Lernzettel: Ressources naturelles et durabilité

📋 Plan du Cours

1. Types et origines des ressources naturelles terrestres
2. Préparation au recyclage des équipements électroniques
3. Économie linéaire versus économie circulaire et recyclage des matériaux
4. Limites du recyclage et principes d’écoconception pour l’économie circulaire
5. Cycle de vie et perturbations anthropiques du cycle de l’eau
6. Complexité du cycle de vie des smartphones et diversité des matériaux
7. Impacts environnementaux et sociaux de l’extraction des matériaux pour smartphones
8. Production industrielle, logistique mondiale et enjeux socio-économiques des smartphones
9. Usage énergétique direct et indirect des smartphones et écosystème numérique
10. Fin de vie, recyclage, réparabilité et sobriété numérique des smartphones
11. Exemple d’un smartphone responsable : normes, modularité et équité sociale
12. Enjeux globaux des ressources naturelles : impacts sociaux, écologiques et leviers de durabilité

📖 1. Types et origines des ressources naturelles terrestres

🔑 Notions clés & Définitions

• Ressources minérales : Matériaux issus des roches et des minéraux, incluant les roches utilisées en construction et voirie, les minéraux industriels servant de matières premières, ainsi que les métaux extraits de certains minéraux.
• Ressources en eau : Quantité d'eau disponible sur Terre, majoritairement salée, avec l'eau douce principalement stockée dans les glaces polaires, les lacs et les aquifères souterrains.
• Ressources énergétiques : Sources naturelles permettant la production d'énergie, comprenant les ressources fossiles, nucléaires, hydroélectriques, éoliennes, solaires et les biocarburants.
• Ressources de la biomasse : Matière organique produite par les organismes vivants, utilisable pour l'alimentation, la production d'énergie et la fabrication de matériaux.

📝 Points essentiels

• La quantité d’éléments lourds est finie à l’échelle terrestre, car en fabriquer de nouveaux nécessiterait de refaire exploser des étoiles.
• Lors de la formation de la Terre, les éléments lourds comme le fer et le nickel ont migré vers le noyau, tandis que les éléments plus légers sont restés dans la croûte et le manteau.
• La répartition des ressources minières est hétérogène à cause de processus géologiques, physiques, chimiques et biologiques complexes, ce qui crée des gisements concentrés et d’autres éléments diffus et difficilement exploitables.
• Origine des ressources terrestres Répartition mondiale des principaux gisements miniers (USGS, 2023 – Mineral Resources Data System) Répartition sur Terre
• Lors de la formation de la Terre : les éléments lourds (fer, nickel) ont migré vers le noyau.

💡 À retenir

Les ressources naturelles terrestres ont des origines cosmiques et géologiques qui expliquent leur disponibilité limitée et leur répartition inégale. Certaines, comme les fossiles, se forment sur des millions d’années mais sont consommées très vite.

📖 2. Préparation au recyclage des équipements électroniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Croissance exponentielle : Augmentation très rapide illustrée ici par le pliage d’une feuille, où l’épaisseur double à chaque pli et conduit à une croissance énorme en peu d’étapes.
• Démantèlement : Opération de préparation à la réutilisation qui consiste à séparer les composants d’un équipement électronique avant les autres traitements.
• Origine des ressources : Caractère des ressources qui dépend de leur formation, de leur composition et de leur répartition, avec des ressources minérales issues des roches et des minéraux, et des ressources fossiles issues de la biomasse décomposée.
• Échelle humaine : Repère de temps utilisé pour comparer les rythmes de renouvellement des ressources, sur lequel certaines ressources comme les fossiles ne se renouvellent pas.

📝 Points essentiels

• Les substances dangereuses sont extraites lors du démantèlement et envoyées en dépollution avant le traitement des autres composants.
• Le broyage des équipements sert à fragmenter les matériaux pour faciliter leur séparation.
• Les éléments ferreux sont séparés, puis les éléments métalliques non-ferreux comme l’aluminium et le cuivre sont isolés pour une valorisation spécifique.
• Les plastiques sont séparés au cours du traitement des DEEE.

💡 À retenir

La préparation au recyclage des équipements électroniques repose sur une suite d’opérations de séparation, de broyage et de dépollution. Elle vise à récupérer les métaux rares et à traiter à part les substances dangereuses et les différents matériaux.

