L’avenir de l’acier : défis environnementaux et de demande

L’acier est l’un des métaux les plus anciens et les plus polyvalents au monde et est utilisé par l’homme depuis l’Antiquité, bien que son apogée ait commencé avec la révolution industrielle. C’est un matériau essentiel dans presque toutes les industries, de l’automobile, de la construction et de l’aérospatiale à l’énergie et à l’électronique, en raison de sa résistance, sa durabilité, sa polyvalence, sa rentabilité et sa recyclabilité.

Cependant, l’acier est aussi le métal industriel ayant le plus grand impact environnemental. Étant l’un des plus utilisés (selon la World Steel Association, il représente environ 16 % des métaux de l’industrie), avec une production mondiale brute de plus de 1 900 millions de tonnes en 2021, il contribue à l’émission de plus de 3 000 millions de tonnes métriques de dioxyde de carbone chaque année. Ce chiffre pourrait augmenter car la demande mondiale pour ce métal devrait augmenter dans les décennies à venir en raison de la demande accrue d’infrastructures, de transport et de construction de bâtiments, notamment de la part de pays en développement tels que l’Inde, la Chine, le Brésil, le Mexique, la Turquie, l’Indonésie, le Pakistan ou l’Égypte, mais aussi les États-Unis et le Royaume-Uni, entre autres.

Mais la durabilité n’est pas le seul défi auquel sont confrontées la production et la transformation de l’acier : l’augmentation des coûts de production, étant donné que ce métal est de plus en plus difficile à obtenir et plus cher à produire (en raison de sa consommation d’énergie, de la localisation des gisements dans des pays à accès limité aux matières premières, etc.), c’est aussi un problème auquel les industries dépendantes de l’acier seront confrontées, qui devront intégrer l’utilisation de nouvelles technologies, adopter de nouveaux processus de production, mettre en œuvre des pratiques de gestion de la chaîne d’approvisionnement plus efficaces et mettre en œuvre des stratégies de durabilité. En outre, de nombreux pays possédant d’importants gisements de minerai de fer peuvent être sujets à une instabilité politique et à des guerres commerciales, comme la Russie, l’Ukraine, l’Inde, l’Iran ou le Pérou.

Dans cet article, nous nous concentrons sur les principaux défis auxquels l’acier sera confronté à l’avenir, sur les industries que ces défis affectent et sur les clés du changement de paradigme auquel le secteur doit faire face pour les surmonter avec succès.

Le défi environnemental de l’acier

La production d’acier combine deux faits qui représentent ce que nous appellerions une tempête parfaite en termes d’impact environnemental : d’une part, les procédés métallurgiques impliqués ont, curieusement, relativement peu évolué depuis des siècles, et d’autre part, l’acier est utilisé pour à peu près tout ce qui compose le monde développé, du petit instrument médical à un grand pont qui relie deux pays séparés par la mer.

Le principal défi environnemental de la production d’acier est que pour rendre la fonte malléable, des températures très élevées doivent être appliquées et des gaz polluants doivent être libérés. Cela se fait encore aujourd’hui dans les hauts fourneaux, qui ont un impact environnemental énorme car ils ont besoin d’une quantité importante d’énergie, ce qui peut entraîner la libération de gaz à effet de serre, comme le dioxyde de carbone, dans l’atmosphère. En plus, ils produisent de grandes quantités de pollution de l’air, notamment des particules, du dioxyde de soufre et des oxydes d’azote.

Et pas seulement cela, l’extraction du fer pour l’utiliser comme matière première peut entraîner la perturbation des habitats naturels, et l’élimination de scorie, un sous-produit de la production d’acier, peut également poser des problèmes environnementaux si elle n’est pas gérée correctement.

Avec des taux élevés de génération de CO2 en Europe, qui produit environ 10 % de l’acier mondial, l’une des solutions sur laquelle on travaille déjà est d’utiliser de plus en plus d’acier recyclé. Comme nous l’avons expliqué dans cet article, ce métal peut être recyclé à l’infini, donnant naissance à un matériau de la même qualité que l’original. Pourtant, tout l’acier n’est pas recyclable (sa recyclabilité dépend de ses propriétés magnétiques et tous ne l’ont pas), et la demande de nouveaux produits en acier dépasse l’offre d’acier recyclé, car de nombreux objets en acier sont destinés à être durables (l’une de ses qualités les plus précieuses), telles que les voitures, les bâtiments, les infrastructures, etc., de sorte que sa ferraille ne peut pas être comptée car sa durée de vie utile ne s’achève pas facilement.

C’est pourquoi une partie de l’industrie continue de dépendre du nouvel acier et il est nécessaire de rechercher des alternatives. Il existe déjà des projets en cours pour produire un acier beaucoup plus vert, comme celui exposé dans cet article du New Yorker, Hybrit, en Suède. L’une des nouveautés de son approche est qu’au lieu d’utiliser du carbone pour éliminer l’oxygène du minerai de fer, générant du CO2, il utilise de l’azote, générant du H2O, c’est-à-dire de l’eau. Si cette technique est généralisée, les émissions de dioxyde de carbone dans l’industrie sidérurgique et les émissions mondiales de toutes les activités humaines pourraient être réduites considérablement qui, comme nous l’avons indiqué, tournent en grande partie autour de l’acier. Pour y parvenir, cependant, de gros investissements sont nécessaires, et même des aides des gouvernements.

