Une solution efficace pour réduire la consommation de carburant est de construire des véhicules plus légers.

Les industries métallurgiques européennes réalisent un chiffre d’affaires annuel de 227 milliards € et emploient plus d’un million de personnes. Les deux tiers environ de ce chiffre d’affaires proviennent du fer et de l’acier, et le reste de quelque 40 métaux non ferreux, principalement l’aluminium, le cuivre, le zinc, le plomb et le nickel.

Les matières premières et la consommation énergétique représentent 60 à 80% ou davantage encore du prix du métal vendu sur le marché. En 2003, l’Europe a importé 74% du minerai utilisé pour le cuivre, 76% pour le plomb, 80% pour l’aluminium et le zinc, 83% pour le fer et 86% pour le nickel. La forte demande des économies en croissance de pays comme la Chine et l’Inde fait grimper le prix des matières premières. Dans le même temps, les coûts énergétiques ont fortement augmenté en Europe au cours des trois dernières années. On utilise du charbon pour produire l’acier, du gaz naturel pour le cuivre et l’acier, et de l’électricité pour l’aluminium et le zinc.

L’émergence de la Chine
Mais c’est l’émergence des économies asiatiques qui a réellement ébranlé le marché. “Désormais, la Chine augmente chaque année sa production d’acier d’une part supérieure au volume de production de l’ensemble de l’industrie sidérurgique allemande”, remarque Christian Mari, d’Eurofer, la Confédération européenne des industries du fer et de l’acier. “Elle consomme plus d’acier que n’importe quel pays dans l’histoire.”

La Commission européenne a publié un rapport sur l’industrie métallurgique en août 2006(1). Dans la foulée d’une consultation publique sur l’impact des coûts de l’énergie et des matières premières pour la compétitivité du secteur, la Commission s’interroge à présent sur l’opportunité d’éventuels changements politiques.

“Il y a une différence entre le développement de l’industrie sidérurgique et le secteur des métaux non ferreux”, nuance Alberto Canevali, de la DG Entreprises et Industrie, à la Commission. “Avec les restructurations opérées dans les années 1980 et 1990, le secteur de l’acier européen est compétitif sur le marché mondial – du moins en ce qui concerne l’UE-15.” Les pays qui ont adhéré en 2004 ont cependant entamé leur restructuration plus tardivement, tandis que la Bulgarie et la Roumanie viennent juste de commencer.

La réponse est dans l’innovation
Le secteur sidérurgique répond à ces défis par l’innovation, avec notamment la Plateforme technologique européenne sur l’acier. L’intégration et la structure verticale de l’industrie sidérurgique, où les producteurs coopèrent étroitement avec leurs clients, lui permettent de répondre aux besoins des utilisateurs finaux bien plus aisément que ne le peuvent certaines industries des métaux non ferreux, où les PME occupent une place prépondérante. Il est plus difficile aussi, pour de petites entreprises, d’avoir accès au financement européen de la recherche. “Pour participer aux programmes-cadres, les entreprises doivent unir leurs efforts et soumettre des projets communs”, explique M. Canevali, “mais il n’est pas facile de trouver des partenaires potentiels, et souvent les ressources humaines et financières limitées posent un problème.” Dans ce dossier, nous parlerons de l’innovation dans l’industrie sidérurgique, des solutions retenues par le secteur de l’aluminium en réponse aux coûts élevés de l’énergie, et de l’importance du recyclage, surtout dans l’industrie des métaux non ferreux.

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Les entreprises sidérurgiques collaborent pour innover
La Plateforme technologique européenne sur l’acier (ESTEP) est une initiative de grande envergure dont le rôle est d’encourager l’innovation dans l’industrie sidérurgique. Lancée en 2003, elle associe tous les principaux producteurs d’acier en Europe, leurs clients et fournisseurs, des centres de recherche et d’autres parties intéressées. L’ESTEP soutient trois programmes de R&D industrielle susceptibles d’avoir un impact considérable sur la société, qui portent sur les nouvelles technologies de transformation, l’énergie et les ressources, et les nouvelles solutions intéressantes pour les utilisateurs finaux dans le domaine de l’acier.

