La géographie cachée à l'intérieur de votre smartphone

Tenez-vous au bord de la mine à ciel ouvert de Bayan Obo, en Mongolie-Intérieure, et l'ampleur de la transition énergétique devient une chose physique que vous pouvez regarder. Des gradins étagés de roche grise descendent par paliers sur plusieurs centaines de mètres jusqu'au gisement de minerai en contrebas, et des camions de la taille de maisons rampent le long des corniches. Le minerai qui sort de cette fosse parcourt environ quatre-vingt-dix kilomètres vers le sud jusqu'aux raffineries de Baotou, et de là, sous une forme transformée et purifiée, il finit à l'intérieur des aimants de presque toutes les éoliennes et de tous les moteurs électriques de la planète. Le moteur de vibration de votre téléphone, le haut-parleur, la minuscule caméra qui fait la mise au point lorsque vous la pointez vers un ami : remontez-les suffisamment loin et un nombre surprenant d'entre eux mènent ici, à une seule mine du nord de la Chine.

Nous avons tendance à voir le smartphone comme un triomphe du design, une dalle scellée de verre et de logiciel sans lien évident avec la terre. Mais chaque appareil est aussi une leçon de géographie, un assemblage compact de métaux extraits d'un petit nombre d'endroits très précis de la planète. Ces endroits n'ont pas été choisis par commodité. Ils ont été choisis parce que c'est là que se trouvent les bonnes roches, et parce que c'est là qu'existe la chimie capable de les traiter. Cet article suit les matériaux que vous avez dans la poche jusqu'au sol d'où ils viennent, et ce faisant il esquisse la carte des rapports de force, de l'eau et des conflits qui traverse aujourd'hui le grand basculement mondial loin des énergies fossiles.

Les dix-sept métaux qui ne sont pas vraiment rares

L'histoire commence avec un groupe d'éléments qui portent l'un des noms les plus trompeurs de la chimie. Les terres rares sont dix-sept métaux regroupés près du bas du tableau périodique, les quinze lanthanides plus le scandium et l'yttrium. Le nom remonte au dix-huitième siècle, lorsque ces éléments ont été isolés pour la première fois à partir de minéraux d'apparence peu commune, et il est resté même s'il n'est pas vraiment exact. Les terres rares ne sont absolument pas rares dans la croûte terrestre. Le cérium, l'un des lanthanides, est en réalité plus abondant que le cuivre, et plusieurs de ses voisins sont plus courants que l'étain ou le plomb.

Alors, si elles sont partout, pourquoi s'en inquiéter ? La réponse est que deux choses véritablement rares se dressent entre une roche dans le sol et un métal utilisable. La première est une concentration économiquement exploitable, un endroit où ces éléments se sont accumulés assez densément pour que leur extraction soit rentable. Ils ont tendance à être disséminés en faible quantité dans la roche ordinaire, et la géologie qui les rassemble est peu fréquente. La seconde rareté est la chimie nécessaire pour les séparer les uns des autres. Les dix-sept éléments sont chimiquement presque identiques, ce qui fait de leur séparation en flux purs d'un seul élément l'un des procédés industriels les plus exigeants de la science des matériaux moderne. Ces deux choses rares, les gisements riches et le savoir-faire de séparation, se trouvent massivement dans un seul pays. C'est ce fait qui transforme une note de bas de page dans un manuel de chimie en une question de géopolitique.

Bayan Obo et le point d'étranglement chinois

Bayan Obo est la plus grande mine de terres rares au monde, et elle produit à elle seule entre quarante et cinquante pour cent de l'approvisionnement mondial en terres rares. Ajoutez-y les autres exploitations chinoises et la concentration devient frappante. La Chine extrait environ soixante-dix pour cent des terres rares du monde et en raffine près de quatre-vingt-cinq pour cent. Le chiffre du raffinage est celui qui compte le plus, car c'est dans le raffinage que réside la chimie difficile, et il est plus ardu de construire une nouvelle raffinerie que d'ouvrir une nouvelle mine.

Le monde a eu une démonstration claire de ce que signifie cette concentration en 2010, lors d'un différend sur les quotas d'exportation entre la Chine et le Japon. La Chine a restreint ses expéditions de terres rares, les prix ont bondi, et les fabricants japonais qui dépendaient de ces métaux pour tout, des moteurs de voitures hybrides à l'électronique de précision, ont soudain compris à quel point ils étaient exposés. L'épisode n'a pas duré longtemps, mais il a rendu ce rapport de force visible d'une manière qu'aucun tableur n'aurait pu faire. Un seul pays détenant un quasi-monopole sur une catégorie de matériaux sur laquelle le reste du monde s'était discrètement mis à compter constitue, dans le langage des chaînes d'approvisionnement, un point d'étranglement, un passage étroit où une petite perturbation produit de grands effets en aval.

