



nb : 1 once = 28.3499 grammes ou encore 141.7498 carats


Epuisement des ressources naturelles


La synthèse ci dessus est constituée à partir de nombreuses sources : réalisée à partir de nombreuses sources françaises, américaines, (unctad.org, commission européenne, minerals.usgs.gov/, fin-de-la-civilisation.blog4ever.com, edito-matieres-premieres.fr, 24hgold.com, terresacre.org, rapport du Sénat sur les matières premières stratégiques, in Libération « Gros coup de volant sur le platine", ec.europa.eu/enterprise/policies/raw-materials, l'ouvrage, A. RELLER, University of Augsburg, T. Graedel, Yale University, Sources : BP Statistical Review of world Energy 2007, Commission Energie-Environnement du Canada, science.gouv.fr, metstor.fr, leblogfinance.com/2006/03/le-rhodium-mtal.html ; Chiffres clés des matières premières minérales - 1999 DGEMP/OMP- édit. : Ministère de l’Économie, des finances et de l’industrie ; minefi.gouv.fr/fonds_documentaire/notes_bleues/nbb/nbb212/mati.htm

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