Les enjeux du réemploi des matériaux de construction

Mots clés : Construction, Réemploi, Mine urbaine, ACV 

Selon l’Organisation de Coopération et de Développement Économique (OCDE, 2019), les matériaux de construction constituent les principales matières premières consommées par l’humanité. De plus, les projections de l’OCDE prévoient une forte croissance du secteur de la construction au niveau mondial, conduisant à une utilisation de matières premières de 84 Gt/an en 2060 (ibid). 

Figure 1 : Utilisation directe des matériaux dans la construction en Gt
Source : OECD (2019)
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Télétravail : impacts environnementaux et effets rebond

Le lien entre télétravail et baisse des émissions de gaz à effet de serre liée à la réduction des trajets domicile-travail a abondamment été étudié depuis une vingtaine d’années (Mokhtarian, 2000, Giovanis, 2017). Néanmoins, depuis peu, la communauté scientifique s’intéresse aux autres impacts environnementaux que peut avoir cette nouvelle pratique de travail (Cerqueira, 2020). Il existe toutefois peu de modèles tentant de quantifier ces dits impacts. C’est ce que tente de faire l’ADEME dans son Etude sur la caractérisation des effets rebonds induits par le télétravail (2020).

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La frugalité dans la construction et la rénovation comme solution pour réduire l’impact environnemental du secteur du bâtiment

Mots clés: épuisement des ressources, énergie, habitat frugal, réemploi

Dans les 40 prochaines années, il est attendu que l’on construise 230 milliards de mètres carrés de bâtiments, ajoutant l’équivalent de Paris à la planète chaque semaine. (UNEP, IEA, GABC, 2017, p. 2, traduction libre)

Le domaine de la construction est l’un des principaux émetteurs de CO2, le béton à lui seul est responsable de 9% des émissions de Gaz à Effet de Serre (GES) (OCDE, 2018). C’est également la principale cause d’extraction de ressources non renouvelables non énergétiques, à hauteur de 70% (28 Gt) des extractions mondiales  (UNEP, 2016). La production de granulats est vouée à presque doubler (de 28 Gt à 50 Gt) d’ici 2060 (UNEP, 2016).

En parallèle de cela, les émissions de GES liées à l’utilisation des bâtiments représentent 9% des émissions globales. Au total, le secteur du bâtiment, construction et utilisation confondus, est responsable de 39% des émissions de GES. (UNEP, 2019)

À partir de ces constats, le secteur du bâtiment apparait comme un levier majeur pour réduire l’impact de nos activités sur la biosphère. Nous pourrions avancer que la généralisation de l’économie circulaire et le recyclage des déchets de démolition sont la solution. Cependant, même en France où le taux de construction de nouveaux bâtiments est relativement faible comparé à des pays comme la Chine, nous produisons moins de déchets de démolition que nous ne consommons de matériaux (HAAS, et al., 2015). De plus, aujourd’hui l’économie circulaire est principalement réalisée à travers le recyclage qui est moins efficient que le réemploi ou la réutilisation en termes d’impacts (MINUNNO, et al., 2020).  

Construire des bâtiments avec des déchets paraît donc un bon moyen de réduire nos impacts sur l’environnement. À l’instar des earthships, il est possible de réduire drastiquement l’extraction de matériaux et l’utilisation d’énergie des bâtiments (SAMARDZIOSKA, et al., 2019). Ces habitations sont constituées en majeure partie de pneus, bouteilles en verre et canettes. Tout l’espace occupé par ces matériaux de réemploi permet d’économiser autant de matériaux bruts. En général, ils sont associés à de la terre extraite du terrain même où les habitats sont construits. Leur conception réduit drastiquement le besoin en chauffage. La température est régulée grâce à l’effet de serre d’un côté et l’inertie thermique de la masse de terre/pneus de l’autre (KRUIS et al., 2007). Ces bâtiments sont rapides à construire, avec des matériaux disponibles en abondance et bons marchés, ils pourraient devenir la norme dans les zones périurbaines en Afrique, en Asie ou même pour reloger rapidement des réfugiés climatiques.

Earthship référence en France © Earthship Biras Dordogne

Dans les villes, où la construction en pneus paraît peu adaptée, nous pourrions nous pencher sur la forme ainsi que sur l’agencement des bâtiments, qui jouent un rôle majeur dans la régulation thermique (MOFIDI, 2005). Cependant, pour les pays où l’urbanisation est en ralentissement, comme la France où 70% des bâtiments de 2050 existent déjà, la priorité est à la rénovation énergétique (ADEME, 2013). Dans ce domaine, la sobriété énergétique et l’utilisation de biomatériaux comme la paille permettraient de réduire drastiquement le potentiel de réchauffement global des matériaux ainsi que les extractions. D’autres initiatives low-tech comme le capteur à air chaud peuvent également s’adapter sur un logement déjà existant. Composé de bois, de verre et d’ardoises, un capteur de 2m² en hiver permet d’augmenter la température d’une pièce de 10m2 de 7°C (LEVEQUE, et al., 2020).

