Entre production accélérée de ce composant essentiel des batteries et croissance ralentie du marché du véhicule électrique dans le monde, les prix ont chuté de 30% depuis la mi-2018, et la filière souffre. Mais les industriels veulent être prêts pour le vrai décollage de la voiture électrique, sur lequel tout le monde s’accorde sans en connaître précisément l’échéance.

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La production de lithium, qui entre dans la composition des batteries, se développe plus rapidement que le marché de la voiture électrique.

Entre 2015 et 2019, les cours du lithium ont triplé. Une conséquence logique pour ce composant central des batteries lithium-ion, aujourd’hui les plus répandues pour les véhicules électriques, alors que le marché mondial franchissait le cap des 5 millions de véhicules.

Mais les efforts menés pour accroître la production se sont avérés trop efficaces, alors que la croissance des ventes connaissait ses premiers ralentissements, notamment en Chine, premier marché au monde. Pourtant, elles y ont enregistré une hausse de 90% au premier trimestre 2019 en comparaison de l’année précédente. Mais c’est deux fois moins que la hausse observée sur la même période entre 2017 et 2018.

Le prix du minerai a chuté de 30% depuis la mi-2018
Or, dans le même temps, six nouvelles mines ont ouvert en Australie depuis 2017 et le premier producteur mondial prévoit d’accroître sa production de 23% dans les deux prochaines années. Le Chili, autre gros producteur, prévoirait de doubler la sienne dans les quatre ans. Logiquement, cette situation de surcapacité a entraîné un effondrement des prix de 30% depuis la mi-2018.

Mais cela ne semble pas s’arrêter là car Morgan Stanley s’attend à voir le prix de la tonne de lithium en provenance d’Amérique du sud passer prochainement sous la barre des 10.000 dollars et le prix moyen converger dans une fourchette de 7.000 à 8.100 dollars la tonne à l’horizon 2025.

Et les producteurs doivent faire face à d’autres difficultés, notamment un goulet d’étranglement dans la chaîne de valeur au stade de la transformation du minerai brut en produit fini, des temps plus longs de mise en service de leurs installations ou encore de moins bonnes conditions de crédit.

Cellules de batteries : un marché de 424 milliards de dollars en 2025
Dans ce contexte, la plupart des producteurs ont dû réduire la voilure et réviser à la baisse leurs prévisions financières pour le court terme. C’est le cas de l’australien Pilbara, qui a décidé de ralentir sa production, ou encore du belge Umicore. Toujours confiant pour 2020, le premier fabricant de cathodes à base de lithium reconnaît qu’il affiche de 12 à 18 mois de retard sur ses prévisions pour 2019.

Cette situation s’explique par un marché de la voiture électrique en devenir, que tous s’accordent à voir exploser dans les prochaines années, mais dont on ne connaît pas précisément le calendrier de développement. Les industriels ne peuvent se permettre de négliger un marché du lithium dont Bloomberg New Energy Finance estime qu’il devra être multiplié par 10 d’ici à 2030 – pour un parc de véhicules électriques qui représenterait alors 70% du parc roulant.

D’après une étude publiée en 2018 par l’association australienne des mines, le marché du minerai brut devrait représenter 20 milliards de dollars (17,9 milliards d’euros) en 2025, 43 milliards pour le matériau traité, et 424 milliards pour les cellules de batteries.

Mais il n’est pas dit que tous surmontent la situation actuelle. D’autant moins que les besoins des constructeurs changent à mesure que les technologies évoluent. Or, tous ne semblent pas posséder l’agilité nécessaire pour suivre.

La voiture électrique doit se libérer d’une dépendance aux métaux

La future croissance des modèles de voiture électrique va faire exploser la demande de plusieurs métaux. Plusieurs scénarios sont possibles mais ils posent tous des choix de politiques industrielles publiques conjuguant critères environnementaux et sociétaux. Par Didier Julienne, spécialiste des marchés des métaux

Son autonomie kilométrique n’est déjà plus un obstacle, et cependant plusieurs interrogations se font jour lorsque l’on songe à la voiture électrique. En 2018, ses ventes représentaient environ 2 % du marché mondial. Presque équivalent au volume total du marché français, cette demande en forte croissance sera de moins en moins marginale, par conséquent, il est encore temps de fixer quelques idées pour l’avenir de la mobilité électrique.

Nickel-manganèse-cobalt
Le prix d’un véhicule électrique est fortement lié à sa batterie lithium-ion, et le coût de celle-ci dépend grandement des matériaux qui composent ses électrodes. La première génération de ces accumulateurs privilégiait le cobalt, puis ils ont laissé la place à des batteries nickel-manganèse-cobalt (NMC). Récemment, leurs combinaisons évoluaient de ratios 30 % nickel-30 % manganèse – 30 % cobalt vers des combinaisons plus riches en nickel : 80 % nickel-10 % manganèse-10 % cobalt. Selon cette évolution, si 100 % des voitures vendues chaque année étaient instantanément équipées d’une motorisation 100 % électrique (sans hybride), il nous faudrait au minimum doubler la production mondiale de nickel, multiplier par près de trois celle du cobalt, et sans parler d’autres métaux utiles à cette motorisation hausser celle du cuivre de près de 20 %.

