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ENR et stockage : l'Ademe fait le point sur les besoins en terres rares et métaux stratégiques

Les terres rares sont surtout utilisées pour les éoliennes en mer et le stockage embarqué, analyse l'Ademe. Le photovoltaïque et les batteries utilisées pour stocker l'énergie dépendent néanmoins de matériaux critiques ou stratégiques.

Energie  |    |  Sophie Fabrégat Actu-Environnement.com
ENR et stockage : l'Ademe fait le point sur les besoins en terres rares et métaux stratégiques

Depuis plusieurs années, l'utilisation de terres rares dans les énergies renouvelables et les technologies de stockage est pointée du doigt. Dans une note technique, publiée en novembre, l'Ademe (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) dresse un état des lieux des enjeux, et fait un double constat : effectivement, l'extraction de terres rares engendre de nombreux impacts environnementaux, mais les solutions liées à la transition énergétique n'en utiliseraient pas tant que ça. En revanche, certaines technologies font appel à des métaux stratégiques ou critiques, c'est-à-dire qui ont un intérêt stratégique pour l'économie.

ENR : l'éolien offshore est le consommateur de terres rares

Pour les énergies renouvelables, la principale utilisation de terres rares est liée à la fabrication d'aimants permanents, utilisés dans la filière éolienne. Ces aimants, qui contiennent du néodyme et du dysprosium, sont utilisés pour « améliorer les rendements de conversion, réduire le poids et les besoins de maintenance, et allonger la durée de vie des systèmes », explique l'Ademe. Ils sont surtout utilisés pour les technologies en mer. Seul 3 % du parc éolien terrestre français en était équipé en 2018, estime l'Ademe. Ce qui représente environ 70 tonnes de néodyme et treize tonnes de dysprosium, soit au total moins de 1,5 % du marché annuel mondial de chacun de ces éléments. Pour l'éolien terrestre, la tendance devrait rester la même dans les années à venir, malgré l'augmentation de la taille des turbines.

En revanche, « les derniers modèles d'éoliennes en mer (pour des puissances par machine de 6 à 8 MW) utilisent pour beaucoup des aimants permanents : ceci leur permet de réduire les coûts des opérations de maintenance, mais également de réduire la masse et l'encombrement des nacelles, permettant ainsi de diminuer le dimensionnement global du mât et des fondations », indique l'Ademe. Si les six premiers parcs offshore en mer étaient tous équipés d'aimants permanents, les besoins en terres rares seraient de 738 tonnes de néodyme et 138 tonnes de dysprosium. D'ici 2030, les besoins annuels seraient de 173 tonnes de néodyme et 33 tonnes de dysprosium. Cela « représente moins de 1 % de la demande annuelle en néodyme et un peu moins de 4 % de la demande annuelle en dysprosium ». Mais, note l'Ademe, des technologies offshore permettent de s'affranchir des aimants permanents et donc des terres rares, comme les génératrices asynchrones.

 
[En éolien] ces aimants (...) sont utilisés pour améliorer les rendements de conversion, réduire le poids et les besoins de maintenance, et allonger la durée de vie des systèmes.  
Ademe
 
Côté photovoltaïque, les technologies actuellement commercialisées n'utilisent pas de terres rares, indique l'Ademe. « Certaines utilisent des métaux qui peuvent être critiques, comme le tellure, le cadmium, l'indium ou encore l'argent, mais il ne s'agit pas de terres rares. Les technologies "couches minces" utilisant du tellure, du cadmium et de l'indium, restent toutefois largement minoritaires sur le marché du photovoltaïque ». Le marché français est dominé par les technologies au silicium, « qui n'est ni une terre rare ni un matériau critique en termes de risques sur les approvisionnements, bien que d'importance stratégique forte pour l'industrie française ».

Stockage de l'énergie : une dépendance aux métaux stratégiques et critiques

Aujourd'hui, « les technologies les plus déployées dans l'usage du stockage d'énergie renouvelable sont aujourd'hui les batteries Lithium-ion (Li-ion), sodium-soufre (NaS) et plomb-acide (PbA). Les terres rares n'entrent pas, ou qu'en très faibles quantités (éventuellement comme additif), dans la composition de ces batteries », analyse l'Ademe. Seules les batteries nickel-hydrure métallique (NiMH) comprennent un alliage de terres rares à la cathode. Elles sont surtout utilisées dans les véhicules hybrides et dans les équipements électroportatifs. « L'utilisation de métaux critiques ou stratégiques (tel le cobalt dans les batteries Lithium-ion) apparaît nettement plus problématique que celle des terres rares dans le stockage d'énergie renouvelable où elles sont très marginales », prévient l'Ademe.

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