Afin de respecter nos ambitions de réduction des impacts des activités humaines sur le climat et la biosphère, il est primordial de réinventer les usages du domaine de la construction. Principalement en adaptant les bâtiments à leur contexte, en suivant des principes de frugalité dans le choix des matériaux et d’efficience énergétique à l’utilisation.

Bibliographie

ADEME. 2013. Vision 2030-2050 Document Technique. 2013.

Analysis of the performance of earthship housing in various global climates. KRUIS, Nathanael J. et HEUN, Matthew K. 2007. Long Beach : ASME, 2007. 10.1115/ES2007-36030.

DECKER, Kris De. 2017. Heat your house with car tyres and earth. Low-Tech Magazine. [En ligne] 12 2017. [Citation : 29 11 2020.] https://www.lowtechmagazine.com/2007/12/heat-your-house.html.

HAAS, Willi, et al. 2015. How Circular is the Global Economy? An Assessment of Material Flows, Waste Production, and Recycling in the European Union and the World in 2005. Journal of Industrial Ecology. 2015, Vol. 19, 5.

LEVEQUE, Pierre-Alain et CHABOT, Clément. 2020. Habitat Low-Tech. Concarneau : Low-Tech Lab, 2020.

MINUNNO, Roberto, et al. 2020. Exploring environmental benefits of reuse and recycle practices: A circular economy case study of a modular building. Resources Conservation & Recycling. Elsevier, 2020, Vol. 160, 104855.

OCDE. 2018. Highlights global material resources outlook to 2060. 2018.

Responsive and sustainable architectural strategies for temperate regions. MOFIDI, S.M. 2005. Santorini : International Conference “Passive and Low Energy Cooling for the Built Environment », 2005.

SAMARDZIOSKA, Todorka, et al. 2019. Design of Earthship for Climate Conditions in Macedonia. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, Vol. 329.

UNEP. 2016. Global material flows and resource productivity. Nairobi : s.n., 2016. 978-92-807-3554-3.

UNEP, IEA, GABC. 2019. 2019 Global status report for buildings and construction. Nairobi : UNEP, 2019. ISBN 978-92-807-3768-4.

UNEP, IEA, GABC. 2017. Towards a zero-emission, efficient, and resilient buildings and construction sector, Global Status Report. Nairobi : UNEP, 2017. ISBN 978-92-807-3686-1.

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Impacts environnementaux liés à l’industrie textile : l’eau, une ressource fortement touchée.

Depuis les années 1990 et l’émergence de la « fast-fashion », l’industrie textile a vu sa production se démultiplier. Elle est devenue un secteur majeur de l’économie mondiale, au détriment des conséquences environnementales et sociétales, et notamment de son impact sur l’eau. D’après la Banque Mondiale, en 2014, l’industrie textile utiliserait environ 93 milliards de mètres cubes d’eau par an, ce qui représente 4% des prélèvements mondiaux d’eau douce (cité dans Ellen MacArthur Foundation & Circular Fibres Initiatives, 2016, p. 38). Cette eau est également contaminée au cours du cycle de vie des produits textiles.

Dans un premier temps, certaines cultures nécessitent une grande quantité d’eau, et notamment le coton, comme en témoigne l’assèchement de la mer d’Aral au cœur de l’Asie centrale. Le volume de celle-ci a diminué de 75% depuis les années 1960 due à l’utilisation de l’eau principalement pour la culture du coton (GAUTIER Y., n.d.). Par ailleurs, beaucoup d’engrais et de pesticides sont utilisés dans ces cultures, ils contaminent les sols et se retrouvent dans les nappes phréatiques. 

Dans un deuxième temps, les processus de fabrication consomment et polluent une grande quantité d’eau. D’après KANT (2012), il faudrait environ 200 litres d’eau pour le traitement d’un kilogramme de tissu et l’industrie textile utiliserait plus de 8000 produits chimiques, dont pas moins de 3600 colorants. Ces nombreux produits chimiques se retrouvent dans les effluents textiles et impactent la qualité des eaux usées. Ils ont des compositions chimiques différentes et peuvent réagir, et même former des sous-produits souvent davantage nocifs. Pour être adaptés, les procédés de traitement combinent différentes méthodes biologiques, physiques et chimiques, et nécessitent donc des coûts majeurs d’investissement et d’exploitation (BABU et al., 2007), ce qui n’est pas vraiment compatible avec les prix toujours plus tirés vers le bas par la « fast fashion ». Les effluents textiles sont donc encore souvent riches en couleur et produits chimiques, ainsi que d’une température et d’un PH élevés lorsqu’ils sont rejetés dans les égouts ou les rivières. Ils peuvent avoir de multiples conséquences : gêner la pénétration de la lumière du soleil et empêcher la photosynthèse ; impacter la biodiversité, pouvant même éliminer certaines formes de vie aquatique (HOLKAR et al., 2016) ; affecter la qualité de l’eau potable et la rend impropre à la consommation humaine. Si l’eau est utilisée pour la culture, elle peut également altérer la qualité du sol et entrainer une contamination des cultures et une perte de productivité (BABU et al., 2007).

