Chimie et matériaux stratégiques

Philippe Varin, Jacques Poirier, Christophe Poinssot, Frédéric Petit, Alexandre Nominé, Patrick Maestro, Jean-François Gaillaud, Gilles Dretsch, Patrick d’Hugues, Gildas Bureau, Étienne Bouyer, Denis Bortzmeyer, Jean-Claude Bernier, Luc Avérous

Description

Les matériaux dits ‘stratégiques’ sont ceux dont l’approvisionnement est ou risque de devenir ‘sous tension’, soit parce que les réserves mondiales s’épuisent rapidement, soit parce que la demande s’accroît fortement en lien par exemple avec les politiques mises en œuvre pour lutter contre le changement climatique.
Après avoir rappelé les enjeux dans une première partie, cet ouvrage traite des défis industriels dans divers domaines (TIC, automobiles, éoliennes…), des problématiques liées à la transition énergétique, et finalement des solutions que peut apporter la chimie : chimie métallurgique, céramiques et réfractaires, matériaux polymères biosourcés…
Des spécialistes des diverses disciplines (minéralistes, polyméristes, biologistes, ingénieurs) analysent cet enjeu vital de notre époque. Ils mettent à la portée des étudiants et des chercheurs les points prioritaires de la recherche en chimie pour les « matériaux stratégiques ».

Avant-propos, par Paul RIGNY............................. 9

Préface, par Danièle OLIVIER...............................11

Partie 1 : Matières premières et matériaux stratégiques

Chapitre 1 : La stratégie de la France dans la sécurité des approvisionnements en matières premières stratégiques par Philippe VARIN................................................ 19

Chapitre 2 : Comment définir le périmètre des matériaux stratégiques ? par Jean-François GAILLAUD.............................. 29

Chapitre 3 : Quels matériaux pour les transitions énergétiques et digitales ? par Alexandre NOMINÉ......................................... 43

Partie 2 : Les défis industriels

Chapitre 4 : Importance des métaux et matériaux pour le secteur des TIC par Gilles DRETSCH............................................... 59

Chapitre 5 : Matériaux critiques et axes stratégiques pour l’industrie automobile par Gildas BUREAU................................................ 75

Chapitre 6 : Les enjeux matériaux pour la fabrication et le recyclage des éoliennes par Frédéric PETIT............ 95

Chapitre 7 : Polymères stratégiques sensibles pour l’industrie : bioressources, recyclage, quelles stratégies ? par Patrick MAESTRO, Denis BORTZMEYER..... 107

Partie 3 : Ressources et matériaux pour la transition énergétique

Chapitre 8 : Transition énergétique, un accélérateur denotre dépendance aux métaux stratégiques par Patrick D’HUGUES, Christophe POINSSOT... 123

Chapitre 9 : Risques et opportunités pour le nucléaire actuel et futur en termes de ressources minérales stratégiques par Christophe POINSSOT.................................... 137

Chapitre 10 : Cycle des matériaux stratégiques, de l’éco-conception au recyclage appliqué aux nouvelles technologies de l’énergie par Étienne BOUYER.............................................. 157

Partie 4 : Pénurie des matériaux Solutions apportées par la chimie

Chapitre 11 : Chimie métallurgique et métaux rares parJean-Claude BERNIER................................... 185

Chapitre 12 : Les céramiques et les réfractaires indispensables à l’industrie primaire par Jacques POIRIER................. 207

Chapitre 13 : Le défi des matériaux polymères biosourcés par Luc AVEROUS................................................... 239

Sujets

• Matériaux
• Sciences et techniques
• Tic (disambiguation)
• Chemistry
• Matériau
• Science
• TIC
• Chimie

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 07 mars 2024
• Nombre de lectures: 0
• EAN13: 9782759834860
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 15 Mo

Extrait

Luc Averous Jean-Claude Bernier Denis Bortzmeyer Etienne Bouyer Gildas Bureau Patrick d’Hugues Gilles Dretsch Jean-François Gaillaud Patrick Maestro Alexandre Nominé Frédéric Petit Christophe Poinssot Jacques Poirier Philippe Varin

