Quels risques pour l'environnement

La nécessité d’une transition écologique durable demandant de nombreux changements pour atteindre les objectifs fixés par l’Accord de Paris 2015 n’est aujourd’hui plus mise en question. Cette transition énergétique implique l’usage des terres rares, indispensable au développement des énergies renouvelables. Néanmoins, l’extraction de ces métaux impacte en retour l’environnement, ce qui aboutit à un réel paradoxe. C'est là, alors qu'on se trouve au zénith d'une technologie qui promet de nous libérer de la pollution, du risque d'empoisonner la planète, que le rêve vert commence à se ternir.

Figure 1 : Objectifs des accords de Paris 2015

Avec la sonnette d’alarme suite à la COP21, nous n’avons plus le choix que de privilégier les nouvelles technologies vertes, censées nous permettre de décarboner nos énergies, réduire notre dépendance au pétrole, telles que les panneaux photovoltaïques, éoliennes, voitures électriques mais aussi tout ce qui est numérique rendant ces technologies plus efficientes. Ces dernières ont elles aussi besoin de matière première, les métaux rares par leur difficulté d’extraction aux fabuleuses propriétés magnétiques,catalytiques, optiques etc.. tellement essentielles que les industriels les appellent déjà « the next oil »

Ces métaux sont principalement utilisés pour leur propriétés magnétiques permettant la fabrication d’aimants (par exemple les moteurs des voitures électriques). Philippe Boulvais, géologue et maître de conférences à l’Université de Rennes 1 me précisait que les plus grandes éoliennes offshore contenaient entre 500kg et une tonne de néodyme, cependant on ne trouve en moyenne que 30g dans une tonne de roche.

Figure 2 : Philippe Boulvais, géologue

En 2018, il était estimé qu’environ 20 % de la production mondiale était utilisée à la production d’aimants.

Les batteries constituent la deuxième source d’utilisation des terres rares, avec notamment la montée en flèche de la production des véhicules électriques. Ces terres rares sont présentes dans les batteries de véhicules électriques à travers les aimants qu’elles contiennent mais également dans les véhicules hybrides.

Figure 3 : Aimant au néodyme

Ce sont toutes ces applications dans les nouvelles technologies vertes qui font que les terres rares sont aujourd’hui considérées comme les « vitamines de l’ère moderne » essentielles à la transition écologique, promettant d’atteindre les objectifs de Accords de Paris.

Sur le papier, l'utilisation des terres rares vend du rêve mais à quel prix?

Si les terres rares sont présentées comme un pilier incontournable de la transition écologique, leur extraction et leur traitement impliquent des conséquences environnementales majeures. Ces métaux, bien que stratégiques, posent des défis écologiques considérables, de la dégradation des écosystèmes aux pollutions durables qu’ils engendrent.

Une extraction dévastatrice pour les écosystèmes locaux

Les terres rares sont présentes en très faibles concentrations dans les roches, ce qui rend leur extraction particulièrement difficile. Pour extraire une tonne de terres rares, plusieurs centaines de tonnes de roche doivent être déplacées, écrasées et traitées. Cette activité minière intensive conduit à la déforestation massive et à la contamination de ses sols.

Figure 4 : Mine de terres rares à Xinjiang, en Chine

En Chine, principal producteur mondial de terres rares, des régions entières ont été transformées en paysages dénudés, marqués par des cratères et des décharges de résidus.

Guillaume Pitron, journaliste auteur de « La Guerre des terres rares » raconte qu’en 2016, dans la province du Juong Xi , proche de Hong Kong réputée auparavant pour ses magnifiques paysages verts, est aujourd’hui malheureusement connue pour ses zones d’extraction de terres rares. Le journaliste raconte que c’est un choc visuel, des collines sont coupées en 2 pour aller extraire ces métaux, les eaux contaminées sont rejetées dans les rivières donc plus rien ne pousse.

Comme en Mongolie intérieure, au Nord Ouest de Pékin, Guillaume Pitron décrit la plus grande zone d’extraction comme l’enfer de Dante: ce sont des lacs toxiques dans lesquels on rejette tous les effluents chargés de produits chimiques ayant servi au raffinage de ces métaux, et de métaux lourds. Les riverains habitent dans des villages baptisés villages du cancer, où l’on en meurt d’un taux anormalement élevé, une grave conséquence pour les habitants qui n’ont pas le choix de manger, boire et respirer ces effluents toxiques.

Une empreinte carbone paradoxale

De plus, bien que les terres rares soient essentielles pour les technologies décarbonées, leur production est loin d’être neutre en carbone. Le processus d’extraction et de raffinage est énergivore, impliquant une consommation massive de combustibles fossiles. Par exemple, l’extraction d’une tonne de terres rares émet plusieurs tonnes de dioxyde de carbone, un paradoxe qui interroge sur la véritable durabilité des technologies vertes.

Figure 4 : Coût énergétique de l'extraction des métaux

En Chine, où se concentre plus de 80 % de la production mondiale, les mines sont souvent alimentées par des centrales au charbon, aggravant l’empreinte carbone de ces matériaux.

Face aux impacts environnementaux majeurs de l’extraction des terres rares, le recyclage de ces métaux apparaît comme une solution clé pour réduire leur empreinte écologique. En théorie, les terres rares présentes dans les produits en fin de vie – comme les moteurs électriques, les batteries ou les panneaux solaires – peuvent être récupérées et réutilisées. Ce procédé permettrait de diminuer la pression sur les ressources naturelles, de limiter les impacts liés à l’exploitation minière, et de réduire la dépendance à des pays producteurs comme la Chine. Cependant, en pratique, le recyclage des terres rares reste encore marginal, avec des taux inférieurs à 5 % au niveau mondial.

Figure 5 : Recyclage des terres rares au Japon

Les défis sont nombreux. Premièrement, les terres rares sont souvent utilisées en faibles quantités dans des alliages complexes, ce qui rend leur séparation coûteuse et techniquement difficile. De plus, les procédés actuels de recyclage nécessitent des traitements chimiques et énergétiques importants, ce qui limite leur viabilité économique et environnementale. Enfin, le manque d’infrastructures spécialisées et de politiques incitatives freine leur développement à grande échelle.

Malgré ces obstacles, des initiatives commencent à émerger, notamment en Europe, où des programmes de recherche visent à optimiser les technologies de récupération et à développer des chaînes de recyclage adaptées. Ces efforts pourraient non seulement réduire les impacts écologiques des terres rares, mais également contribuer à une économie circulaire plus durable dans le secteur des technologies vertes.

Figure 6 : Processus français pour extraire les terres rares des ampoules à basse consommation

L’extraction et le traitement des terres rares, bien que cruciaux pour la transition énergétique, engendrent des coûts environnementaux et humains majeurs. Ce paradoxe illustre une fois de plus les limites des solutions technologiques lorsqu’elles ne s’accompagnent pas d’une réflexion globale sur la gestion des ressources et la réduction des impacts. À mesure que la demande mondiale pour ces matériaux augmente, il devient impératif de repenser leur exploitation et de développer des alternatives plus durables.