S’ajoute à cela, une contamination de l’eau liée aux microfibres, et notamment synthétiques. En effet, une étude réalisée par DENG et al. (2020) met en évidence un niveau de microplastiques significativement plus élevé (notamment des fibres de polyester) dans les eaux et les sédiments aux abords d’une zone industrielle textile par rapport à une zone agricole de référence.

Dans un troisième temps, les textiles impactent l’eau dans leur utilisation quotidienne. En effet, non seulement leur lavage par les utilisateurs consomme une quantité importante d’eau, mais lors du lavage en machine, des microfibres se détachent du textile et se retrouvent dans l’eau. L’étude de BROWNE et al. (2011) a montré qu’un seul vêtement pourrait produire plus de 1900 microfibres par lavage. Ces microfibres, invisibles à l’œil nu, se retrouvent ensuite dans les milieux marins. Ainsi, BARROWS et al. (2018) ont montré, dans une étude sur 5 ans, que sur les microparticules prélevées dans les environnements marins, 91% sont des microfibres, dont environ 70% sont synthétiques et 30% semi-synthétiques ou non synthétiques (coton, laine, cellulose principalement).

Heureusement, des solutions émergent comme par exemple le système ECUVal (ÁLVAREZ et al., 2019) qui propose le traitement et la réutilisation des effluents clarifiés d’une usine textile, permettant ainsi à la fois de diminuer la consommation d’eau mais aussi le volume d’eaux dégradées. Et des réglementations voient le jour, comme par exemple, l’obligation d’ajouter un filtre à particules sur les lave-linges neufs à partir du 1er janvier 2025 (Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire, 2020).

Mots-clés : industrie textile, épuisement en eau, pollution de l’eau, contamination de l’eau, microparticules, microfibres.

Références bibliographiques

ÁLVAREZ, M. D., BUSCIO, V., LOPEZ-GRIMAU, V., & GUTIERREZ-BOUZAN, C. (2019). Reducing the environmental impact of textile industry by reusing residual salts and water : ECUVal system. Chemical Engineering Journal, 373, 161‑170.

BABU, B.R., PARANDE, A. K., RAGHU, S., & KUMAR, T. P. (n.d.). Cotton Textile Processing : Waste Generation and Effluent Treatment, 14.

BARROWS, A. P. W., CATHEY, S. E., & PETERSEN, C. W. (2018). Marine environment microfiber contamination : Global patterns and the diversity of microparticle origins. Environmental Pollution, 237, 275‑284.

BROWNE, M.A., CRUMP, P., NIVEN, S.J., TEUTEN, E., TONKIN, A., GALLOWAY, T., THOMPSON, R. (2011). Accumulation of microplastic on shorelines worldwide : sources and sinks. Environ. Sci. Technol. 21, 9175-9179.

DENG, H., WEI, R., LUO, W., HU, L., LI, B., DI, Y., & SHI, H. (2020). Microplastic pollution in water and sediment in a textile industrial area. Environmental Pollution, 258, 113658.

Ellen MacArthur Fondation & Circular Fibres Initiatives. (2016). A New Textiles Economy : Redesigning Fashion’s Future. Repéré à https://www.ellenmacarthurfoundation.org/assets/downloads/publications/A-New-Textiles-Economy_Full-Report.pdf

GAUTIER Y. (n.d.). Aral Mer D’, Dans Encyclopaedie Universalis (consulté le 22 novembre 2020). Repéré à http://www.universalis-edu.com/encyclopedie/mer-d-aral/.

HOLKAR, C. R., JADHAV, A. J., PINJARI, D. V., MAHAMUNI, N. M., & PANDIT, A. B. (2016). A critical review on textile wastewater treatments : Possible approaches. Journal of Environmental Management, 182, 351‑366.

KANT, R. (2012). Textile dyeing industry an environmental hazard. Natural Science, 04(01), 22‑26.

Ministère de la Transition Ecologique et Solidaire. (2020). Loi n°2020-105 du 10 février 2020 relative à la lutte contre le gaspillage et à l’économie circulaire, Article 79. Journal Officiel de la République Française, 11 février 2020.

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Les enjeux de la « plastisphère », ce nouvel écosystème microbien.