📖 3. Économie linéaire versus économie circulaire et recyclage des matériaux

🔑 Notions clés & Définitions

• 1 x 210 : =102,4mm) Q3 Un nénuphar sur un lac double chaque jour le nombre de ses feuilles.
• Économie linéaire : Modèle de production et de consommation fondé sur la succession prendre, fabriquer, utiliser, jeter, présenté comme non réaliste dans un monde aux ressources limitées et en croissance.
• Économie circulaire : Solution structurelle qui remplace le schéma linéaire par prendre, fabriquer, utiliser, réparer, recycler, réutiliser et retourner, en repensant la conception des produits et les filières de fabrication, services et consommation.
• Recyclabilité des matériaux : Propriété d’un matériau à pouvoir être recyclé, avec des limites différentes selon sa nature : les métaux sont recyclables à l’infini en principe, le verre aussi seulement en l’absence de mélange, et les plastiques se dégradent à chaque cycle.
• Ressources secondaires : Ressources issues du recyclage, dont la disponibilité dépend notamment des taux de recyclage des métaux dans le monde.

📝 Points essentiels

• Le verre n’est recyclable à l’infini que s’il n’est pas mélangé à d’autres matériaux, ce qui rend la consigne ou la réutilisation préférable.
• Les plastiques sont peu recyclables et leur qualité se dégrade à chaque cycle, avec un maximum d’environ 10 cycles pour le PEHD.
• Le taux de recyclage des métaux varie selon les pays, ce qui influence la quantité de ressources secondaires disponibles.

💡 À retenir

Le taux de recyclage des métaux varie selon les pays, ce qui influence la quantité de ressources secondaires disponibles.

📖 4. Limites du recyclage et principes d’écoconception pour l’économie circulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Exemple : Extraction des métaux rares => pression en cascade sur l’eau, l’énergie, l’occupation des sols, ainsi que les métaux rares à travers les besoins énergétiques et numériques 282.3.
• Écoconception : Démarche qui consiste à penser un objet à travers son cycle de vie afin de mettre en place une économie circulaire, en agissant sur les matériaux, la durée de vie et les filières de réparation et de recyclage.
• Modularité : Caractéristique d’un objet qui facilite la réparation par remplacement d’un module spécifique.

📝 Points essentiels

• Le recyclage des textiles est souvent limité à un décyclage, avec production de matériaux de moindre qualité comme des chiffons ou des isolants.
• Les terres rares et métaux rares sont très peu recyclés car ils sont trop dilués dans les produits.
• La recyclabilité dépend à la fois de la nature du matériau et de la filière de collecte et de traitement.

💡 À retenir

Les limites du recyclage montrent qu’il faut penser les produits dès leur conception pour faciliter la réparation, la récupération des matières et l’économie circulaire. La modularité est un moyen concret de rendre cette réparation plus simple.

📖 5. Cycle de vie et perturbations anthropiques du cycle de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• L’eau : Ressource naturelle renouvelable dont la disponibilité est inégalement répartie et qui suit un cycle fragile comprenant plusieurs étapes.
• Évapotranspiration : Les arbres et les plantes respirent, transpirent et se nourrissent.
• Nappe souterraine : Réservoir d’eau accumulée sous une couche imperméable, formé par l’eau infiltrée.

📝 Points essentiels

• Le cycle de l’eau comprend évaporation, formation des nuages, précipitations, évapotranspiration, infiltration, nappes souterraines et sources.
• Les nappes souterraines sont des réservoirs d’eau accumulée sous une couche imperméable.
• Les perturbations anthropiques incluent dérèglement climatique, déforestation, imperméabilisation des sols, surexploitation et pollution.
• Ces perturbations modifient les flux naturels du cycle de l’eau et peuvent entraîner pénuries et dégradation des ressources.
• La transpiration est un processus continu causé par l'évaporation d'eau par les feuilles.
• Origine et nature des ressources 2.

💡 À retenir

Le cycle naturel de l’eau est fragile et fortement perturbé par les activités humaines, impactant la disponibilité et la qualité de cette ressource vitale.

