Repenser l'économie linéaire

Les bougies utilisées dans nos voitures illustrent le dilemme inhérent à notre économie linéaire : il s'agit de produits jetables, mais aucun moteur à essence ne peut se passer d'elles. Chaque année, plus d'un milliard de ces composants critiques du système d'allumage sont remplacés dans le monde et finissent dans les ordures. Et ils sont de plus en plus souvent dotés d'un revêtement spécial en iridium. Les bougies d'allumage revêtues d'iridium – un métal extrêmement résistant aux températures élevées – offrent une plus grande efficacité de combustion et durent trois fois plus longtemps que les modèles au nickel classiques.

Chacune de ces bougies d'allumage high-tech ne contient qu'une petite quantité d'iridium, ce qui est une bonne chose. Elles sont toutefois de plus en demandées. Pour cette raison, environ 100 kg de ce métal rare se retrouvent chaque année dans les décharges ou, sous forme de ferraille,
dans les fonderies. Le problème est que la production mondiale d'iridium n'atteignant environ que 8 tonnes par an, il devient plus difficile de répondre à cette demande croissante. Une situation que la transition vers une énergie plus propre vient encore aggraver, car l'iridium est également un catalyseur essentiel dans la production d'hydrogène par électrolyse à membrane électrolytique polymère.

Notre économie est actuellement basée sur le modèle "extraire-produire-jeter" et hormis quelques exceptions, telles que la collecte des bouteilles en PET et du papier usagé, les taux de recyclage mondiaux restent modestes. Il s'agit pour l'essentiel d'une question de rentabilité : l'utilisation de matériaux neufs revient en effet moins cher que la collecte et le traitement de matériaux usagés. Toutefois, le prix ne reflète pas la valeur réelle des ressources utilisées. Le Jour du dépassement de la Terre le montre clairement. Cette date, déterminée chaque année, est celle à laquelle l'humanité a consommé toutes les ressources biologiques que la Terre peut renouveler en un an. En 2024, cette date était le 1er août.

Dans les complexes de production intégrés de l'industrie chimique, la circularité de l'énergie, de la chaleur et des matériaux est la norme partout dans le monde depuis des décennies. Dans ces cycles, les sous-produits et la chaleur résiduelle d'un process sont utilisés comme matières premières et chaleur industrielle pour le prochain. Cependant, la circularité se termine une fois que les produits finis quittent l'usine. Cela doit changer.

Un changement nécessaire car sans circularité, l'industrie chimique et tous les autres secteurs industriels n'atteindront ni la durabilité ni la neutralité climatique. Pour remettre les choses dans leur contexte : le cabinet de conseil Roland Berger estime que l'extraction et la transformation des matières premières sont responsables de 90 % des pertes mondiales de biodiversité et des pénuries d'eau, ainsi que d'environ un tiers des nuisances pour la santé. Entre-temps, la fondation Ellen MacArthur estime que la circularité peut permettre de réduire d'environ 45 % les émissions mondiales de gaz à effet de serre liées à la fabrication de produits et de matériaux.

Parmi les autres obstacles à la circularité, citons les investissements de départ élevés, les chaînes d'approvisionnement complexes et opaques, le manque de normes et de réglementations en matière de reprise, de réutilisation et de recyclage, ou encore le manque de technologies pour assurer l'efficacité de ces processus. Se pose alors le problème de la poule et de l'œuf : la demande de matières secondaires reste faible – en partie parce que les matières premières, comme les granulés plastiques, sont souvent moins chères.

Néanmoins, les acteurs du monde politique sont toujours plus nombreux à réaliser que la circularité est l'avenir. Aux États-Unis, par exemple, l'agence de protection de l’environnement EPA a adopté le Sustainable Materials Management Program. La Chine a déjà mis en place en 2009 une législation pour promouvoir la circularité. Et en 2020, la Commission européenne a adopté un plan d'action en faveur de l'économie circulaire.