Ce sont des augmentations colossales et si elles sont possibles, dans un tel marché en croissance, les prochaines mines seront probablement les plus onéreuses et elles détermineront les prix de marché du nickel, du cuivre, du cobalt… Bien que le prix des batteries ne cesse de baisser sous l’effet du progrès technique et de la consolidation de ce secteur industriel en Chine, dans un tel contexte les prochains prix de ces métaux renchériraient drastiquement le coût des batteries et donc ceux des voitures. Notons au passage que suite au progrès des motoristes, les véhicules électriques se passeront des lanthanides (terres rares) à l’image de ce que commercialisent déjà BMW et Renault ; sous d’autres cieux, les platinoïdes embarrassent l’économie du moteur à hydrogène, car il en consomme 5 à 7 fois plus qu’un pot catalytique

Péché mortel?
La solution batterie porte-t-elle en son sein un péché mortel ? Faudrait-t-il rapidement passer au travers de cette étape NMC  vers un deuxième horizon plus lointain, des batteries lithium-solide peu « métallivore » ? Cette technologie est encore coûteuse et demande des améliorations, sans compter qu’elle nécessitera une quantité annuelle de lithium qu’il est encore à ce stade difficile d’évaluer. Mais ici le cuivre sera toujours nécessaire pour les interconnexions électriques.

Entre-temps, bien que son moteur à explosion pollue toujours, la voiture hybride, moins gourmande en métaux de batterie puisque celle-ci est réduite, est perçue comme une étape possible. Hélas, elle a le désavantage de cumuler la consommation de métaux coûteux : le platine, le palladium et le rhodium de son pot catalytique, les métaux de sa batterie et le cuivre.

Révolution des idées
Il est donc temps d’accepter qu’une révolution des idées, guidée par de nouveaux critères environnementaux et imprégnés de nouvelles réalités métalliques évite au véhicule 100 % électrique de sombrer dans la consommation compétitive : c’est-à-dire que l’offre minière ne pouvant fournir la demande, ces métaux deviendraient non seulement des métaux critiques, mais qu’en outre ils soient également stratégiques pour des politiques régaliennes d’Etats : la défense, telle ou telle politique industrielle…. C’est ce cumul critique-stratégique qui transforme ces matériaux en métaux introuvables ; c’est ce cumul qui engendre alors une émotion politique, elle-même enchaîne des jugements raboteux, puis des politiques irrémissibles auxquelles la géologie ne peut pas répondre. In fine, le grand danger que rencontre les idéologies, et les politiques qui les secondent telle la transition écologique, c’est de s’exclure de la vie, de ne plus comprendre leurs impacts sur les populations et de perdre le lien avec le monde industriel. Lorsque les promesses ne sont pas tenues c’est la démocratie au sens large qui en souffre.

À l’inverse, la mobilité électrique ne sera plus un mirage si c’est la demande qui s’adapte à l’offre. Un exemple, si le cuivre est reconnu comme déterminant, et qu’un véhicule électrique continue de consommer quatre fois plus de cuivre qu’un véhicule à essence, alors nous devrions produire quatre fois moins de voitures électriques. C’est-à-dire que nous accepterons que la fin du moteur à explosion aboutisse au modèle parfois incompris et souvent rejeté : des voitures électriques autonomes, connectées et en autopartage.

Une perspective dérangeante
Reconnaissons que cette perspective dérange. Pourtant cette vision quelque peu brutale doit être mise en parallèle à celle des vélos et trottinettes électriques en libre-service partagé. Bien qu’encore indisciplinée, elle est prisée par la nouvelle génération qui l’a adoptée. De plus, elle sera certainement assouplie en fonction des progrès techniques et des substitutions possibles, par exemple celle du cuivre avec l’aluminium. En outre, à l’image de lanthanides qui disparaissent des voitures électriques, si nous sommes chanceux, plutôt que d’accroître la consommation de manière exponentielle, les mariages des transports électriques (y compris l’avion) avec la 5G, l’internet des objets et l’intelligence artificielle contribueront à économiser encore plus la consommation de ces précieuses ressources métalliques.

Le développement du solaire, de l’éolien ou des batteries de voitures électriques pourrait provoquer une dépendance qui viendrait se substituer à celle aux énergies fossiles que nous connaissons aujourd’hui.