Paul Ramette

Les enjeux de la « plastisphère », ce nouvel écosystème microbien.

Mots clés : Micro-plastiques, bactéries pathogènes, biofilm, Vibrio

Bon marché, fiable et durable, le plastique est devenu une matière incontournable au consumérisme de notre société. Sa production ne cesse de croître pour atteindre en 2018 un pic de 359 millions de tonnes (Plastics Europe, 2019). Malheureusement, il faut moins de trois ans pour que la moitié de ce plastique ne devienne un déchet. Ainsi près de 75% du plastique produit dans le monde en est déjà devenus un (De Wit W. et al. 2019). On estime à 41% la quantité de ces déchets finissant dans la nature, et parmi eux, 11 millions de tonnes se retrouvent chaque année dans l’océan. Si l’augmentation de la production de plastiques continue à ce rythme, ce dernier chiffre sera multiplié par trois d’ici 2040 (The Pew Charitable Trusts, 2020) en partie à cause de notre trop faible capacité de gestion des déchets. L’impact de ces plastiques, qui seraient plus de 5 milles milliards à flotter à la surface des océans (Frère L., 2017), sur les écosystèmes marins sont multiples : asphyxie, blessures, leurres,… Un autre mécanisme encore assez méconnu aujourd’hui concerne la colonisation microbienne de ses déchets marins, et notamment les micro-plastiques (<5mm).

En effet, la surface des plastiques et micro-plastiques constituent un support idéal au développement d’un nouvel écosystème microbien : la « Plastisphère » (Zettler E. et al, 2013). De nombreuses bactéries ont été identifiées au cours des différentes études réalisées dont certaines potentiellement pathogènes (Zettler E. et al, 2013). Parmi ces dernières, celles qui inquiètent le plus sont les bactéries du genre Vibrio dont de nombreuses espèces affectent les hommes ou les animaux aquatiques. La plus connue étant Vibrio cholerae, notamment responsable des épidémies de choléra. Ces bactéries pathogènes ont été repérées dans de nombreux endroits : en mer du Nord et en mer Baltique (Kirstein I. et al, 2016), dans la rade de Brest (Frère L., 2017) ou encore dans la baie de Sungo en Chine (Sun X. et al 2020) à des concentrations plus importantes que celles normalement présentes dans la colonne d’eau.

La prolifération de ces bactéries sur les micro-plastiques pourrait avoir de nombreux impacts. Le plus évident est que ceux-ci peuvent servir, par leur faible biodégradabilité, de moyen de transport afin d’acheminer les bactéries à travers des zones océaniques sensibles. Les micro-plastiques pourraient alors être ingérés par différentes espèces aquatiques risquant ainsi d’être contaminées par les bactéries pathogènes (Bowley J. et al, 2020). L’homme pourrait également être soumis à ces bactéries pathogènes après consommation de poissons porteurs.

Un second impact qui découle du premier est le risque associé à l’aquaculture (Sun X. et al, 2020) où les pertes liées à des contaminations bactériennes, notamment du genre Vibrio, pourraient être importantes.

Enfin, la colonisation de ces micro-plastiques favoriserait la formation de biofilms. Ces derniers accentuent le phénomène d’antibiorésistance (Bowley J. et al, 2020), les bactéries transmettant leurs gènes beaucoup plus efficacement au sein d’un biofilm qu’entre individus isolés.

La colonisation des plastiques et micro-plastiques par des bactéries potentiellement pathogènes pose de nombreuses questions sanitaires. C’est donc une énième problématique qui vient s’ajouter à la liste, déjà trop longue, de la production excessive de plastiques et notamment à leur rejet dans l’environnement.

Références bibliographiques :

Kirstein I., Kirmizi S., Wichels A., Garin-Fernandez A., Erler R., Löder M., Gerdts G. (2016). Dangerous hitchhikers? Evidence for potentially pathogenic Vibrio spp. on microplastic particles. Elsevier. doi : 10.1016/j.marenvres.2016.07.004

Bowley J., Baker-Austin C., Porter A., Hartnell R., Lewis C. (2020). Oceanic Hitchhikers – Assessing Pathogen Risks from Marine Microplastic. Trends in Microbiology, 1862. doi : 10.1016/j.tim.2020.06.011

Sun X,. Chen B., Xia B., Li Q., Zhao X., Gao Y. Qu K. (2020). Impact of mariculture-derived microplastics on bacterial biofilm formation and their potential threat to mariculture: A case in situ study on the Sungo Bay, China. Elsevier. doi : 10.1016/j.envpol.2020.114336

Zettler E., Mincer J., Amaral-Zettler L. (2013). Life in the “Plastisphere”: Microbial Communities on Plastic Marine Debris. Environmental Science & Technology 47, 7137−7146. doi : 10.1021/es401288x