L’une des actions les plus ambitieuses est le projet ULCOS (Ultra-low CO2 steelmaking), doté d’un budget de 55 millions €, qui vise à réduire de moitié les émissions de dioxyde de carbone de l’industrie d’ici 2050. “Au cours des 30 dernières années, les émissions de CO2 ont déjà été réduites de 50%, mais notre objectif est d’aller beaucoup plus loin”, dit Jean-Claude Charbonnier, secrétaire général de l’ESTEP. “Il est difficile de réduire les émissions dans les filières de production classiques de l’acier – le haut-fourneau et le four électrique à arc. Il nous faut donc développer de nouvelles technologies.”

De nouvelles façons d’obtenir du fer
Les pistes explorées vont de la récupération du dioxyde de carbone libéré par les hauts-fourneaux à la conception de méthodes d’extraction entièrement nouvelles. Elles pourraient faire intervenir l’utilisation de gaz naturel ou d’hydrogène comme agents réducteurs pour extraire le métal du minerai, ou même des procédés électrolytiques comme ceux employés pour l’aluminium. Les économies d’énergie font aussi partie des priorités, et la simplification des méthodes de fabrication est une manière d’y parvenir. Le principe de la “coulée proche des dimensions finales” vise à obtenir des produits beaucoup plus ajustés par rapport à la taille et à la forme souhaitées par les clients, ce qui réduit la nécessité d’un long meulage. De nouveaux types d’aciers à hautes performances sont également développés pour les trois grands marchés de l’automobile, de l’énergie et de la construction. Des techniques innovantes de revêtement des tôles d’acier sont aussi étudiées.

“Un autre défi pour l’ESTEP est d’encourager la conservation des ressources et de réduire les déchets”, explique M. Charbonnier. “Nous avons par exemple des projets qui visent à transformer nos résidus en matériaux utiles pour d’autres industries. En même temps, nous mettons en place une approche intégrée, depuis la conception jusqu’au produit fini, pour éliminer l’empreinte écologique de la production sidérurgique. Nous voudrions développer de nouveaux modèles qui vont plus loin que l’évaluation classique du cycle de vie et étudier aussi l’impact des nouveaux matériaux sur la santé et la sécurité, par exemple.”

Un réseau de recherche
L’ESTEP peut compter sur un réseau de quelque 8 000 chercheurs mis en place dans le cadre de l’ancienne Communauté européenne du charbon et de l’acier (CECA) avant l’expiration du Traité en 2002. L’actif de la CECA a servi à créer un nouveau fonds de recherche du charbon et de l’acier, dont l’ESTEP peut aujourd’hui profiter, en plus du Septième programme- cadre et du financement provenant de l’industrie elle-même. “L’ESTEP a également une autre dimension”, commente Christian Mari, d’Eurofer. “Compte tenu de la structure d’âge de notre main-d’oeuvre, un grand nombre de salariés du secteur prendront leur retraite dans les prochaines années. La question qui se pose est donc de savoir comment notre industrie va remplacer ces personnes dans les emplois à pourvoir ? Comment pouvons-nous appréhender les nouvelles compétences qui seront nécessaires et collaborer avec les universités et les centres de formation pour que le personnel engagé ait les qualifications requises ?”