Cobalt, coltan et la carte minérale de la transition énergétique

Les terres rares sont la pièce la plus concentrée du puzzle, mais elles ne sont pas l'ensemble du tableau. Quatre minéraux critiques portent l'essentiel du récit de la transition énergétique : les terres rares pour les aimants, plus le lithium, le cobalt et le cuivre pour les batteries et le câblage. Chacun est concentré dans son propre coin du monde, et la carte qu'ils dessinent va du point d'étranglement chinois des terres rares à une extrémité à un tout autre type de problème à l'autre.

Cette autre extrémité, c'est l'est de la République démocratique du Congo. La région détient la principale réserve mondiale de coltan, le minerai à partir duquel on raffine le tantale, et le tantale est ce qui permet de fabriquer les condensateurs à haute capacité qui s'entassent dans les circuits compacts d'un smartphone. Au sud-est, la ceinture du Katanga produit environ soixante-dix pour cent du cobalt mondial, le métal qui stabilise les cathodes de la plupart des batteries lithium-ion. Ces deux chaînes d'approvisionnement sont mêlées à des conflits armés depuis la deuxième guerre du Congo, qui s'est déroulée de 1998 à 2003 et a entraîné des armées venues de tout le continent. Les combats ne se sont pas simplement trouvés là où étaient les minéraux ; le contrôle des mines est devenu un moyen de financer les combats, et c'est ainsi que l'expression minéraux de conflit est entrée dans le vocabulaire des fabricants d'électronique comme des organisations de défense des droits humains. Le condensateur de votre téléphone est peut-être petit, mais la question de la provenance de son tantale a occupé tribunaux, audits d'usines et droit international.

Le triangle du lithium et les saumures de l'Atacama

Rendez-vous à l'opposé de la planète et la transition énergétique prend encore un autre caractère, écrit cette fois dans l'eau plutôt que dans la guerre. Le triangle du lithium, qui s'étend sur le nord de l'Argentine, le sud-ouest de la Bolivie et le nord du Chili, détient environ la moitié des réserves mondiales de lithium. Le lithium n'y est pas extrait de la roche dure mais dissous dans de la saumure sous de vastes salars, les salares de la haute cordillère des Andes. Pour l'extraire, les entreprises pompent la saumure dans d'immenses bassins peu profonds et laissent le soleil faire le travail, évaporant l'eau pendant de nombreux mois jusqu'à ce que le lithium se concentre suffisamment pour être traité.

Le problème est que cela se produit dans certains des endroits les plus secs de la Terre. L'Atacama compte parmi les déserts les plus arides de la planète, et pomper d'énormes volumes de saumure, ainsi que l'eau douce utilisée dans le traitement, épuise une eau dont dépendent les écosystèmes et les communautés alentour. Les communautés autochtones atacameñas et kollas ont mené des recours en justice au Chili comme en Argentine sur les droits à l'eau, soutenant que la technologie verte célébrée dans des villes lointaines est en partie payée avec leurs eaux souterraines. C'est un correctif utile au récit bien lisse de l'énergie propre. Une batterie qui ne produit aucune émission lorsqu'elle alimente une voiture possède tout de même une empreinte géographique, et ici cette empreinte se mesure en litres puisés dans une nappe phréatique qui met très longtemps à se reconstituer.

Pourquoi le goulet d'étranglement se situe plus en aval qu'on ne le croit

Il est tentant de lire ces chiffres miniers et de conclure que quiconque contrôle les mines contrôle la technologie. La réalité est plus subtile, et la chaîne d'approvisionnement des terres rares montre pourquoi. Passer d'une roche à un aimant fonctionnel traverse quatre étapes industrielles distinctes, et chacune est un point où le contrôle peut se concentrer. Vient d'abord l'extraction du minerai, généralement les minéraux bastnaésite ou monazite. Vient ensuite la séparation par extraction par solvant, la chimie exigeante qui scinde le mélange d'éléments en oxydes d'un seul élément. Vient ensuite la réduction métallurgique, qui transforme ces oxydes en métal pur. Vient enfin l'alliage, qui combine le métal avec du fer et du bore pour former les aimants néodyme-fer-bore, notés NdFeB, qui font tourner les éoliennes et les moteurs de véhicules électriques.

