Parole d’experts
Panel d’experts autour de Prof. Eric PIRARD, ULg - GeMMe
Quand les métaux arrivent en ville. Enjeux et stratégies pour les matières premières critiques.
Avec le soutien de :
GeMMe Génie Minéral, Matériaux & Environnement
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► 1809 ► Première produc5on industrielle de Zn
• Dony & Cie (St Léonard)
► 1875 ► Paul-‐Emile Lecoq de Boisbaudran
• Reçoit 4t de minerai fourni par la Vieille-‐Montagne
► Il isole 75 g d’un nouvel élément qu’il nomme Gallium (Ga) • Référence à la Gaule
► 1970 ► Premières applica5ons commerciales du Ga
• Diodes photométriques (GaAsP)
La découverte du Wallium
Wikim
edia
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27 W = 100 W
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► 1990 ► Nakamura met au point une LED bleue à haute intensité
• Effet photoélectrique de InGaN -‐ GaN
► 2012 ► Mise au point de lampes LED (blanches) à haute puissance
► Consomma5on mondiale de Ga 216 t (40 t en 1986) • Prévision 2030 : 600 t
• Co-‐produit de la produc5on de l’Aluminium • 50 g/t de minerai (bauxite)
► Réserves mondiales inconnues…
L’âge du Gallium
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Tungstène Verre,…
De Edison à Nakamura
Incandescence
12-‐20 lm/W
Halogène
18-‐25 lm/W
Fluo-‐compacte
60-‐80 lm/W
LED
25-‐140 lm/W
Tungstène Iode, Brome, …
Verre,…
Tungstène Mercure, Terres Rares,…
Verre, Plas5que,…
Gallium Indium, Cerium, Yerium, Cuivre, Argent, Silicium, …
Plas5que, …
► 2013 ► Banissement des lampes à incandescence
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► Exigences croissantes sur les ma5ères premières ► Quan5té et Qualité
► Les ma5ères premières ne sont pas chères ► < 10 % du coût de la technologie
► Complexité croissante des technologies et des matériaux ► Microélectronique/Nanotechnologies
► Recyclabilité de plus en plus difficile ► Mélanges complexes
• DESIGN FOR DISASSEMBLING / DESIGN FOR RECYCLING
► Besoin d’organiser la collecte des objets en fin de vie ► Législa5on, Logis5que, Educa5on,… ► Mobilité et variabilité du gisement
… et durable ?
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L’assurance d’un accès fiable et sans distorsion aux maRères premières consRtue un facteur de plus en plus important pour la compéRRvité de l’UE. CommunicaRon de la Commission au Parlement et au Conseil, 6 mai 2010
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► Pourquoi une ma5ère première serait-‐elle cri5que? ► Dimension stratégique
• Les produits de subs5tu5on font défaut • Importance déterminante dans certains secteurs clés
► Dimension géopoli5que • Risque d’approvisionnement élevé, forte dépendance vis-‐à-‐vis des importa5ons
et niveau élevé de concentra5on dans certains pays.
► Dimension géologique • Abondance moyenne dans la croûte terrestre • Existence de concentra5ons • Accompagnement de la mine d’autres métaux (co-‐produit)
Quand les métaux deviennent criRques L’Europe consomme 20% des métaux mais n’en extrait que 3% La Chine produit plus de 90 % des concentrés de terres rares
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► Cri5cal Raw Materials for the EU (Jul ‘10) • Risque d’approvisionnement vs. Impact économique
Quand les métaux deviennent criRques
Chine
Afrique du Sud
Brésil
Chine
Chili
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► UKERC Feb, 2013 • Comparison of 15 cri5cality studies for advanced low-‐carbon technologies
Quand les métaux deviennent criRques
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► Objec5fs • Garan5r l’approvisionnement en ma5ères premières (primaires et secondaires) • Promouvoir un usage responsable (cycle de vie)
► Plan d’Ac5on Stratégique ► Technologique
• Explora5on (Géologie 3D,…) • Mining (Invisible Mine,…) • Processing (Low Grade Ores,…) • Recycling (Technology Metals from WEEE,…) • Subs5tu5on (Dematerialisa5on, Alterna5ve Materials,…)