📖 6. Complexité du cycle de vie des smartphones et diversité des matériaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Les smartphones : Matières premières Nombreux matériaux => nombreux impacts l 60+ matériaux dont : cuivre, aluminium, cobalt, or, lithium, métaux rares, terres rares l Ex.
• Fin de vie : Phase de traitement des déchets qui peut prendre plusieurs formes, notamment non collectés, enfouis, incinérés ou recyclés, avec des effets différents sur les sols, l’eau, les vivants et l’air.

📝 Points essentiels

• Un smartphone mobilise plus de 60 matériaux différents, ce qui rend son cycle de vie complexe.
• Les matériaux cités comprennent le cuivre, l’aluminium, le cobalt, l’or, le lithium, les métaux rares et les terres rares.
• La fabrication, l’assemblage et la distribution des smartphones sont concentrés en Asie du Sud-Est, notamment en Chine.

💡 À retenir

Un smartphone mobilise plus de 60 matériaux différents, ce qui rend son cycle de vie complexe.

📖 7. Impacts environnementaux et sociaux de l’extraction des matériaux pour smartphones

🔑 Notions clés & Définitions

• Conflits d’usage : Tensions entre différents usages d’une même ressource, notamment lorsque l’accès à l’eau oppose les communautés locales à l’agriculture ou à d’autres secteurs économiques.
• Extraction minière : Activité d’extraction de ressources du sous-sol qui provoque des pollutions et des dégâts, même en fonctionnement normal, et qui s’aggrave en l’absence de législation forte.

📝 Points essentiels

• L’extraction du lithium consomme beaucoup d’eau, provoquant des tensions dans les régions arides, et s’accompagne d’une forte consommation d’énergie.
• La pollution des sols et des nappes phréatiques par des métaux lourds et la salinité est un impact majeur de l’extraction du lithium.
• La perte de biodiversité locale est observée dans et autour des salars, zones où se concentrent certaines extractions de lithium.
• Les communautés locales subissent des conflits d’usage liés à l’accès à l’eau et à l’agriculture, aggravés par l’exode rural et de faibles retombées économiques locales.

💡 À retenir

L’extraction du lithium consomme beaucoup d’eau, provoquant des tensions dans les régions arides, et s’accompagne d’une forte consommation d’énergie.

📖 8. Production industrielle, logistique mondiale et enjeux socio-économiques des smartphones

🔑 Notions clés & Définitions

• Chaînes logistiques mondialisées : Systèmes de production et de distribution à l’échelle mondiale caractérisés par une forte concentration des usines d’assemblage, notamment en Chine, et une fragilité des approvisionnements.
• Enjeux socio-économiques : Conséquences de la production industrielle des smartphones incluant une dépendance stratégique à l’Asie et des emplois souvent peu qualifiés et mal rémunérés dans les usines.

📝 Points essentiels

• La fabrication des différentes parties des smartphones est localisée en Asie du Sud-Est, notamment en Chine, au Vietnam et en Inde.
• L’assemblage des smartphones est fortement concentré en Chine, ce qui rend les chaînes logistiques mondialisées fragiles.
• Le transport maritime est le plus utilisé pour les longues distances et reste le moins émetteur de GES, mais il provoque aussi des pollutions aux NOx et SOx.
• Le transport routier et ferroviaire sert à la distribution régionale, tandis que le transport aérien est rapide mais très polluant et réservé aux urgences ou aux lancements.
• Les impacts environnementaux du transport représentent environ 7 à 10 % de l’empreinte carbone totale d’un smartphone.

💡 À retenir

La fabrication des différentes parties des smartphones est localisée en Asie du Sud-Est, notamment en Chine, au Vietnam et en Inde.

📖 9. Usage énergétique direct et indirect des smartphones et écosystème numérique

🔑 Notions clés & Définitions

• Croissance de la consommation énergétique : Domaine relatif à l’énergie, notamment à la consommation d’énergie et de ressources matérielles dans le cadre des interactions entre économie et environnement.
• Écosystème numérique : Les smartphones : usage Énergie et connectivité l Consommation directe - Peu d’énergie utilisée directement (quelques kWh/an) - Mais 8+ milliards d’appareils en fonctionnement => effet de masse l Consommations indirectes - fonctionnement des réseaux de télécommunication - fonctionnement des centres de données - cycle de vie de ces infrastructures l Le smartphone est un élément d’un système => Individuellement, un smartphone consomme peu, mais collectivement son usage pèse lourd via l’écosystème numérique qui le soutient et qu’il renforce (combinaison des principes d’interdépendance, de totalité et de rétroaction – cf.
• Effet rebond : Interdépendances et effet rebond Questions : A.