Frère L. (2017). Les microplastiques : une menace en rade de Brest ? Thèse de doctorat inédite, Université de Bretagne occidentale – Brest. Repéré à : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01619349/file/These-2017-EDSM-Biologie_marine-FRERE_Laura.pdf

De Wit W., Hamilton A., Scheer R., Stakes T., Allan S. (2019). Pollution plastique : À qui la faute ? Repéré à : https://www.wwf.fr/sites/default/files/doc-2019-03/20190305_Rapport_Pollution-plastique_a_qui_la_faute_WWF.pdf

The Pew Charitable Trusts, Systemiq. (2020). Breaking the Plastic Wave. Repéré à : https://www.pewtrusts.org/-/media/assets/2020/07/breakingtheplasticwave_report.pdf

Plastics Europe. (2019). Plastics – the facts 2019. Repéré à : https://www.plasticseurope.org/application/files/1115/7236/4388/FINAL_web_version_Plastics_the_facts2019_14102019.pdf

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LES MYCORHIZES : UNE SOLUTION POUR LA DIMINUTION DES ENGRAIS INORGANIQUES PHOSPHATES EN AGRICULTURE ?

Mots clés : mycorhize ; phosphate ; engrais ; agriculture 

Le phosphate est utilisé massivement sous forme d’engrais chimiques dans notre agriculture. En 2018, ce sont plus de 45 millions de tonnes d’engrais phosphatés qui ont été consommées dans le monde (IFA, 2019) afin de répondre à la demande alimentaire mondiale. Or, le phosphore utilisé pour la production d’engrais provient de ressources non renouvelables (Cordell et al., 2010) Outre les problèmes d’eutrophisation créés par ces engrais, l’épuisement des ressources en phosphore présente un risque majeur pour la sécurité alimentaire(ibid.). On notera toutefois que les diverses recherches menées ne s’accordent pas de manière précise sur le moment ou les ressources seront épuisées (ibid.). Dans cette perspective, il est impératif de trouver des solutions pour limiter l’usage des engrais phosphatés. Or, au-delà des intrants chimiques, d’autres solutions sont possibles pour assurer la fertilité des sols, à l’instar des mycorhizes.

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Zones urbaines, quels enjeux et pistes pour préserver la biodiversité ?

L’impact des milieux urbains sur la diversité et la dispersion des espèces naturelles est majeur. Si à l’extérieur des grandes métropoles, la dispersion régionale des espèces est freinée (Clergeau, 2014), à l’intérieur de ces métropoles, les effets sont plus contrastés. D’un côté, la diversité des plantes, notamment les plus mobiles et celles nécessitant les habitats les plus réduits est plutôt favorisée. Alors que de l’autre, pour les oiseaux et les papillons, on observe contre-intuitivement l’exclusion des espèces les plus mobiles ainsi que plus attendue, celle des espèces spécialistes (Concepción et al. 2016).

Une des causes de la disparition des espèces d’oiseaux et de papillons les plus mobiles est la fragmentation des espaces naturels en espaces restreints qui ne conviendrait pas à leur besoin vital d’espaces larges. Pour les plantes, on observe une plus grande diversité pour les espèces mobiles dans ces espaces fragmentés, elle serait due à la proportionnalité de leur taille de leur espace nécessaire vs leur milieu accessible (Concepción et al. 2016). En zone péri-urbaine cependant, on observe encore nombre d’espèces d’oiseaux spécialistes qui disparaissent ensuite en s’approchant du centre des villes. Une majorité d’espèces généralistes y sont présents, mais une partie déclinera également avec la densification du bâti (Clergeau, 2014).

Dès lors, pour favoriser la biodiversité en zones urbanisées il faut limiter la fragmentation des espaces (Bourcier 2012). Augmenter et organiser des espaces à caractère naturel en trouvant des solutions alternatives au zonage (parcs et jardins publics) apparaît comme une nécessité (Clergeau 2014) : relier entre elles les zones de nature en ville via des trames vertes et bleues (Colombert et al. 2012 ; Bourcier 2012) pourrait servir la biodiversité locale et régionale (Colombert et al. 2012). Les possibilités sont d’autant plus importantes que 39% des espaces artificialisés dans les villes d’Europe occidentale sont ainsi dédiés aux déplacements et au stationnement (Bourcier 2012). Relier ces trames aux espaces naturels ou agricoles environnants favorisera le déplacement de la faune (Clevenot et al. 2017), l’instauration de rivières écologiquement viables et l’apparition de biotopes, gages d’une biodiversité qu’il aura ainsi été possible d’installer (Bourcier 2012).

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Évolution des ressources d’eau douce en France

Mots clés : eau douce, température, précipitations, sécheresses.