La Chine domine chaque étape à partir de la séparation, ce qui signifie que le véritable goulet d'étranglement se situe plus en aval que ne le laissent croire les chiffres médiatisés de l'extraction. Un pays pourrait ouvrir une nouvelle mine de terres rares demain et se retrouver malgré tout à expédier le minerai en Chine pour la séparation, parce que c'est là que se trouvent les raffineries et l'expertise accumulée. Voilà pourquoi le chiffre de quatre-vingt-cinq pour cent du raffinage compte plus que celui de soixante-dix pour cent de l'extraction. L'extraction est la partie de la chaîne la plus facile à délocaliser ; la chimie qui suit est celle qui s'est révélée obstinément difficile à implanter ailleurs. Comprendre cela déplace la question politique du où creusons-nous vers le où traitons-nous.

Réglementation, demande en forte hausse et le long terme

Les gouvernements n'ont pas ignoré ces dépendances. La réponse réglementaire la plus claire au problème des minéraux de conflit est la section 1502 du Dodd-Frank Act, promulguée aux États-Unis le 21 juillet 2010. Elle impose aux entreprises cotées aux États-Unis de divulguer la diligence raisonnable exercée sur leurs chaînes d'approvisionnement en étain, tantale, tungstène et or provenant de la RDC et de ses voisins, les minéraux dits 3TG. La loi n'interdit rien d'emblée ; elle oblige les entreprises à regarder, et à dire publiquement ce qu'elles trouvent, en partant du principe que la lumière change les comportements. Son efficacité fait l'objet d'un débat réel, et des personnes raisonnables ne s'accordent pas sur le point de savoir si des règles de divulgation de ce type réduisent les dommages sur le terrain ou ne font que déplacer l'approvisionnement pour éviter la paperasse.

Ce qui ne fait pas débat, c'est la direction de la demande. Le Critical Minerals Outlook 2024 de l'Agence internationale de l'énergie prévoit, dans un scénario de neutralité carbone, une croissance d'environ neuf fois de la demande de lithium et de trois fois de celle des minéraux pour aimants à base de terres rares d'ici 2040. Ces chiffres décrivent un monde construisant bien plus de batteries et d'aimants que la géographie minière existante n'a été conçue pour en fournir. Trois leviers de long terme pourraient atténuer la tension. Le premier est le recyclage, qui consiste à récupérer les métaux des batteries, aimants et appareils électroniques en fin de vie plutôt que d'extraire du minerai neuf. Le deuxième est la substitution, qui consiste à reconcevoir les chimies pour s'appuyer sur des matériaux plus abondants ou moins concentrés là où l'ingénierie le permet. Le troisième est la diversification, qui consiste à ouvrir de nouvelles mines et surtout de nouvelles raffineries dans des juridictions situées hors de la Chine et de la RDC. Aucun de ces leviers ne fait bouger la géographie rapidement. Les mines mettent une décennie à obtenir leurs autorisations et à être construites, et les raffineries plus longtemps encore. Mais ensemble ils décrivent le système dont héritera la prochaine génération, et les choix qui se font maintenant détermineront à quel point ce système restera concentré, et à quel point il restera disputé.

Points clés à retenir

Le smartphone est une carte portable de la géographie mondiale des minéraux critiques, et cette géographie est bien plus concentrée et lourde de conséquences que ne le laisse deviner sa dalle de verre scellée. Les terres rares ne sont pas chimiquement rares (le cérium devance le cuivre dans la croûte terrestre), mais les gisements économiquement riches et la chimie pour les séparer se trouvent massivement en Chine, qui extrait environ soixante-dix pour cent de l'approvisionnement mondial et en raffine environ quatre-vingt-cinq pour cent, la seule mine de Bayan Obo produisant à elle seule de quarante à cinquante pour cent ; le différend d'exportation de 2010 avec le Japon a révélé ce rapport de force. L'est de la RDC fournit l'essentiel du coltan mondial (la source du tantale pour les condensateurs) et, via la ceinture du Katanga, environ soixante-dix pour cent du cobalt, tous deux mêlés à des conflits armés depuis la deuxième guerre du Congo et encadrés, imparfaitement, par les règles de divulgation de la section 1502 du Dodd-Frank Act sur les minéraux 3TG. Le triangle andin du lithium, entre l'Argentine, la Bolivie et le Chili, détient environ la moitié des réserves mondiales de lithium dans les saumures de salars, où l'extraction par évaporation solaire dans les déserts les plus secs du monde a provoqué des recours sur les droits à l'eau menés par les peuples autochtones. Surtout, le goulet d'étranglement des terres rares se situe en aval de l'extraction, dans les étapes de séparation et de fabrication des aimants que la Chine domine, ce qui explique pourquoi ouvrir de nouvelles mines ne peut à lui seul rompre la dépendance ; seuls le recyclage, la substitution et de nouvelles capacités de raffinage le peuvent, et ces trois leviers avancent lentement face à une courbe de demande que l'AIE prévoit de voir croître de neuf fois pour le lithium et de trois fois pour les minéraux à aimants d'ici 2040.