Février 2017    Imprimer cet article

Métaux et économie circulaire au Québec1

Synthèse des meilleures pratiques de circularité pour le cuivre, le fer et le lithium

Hélène Gervais
Institut EDDEC2

Le ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles (MERN) du Québec a mandaté l’Institut EDDEC pour réaliser un projet de recherche en économie circulaire visant à évaluer le potentiel de circularité de trois métaux stratégiques pour le Québec, soit le fer, le cuivre et le lithium de même qu’à documenter les impacts de l’industrie minière québécoise sur l’environnement. L’objectif de ce rapport d’étape consiste à identifier des initiatives s’inscrivant dans cette mouvance de l’économie circulaire, à l’échelle locale ou internationale, en lien avec les trois métaux étudiés.

D’abord, pour chaque métal sont présentés les éléments suivants : sa disponibilité au niveau local ou mondial, les principales entreprises impliquées au Québec, les produits issus de sa fabrication ainsi que ceux qui s’avèrent les plus pertinents pour l’exploration de stratégies de circularité.

Cuivre

Au Québec, le cuivre est maintenant plutôt un sous-produit de mines d’or, de nickel et de zinc. Les principales activités industrielles liées au cuivre au Québec concernent la métallurgie primaire ainsi que la transformation métallique. Le Québec compte la seule fonderie de cuivre au Canada, soit la Fonderie Horne, située à Rouyn-Noranda, laquelle produit des anodes de cuivre à partir de concentré. Ces anodes sont expédiées à l’Affinerie CCR à Montréal-Est, qui produit à son tour des cathodes de cuivre. L’Affinerie CCR vend une partie de ses cathodes à Nexans Canada, un fabricant de fils et câbles de transmission électrique.

Au niveau de la répartition (en % de tonnage) des divers usages du cuivre dans le monde, les équipements et le bâtiment constituent les principaux secteurs d’utilisation, représentant respectivement 31 % et 30 %. Les catégories de produits suivants ont été retenues pour les stratégies de circularité :

Fer

Le Québec a produit près de 26 millions de tonnes de concentré de fer en 2015, ce qui représente plus de la moitié de la production canadienne. Au Québec, ArcelorMittal Exploitation minière Canada exploite sur la Côte-Nord le site du Mont-Wright ainsi que sa mine d’appoint, celle de Fire Lake. De son côté, Rio Tinto Fer et Titane exploite l’ilménite, un minerai composé de fer et de titane, à la mine du lac Tio sur la Côte-Nord. Au niveau de la métallurgie primaire, les trois entreprises suivantes sont actives au Québec : Rio Tinto Fer et Titane, ArcelorMittal Produits longs Canada ainsi que Finkl Steel.

Sur le plan de l’utilisation des produits contenant du fer au Canada, la construction constitue le secteur qui utilise la plus importante quantité de fer, s’appropriant environ 45 % de ce métal. Le secteur du transport arrive en seconde position avec 30 % environ. Les machines et les appareils représentent quant à eux environ 20 % alors que les autres produits ne consomment qu’environ 5 % de l’ensemble du fer en utilisation au Canada. Les catégories de produits suivants ont été retenues :

Lithium

Le Québec présente un bon potentiel pour le lithium. À l’heure actuelle, quatre projets d’extraction de lithium sont à un stade de mise en valeur au Québec : Nemaska Lithium, Lithium Amérique du Nord, Glen Eagle Resources et Critical Elements Corporation. Deux entreprises sont actives au Québec dans le secteur de la fabrication des batteries. Il s’agit de Johnson Matthey Matériaux pour Batteries, qui fabrique des cathodes de batteries en phosphate de fer lithié (LiFePO4) et de la compagnie Solutions Bleues, qui fabrique des batteries Lithium-Métal-Polymère (LMP).