Secteur de l’aluminium: des coûts énergétiques élevés
Les coûts élevés de l’électricité ont particulièrement affecté le secteur de l’aluminium, qui recourt à un procédé électrolytique pour extraire le métal du minerai. Pour les entreprises, les difficultés ont commencé à partir de 2003. Alessandro Profili, directeur des affaires européennes d’Alcoa Europe, met en cause la libéralisation avortée du marché énergétique européen. “Les débuts du processus de libéralisation étaient très prometteurs. Dans un premier temps, on a vu se mettre en place une concurrence nouvelle, couplée avec des investissements, mais par la suite, les investissements ont cessé et, faute de nouveaux acteurs sur le marché, une forte consolidation s’est opérée. Aujourd’hui, il y a de moins en moins de producteurs d’électricité. Dans certains pays, on peut parler d’un monopole de fait.”
Les coûts de l’électricité en Europe sont à présent deux fois plus élevés que dans certaines autres régions du monde, ce qui incite les producteurs à chercher d’autres endroits pour y implanter leurs fonderies. Certains experts estiment que la plupart des fonderies de l’Union fermeront leurs portes dans les 10 à 15 prochaines années si l’on ne parvient pas à réduire les coûts.

Efficacité énergétique
L’un des objectifs des récentes propositions de politique énergétique européenne était de secouer le marché de l’énergie pour stimuler la concurrence et faire baisser les prix(2). En attendant, il n’y a pas grand-chose que les producteurs d’aluminium puissent faire pour réduire leurs coûts, car les possibilités qui s’offrent à eux pour diminuer leur consommation énergétique sont peu nombreuses. Le procédé utilisé pour extraire l’aluminium métallique est vieux de plus de 100 ans et a déjà été fortement amélioré. “Il y a 50 ans à peine, nous consommions 50 kilowattheures pour fabriquer un kilo d’aluminium et nous en sommes à présent à 15 kilowattheures”, précise M. Profili. “Nous avons apporté au procédé un degré d’efficacité énergétique extraordinaire.” L’industrie a aussi progressé à grands pas pour ce qui est de limiter les émissions de gaz à effet de serre. Les émissions d’hydrofluorocarbures qui dérivent du procédé électrolytique ont été réduites de 90% depuis 1990.

Chaîne d’approvisionnement
L’industrie de l’aluminium se distingue des autres secteurs des métaux non ferreux en ce qu’elle conserve une chaîne d’approvisionnement en Europe comparable à celle de la sidérurgie. C’est ce qui a permis aux producteurs de collaborer étroitement avec leurs clients afin d’introduire des produits innovants, notamment pour l’industrie automobile, les chemins de fer, l’aérospatiale et les constructions navales. Cette relation serait menacée si les coûts économiques contraignaient les producteurs à délocaliser leurs activités en dehors d’Europe. “Sans la proximité avec les clients, il est très difficile de les aider à innover et créer de nouvelles applications”, remarque M. Profili. “Il ne suffit pas de faire venir le métal d’ailleurs. C’est notre grand problème. Nous devons maintenir toute la chaîne d’approvisionnement ici en Europe pour être près de nos clients et les aider à innover.”

De précieux déchets
Ce n’est peut-être pas très exaltant, mais les déchets constituent une matière première importante pour la métallurgie européenne, surtout dans le secteur non ferreux. Des métaux comme l’aluminium, le cuivre, le zinc, le plomb et le nickel ont une valeur intrinsèque, et le recyclage des déchets consomme beaucoup moins d’énergie que l’extraction à partir du minerai. “Dès l’Âge de Bronze, on trouve des traces de recyclage”, dit Ross Bartley d’EUROMETREC, la Fédération européenne de la récupération et du recyclage des métaux non ferreux. “Il fallait beaucoup d’efforts pour extraire le métal du minerai, donc ça valait la peine de le recycler, même à l’époque. Depuis lors, les métaux ont toujours été recyclés.”

Recyclage systématique
Bien que la proportion varie selon les différents métaux, environ 50% du métal sur le marché a été recyclé à partir de déchets. Dans de nombreuses industries, comme l’aviation, le recyclage est systématique. Cela réduit la dépendance de l’Europe envers le minerai d’importation et c’est aussi une façon d’économiser l’énergie. Mais la demande croissante de la Chine et de l’Inde a fait grimper les prix et, depuis 2000, les exportations de déchets métalliques de l’Union ont dépassé les importations.