📝 Points essentiels

• Un smartphone individuel consomme peu d’énergie directement, de l’ordre de quelques kWh par an.
• La masse de plus de 8 milliards d’appareils en fonctionnement engendre un effet de masse important sur la consommation énergétique.
• Les consommations indirectes comprennent le fonctionnement des réseaux de télécommunication et des centres de données nécessaires au smartphone.
• Le cycle de vie des infrastructures numériques, incluant fabrication, maintenance et fin de vie, contribue significativement à la consommation énergétique globale.
• Le smartphone fait partie d’un système interdépendant où l’usage collectif, via l’écosystème numérique, pèse lourd sur l’environnement.
• Interdépendances et effet rebond Métaux rares Approvisionnement énergétique Électricité et carburant pour extraction et raffinage Transports & logistique Chaînes d'acheminement et exportation des métaux Infrastructures numériques Capteurs, automatisation et télécommunications Ressources en eau Approvisionnement et consommation pour le traitement minier Interdépendance
• Définition : situation où l'exploitation d'une ressource dépend de l'accès à d'autres ressources.

💡 À retenir

L’impact énergétique des smartphones dépasse leur usage individuel, s’étendant à l’ensemble de l’écosystème numérique qui les soutient, incluant réseaux, centres de données et infrastructures, et contribuant ainsi à une consommation énergétique globale importante.

📖 10. Fin de vie, recyclage, réparabilité et sobriété numérique des smartphones

🔑 Notions clés & Définitions

• Indice de réparabilité : Outil français qui évalue la facilité de réparation des smartphones.
• Sobriété numérique : Ensemble de pratiques visant à allonger l’usage des smartphones et à réduire leur empreinte globale, par exemple en gardant un appareil 5 ans plutôt que 2 ans.

📝 Points essentiels

• La durée de vie moyenne d’un smartphone est de 2 à 3 ans, principalement à cause de l’obsolescence logicielle ou psychologique.
• Moins de 20 % des smartphones mis au rebut sont collectés pour recyclage.
• Le recyclage permet de récupérer du lithium, de l’or, du cuivre et de l’aluminium, mais les rendements restent faibles et les éléments les plus dilués sont très difficiles à récupérer.
• Le reconditionnement et la réparabilité prolongent la durée de vie grâce au support logiciel, à la réparation, aux pièces détachées et à la seconde main.

💡 À retenir

La durée de vie moyenne d’un smartphone est de 2 à 3 ans, principalement à cause de l’obsolescence logicielle ou psychologique.

📖 11. Exemple d’un smartphone responsable : normes, modularité et équité sociale

🔑 Notions clés & Définitions

• Normes SA8000 : Normes sociales visant à garantir des conditions de travail sûres et décentes chez les fournisseurs, souvent associées à la norme ISO45001.
• Neutralité carbone : Objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre complété par une compensation des émissions restantes, incluant l’incitation des partenaires tout au long de la chaîne logistique.

📝 Points essentiels

• Les normes SA8000 et ISO45001 garantissent des conditions de travail sûres et décentes chez le principal fournisseur.
• L’approvisionnement en matériaux recyclés est une pratique clé pour un smartphone responsable.
• La modularité facilite la réparation et la prolongation de la durée de vie du smartphone.
• Le smartphone responsable vise la neutralité carbone avec compensation et incitation des partenaires logistiques.
• La garantie matérielle de 5 ans et logicielle de 8 ans améliore la durabilité du produit.

💡 À retenir

Les normes SA8000 et ISO45001 garantissent des conditions de travail sûres et décentes chez le principal fournisseur.

