Tendances et enjeux des consommations de matériaux

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Sommaire

Introduction générale. Les matériaux, un enjeu d'avenir pour le territoire métropolitain (Page 3)

Prospective des matériaux : éléments de cadrage (Page 5)

• Matériau(x), de quoi parle-t-on ? (Page 5)
• Évolutions de la consommation de matériaux : panorama général (Page 6)
• Quelles clés d’analyse des enjeux prospectifs ? (Page 8)

Analyse des enjeux par catégories de matériaux (Page 10)

• Bois (Page 11)
• Fibres textiles (Page 21)
• Caoutchouc (Page 31)
• Ciment (Page 37)
• Matériaux en plâtre et terre cuite (Page 45)
• Verre (Page 55)
• Composites (Page 61)
• Plastiques (Page 67)
• Métaux (Page 77)

Analyse transversale/ouverture conclusive (Page 93)

Annexe. Ressources rares, critiques, stratégiques : le cas des métaux. Définitions (Page 100)

L’essentiel

L’analyse thématique des matériaux ou familles de matériaux réalisée ne permet d’appréhender qu’une partie de la complexité du sujet. Car même si certaines tendances peuvent apparaître au sein de chaque famille de matériau, il est en réalité aujourd’hui très difficile d’isoler un matériau d’un autre tant ils sont imbriqués dans des chaînes de production complexes et, bien souvent, mondialisées.

De ce fait, analyser de façon transversale les différents matériaux n’est pas un exercice facile. Quelques tendances nous semblent toutefois importantes à retenir.

Des consommations en hausse au niveau mondial

La première tendance observable au niveau mondial pour quasiment tous les matériaux est l’augmentation constante des flux de production et de consommation. Au cours du 20^e siècle, cet accroissement s’est le plus souvent avéré plus rapide encore que celui de la démographie. Les pays les plus riches sont toutefois parfois parvenus à stabiliser voire à réduire leurs consommations matérielles dans certains domaines.

La France a par exemple connu un pic de production de ciment et de béton dans les années 1970 ; la production de verre creux et plat semble également décroître depuis le milieu des années 2000 dans notre pays. Mais la consommation d’autres matériaux, comme les composites, augmente encore ; et, si l’empreinte matérielle dans son ensemble parvient à se stabiliser dans certains pays comme le nôtre, c’est à un niveau qui reste très élevé, probablement impossible à généraliser à l’ensemble de la population mondiale.

Des ajouts, mais pas vraiment de substitution

Une deuxième tendance assez nette concerne l’absence de réelle substitution entre matériaux sur le long terme et à l’échelle globale. Ce phénomène est déjà largement documenté dans le domaine de l’énergie : alors que les théories économiques dominantes misent essentiellement sur la substitution pour répondre aux impératifs écologiques – l’apparition de nouvelles technologies ou ressources étant supposée se substituer aux précédentes – la réalité observée est toute autre : jusqu’à présent, le développement des énergies fossiles n’a pas réduit l’usage de la biomasse, pas plus que le nucléaire ou l’éolien n’ont fait baisser la consommation mondiale d’énergies fossiles.

La même tendance s’observe concernant les matériaux. En particulier, les matériaux issus de la biomasse, qui étaient majoritaires avant le 20^e siècle, sont certes devenus minoritaires aujourd’hui, mais leur production a néanmoins augmenté. Il semble bien que, dans la plupart des cas, les nouveaux matériaux viennent s’ajouter aux flux et aux stocks existants, davantage qu’ils ne viennent s’y substituer.

Une transition énergétique qui interroge la transition matérielle

La plupart des matériaux analysés sont aujourd’hui concernés par la transition énergétique et climatique : soit parce que leur extraction ou leur production sont très dépendantes des énergies fossiles (verre, ciment, métaux…), soit parce que leurs procédés de production sont émetteurs de gaz à effet de serre (ciment), soit encore parce que la transition énergétique suppose de faire davantage appel à eux (bois, métaux, composites, verre).

Mais si la transition énergétique s’annonce dans tous les cas comme un défi majeur pour la plupart des filières, l’analyse par matériau laisse apparaître des tensions en devenir entre ces derniers : la transition énergétique suppose par exemple de faire appel à de nombreux minerais métalliques dont la disponibilité est questionnée à moyen terme, et dont l’intensité énergétique risque paradoxalement d’augmenter.

La transition énergétique pourrait également accroître l’usage de la biomasse comme source d’énergie ou de stockage du carbone au détriment – ou en concurrence avec – d’autres usages matériels. Si les liens entre transition énergétique et transition matérielle commencent à être explorés, ils mériteraient de l’être bien davantage afin de mettre en avant les potentielles contradictions ou synergies entre elles.

Une circularité à développer, mais qui ne suffira pas toujours

En matière de circularité, certains matériaux ont déjà atteint une maturité importante et peuvent servir d’exemple – c’est le cas du verre creux, très recyclé dans les pays les plus industrialisés. Mais pour la plupart des matériaux, le recyclage est encore soit très insuffisant (plastiques, métaux, ciment), soit marginal (composites, caoutchouc).