L’accès à l’eau douce, en quantité suffisante (50 à 100L/jour/personne), de qualité acceptable est un droit humain inaliénable et universel (ONU, 2010). Les ressources en eau d’un territoire sont dépendantes de la quantité et la qualité disponible. Ces deux paramètres sont chaque jour un peu plus impactés par le changement climatique et les activités humaines qui bouleversent le cycle de l’eau (Kazmierczak et al., 2019) illustré et chiffré en figure 1.

Figure 1: Flux moyens interannuels des ressources en eau en France métropolitaine, en milliards de m³ par an (Source: Ifen, 2004)

Les impacts du dérèglement climatique commencent à se faire sentir en France. Les températures annuelles moyennes en France ont augmenté de 1.7°C depuis 1900 avec une accélération depuis 1980. « Sur la période 1959-2009, la tendance observée est de +0.3°C par décennie » (Météo France Climat HD, 2015). Cette hausse entraine une augmentation de l’évapotranspiration (transfert d’eau vers l’atmosphère par évaporation au niveau du sol et par transpiration des végétaux), la sursaturation de vapeur d’eau et la condensation dans l’atmosphère (Kazmierczak et al., 2019). Les précipitations annuelles ne présentent pas d’évolution marquée depuis 1959 en France (EEA 2016, Météo France Climat HD 2015). Elles sont toutefois caractérisées par une nette disparité suivant les régions et les saisons. Les précipitations ont augmenté sur une grande moitié Nord de la France et diminué au Sud (Bates et al. 2008, Météo France Climat HD 2015). Les quantités moyennes de précipitations par jour de pluie ont également tendance à augmenter depuis la seconde moitié du 20ème siècle, indiquant une augmentation des évènements de précipitations intenses (Bates et al., 2008).

Tableau 1 : Répartition des réserves en eau de la planète à l’an 1995 (Source : Ifen,2004)

La quantité d’eau douce disponible est répartie sur la planète dans différentes proportions décrites dans le tableau 1 et dans différents lieux comme les glaciers, les eaux souterraines, les lacs, les cours d’eau, l’air et les sols. Or ces éléments évoluent avec la hausse des températures et les modifications des précipitations. En France, la sécheresse des sols est en très nette augmentation depuis les années 1990 (Soubeyroux et al., 2012). Le pourcentage de surface des sols affectées par la sécheresse est passée de 5% dans les années 1960 à plus de 10% de nos jours et avec un allongement d’environ 10-15 jours de la durée des sécheresses (Météo France Climat HD, 2015). Chaque décennie depuis 1960, il y a en moyenne une diminution de 5 jours d’enneigement (présence de neige au sol) et de 10 jours pour les enneigements supérieurs à 1 mètre d’épaisseur pour des massifs situés entre 1300m et 2000m d’altitude (Météo France Climat HD, 2015). Or la neige a une fonction de « château d’eau » : en fondant progressivement durant le printemps et l’été, quand les précipitations se font plus rares et la demande plus importante, elle maintient le débit des cours d’eau essentiel à l’activité humaine (transport, irrigations des cultures agricoles, production d’énergie). Avec des débits plus importants en hiver et plus faibles en été, ces activités économiques sont mises en danger. Ce danger est, pour l’instant, corrigé par la fonte des glaciers. Depuis 1850 les glaciers des Alpes ont perdu les deux tiers de leur volume, avec une accélération depuis 1980 (EEA, 2012). Concernant les eaux souterraines, leur évolution est difficile à voir car les évaluations ont débuté en 1999 avec le réseau national de connaissance des eaux souterraines. L’activité humaine avec l’artificialisation des sols, l’urbanisme et la battance des sols, empêche l’infiltration d’eau et la recharge des nappes (Kazmierczak et al., 2019). Dans la mesure où leur renouvellement est lent (de 15 jours à 10 000 ans), les eaux souterraines sont vulnérables quantitativement de manière locale et saisonnière (Ifen, 2004). Du côté qualitatif, les pollutions aux nitrates et aux pesticides liées aux activités agricoles intensives représentent un risque de contamination de longue durée (de quelques semaines à quelques années). Sachant que 62% des volumes prélevés pour l’alimentation en eau potable proviennent des eaux souterraines (Ifen, 2004), maintenir leur bon état qualitatif et quantitatif dans les années à venir est un enjeu majeur.

La quantité d’eau douce de qualité disponible en France a donc déjà commencé à diminuer. Les prédictions climatiques indiquent que le phénomène va s’accentuer tout au long du 21ème siècle avec l’accélération du changement climatique. Cela aura une incidence sur les activités humaines comme l’irrigation des cultures agricoles, les récoltes de bois, l’alimentation en eau potable, le transport fluvial, la production d’électricité, la production de neige de culture pour les stations de skis, accélérant davantage la diminution de cette ressource vitale pour l’homme (Bales et al. 2008 et EEA, 2012).