📖 12. Enjeux globaux des ressources naturelles : impacts sociaux, écologiques et leviers de durabilité

🔑 Notions clés & Définitions

• Image : Représentation visuelle utilisée pour illustrer des contextes historiques ou industriels, comme une gare à Londres au XIXe siècle ou une galerie de mine de charbon, sans définition conceptuelle spécifique.
• Impacts sociaux : Conséquences des activités humaines sur les populations, comprenant inégalités, conflits, travail infantile et conditions de travail précaires, notamment dans l’extraction minière.
• Limites planétaires : Ensemble de bornes globales qui contraignent l’exploitation des ressources naturelles, affectant notamment l’eau, les ressources minérales, l’énergie et la biomasse.
• Justice et équité sociales : Dimension de la durabilité qui concerne la réduction des inégalités et des conflits, ainsi que les politiques publiques visant l’adaptation et la résistance face aux modalités de croissance.

📝 Points essentiels

• Les ressources naturelles sont soumises à des limites planétaires qui contraignent leur exploitation.
• Les impacts écologiques mentionnés incluent pollution, déclin de la biodiversité, épuisement des sols et émissions de gaz à effet de serre.
• L’usage des ressources et ses dynamiques complexes RESSOURCES NATURELLES.

💡 À retenir

Les ressources naturelles sont soumises à des limites planétaires qui contraignent leur exploitation.

🧩 Compléments de couverture

1. 1700 1800 1900 2000 Éléments par produit 6Les objectifs de ce chapitre Objectifs principaux
2. 7Le plan de ce chapitre Introduction 1. Origine et nature des ressources 2. L’usage des ressources et ses dynamiques complexes 3. Impacts environnementaux et sociaux des ressources 4. Fin de vie des ressources 5. Deux études de cas : l’eau,
3. Crédit Photographie : Joanie Lemercier Excavatrice à godets dans une mine de charbon en Allemagne 240 m 96 m 141
4. Définition : ensemble de la matière organique produite par le vivant, utilisable comme ressource pour l’alimentation, l’énergie et les matériaux
5. Adobe Stock Photo : Liu Mancang Champ pétrolifère de Jidong, dans la province du Hebei 19 Récits alarmistes tendent à se focaliser sur les réserves 1P, à négliger les possibles nouvelles découvertes et les progrès techniques Récits rassuris
6. Total = ~6 000 000 tonnes 2014 2016 2018 2020 2022 2024 USD/livreCours de l’uranium 1
7. Image : une gare à Londres au XIXe siècle © Tomas Sereda - Une galerie de mine d'exploitation souterraine du charbon
8. Image : une gare à Londres au XIXe siècle 262
9. Généralisation : augmentation de consommation liée à la réduction des limites à l’utilisation d’une technologie, ces limites pouvant être monétaires, temporelles, sociales, physiques, liées à l’effort, au danger, à l’organisation… Cas extrê
10. PIB = « produit intérieur brut » = nouvelle richesse produite par an Augmentation annuelle du PIB = + 4 % de l‘année précédente (=> x2 en 17 ans) Couplage économie-énergie (et matière) La croissance économique est liée à la croissance de la
11. Stratégies-types face à cette problématique l Déni tendanciel => Business as usual ; depuis 2000 situation de « surcouplage » (hausse du rapport ressource/croissance) [International Resource Panel] l Découplage carbone (renouvelables, nuclé
12. 2017] Carte de Kristina Thygesen via https://www
13. Démo- graphie Environnement santé, sûreté Droits humains Mancini & Sala, Resources policy, 2018 443
14. 1. Proportion d’électricité fossile par pays (2023) Données Energy Institute, 2023 Ember, 2024 47 3
15. Chine Inde Union Européenne États-Unis Asie Amérique latine Non collectés Enfouis Incinérés Recyclés Déchets plastiques émis vers les océans (2019) Diversité des traitements de fin de vie l Non collectés => Dégradation en microplastiques =>
16. Métaux : recyclables à l’infini, en principe l Verre : recyclable à l’infini (seulement en l’absence de mélange > mieux vaut la consigne / réutilisation) l Plastiques : - Peu recyclable (10-15 % en France, au mieux 70- 90 % pour le PET) - D
17. L’eau : un cycle fragile 1 2 2 3 3 4 4 5 6 7 Évapotranspiration - Formation des nuages - Source - Nappe souterraine - Évaporation - Précipitations - Infiltration 595
18. L’eau : une ressource inégalement répartie Volume annuel de ressources renouvelables en eau douce par habitant (2020) Données FAO 645
19. L’eau : au niveau national Une gestion de plus en plus responsable l Stabilisation de la consommation domestique : ~150 L/jour/habitant depuis 2012 (équipements économes, évolution des comportements) l Baisse générale des prélèvements : not
20. Ex. : Lithium pour les batteries Localisation : - Australie (extraction de roche dure) - Chili, Argentine, Bolivie (extraction de saumures) Impacts environnementaux : - Forte consommation d’eau (tension en régions arides) et d’énergie - Pol
21. Localisation : - Asie du sud-est (Chine, Vietnam, Inde, …) l Impacts environnementaux : - Forte consommation d’électricité (écrans, fonderies de semi-conducteurs) - Forte empreinte carbone liée au transport international l Organisation mond
22. Ecom- merce VOD Autres services en ligne Pad Infra réseau 5G Serveurs Réseaux sociaux 755
23. Conclusion : diversité et intrication des impacts Ressources en eau Ressources minérales Ressources énergétiques Ressources de la biomasse Impacts sociaux et écologiques Pollutions Pollution de l’eau Émission de gaz à effet de serre Émissio
24. Ex. : quel usage pour l’eau