Coordonné par Danièle Olivier et Paul Rigny

Chimie et matériaux stratégiques

Chimie et matériaux stratégiques

La civilisation est née avec les matériaux ; elle risque maintenant de mourir si l’humanité ne sait plus les gérer. En effet, leurs usages ont complètement changé depuis les dernières décennies. Citons les deux raisons majeures :

1 -Matériaux et rareté des matières premières, cela va ensemble, l’usage des métaux le montre depuis la préhistoire, la gestion des forêts aussi, origine de l’effondrement de grandes aventures humaines ! Et cette rareté nous guette car de mille côtés, les besoins de nouvelles technologies se développent pour la transition énergétique, pour le numérique... Rareté, cela signifie disparition possible et donc « catastrophes », d’où l’emploi du qualificatif « stratégique » pour ce colloque.

2 – Leréchauffement climatique, dont plus personne ne doute, impose des contraintes exceptionnelles sur les besoins en matériaux. Les énergies solaire ou éolienne, par exemple, réclament des métaux « rares » dont la pérennité n’est pas assurée. L’impératif de lutter contre l’émission du CO accroît considérablement les besoins de nouveaux matériaux (biosourcés par 2 exemple), car les procédés de fabrication doivent être revus en profondeur et faire exploser les besoins en matériaux. Lerecyclagedoit être mis au point pour rendre tout cela compatible.

Des spécialistes des diverses disciplines appelés à la manœuvre (minéralistes, polyméristes, biologistes, ingénieurs) se mobilisent dans cet ouvrage pour analyser cette complexité, qui est l’enjeu vital de notre époque. Ils mettent à la portée des étudiants et des chercheurs les points prioritaires de la recherche enchimie pour « matériaux stratégiques »devenue aujourd’hui vitale.

ISBN : 978-2-7598-3487-7

Chimie et matériaux stratégiques

Cet ouvrage est îssu du cooque « Chîmîe et matérîaux stratégîques », quî s’est déroué e 9 novembre 2022 à a Maîson de a Chîmîe.

« COLLECTION CHIMIE ET ... » Collection dirigée par Philippe Gœbel Président de la Fondation internationale de la Maison de la Chimie

Chimie et matériaux stratégiques

Luc Averous, Jean-Claude Bernier, Denis Bortzmeyer, Étienne Bouyer, Gildas Bureau, Patrick d’Hugues, Gilles Dretsch, Jean-François Gaillaud, Patrick Maestro, Alexandre Nominé, Frédéric Petit, Christophe Poinssot, Jacques Poirier, Philippe Varin

Coordonné par Danièle Olivier et Paul Rigny

Conceptîon de a maquette întérîeure et de a couverture : Pasca Ferrarî

Crédîts couverture : Images : Adobe Stock – © H&C – © RHJ – © Bîdwerk – © Bue Panet Studîo – © zhengzaîshanchu

Mîse en pages et couverture : Patrîck Leeux PAO (Caen) Conceptîon graphîque, vîsue du cooque : CB Defretîn

Imprîmé en France

ISBN (papîer) : 978-2-7598-3487-7 ISBN (ebook) : 978-2-7598-3486-0

Tous droîts de traductîon, d’adaptatîon et de reproductîon par tous pro- cédés, réservés pour tous pays. La oî du 11 mars 1957 n’autorîsant, aux termes des aînéas 2 et 3 de ’artîce 41, d’une part, que es « copîes ou reproductîons strîctement réservées à ’usage prîvé du copîste et non des- tînées à une utîîsatîon coectîve », et d’autre part, que es anayses et es courtes cîtatîons dans un but d’exempe et d’îustratîon, « toute représen- tatîon întégrae, ou partîee, faîte sans e consentement de ’auteur ou de er ses ayants droît ou ayants cause est îîcîte » (aînéa 1 de ’artîce 40). Cette représentatîon ou reproductîon, par queque procédé que ce soît, constîtueraît donc une contrefaçon sanctîonnée par es artîces 425 et suî- vants du code péna.