Références bibliographiques :

Bates, B.C., Z.W. Kundzewicz, S. Wu, J.P. Palutikof. (2008). Climate change and Water: Technical Paper of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC Secretariat, Geneva, 210p.

Centre d’information sur l’eau (n.d.) En France, quelles sont les ressources en eau? Repéré à https://www.cieau.com/connaitre-leau/les-ressources-en-france-et-dans-le-monde/en-france-quelles-sont-les-ressources-en-eau.

European Environment Agency (EEA). (2012). Climate change, impacts and vulnerability in Europe: An indicator-based report. EEA report , 304p.

European Environment Agency (EEA). (2016). Climate change, impacts and vulnerability in Europe: An indicator-based report. EEA report, 424p. Repéré à https://www.eea.europa.eu/highlights/climate-change-poses-increasingly-severe?utm_medium=email&utm_campaign=Climate%20Impacts%20Report%20-%20other%20stakeholders&utm_content=Climate%20Impacts%20Report%20-%20other%20stakeholders+CID_6b7c49503c37fbc53ba159f1ecc134ae&utm_source=EEA%20Newsletter&utm_term=Read%20more.

Institut français de l’environnement (Ifen). (2004). L’état des eaux souterraines en France: Aspect quantitatifs et qualitatifs. Etudes et travaux, 43, 38p.

International Union for Conservation of Nature (IUCN), (2015). Water and climate change : Building climate change resilience through water management and ecosystems.

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Les enjeux environnementaux de la transition énergétique – focus sur l’extraction minière

La demande minérale associée à la transition énergétique des pays industrialisés soulève des préoccupations grandissantes quant à sa soutenabilité. Pour atteindre les objectifs fixés par l’accord de Paris sur le climat et réduire de 80-95% les émissions de CO2 à horizon 2050, une augmentation d’un facteur 5 à 10 de la production d’énergie éolienne et solaire est envisagée en Union Européenne1 (Figure 1). A l’échelle mondiale un accroissement de plusieurs ordres de la demande en métaux variés est attendu2,3,4. L’utilisation de métaux primaires pourra être significativement réduite à long terme en généralisant les principes de l’économie circulaire, mais augmentera nécessairement à court terme5 (Figure 2).

Figure 1 : Evolution de la capacité de production d’énergie en UE à horizon 2050, par source, selon différents scénarios. Source : Rapport Commission Européenne « A Clean Planet for all », 2018.
Figure 2 : Activités de production (MT/an) pour 4 métaux majeurs de la transition énergétique, de 1960 à 2100. La couleur représente le ratio de matières premières secondaires dans la production. Le scénario 2°C inclut les principes d’économie circulaire (augmentation du taux de recyclage et allongement de la durée de vie). Source : Watari et al. 2020.

L’exploitation minière pourrait influencer près de 50 millions de km2 sur la surface terrestre6 (Figure 3). Cette industrie génère des impacts sociaux, environnementaux et économiques. Plusieurs études soulèvent les impacts environnementaux très significatifs des mines, en plus des émissions de gaz à effet de serre3,6–8 : pollutions (air, eau, sols), utilisation intensive de l’eau, changement d’affectation des sols, acidification, eutrophisation3,7. Ces impacts induisent notamment des risques sanitaires pour l’homme (santé, accès à l’eau) et une perte de biodiversité (destruction d’habitat8, toxicité). Les déchets toxiques produits par l’industrie minière, estimés à 14 Mds T en 20109, présentent également des risques majeurs en cas de rupture des barrages dans lesquels ils sont stockés10. Au fil du temps, les impacts environnementaux devraient augmenter, par kg de minerai extrait, en raison de la baisse de qualité des mines, particulièrement pour certains métaux (nickel, cuivre, zinc)3. Ainsi, il est vraisemblable que l’augmentation de la demande en minerais associée à la transition énergétique exacerbera les impacts environnementaux et les menaces pour la biodiversité3,6

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Figure 3 : Zones et densité d’exploitation minière dans le Monde. Bleu & rose : minerais liés à la transition énergétique. Source : Sonter et al. 2020.

Des solutions techniques existent pour minimiser les impacts de l’exploitation minière7,11. De plus en plus d’analyses de cycle de vie (ACV) sont réalisées pour mieux anticiper et réduire les impacts de ces activités, mais leurs résultats sont variables d’une étude à une autre11 et une grande partie se limitent encore au seul critère « changement climatique », omettant les autres impacts12. Les systèmes d’information géographique et la télédétection émergent pour évaluer de façon spatiale les impacts miniers sur les sols, l’eau et les communautés13. Des bonnes pratiques apparaissent au sein du secteur, mais leur application semble encore faible : entre 2010 et 2020, plus de 160 cas d’atteintes aux droits humains et à l’environnement ont été relevés par le Business & Human Rights Resource Centre, pour 37 grandes entreprises impliquées dans l’exploitation de minerais liés à la transition énergétique (dont 16 liées aux énergies solaire et éolienne). Les impacts environnementaux et l’accès à l’eau ressortent comme les préoccupations majeures14.