"La plupart des entreprises tâtonnent encore et commencent seulement à comprendre ce que signifie la circularité pour elles et leurs clients", déclare Michael Sinz, Director Strategic Business chez Endress+Hauser. "Et il devient vite clair qu'aucune entreprise ne peut résoudre le problème seule, parce que tout est lié." À ses yeux, la circularité est un système complexe qui ne peut être mis en place que si les entreprises coopèrent et se considèrent comme formant un écosystème. "Cette nouvelle forme de collaboration tourne donc souvent au défi pour les entreprises, qui restent généralement discrètes en matière d'activités d'innovation."

Julia Binder considère elle aussi qu'il est indispensable pour les entreprises de mettre de côté leur esprit concurrentiel et de miser sur la coopération : "Contrairement aux modèles économiques linéaires traditionnels, une économie circulaire exige un changement systémique qui implique non seulement de repenser la conception et la fabrication des produits, mais aussi de transformer les chaînes d'approvisionnement, les modes de consommation et les pratiques de gestion des déchets."

L'un des exemples illustrant cette approche collaborative est l'accord de recyclage de batteries de VE conclu par le groupe chimique Solvay, le spécialiste de la gestion des déchets et du recyclage Veolia et le constructeur automobile Renault. En raison de la structure complexe des batteries de VE, il est très difficile de récupérer leurs métaux rares lorsqu'elles arrivent en fin de vie. C'est pourquoi seule une très petite partie de ces métaux précieux est généralement, recyclée. Pour résoudre ce problème, le groupement coordonne les compétences requises à chaque étape de la chaîne de création de valeur des batteries de VE afin de recycler ces dernières en boucle fermée. De par son expertise en matière de procédés et de méthodes d'analyse, l'industrie chimique est bien sûr appelée à jouer un rôle clé dans le recyclage.

Mais ce qui fonctionne dans le cas de produits homogènes fabriqués en grande quantité met les fabricants très diversifiés face à un défi. Comment peuvent-ils collecter leurs produits au terme de la durée de vie utile ? Un défi qui a fait échouer bon nombre d'initiatives d'économie circulaire jusqu'à ce jour. Le développement de modèles commerciaux "as a service", mis en œuvre depuis longtemps dans le secteur des logiciels, pourrait apporter une solution à ce défi. Ces modèles pourraient aussi permettre de gérer les produits chimiques en boucle fermée, comme le prouvent les plans du groupe suédois de services environnementaux Ragn-Sells concernant la fabrication de produits tels que le chlorure de fer(III), un réactif important dans le traitement des eaux usées. Ragn-Sells entend non seulement fournir ces produits chimiques, mais aussi les récupérer dans les boues d'épuration afin de les réutiliser.

Le temps est compté : les ressources naturelles commencent à manquer et le changement climatique continue à progresser. Pour Ellen MacArthur, fondatrice de la fondation du même nom, la transformation de l'économie linéaire actuelle en une économie circulaire est donc la seule option. Comme elle l'a pu l'affirmer à l'occasion de la COP28 : "La vie en elle-même existe depuis des milliards d'années et elle est cyclique par nature. Nous mettons à mal ce système depuis la Révolution industrielle. Notre modèle "extraire-produire-jeter", dans le cadre duquel nous polluons l'environnement, gaspillons les ressources et soutenons une population mondiale croissante dans une économie linéaire, n'est pas viable à long terme."

Bien sûr, la pression et la menace de pénurie de ressources ne sont que deux sources d'impulsion dans la transition circulaire. Les motivations commerciales seront également déterminantes. Et dans le cas des bougies d'allumage revêtues d'iridium, cela amènera peut-être à réaliser que la collecte et le recyclage valent mieux que de s'exposer aux aléas des chaînes d'approvisionnement.

L'auteur, Armin Scheuermann, est ingénieur en chimie et journaliste scientifique et technologique.