Il s’agit d’une source de matière première d’une telle importance que plus de 90% du métal finit par être recyclé en vue d’une réutilisation, et le processus peut se poursuivre indéfiniment. Mais qu’en est-il du faible pourcentage restant ? La hausse des prix des déchets métalliques encourage la récupération, mais le problème vient des cas où le coût du recyclage avoisine le bénéfice économique escompté. Certains biens de consommation, comme les téléphones mobiles, contiennent quantité de matériaux différents à côté du précieux métal, et la séparation des divers éléments relève du défi technologique, surtout si l’opération doit demeurer rentable.

Technologies de tri
“Il existe des systèmes pour séparer automatiquement les parties métalliques et non métalliques, et trier les métaux entre eux”, explique M. Bartley. “D’importantes recherches ont été menées au cours de la dernière décennie sur des systèmes capables de séparer des matériaux selon leur couleur, leur densité ou leurs propriétés magnétiques et paramagnétiques. L’industrie continue à investir dans de nouvelles technologies de séparation.” La législation, comme la Directive européenne relative aux déchets d’équipements électriques et électroniques(3), peut servir d’aiguillon à l’innovation en matière de technologies de recyclage, mais d’autres dispositions peuvent faire obstacle à leur exploitation commerciale. “Il existe des textes de lois qui interdisent la fourniture de ferraille aux installations métallurgiques dans certaines parties du monde”, remarque M. Bartley. “La législation concerne les métaux après traitement qui sont qualifiés de déchets plutôt que de matière première secondaire.” La Commission étudie les moyens de surmonter ces obstacles.

(1) http://ec.europa.eu/enterprise/steel/
comm_sec_2006_1069_1_en_document_travail.pdf
(2) http://ec.europa.eu/energy/energy_policy/index_en.htm
(3) http://ec.europa.eu/environment/waste/weee_index.htm
(4) Voir “Ouvrir la route aux voitures propres”, Innovation européenne, mars 2006.

Des voitures plus légèrespour réduire les émissions L’industrie métallurgique aura un rôle central à jouer dans les efforts de la Commission européenne pour réduire les émissions de dioxyde de carbone des automobiles(*). Un accord volontaire avec les constructeurs pour réduire les émissions des nouvelles voitures de 120 grammes par kilomètre en moyenne d’ici 2012 n’a pas apporté les améliorations escomptées dans les délais prévus. La Commission a annoncé en janvier la publication d’un texte législatif en 2007. La construction de véhicules plus légers permet de réduire la consommation. L’aluminium, par exemple, partage bon nombre des propriétés structurelles de l’acier, mais son poids est trois fois moindre. Sans aluminium, les voitures seraient nettement plus lourdes qu’elles ne sont aujourd’hui, explique Alessandro Profili, d’Alcoa Europe. “Des systèmes comme la direction assistée, les vitres électriques, les sièges électriques et l’air conditionné ont ajouté beaucoup de poids. La seule solution pour compenser a été d’alléger d’autres éléments. Ainsi, les blocs moteurs, essence ou diesel, sont aujourd’hui essentiellement ‘tout aluminium’. Ce seul changement a permis un allègement de 50 à 100 kilos.” De leur côté, les sidérurgistes ne rendent pas les armes sans combattre. L’un des objectifs de l’ESTEP est de proposer aux constructeurs automobiles toute une gamme d’aciers plus légers. “Nous mettons au point de nouveaux aciers à haute résistance pour réduire le poids des voitures”, dit Jean-Claude Charbonnier, de l’ESTEP. “Ces 15 dernières années, nous avons allégé les voitures d’environ 20-25%. À présent, nous voudrions aller plus loin et, pour ce faire, nous devons développer de nouvelles compositions d’acier au moyen de nouvelles filières métallurgiques. Il pourrait être possible, aussi, de combiner l’acier avec d’autres matériaux. Ce dont nous avons besoin, ce sont de nouvelles idées et des innovations.” (*) Voir “Ouvrir la route aux voitures propres”, Innovation européenne, mars 2006.