Presque tous les aspects de la société moderne reposent sur des matériaux en quantité limitée sur Terre. Afin de vivre dans les limites fixées par notre planète, nous devons trouver comment tirer le meilleur parti de ce que nous extrayons et réutiliser ce que nous avons extrait. Une nouvelle étude publiée cette semaine examine à quel point nous sommes proches d’atteindre cet idéal pour 61 métaux différents.
En cours de route, ses auteurs déterminent combien de temps différents métaux restent en circulation avant d’être perdus et identifient le stade auquel ces pertes ont lieu. Si le manque de recyclage est un obstacle majeur sur la voie d’une économie circulaire, il est loin d’être le seul. Pour de nombreux métaux, y compris certains d’une importance critique, nous rejetons d’énormes quantités qui sont présentes dans les minerais que nous extrayons pour différents éléments.
Attention à vos métaux
Suivre ces nombreux métaux tout au long de leur cycle de vie est une tâche énorme, mais les auteurs ont pu s’appuyer sur les travaux antérieurs de chercheurs japonais qui ont développé un modèle logiciel appelé MaTrace. Le modèle est conçu pour suivre le flux de matériaux de la production à la perte, en estimant les pertes à chaque étape du cycle de vie du matériau sur la base de données empiriques.
Les pertes sont suivies à un certain nombre de points du cycle de vie d’un matériau. Pour les métaux, il s’agit de la production d’une matière première à partir de minerais, de l’utilisation du métal dans la fabrication de produits et de sa perte lors de l’utilisation du produit. Enfin, à l’étape de fin de vie de tout produit, le métal est soit recyclé, soit jeté comme déchet. MaTrace peut également suivre le flux du matériau à travers le processus de recyclage (avec ses pertes inévitables) et le retourner dans des produits supplémentaires.
Pour mettre cela en termes concrets, nous pouvons nous tourner vers quelque chose de simple comme le fer, qui est extrait de minerais qui sont ensuite traités. Les deux étapes impliquent une certaine perte de fer et de tout autre métal qui se trouve dans le même minerai. Le fer est finalement incorporé dans les produits, un processus qui peut à nouveau impliquer des pertes lorsque les matières étrangères sont éliminées – une partie de l’excédent est également envoyée dans le processus de recyclage. Il y a aussi des pertes lors de l’utilisation, qui peuvent être aussi simples qu’une fraction du fer qui rouille dans l’environnement. À terme, une fraction des produits à base de fer sera recyclée, le reste étant jeté dans l’environnement.
Certains des chiffres nécessaires pour suivre le devenir des métaux, comme l’efficacité de la conversion du minerai en métal, sont faciles à trouver. D’autres, comme le pourcentage d’indium qui se retrouve dans l’électronique, sont nécessairement des estimations plus approximatives, et les chercheurs mettent en garde contre le traitement de tout chiffre ici comme une estimation définitive.
Pour leur analyse, les chercheurs commencent avec un kilogramme de matériau et l’envoient via MaTrace pendant 1 000 ans ou jusqu’à ce que tout le métal soit perdu, selon la première éventualité. Les auteurs ont effectué des analyses individuelles pour chacun des 61 métaux et les ont regroupés en plusieurs groupes : métaux ferreux (fer et ses dérivés), métaux non ferreux, métaux spéciaux et métaux précieux. Cela a permis aux chercheurs de dégager des tendances générales pour les matériaux souvent utilisés dans des industries spécialisées.