📅 Repères chronologiques

Date	Événement
2023	Répartition mondiale des gisements miniers
2024	Données Ember sur l’électricité fossile
2020	Ressources renouvelables en eau douce par habitant
2019	Déchets plastiques émis vers les océans
2018	Référence Resources Policy sur les impacts
2017	Stabilisation de la consommation domestique d’eau depuis 2012

📊 Tableaux de Synthèse

Ressources terrestres

Type	Origine	Caractéristique
Ressources minérales	Roches et minéraux	Construction, voirie, matières premières, métaux
Ressources en eau	Eau terrestre	Majoritairement salée, eau douce stockée dans glaces, lacs, aquifères
Ressources énergétiques	Sources naturelles	Fossiles, nucléaire
Ressources de la biomasse	Matière organique vivante	Alimentation, énergie, matériaux

Smartphones et économie circulaire

Aspect	Constat	Enjeu
Cycle de vie	Plus de 60 matériaux	Complexité et impacts multiples
Extraction du lithium	Forte consommation d’eau et d’énergie	Tensions en régions arides, pollution, perte de biodiversité
Production et transport	Chaînes mondialisées en Asie du Sud-Est	Fragilité logistique et émissions
Fin de vie	Non collectés, enfouis, incinérés ou recyclés	Traitements aux effets différents sur sols, eau, air

⚠️ Pièges & Confusions Fréquentes

1. Confondre recyclage infini et recyclage sans condition : le verre n’est recyclable à l’infini que s’il n’est pas mélangé à d’autres matériaux.
2. Croire que les plastiques gardent leur qualité au fil des cycles : leur qualité se dégrade à chaque cycle.
3. Penser que les métaux rares sont bien recyclés : ils sont très peu recyclés car trop dilués dans les produits.
4. Oublier que l’eau douce est minoritaire sur Terre et stockée surtout dans les glaces polaires, les lacs et les aquifères.
5. Réduire l’impact d’un smartphone à sa seule consommation directe : l’essentiel passe aussi par les réseaux et les centres de données.
6. Confondre transport maritime et aérien : le maritime est le plus utilisé et moins émetteur de GES, tandis que l’aérien est très polluant.

✅ Checklist Examen

1. Distinguer ressources minérales, en eau, énergétiques et de biomasse.
2. Expliquer l’origine cosmique et géologique des ressources terrestres.
3. Relier la répartition inégale des gisements aux processus géologiques, physiques, chimiques et biologiques.
4. Décrire les limites du recyclage selon les matériaux.
5. Définir l’écoconception comme une prise en compte du cycle de vie.
6. Définir la modularité comme un moyen de faciliter la réparation.
7. Rappeler les étapes du cycle de l’eau et sa fragilité.
8. Citer plus de 60 matériaux dans un smartphone et quelques exemples.
9. Identifier les impacts de l’extraction du lithium sur l’eau, l’énergie et les milieux.
10. Expliquer la concentration asiatique de la fabrication et de l’assemblage.
11. Distinguer consommation énergétique directe et indirecte d’un smartphone.
12. Connaître les principaux traitements de fin de vie des smartphones.