La décarbonation de l’économie est un objectif aujourd’hui largement consensuel. Mais pour Florian Fizaine, ingénieur de recherche et économiste à l’Université de Bourgogne-Franche-Comté, la décarbonation du mix énergétique n’est pas nécessairement la meilleure solution pour y parvenir. « Etant donné l’évolution quantitative et qualitative de la demande, cette décarbonation ne pourra se faire avec le seul nucléaire, il faudra également développer les énergies renouvelables », observe-t-il. Or, ramené au kilowattheure produit, celles-ci sont nettement plus consommatrices de métaux que les énergies conventionnelles. Solaire, éolien, géothermie ou encore hydroélectricité nécessitent plus de métaux que le charbon et plus encore que le nucléaire. Même si ce dernier reste très consommateur de métaux rares.

« Il y a deux problématiques, précise Florian Fizaine. D’une part l’intensité des énergies vertes en matières premières, mais également la spécificité des métaux nécessaires pour répondre à ces nouveaux besoins.

15 ans avant de pouvoir exploiter une mine
En outre, pour certains de ces métaux, le recyclage n’est aujourd’hui pas rentable. « Les batteries incorporent à la fois des métaux rares comme le lithium et d’autres plus classiques, comme le cuivre et le cobalt, souligne Florian Fizaine. Ces derniers sont récupérés, mais pas le lithium, présent en trop faible quantité et de surcroît en association avec d’autres éléments, ce qui rendrait prohibitif le coût de son recyclage. » Or, pour ce composant, la montée en puissance des véhicules électriques risque d’être plus rapide que la capacité d’adaptation des mines. À elle seule, la « gigafactory » de Tesla, l’usine de batteries géante en construction dans le Nevada, pourrait faire doubler le volume du marché. Or il faut au moins 15 ans avant de pouvoir tirer pleinement parti d’une mine. Ainsi, celles achetées il y a quelques années en Bolivie par le groupe Bolloré ne sont pas encore opérationnelles.

Par ailleurs, certains métaux indispensables aux énergies vertes sont des sous-produits d’autres métaux. C’est le cas de l’indium, présent dans les panneaux photovoltaïques et les écrans plats. Pour en fabriquer les quantités nécessaires, il faudrait accroître de façon exponentielle les tonnages de zinc fabriqués, ce qui ne présente aucun intérêt pour les producteurs, mais peut au contraire les desservir, en faisant baisser les prix du zinc.

Nouvelle concentration géographique des ressources
En conséquence, et contrairement aux principes de base de l’offre et de la demande, cette hausse prévisible de la demande, accompagnée d’une hausse des cours, ne serait pas suivie d’un ajustement assez rapide de l’offre.

Cette pénurie de métaux présenterait sur les plans économique et géopolitique, des risques similaires à ceux de la dépendance actuelle aux énergies fossiles.

Voire plus dangereuse encore. En effet, contrairement aux marchés de gros des hydrocarbures ou même des métaux les plus répandus (tels que le cuivre – 18 millions de tonnes vendues par an – ou le zinc), ceux sur lesquels circulent les terres rares telles que le lithium (25 000 tonnes par an) sont tout aussi volatils, mais beaucoup plus opaques. Et ces métaux sont en partie détenus par des pays politiquement sensibles. Cette nouvelle dépendance rebattrait donc les cartes, avec une accentuation de la concentration géographique de la production des ressources naturelles indispensables au système énergétique. Les pays détenteurs de ces terres rares capteraient cette nouvelle rente qui remplacerait celle aujourd’hui captée par les producteurs d’hydrocarbures, géographiquement moins concentrés.

Dans ce nouveau paysage énergétique, la Chine occupe une place dominante. C’est en effet, sur son territoire que sont aujourd’hui produites une majorité des terres rares, une situation dont elle se montre très jalouse, refusant l’entrée d’entreprises étrangères sur ce marché. Et comme le volume de ses réserves pourrait lui faire perdre demain cette situation hégémonique, elle se prépare en rachetant des mines dans d’autres pays.

L’Europe, en revanche, a choisi de laisser jouer la libre concurrence, au risque de se retrouver bientôt démunie et dépendante.

Des pistes pour abaisser la demande
Que faire face à ces perspectives ? En France, le BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) propose d’agir sur l’offre, en commençant par réaliser un nouvel inventaire des ressources disponibles sur le sol français et européen. Mais cette piste, élaborée dans les années de flambée des terres rares, en 2010/2012, peine à trouver les financements publics nécessaires dans la période actuelle qui voit les cours des matières premières déprimés, sur fonds de crise économique. Florian Fizaine qualifie de « fausses bonnes idées » aussi bien la diversification d’approvisionnement que le stockage stratégique, onéreux et difficile à manœuvrer (il s’agit en effet de savoir anticiper finement l’évolution de la demande et d’acheter les métaux au cours le plus bas).

Il privilégie au contraire toutes les solutions contribuant à abaisser la demande, à commencer par une sobriété et une efficacité énergétique permettant de diminuer la consommation d’énergie. Mais aussi, la recherche de matériaux de substitution, un meilleur recyclage, ou encore une diversification du bouquet énergétique. Ainsi, décliner différentes technologies sous-jacentes à une même énergie permettrait une diversification des matières premières nécessaires à leur production.