Concernant les usages des produits contenant du lithium, les batteries arrivent au premier rang avec 35 % des quantités, suivies de près par les verres et céramiques, avec 32 %. La demande actuelle pour le lithium est en constante augmentation du fait du développement des batteries lithium-ion, particulièrement pour les véhicules électriques ou hybrides, mais aussi pour le stockage d’énergie et pour les téléphones cellulaires et les ordinateurs portables. Le produit suivant a été retenu pour l’exploration de stratégies de circularité :

Stratégies de circularité

Une revue de littérature de stratégies de circularité a été effectuée, certaines communes aux trois métaux, d’autres propres aux produits contenant les métaux à l’étude. Voici dans le tableau suivant une synthèse des stratégies répertoriées en fonction de l’étape du cycle de vie des métaux ou en fonction des catégories de produits retenues.

Stratégies de circularité communes aux métaux et aux produits contenants les métaux

ÉTAPE / PRODUIT

NO

Stratégie(S)

Extraction

1

Développement technologique (logiciels, robotique) pour extraire les minerais de façon plus efficace

2

Entreposage adéquat des rejets miniers pour une extraction ultérieure suivant le développement technologique et la valeur du minerai (pensée à long terme)

3

Recyclage des résidus et stériles miniers
Utilisation des stériles miniers comme agrégats (ex. Les Minéraux Harsco, Contrecœur)

4

Mines urbaines (urban mining) : récupération des métaux disponibles en milieu urbain

5

Exploitation de lieux d’enfouissement (landfill mining) : récupération des métaux dans les lieux d’enfouissement

6

Réemploi, réparation, reconditionnement et location d’équipements d’extraction; offre d’équipements usagés (ex. : Caterpillar)

7

Reconditionnement ou recyclage des équipements d’extraction laissés sous terre

8

Économie de partage de pièces et équipements nécessaires en cas de bris, pour les mines d’un même territoire ou d’une même compagnie

Métallurgie primaire

9

Location de la matière métallique

10

Recyclage et symbiose industrielle pour les laitiers (scories) et les boues anodiques
Exemples :
Laitiers utilisés pour routes, remblais, béton, amendements agricoles (ex. : ArcelorMittal, Contrecœur)
Utilisation des laitiers comme amendement agricole et agrégat (ex. : Les Minéraux Harsco, Contrecœur)
Séquestration de CO2 avec les sous-produits de l’industrie métallurgique (ex. : CTTÉI, Sorel-Tracy)
Céramiques de stockage d’énergie thermique à partir des laitiers (ex. : Eco-Tech Ceram, France)
Récupération des métaux (précieux) dans les boues anodiques (ex. : Affinerie CCR, Montréal-Est)

Transformation métallique et fabrication

11

Écoconception des produits : minimisation des alliages et des usages dispersifs, produits durables, réparables, recyclables

12

Impression 3D : fabrication de pièces métalliques optimisant le processus de fabrication et stimulant la réparation

13

Économie de fonctionnalité : vente de l’usage du produit plutôt que du produit lui-même

Utilisation

14

Atelier de réparation d’objets par les usagers (ex. : Repair Café, 29 pays)

15

Échanges d’objets et d’outils entre particuliers
Exemples :
Bibliothèque d’outils - dons et locations par les membres (ex. : La Remise, Montréal)
Plateforme de location de produits et services entre particuliers (ex. : Maxloc, Québec)
Plateforme gratuite d’échange d’objets entre particuliers (Mutum, France)

Fin de vie

16

Recyclage des métaux (ex. : Fonderie Horne, ArcelorMittal, AIM)

17

Recyclage des alliages : organiser des filières de récupération et des applications dans lesquelles les alliages conservent leur fonction, R&D pour défaire les alliages

18

Recyclage des usages dispersifs ou de faible concentration : applications dans lesquelles les usages conservent leur fonction

Fils et câbles électriques

19

Écoconception de fils modulaires pour en faciliter le réemploi ou le recyclage

20

Recyclage de câbles et fils (ex. : Nexans et Recycâbles, France) 

Électroménagers (petits et gros)

