La difficile estimation du pic des métaux

Dans une étude récente, l’ingénieur pétrolier Jean Laherrère, connu pour avoir popularisé la notion de pic pétrolier, s’est attaqué à l’épineuse question du pic des métaux. Ses conclusions, admet-il lui-même, doivent être manipulées avec prudence, parce que les réserves mondiales de métaux demeurent mal connues et que les rares sources disponibles tendent à se contredire. Le principal intérêt de cette étude consiste au final à voir l’auteur confronter les données et les soumettre à son jugement critique.

Le projet de Jean Laherrère semblait simple au départ : réaliser une linéarisation de Hubbert pour plusieurs métaux stratégiques afin de déterminer la date de leur pic de production, puis le taux de déclin par la suite. Cette méthode empirique est utilisée avec succès pour prédire l’évolution de la production pétrolière. Elle consiste, en résumé, à reporter le taux de croissance de la production d’une ressource sur une courbe normale (au sens statistique du terme) pour déterminer le moment le plus probable du pic de production. En associant cette donnée à la quantité ultimement récupérable (l’ultime, la quantité totale qui sera produite sur la totalité du cycle de vie d’une ressource) il est possible de déterminer le niveau de production au sommet, puis le rythme annuel de déclin de la production par la suite.

Le chercheur s’est toutefois heurté à de sérieux problèmes de disponibilité des données, qu’il détaille dans son étude. D’abord, il n’existe pour ainsi dire que deux sources dans le monde : le USGS (US Geological Suvery) et le BGS (British Geological Survey). Non seulement leurs données ne s’accordent pas toujours, mais en plus elles ont parfois été révisées de manière brutale. Autre problème : il n’existe pas de statistiques sur de très longues durées, les tableaux publiés ne couvrant que les dernières années.

De plus, on ne sait pas toujours très bien ce que couvrent les données de production. Dans le cas de l’aluminium, par exemple, les données couvrent parfois le minerai de base, la bauxite, parfois le concentré prêt au raffinage, l’alumine, et parfois l’aluminium fini lui-même. De plus, il est difficile de déterminer quelle est la part de l’aluminium recyclé dans la production mondiale d’aluminium. Il semblerait que le recyclage de tout l’aluminium immobilisé dans ses divers usages couvrirait 24 ans de consommation au niveau actuel.

Dans d’autres cas, c’est le caractère cyclique de l’industrie qui pose problème. La production mondiale de chrome, par exemple, a varié abruptement ces dernières années. Ceci rend la tendance difficile à discerner et la date du pic ou l’ultime difficile à établir. Pour certains métaux, Jean Laherrère a étudié séparément deux, voire trois hypothèses.

L’ultime pose aussi des problèmes importants, parce que l’on continue de découvrir de nouveaux gisements. Et les agences géologiques posent des hypothèses sur les découvertes qui ne tiennent pas toujours la route. Dans l’étude Limits to Growth (Meadows et al.) de 1972, par exemple, on estimait l’ultime du chrome à 775 Mt (millions de tonnes). En 1994, le USGS avait révisé l’ultime à 3 700 Mt. Les réserves, qui étaient estimées à 3 600 Mt en 2010, ont été révisées à la baisse à 810 Mt en 2011. Laherrère choisit finalement, un peu arbitrairement, un ultime de 2 000 Mt. Les réserves américaines de fer subissent un sort comparable : en 2015, elles sont brutalement révisées de 11,5 à 3 Gt.

Le fer et l’acier posent d’autres problèmes. La production de fer est parfois exprimée en tonnes de minerai, mais parfois aussi en quantité de fer dans ledit minerai (qui n’est jamais pur à 100 %). La production ne fer ne correspond pas très bien non plus à la production d’acier. Le chercheur présume, mais sans en détenir la preuve formelle, que c’est parce que le fer recyclé est souvent transformé en acier durant le processus. L’acier est aussi directement recyclé. De 1960 à 2002, on produisait 1,2 fois plus de fer raffiné que d’acier. Mais en 2014, la production de fer était devenue deux fois celle de l’acier : une autre anomalie difficile à expliquer.

Dans le cas de l’uranium, l’ultime varie énormément selon les sources, mais le pic de 1981 ne semble pas devoir être dépassé et selon Laherrère, l’offre d’uranium ne répondra vraisemblablement plus à la demande dès 2040.