© Fondatîon de a Maîson de a Chîmîe

Fondatîon de a Maîson de a Chîmîe 28, rue Saînt-Domînîque 75007 Parîs, France

Ont contribué à la rédaction de cet ouvrage :

Luc Averous Professeur des universités, ICPEES-ECPM, Université de Strasbourg

Jean-Claude Bernier Professeur émérite de l’Université de Strasbourg

Denis Bortzmeyer Directeur scientifique, Arkema

Étienne Bouyer Directeur du programme exploratoire, Direction des Programmes, CEA

Gildas Bureau Coordinateur Filière Automobile et Mobilité sur les matériaux critiques, Stellantis

Patrick d’Hugues Directeur du programme scientifique « Ressources minérales et économie circulaire », BRGM

Gilles Dretsch Responsable de Projets innovants, Direction de l’Innovation d’Orange

Jean-François Gaillaud Chef du Bureau de la politique des ressources minérales non énergétiques, Direction générale de l’Aménagement, du Logement et de la Nature, ministère de la Transition énergétique

Patrick Maestro Directeur scientifique, groupe Solvay

Alexandre Nominé Maître de conférence à l’Université de Lorraine, enseignant et directeur de l’Action internationale de l’École nationale supérieure des Mines de Nancy, chercheur à l’Institut Jean Lamour

Frédéric Petit Directeur Business Development, Siemens Gamesa Renewable Energy SAS

Christophe Poinssot, Directeur général délégué et directeur scientifique, BRGM

Jacques Poirier Professeur émérite, Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation (CEMHTI – CNRS UPR3079), Université d’Orléans

Philippe Varin Président du World Materials Forum

Équipe éditoriale : Danièle Olivier et Paul Rigny

Sommaire

Avant-propos,parPaul RIGNY ............................. Préface,parDanièle OLIVIER ...............................

9 11

Partie 1 : Matières premières et matériaux stratégiques

Chapitre 1 :La stratégîe de a France dans a sécurîté des approvîsîonnements en matîères premîères stratégîques parPhilippe VARIN ................................................

Chapitre 2 :Comment déinîr e pérîmètre des matérîaux stratégîques ? parJean-François GAILLAUD ..............................

Chapitre 3 :Ques matérîaux pour es transîtîons énergétîques et dîgîtaes ? parAlexandre NOMINÉ .........................................

Partie 2 : Les défis industriels

Chapitre 4 :Importance des métaux et matérîaux pour e secteur des TIC parGilles DRETSCH ...............................................

Chapitre 5 :Matérîaux crîtîques et axes stratégîques pour ’îndustrîe automobîe parGildas BUREAU ................................................

Chapitre 6 :Les enjeux matérîaux pour a fabrîcatîon et e recycage des éoîennes parFrédéric PETIT .................................................

1

9

29

4

3

59

7

9

5

5

Chapitre 7 :Poymères stratégîques sensîbes pour ’îndustrîe : bîoressources, recycage, quees stratégîes ? parPatrick MAESTRO, Denis BORTZMEYER ..... 107

7

Chimie et matériaux stratégiques

8

Partie 3 : Ressources et matériaux pour la transition énergétique

Chapitre 8 :Transîtîon énergétîque, un accéérateur de notre dépendance aux métaux stratégîques parPatrick D’HUGUES, Christophe POINSSOT ... 123

Chapitre 9 :Rîsques et opportunîtés pour e nucéaîre actue et futur en termes de ressources mînéraes stratégîques parChristophe POINSSOT .................................... 137

Chapitre 10 :Cyce des matérîaux stratégîques, de ’éco-conceptîon au recycage appîqué aux nouvees technoogîes de ’énergîe parÉtienne BOUYER .............................................. 157

Partie 4 : Pénurie des matériaux Solutions apportées par la chimie

Chapitre 11 :Chîmîe métaurgîque et métaux rares parJean-Claude BERNIER ................................... 185

Chapitre 12 :Les céramîques et es réfractaîres îndîspensabes à ’îndustrîe prîmaîre parJacques POIRIER ............................................. 207

Chapitre 13 :Le déi des matérîaux poymères bîosourcés parLuc AVEROUS ................................................... 239