► Non-‐Technologique • Minerals Policy, Land Use Planning, Permivng, Public Acceptance,… • Knowledge & Skills
► Coopéra5on Interna5onale • Materials Flow, EU Standards, Australia, Canada, RSA, Chile,… • African skills,…
Un parténariat européen pour l’innovaRon
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Liège, partenaire de premier plan ► Master in Georesources Engineering
► Ulg – Univ. de Liège (coord.) ► LTU – Techn. Univ. Lulea ► UL – Univ. de Lorraine (ENSG Nancy) ► TUBAF – Techn. Univ. Berg Akademie Freiberg
► Réseau mondial d’universités associées • Aus, RSA, Brésil, Chili, Kaz, Tur, …
► Strategic Advisory Board • LKAB, SQM, Imerys, Eramet, Nyrstar, Lhoist,…
► Bourses UE/HUE • 2013-‐2014 : 19 étudiants de tous les con5nents
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Liège, partenaire de premier plan ► Execu5ve Master à Lubumbashi (projet)
« Ges5on Environnementale des Exploita5ons Minières » ► 5 ans d’expérience (stage CUD) ► Projet tripar5te (Liège -‐ Lubumbashi -‐ Durban) ► Collabora5on (Liège-‐Montréal-‐Nancy) ► Financements
• Coopéra5on interna5onale • Entreprises minières
► Master in Recycling Engineering ? ► Besoin de forma5on ► Nécessité de chaires industrielles ► Coopéra5on Eurégionale (ULg, KUL, RWTH)
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► Alliance Stratégique
Liège, partenaire de premier plan
q Développer une réflexion criRque sur l’ensemble de l’économie cyclique des maRères q Allier connaissance des ressources du sous-‐sol et recyclage des produits en fin de vie q OpRmiser les procédés d’extracRon et de valorisaRon q Privilégier la recyclabilité des éléments cri6ques dans les nouveaux matériaux
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► Posi5onnement Européen CReSus dans un EIT-‐KIC
► Réseau européen • Management de haut niveau • Industriels/Académiques • 300 M€ / 3ans
► Knowledge Triangle • 4 à 6 Euregional nodes
► Nœud Belge • Umicore • KULeuven/VITO/Ugent • ULg/CRM
Liège, partenaire de premier plan
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► Connaissance des ma5ères premières ► Carbonates, Phosphates, Lithium,…
► Cuivre, Fer, …
► Suivi dans les procédés industriels ► Broyage, floea5on,…
► Aggloméra5on, décarbonata5on,…
Recherche & InnovaRon
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► RELATE ► Reconnaissance Automa5que des Lithologies
sur Caroees par Scanning Op5que et Mécanique • GeMMe ULg • EPSLOG (BE) • ITC (Nl), CSIRO (Aus)
► COGOLIN ► Contrôle Op5que des Granulats et Op5misa5on en Ligne des INstalla5ons
Recherche & InnovaRon
C.O.G.O.L.I.N WIST3 -‐ 600k€
RELATE First Int -‐ 300k€
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► BIOWEE ► Biolixivia5on des déchets électroniques
► ILIADE ► Intelligent Laser and Image Analysis for Alloys Detec5on
► BIOLIX ► Biolixivia5on des résidus de broyage fin
► SOLARCYCLE ► Recyclage des panneaux photovoltaïques
► SW-‐ICOGEN ► Recyclage de matériaux composites de l’industrie aérospa5ale
Recherche & InnovaRon
EcoInnovaIon 150 k€/an
MecaTech 100 k€/an
BioWEEE PhD FRIA
ILIADE WBGreen -‐ 600k€
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► Pas de (ré-‐)industrialisaIon sans ma5ères premières ► Nécessité d‘une réflexion stratégique wallonne (du sous-‐sol aux déchets)
► Les ma5ères premières sont source d‘innovaIon ► Choix stratégique du recyclage (mines urbaines)
► Valorisa5on des recherches (procédés, capteurs intelligents,...)
► Partenariat université/entreprises pour la formaIon ► Programmes européens (Georesources Engineering, Recycling Engineering,…) ► Chaires industrielles (économie minière, métalurgie extrac5ve, …)
► Accroître la visibilité de la recherche wallonne à l‘interna5onal ► Structura5on de la recherche (ex. CReSus) ► Rôle pro-‐ac5f au niveau européen ► Renforcement des liens avec les pays émergents ► Lien privilégié avec l‘Afrique
Pistes pour un rédéployement