Pic des métaux

Voici le tableau, compilé d’après l’étude de Jean Laherrère. Tous ces chiffres sont à prendre avec un grain de sel, en raison de l’insuffisance des données utilisées. Dans certains cas, plusieurs hypothèses sont étudiées et dans d’autres cas (les terres rares, par exemple) les chiffres avancés sont carrément spéculatifs. L’auteur est explicite sur le niveau de confiance qu’il accorde à ses calculs sur les divers métaux – l’imprécision reflète nos connaissances fragmentaires sur la question.

Le chercheur n’est pas toujours très explicite sur les taux de déclin annuels une fois le pic dépassé, mais ils semblent être de l’ordre de 2 à 3 % en général. Un taux de 2 % correspondrait à une production qui se diviserait par deux tous les 36 ans et un taux de 3 %, tous les 24 ans. On parle toutefois de production de métaux neufs : un meilleur recyclage, là où est possible, atténuerait cette chute. La fin de l’étude comporte aussi une section sur le déclin de la teneur des minerais et sur la quantité croissante d’énergie nécessaire à leur extraction.

On pourrait objecter que de nouveaux gisements ou de nouvelles technologies pourraient repousser la date des divers pics, mais dans un contexte où la demande en métaux croît d’année en année, un ultime plus élevé ne change pas fondamentalement la donne. Si l’ultime double, par exemple, la date du pic est retardée de 14 ans si la demande croît de 5 % par année. Si la demande croît de 10 % par année (un taux possible avec des métaux en forte demande, comme le lithium ou le cobalt) l’échéance n’est retardée que de sept ans. Le problème se situe donc plus au niveau de la consommation que des réserves.

Jean Laherrère conclut aussi que la transition énergétique se heurtera tôt ou tard à la question des métaux. Il serait, à mon avis, exagéré, d’y voir une contrainte absolue. Il est clair que la déplétion minérale forcera à faire des choix. On pourrait, par exemple, décider de sacrifier la voiture individuelle et une partie des réseaux informatiques pour orienter les ressources en priorité vers la production d’énergie. Un choix peut-être moins difficile qu’il n’y paraît, parce que sans électricité abondante, la voiture électrique et les réseaux informatiques n’ont plus beaucoup de sens.

En résumé, donc, les données de cette étude sont à manipuler avec une grande prudence, de l’aveu même de son auteur. L’intérêt de ce travail réside plus dans l’analyse des données disponibles, de leurs limites et de leurs contradictions. On comprend mieux, à sa lecture, pourquoi les chiffres publiés ici et là sur la déplétion des métaux apparaissent confus et contradictoires et pourquoi tant de chercheurs hésitent à se commettre sur la question. On penserait qu’il existe de solides statistiques mondiales sur un enjeu aussi sérieux, mais ce n’est hélas pas le cas. Un effort international pour combler cette lacune serait très utile.

Source :

Jean Laherrère, World Metals peaks, 22 mai 2021.

9 réflexions sur “La difficile estimation du pic des métaux”

  1. En quelle mesure est-ce que la methode qu’utilise Jean Laherrere est elle utilise avec succes pour predire l’evolution de la production petroliere? Il me semble que le pic petrolier a ete predit pour 1970, ensuite 1980, ensuite 2000, et en 1998 JH l’aurait predit pour 2005 (seulement 7ans plus tard) si je n’ait pas tort. Mais la production continue a augmenter meme aujourd’hui et les pays producteurs doivent restreindre leur production pour proteger le prix. D’apres moi, c’est un modele qui peut rester valide que sur une seule courbe technologique. Lorsque une nouvelle technologie (ou technique) avance jusqu’au point d’etre economique, ca risque de briser le model. Cela dit, j’ai un peu de difficulte a voir quelle sorte de technologie pourrait changer la dynamique dans les mines de la meme facon que le « fracking » pour le petrole. Mais peut-etre une technologie de recyclage pourrait devenir une importante source de « production » dans le futur? On ne sais jamais.

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  2. La méthode a été utilisée avec succès, mais il faut comprendre pour quoi. Le pic de la production américaine pour 1970 s’est bel et bien confirmé tel que prévu par Hubbert. Il faut aussi noter qu’il ne reposait pas sur une linéarisation, méthode qui a été développée quelques années plus tard. La prédiction de 1998 de Campbell et Laherrère portait sur le plafonnement du pétrole conventionnel dans les dix ans et s’est réalisée. Depuis 010, il a été appliqué aux champs de pétrole de schiste avec succès, la ressource s’épuisant plus vite que ses promoteurs ne le croyaient. En comparaison, le bilan de l’AEI et de l’USGS en matière de prédictions pétrolière est vraiment très faible.