Les politiques gouvernementales des pays miniers constituent un enjeu majeur pour limiter les dommages de l’industrie minière et envisager un développement plus durable, considérant les aspects sociaux et environnementaux au même rang que les aspects économiques3,15–17. Responsabiliser les entreprises en aval de la filière est aussi un moyen d’action dans les pays industrialisés. En 2017, la France a promulgué une loi relative au devoir de vigilance des sociétés mères et entreprises donneuses d’ordre18. Une analyse de 2020 des plans de vigilance des grandes entreprises françaises de la transition énergétique souligne leurs insuffisances14,19

Quant à la soutenabilité matérielle de la transition énergétique, une étude de Watari et al. (2020) montre que l’intensité d’utilisation des métaux des pays à hauts revenus est déjà environ 2 fois supérieure au niveau cible d’équilibre estimé à 7 T/habitant, soulevant un besoin urgent de réduire significativement l’intensité des métaux dans l’économie globale, estimant pour cela qu’une « transformation profonde du système est nécessaire pour découpler croissance économique et stocks de métaux »5.

Références bibliographiques

1.         European Commission. A Clean Planet for all – A European strategic long-term vision for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy. (2018).

2.         Hund, K., Porta, D. L., Fabregas, T. P., Laing, T. & Drexhage, J. The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition. (2020).

3.         OECD. Global Material Resources Outlook to 2060: Economic Drivers and Environmental Consequences. (OECD, 2019). doi:10.1787/9789264307452-en.

4.         Bobba, S. et al. Critical raw materials for strategic technologies and sectors in the EU: a foresight study. (2020).

5.         Watari, T. et al. Global Metal Use Targets in Line with Climate Goals. Environ. Sci. Technol. (2020) doi:10.1021/acs.est.0c02471.

6.         Sonter, L. J., Dade, M. C., Watson, J. E. M. & Valenta, R. K. Renewable energy production will exacerbate mining threats to biodiversity. Nat. Commun. 11, 4174 (2020).

7.         Jain, R., Cui, Z. & Domen, J. K. Environmental impact of mining and mineral processing: management, monitoring, and auditing strategies. (Butterworth-Heinemann is an imprint of Elsevier, 2016).

8.         Mascia, M. B. & Pailler, S. Protected area downgrading, downsizing, and degazettement (PADDD) and its conservation implications. Conserv. Lett. 4, 9–20 (2011).

9.         Adiansyah, J. S., Rosano, M., Vink, S. & Keir, G. A framework for a sustainable approach to mine tailings management: disposal strategies. J. Clean. Prod. 108, 1050–1062 (2015).

10.       Owen, J. R., Kemp, D., Lèbre, É., Svobodova, K. & Pérez Murillo, G. Catastrophic tailings dam failures and disaster risk disclosure. Int. J. Disaster Risk Reduct. 42, (2020).

11.       Wall, F., Rollat, A. & Pell, R. S. Responsible Sourcing of Critical Metals. Elements 13, 313–318 (2017).

12.       Segura-Salazar, J., Lima, F. M. & Tavares, L. M. Life Cycle Assessment in the minerals industry: Current practice, harmonization efforts, and potential improvement through the integration with process simulation. J. Clean. Prod. 232, 174–192 (2019).

13.       Werner, T. T., Bebbington, A. & Gregory, G. Assessing impacts of mining: Recent contributions from GIS and remote sensing. Extr. Ind. Soc. 6, 993–1012 (2019).

14.       Business & Human Rights Resource Centre. Renewable Energy & Human Rights Benchmark – Key Findings from the Wind & Solar Sectors. (2020).

15.       Agboola, O. et al. A review on the impact of mining operation: Monitoring, assessment and management. Results Eng. 8, (2020).

16.       Edwards, D. et al. Mining and the African Environment. Conserv. Lett. 7, (2013).

17.       Coumans, C. Minding the “governance gaps”: Re-thinking conceptualizations of host state “weak governance” and re-focussing on home state governance to prevent and remedy harm by multinational mining companies and their subsidiaries. Extr. Ind. Soc. 6, 675–687 (2019).

18.       LOI n° 2017-399 du 27 mars 2017 relative au devoir de vigilance des sociétés mères et des entreprises donneuses d’ordre (1)2017-399 (2017).

19.       Sherpa. Global Analysis – Human rights policies & practices of companies featured on the Transition Minerals Tracker. (2020).

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