Pour certains matériaux, le recyclage pose par ailleurs encore de nombreux défis : par exemple, la complexification des matériaux – de plus en plus assemblés ou composites – et le développement de certains usages dispersifs (ex. microparticules) rendent le recyclage plus difficile, voire impossible.

Le recyclage connaît par ailleurs des limites physiques (perte de qualité des matériaux recyclés, coût énergétique, etc.) et, même dans les conditions techniques les plus favorables, la plupart du temps il ne permet pas d’endiguer l’augmentation de l’extraction de matières premières si, dans le même temps, la demande en matériaux continue de croître.

Une appétence pour les matériaux biosourcés qui laisse présager des usages concurrentiels

Toujours concernant l’enjeu de circularité, beaucoup d’attentes semblent portées aujourd’hui sur les matériaux biosourcés, qui présentent l’avantage d’être a priori renouvelables et, dans bien des cas, plus aisément recyclables ou ré-assimilables par les écosystèmes. Résines polymères, fibres issues du pétrole, matériaux de construction minéraux ou encore plastiques de toutes sortes pourraient potentiellement être remplacés par des matériaux biosourcés

Mais là encore, la productivité de la biomasse n’étant pas infinie, des conflits d’usage des sols pourraient à l’avenir amener à arbitrer entre production alimentaire, production énergétique, production matérielle ou encore préservation de la biodiversité. Les contradictions ou synergies possibles entre ces différents usages (et entre les différents matériaux potentiellement concernés) mériteraient là encore d’être approfondies, tant elles semblent diviser les experts.

Des chaînes d’approvisionnement souvent mondialisées qui interrogent la souveraineté des nations

Certains matériaux ou familles de matériaux sont très ancrés dans les territoires : le bois, le plâtre, la terre cuite, le ciment et la plupart des matériaux de construction utilisés en Europe sont par exemple produits à proximité des lieux de consommation, avec des matériaux de proximité – c’est notamment le cas autour de la Métropole de Lyon. Pour d’autres matériaux, comme le plastique, les composites ou le caoutchouc, la France et l’Europe disposent des outils de transformation nécessaires, mais généralement pas des matières premières.

D’autres matériaux sont enfin extraits et/ou transformés beaucoup plus loin, jusqu’à poser des problèmes de souveraineté comparables à ceux posés par notre dépendance aux énergies fossiles et fissiles. Le pétrole nécessaire à la production de polymères, les fibres textiles et de très nombreux métaux stratégiques indispensables aux transitions énergétique et numérique sont aujourd’hui extraits et transformés en dehors du territoire européen.

Une sobriété matérielle qui a du mal à s’imposer

Enfin, de manière assez comparable à ce qui a pu être observé dans le domaine de la transition énergétique, il semble que la sobriété soit aujourd’hui à la fois reconnue comme indispensable par de plus en plus d’experts, tout en restant le maillon faible des politiques publiques. Par sobriété, il faut entendre l’ensemble des actions permettant de réduire à la source les besoins de biens matériels, en adaptant les comportements et les habitudes ainsi que l’environnement économique, règlementaire ou culturel incitant à la surconsommation. Moins produire et moins consommer peut passer par différentes actions : régulation de la publicité, meilleure conception et durabilité des produits, augmentation des prix (par le marché ou par des taxes), réglementation voire, peut-être un jour, rationnement.

Mais si beaucoup s’accordent à reconnaître que « le meilleur matériau est celui qui n’est pas consommé », force est de constater que l’effort des industriels et des politiques publiques dans ce domaine est encore timide. Si elles étaient élargies à d’autres domaines de consommation matérielle, des politiques de type « zéro artificialisation nette » pourraient par exemple ouvrir la porte à l’élaboration de véritables stratégies de sobriété matérielle, sans doute nécessaires pour compléter les orientations actuelles, qui restent essentiellement fondées sur la substitution et la circularité.

Des niveaux de criticité et de dépendance divers

Enfin, même si certains enjeux sont transversaux, nous avons pu constater qu’ils s’exprimaient avec une acuité très différente selon les types de matériaux considérés. Par exemple :

• Le plâtre et la terre cuite paraissent assez peu critiques, tant sur le plan de la souveraineté que sur le terrain de la transition écologique.
   
• Le ciment et le verre ne présentent pas d’énormes enjeux de dépendance, mais ils sont tous deux consommateurs directs ou indirects de sable (dont la ressource pourrait se tarir) et, surtout, ils sont confrontés à un énorme enjeu de décarbonation.
   
• Le plastique et les composites connaissent quant à eux un fort essor et deviennent de plus en plus stratégiques, alors qu’ils posent de gros problèmes de circularité et leur fabrication repose sur des matières premières fossiles.
   
• Plusieurs métaux sont devenus très stratégiques pour la transition énergétique et numérique, alors même que la France et l’Europe n’en détiennent pas les clés de production, que ce soit en termes de matière première ou de transformation.