21

Mise en marché de petits électroménagers réparables (ex. : Seb, France)

22

Économie de fonctionnalité pour les électroménagers

Équipements mécaniques et industriels

23

Modularité des procédés industriels, facilitant le réemploi des équipements

Téléphones mobiles et ordinateurs portables

24

Écoconception de téléphones mobiles (ex. : Fair Phone, Pays-Bas; PuzzlePhone, Finlande)

25

Portail de réparation de téléphones intelligents et tablettes (ex. : Oureparer.com, France)

26

Rachat de téléphones usagés (ex. : Vodafone et Mazuma, Royaume-Uni)

27

Vente du service de téléphonie plutôt que du téléphone

28

Reconditionnement et réemploi des ordinateurs (ex. : Insertech Angus, Montréal)

29

Recyclage des téléphones mobiles et ordinateurs portables

Bâti (bâtiments et infrastructures)

30

Écoconception des poutres en acier permettant leur réemploi

31

Entretien des bâtiments et remise en état de bâtiments existants

32

Plateforme pour l’usage temporaire et transitoire des bâtiments vacants (ex. : Entremise, Montréal)

33

Déconstruction sélective (ex. : déconstruction des édifices, Japon; échangeur Turcot, Montréal ; recyclage de fenêtres par Saint-Gobain, France)

Véhicules (voitures, camions, autobus, transport maritime, ferroviaire, aérien)

34

Écoconception des véhicules (ex. : véhicules plus légers et résistants, ArcelorMittal ; voiture modulaire eMOC, Barcelone)

35

Utilisation du fer comme combustible (ex. : batterie aluminium-air de Phinergy, Israël)

36

Économie de partage dans les transports
Transport en commun
Plateforme de covoiturage (ex. : Amigo Express, Québec ; Blablacar, France)
Service d’auto-partage (ex. : Communauto, Auto-Mobile, Québec)
Location de voitures entre usagers (ex. : Getaround, Turo, ZipCar, États-Unis ; CarNextDoor, Australie)

37

Service d’auto-partage par le manufacturier (ex. : Car2Go, Québec)
Location de trains d’atterrissage (ex. : Héroux-Devtek, Longueuil)
Location de moteurs (ex. : Pratt & Whitney, Longueuil)

38

Conversion de véhicules à essence en véhicules électriques
(ex. : GranTuned, Montréal)

39

Programme de reprise des véhicules (ex. : Renault, France)
Démantèlement et recyclage de trains (ex. : Véolia, France)
Recyclage des automobiles (ex. : Total Métal Récupération, Laval)

Batteries Li-ion

40

Stockage d’énergie avec des batteries Lithium-ion usagées provenant de véhicules électriques

41

Recyclage des batteries Lithium-ion
(ex. : Retriev Technologies, Colombie-Britannique; Xtrata – Glencore, Ontario; Recupyl, Singapour; Umicore, Belgique)

Afin d’évaluer leur applicabilité au contexte québécois et d’identifier les barrières et les leviers à l’implantation des stratégies, la prochaine étape consistera à effectuer des entrevues avec des acteurs du milieu. Sur la base d’une liste plus restreinte de stratégies de circularité retenues, une analyse de cycle de vie conséquentielle de même qu’une analyse technico-économique seront réalisées. De cet exercice s’ensuivront des recommandations quant aux stratégies de circularité à privilégier pour le Québec.

1. Le texte complet du rapport est accessible sur le site Web du MERN
2. Contributeurs : Olivier Bahn, professeur, département de sciences de la décision, HEC Montréal, Pierre Baptiste, professeur, génie industriel et mathématique, Polytechnique Montréal, Manuele Margni, titulaire, Chaire internationale sur le cycle de vie, Normand Mousseau, professeur, département de physique, Université de Montréal, Oumarou Savadogo, professeur, génie métallurgie, Polytechnique Montréal, Richard Simon, professeur, génies civil, géologique et des mines, Polytechnique Montréal

 

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