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  3. Je n’ai pas la patience ni le temps d’argumenter point par point. Je me permets juste de souligner que ces chiffres indiquent une assez large méconnaissance de la métallogénie (distribution des métaux dans la croûte terrestre). Si je me restreint au seul chiffre de 900 Mt pour le zinc, cela correspond pratiquement à l’ensemble des ressources/réserves connus aujourd’hui et supposerait donc que plus aucune découverte ne serait à faire! Quand on sait que les gisements connus affleurement dans les trois-cent premiers mètres de la croûte et que l’on peut raisonnablement penser qu’il serait réaliste pour l’homme d’exploiter jusqu’à des profondeurs de 10 à 15 km… on peut vraiment douter de la pertinence des chiffres!
    Tout ceci étant dit, nous allons au devant de réels problèmes d’approvisionnement en métaux pour la transition énergétique… non pas tellement en raison de la raréfaction des ressources, mais en raison du manque d’investissements en exploration/exploitation et de la durée nécessaire pour développer des projets miniers (> 10 ans).
    Après tout, ce ne sont pas les ressources qui posent question, mais l’usage que l’on en fait. La grande majorité de nos technologies ne sont que très peu recycables et peu durables (dans le temps). Le scandale est là !

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    1. Le platine est déjà exploité à 5000 mètres, mais c’est l’extrême limite, parce déjà à ce seuil, la chaleur est torride et parce qu’on ne sait pas vraiment forer des puits de mine plus profonds. L’idée d’exploiter des minéraux d’utilisation courante (lire: bon marché) à grande profondeur n’est pas économique et ne le sera jamais.

      De plus, dans un contexte de croissance, doubler la taille de la ressource (ce qui tiendrait vraiment de l’exploit) ne fait que retarder l’échéance de quelques années. C’est contre-intuitif, mais de nouvelles découvertes feraient peu de différence, la problème se situe au niveau de la consommation.

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      1. A ma connaissance, la mine la plus profonde est une mine d’or (4000 m) et non de platine. Il y a deux raisons à cette exploitation profonde : sa découverte était très aisée (extrapolation géologique de la pente des reefs dans le Witwatersrand) et le gradient géothermique y est faible (il n’y fait que 60°C au lieu des 120°C correspondant en moyenne à 4000m).
        L’avenir de l’exploitation minière est d’être totalement robotisée… pas besoin de penser à l’impact de la chaleur sur les hommes.

        Si nous ne doublons pas la taille des ressources, ce qui n’est nullement un exploit(!), je ne vois pas comment on fera face aux besoins de la transition énergétique (selon l’IEA d’ici 2040 il nous faudra 40X plus de Li, 20x plus de Ni et Co et 9x plus de REE-Terres Rares).
        N’oubliez pas que très peu de géologues sont affectés à l’exploration du sous-sol! La toute grande majorité explore un métal inutile mais rentable : l’or! J’ajoute que très très peu de sociétés minières explorent des territoires vierges (greenfields) car c’est bien trop risqué par rapport aux territoires déjà reconnus (brownfields)… il faut bien satisfaire l’actionnariat 😉

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      1. Je ne suis pas fondamentalement opposé aux idées de Ph. Bihouix.. mais comment amener notre société à la sobriété métallique ? Certainement pas en fermant nos centrales nucléaires et en continuant d’abuser des ressources numériques.
        Je souhaiterais que l’on applique un « coût vérité » aux matières premières, ce qui devrait les rendre au moins dix fois plus chères… mais comment mettre cela en place?
        Je souhaite aussi une TVD Taxe sur la Valeur Dégradée pour tous ces produits de qualité médiocre que nous achetons et jetons après quelques mois… alors qu’ils ne sont fondamentalement pas recyclables

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    2. Vous écrivez: «je ne vois pas comment on fera face aux besoins de la transition énergétique (selon l’IEA d’ici 2040 il nous faudra 40X plus de Li, 20x plus de Ni et Co et 9x plus de REE-Terres Rares).»

      En réalité, ce n’est pas tout à fait ce qu’écrit l’EIA: il s’agit de 40 fois plus de lithium, etc, affecté aux filières d’énergie renouvelables. Comme la consommation hors filière est déjà importante en ce moment, on parle plus d’un doublement, triplement ou quadruplement de la consommation totale, ce qui demeure considérable, mais pas complètement impossible.

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