La fabrication d’acier à faible teneur en carbone est également une perspective qui n’est pas seulement adoptée par ce projet suédois, mais qui est également appliquée à travers d’autres techniques (comme l’utilisation du gaz naturel) aux États-Unis et en Allemagne, où elle bénéficie d’un soutien gouvernemental important, comme expliqué dans cet article. En Chine, en revanche, il est attendu qu’ils suivent ce même chemin, ce qui est important étant donné qu’ils sont le principal fournisseur d’acier au monde.

Les fluctuations du prix de l’acier

L’acier, comme de nombreuses autres matières premières, est soumis à une volatilité considérable car il est affecté par des facteurs économiques, politiques et commerciaux. Certains de ces facteurs incluent la hausse des coûts de production (par exemple, en raison d’une hausse des prix de l’énergie), l’offre et la demande, l’incertitude politique (qui à son tour modifie également les prix de l’énergie, par exemple) et les variations des taux de change. D’un autre côté, l’acier vert coûtera plus cher que l’acier traditionnel avant que les processus d’électrolyse et les sources d’énergie verte ne deviennent plus efficaces. Par conséquent, les subventions, les réductions d’impôts, les tarifs douaniers à l’entrée de l’acier étranger et d’autres aides gouvernementales font partie des revendications du secteur pour l’avenir de l’acier.

La concurrence d’autres matériaux

Un autre facteur qui affectera l’avenir de l’acier est la concurrence des nouveaux matériaux composites, qui combinent la résistance et le faible coût de production de l’acier avec la résistance à la corrosion et la haute résistance mécanique d’autres matériaux, tels que l’aluminium, le titane et le graphite. Ces matériaux composites peuvent également être produits en utilisant moins d’énergie que l’acier, ce qui les rend plus durables. Voyons-en quelques-uns :

• Aluminium : c’est un métal léger souvent utilisé comme alternative à l’acier dans certaines applications automobiles et aéronautiques. Il est également utilisé dans l’industrie de la construction comme matériau de structure. Nous en parlons dans cet article.
• Magnésium : c’est un autre métal léger qui a été utilisé comme alternative à l’acier dans certaines applications automobiles et aérospatiales. Il a une densité inférieure à celle de l’aluminium et donc de l’acier, et est également très résistant à la corrosion, ce qui en fait une option intéressante pour les applications sensibles au poids telles que les composants structurels, les jantes ou les pièces de moteurs des voitures électriques, pour aider à améliorer le rendement énergétique.
• Polymère renforcé de fibre de carbone (CFRP, de l’anglais Carbon-fiber-reinforced polymer) : Le CFRP est un matériau composite constitué de fibres de carbone noyées dans une matrice polymère. Il a un rapport résistance-poids élevé et est souvent utilisé comme alternative à l’acier et à l’aluminium dans les applications aérospatiales et automobiles. Bien que le CFRP puisse avoir des impacts environnementaux négatifs associés à sa production et à son élimination, il est généralement considéré comme une bonne alternative à l’acier et à l’aluminium dans certaines applications en raison de son poids plus léger et de ses caractéristiques de performance améliorées.
• Polymère renforcé de fibre de verre (FRP, de l’anglais Fibre-reinforced plastic) : Le FRP est un autre matériau composite constitué de fibres de verre noyées dans une matrice polymère. Il est souvent utilisé comme alternative à l’acier dans les applications de construction et d’infrastructure, en raison de sa résistance à la corrosion et de ses faibles besoins d’entretien. Comme le CFRP, il porte également des impacts environnementaux négatifs liés à sa production (dépense énergétique, utilisation de silice) et son élimination (faible recyclabilité en raison de la nécessité de séparer les fibres de verre de la matrice polymère), mais malgré cela, il est considéré comme une bonne alternative à l’acier.
• Titane : c’est un métal solide et léger souvent utilisé comme alternative à l’acier dans les applications aérospatiales et médicales. Il est plus cher que l’acier, mais son rapport résistance-poids en fait une option intéressante dans certaines applications, telles que l’industrie aérospatiale (composants de structure, fixations et pièces de moteurs, par exemple), en médecine (implants, prothèses…), automobile (éléments de structure, jantes, pièces de moteur), etc.

Industries dépendantes de l’avenir de l’acier

Tout changement de paradigme dans la production et la transformation de l’acier peut affecter l’essentiel de l’économie mondiale, puisque sa demande est principalement détenue par les industries qui mènent le développement économique, telles que les infrastructures, les transports, l’énergie et la construction. Dans un autre article, nous parlons de ces industries, de la façon dont elles utilisent l’acier et des matériaux qu’elles intègrent comme alternative.

À mesure que la technologie progresse, l’acier continuera d’être un matériau clé pour l’industrie pendant les cinquante prochaines années ou plus. Les progrès technologiques amélioreront sa résistance et sa durabilité, permettant aux fabricants de construire des structures plus solides et plus durables. Cela permettra aux consommateurs et aux entreprises d’économiser du temps et de l’argent en augmentant l’efficacité des procédés industriels.

Ferros Planes, engagés à l’avenir de l’acier

Chez Ferros Planes, nous utilisons l’acier pour fabriquer des tubes et d’autres éléments structurels dans l’industrie. Nous nous engageons à transformer le secteur pour la production d’acier plus vert et son recyclage afin de contribuer à minimiser son impact environnemental et à atteindre les objectifs de durabilité 2050.

D’autres articles d’intérêt :

• How Steel Could Become Green, and What It Would Take (Bloomberg)
• Visualizing 50 Years of Global Steel Production (Visual Capitalist)
  

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