Se passer de métaux...

[invite765732342432]

Bonjour à tous,
Une idée me trotte dans la tête depuis quelques temps: non seulement les stocks d'hydrocarbures ne sont pas infinis, mais ceux de métaux non plus (ça, c'est pas une découverte )
Autant les premiers sont souvent "à la une", autant les seconds font relativement peu parler d'eux.

A l'heure actuelle, nous avons tous des dizaines/centaines d'objets autour de nous en métal ou en contenant une quantité importante. Par ex: couverts, conserves, meubles, véhicules, ordinateurs etc...
Or, dans pas mal de cas le métal n'a aucune nécessité...

J'aurais aimé votre aide pour lister les objets où le métal est absolument indispensable et ceux où le remplacement du métal est faisable mais actuellement trop cher.
Dans un second temps, on pourrait essayer de chiffrer ce que ça représente comme production (enfin, là, ça va être galère)

Je commence sous forme de questions:
- tout ce qui est conduction électrique et informatique (au sens large) nécessite-t-il des métaux ?
- la visserie (vis, clous, rivets, etc) nécessite-t-elle le métal ou existe-t-il des remplaçants ?
- la construction d'immeuble utilise pas mal de métal (structure, béton armé, etc), je ne crois pas qu'on dispose d'un autre moyen pour faire une structure légère et solide)
- les moteurs à explosion pourraient-ils être faits d'une autre matière ?
- les canalisations coûteraient-elles trop chère (en prix et en maintenance) si elles étaient en PVC ou assimilé ?

Voilà, j'espère que vous serez intéressés par ce sujet
Et merci d'avance pour votre participation !
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[SK69202]

Bonjour.

Un point crucial à ne pas oublier, la majorité des produits de remplacement nécessite du métal pour être fabriqué, exemple les moules pour matière plastique, les machines outils pour fabriquer des produits de remplacement sont en acier.

Le métal se recycle très bien, faut juste de l'énergie pour.....

@+

[polo974]

Bonjour à tous,
...
J'aurais aimé votre aide pour lister les objets où le métal est absolument indispensable et ceux où le remplacement du métal est faisable mais actuellement trop cher.
...
Et merci d'avance pour votre participation !

Tu as oublié la catégorie "le remplacement du métal est faisable et pas plus cher"... (exemples: le boitier d'une montre (, pièces de monnaie ?))

Mais comme l'a indiqué SK69202, le métal est recyclable, et ce n'est pas trop du coté du fer et de l'alu qu'il risque d'y avoir pénurie...
Un article: http://www.eco-info.org/spip.php?article197 (c'est bizarre, où ils mettent le graphite...)

[Saint-Sandouz]

Dans bien des cas les substituts des métaux sont à base de dérivés du pétrole, comme les plastiques, les résines, etc., et/ou nécessitent plus d’énergie pour être produits que les métaux, comme les fibres de carbone ou les céramiques. Ils sont par conséquent plus chers et les métaux seront dans l’ensemble épuisés après le pétrole. Contrairement au pétrole et à bien des matériaux nouveaux les métaux sont recyclables à l’infini.

Il me semble que pour encore longtemps beaucoup de matériaux nouveaux, comme les fibres de carbone, resteront réservés à des applications où le cout de fabrication importe peu par rapport aux couts d’utilisation, comme dans l’aviation, ou par rapport aux performances attendues, comme dans la F1 ou le matériel militaire. Mais dans l’automobile, hormis les supercar, on en restera à l’acier et marginalement à l’aluminium.

Pour les conducteurs électriques et beaucoup d’autres applications, le problème est sensiblement le même : les éventuels matériaux nouveaux resteront réservés à des applications critiques.

Pour les clous et autres, ce sera plutôt des techniques de collage ou de soudure, car je ne vois pas bien des vis en fibre de carbone.

Pour le BTP j’ai vu des concepts de construction d’immeubles géants en fibre de carbone mais ça me parait relever du rêve éveillé. En terme de rapport performances/couts le béton et l’acier resteront imbattables pour longtemps.

Pour résister aux contraintes des moteurs à explosion je ne crois pas qu’on envisage de substitut aux métaux, hormis des céramiques ici ou là, même en F1. Dans les turboréacteurs et les moteurs fusée on utilise des céramiques pour les parties les plus chaudes.

Le PVC est employé dans les canalisations où il n’y a pas de trop de contraintes, de pression en particulier. Sinon le polyéthylène réticulé est pas mal employé mais il est plus cher.

On va rester scotché à l’acier et à l’alu pour pas mal de temps encore.

ND

[A voir en vidéo sur Futura]

[GillesH38a]

Tout comme les hydrocarbures, les métaux ne disparaîtront pas de la surface de la Terre. En revanche ils seront de moins en moins accessibles, et les minerais de plus en plus pauvres.
Le recyclage n'est qu'une solution temporaire, parce qu'il n'est jamais à 100 % : si on recycle une fraction f de chaque génération, on prolonge la vie de 1+f+f^2 +... = 1/(1-f). Ca peut être notable si f s'approche de 1, mais pas infini. L'épuisement des ressources pas chères est quasiment certain.

mais comme je disais, ils ne disparaîtront pas. Plutot que de dire "on n'aura plus de ...", il vaudrait mieux dire "les conditions d'extraction ne permettront plus économiquement d'en produire plus de X ..." et X(t) a toutes les chances de devenir à un moment une fonction décroissante du temps. Aussi bien pour les ressources minières qu'énergétiques, les deux étant d'ailleurs liées (il est possible que ce soit le charbon qui fasse défaut avant le minerai de fer ! ). Probablement d'ailleurs, ça n'apparaîtra jamais comme un "manque", seulement comme une tension sur les prix. Mais la tension se propageant à toutes les ressources , provoquera finalement des récessions diminuant la demande, et la production diminuera de concert. Les "alternatives" seront probablement de toutes façons plus chères aussi, donc ne régleront pas le problème. Si le coût de production des alternatives (comme la fibre de carbone, tirée .. du pétrole), augmente tout autant, la substitution ne se fera jamais, ce seront les besoins qui baisseront de façon générale.


(pour ma part je suis convaincu qu'on sous-estime le rôle des dépletions, en particulier pétrolière, dans la crise actuelle, qui semble multiforme et systémique. Je sais que beaucoup ne partagent pas cet avis, mais je pense que la crise qui apparait comme un manque général de croissance, qui est typiquement ce qu'on peut attendre des conséquences d'une dépletion.)

[invite765732342432]

Merci pour toutes ces réponses

Un point crucial à ne pas oublier, la majorité des produits de remplacement nécessite du métal pour être fabriqué, exemple les moules pour matière plastique, les machines outils pour fabriquer des produits de remplacement sont en acier.

Effectivement, c'est un point capital. Et aussi un des points que je voulais aborder:
- les machines industrielles représentent-elles une masse importante de métal par rapport à tout ce qui est utilisé ? Je pense que non, mais sans savoir le chiffrer
- pour les moules et l'usinage de plastique, je pense que le métal ne s'impose pas (d'autant que j'ai un doute sur l'usage du métal en tant que moule: est-ce que ça ne se dilate pas trop à la chaleur ?

Tu as oublié la catégorie "le remplacement du métal est faisable et pas plus cher"...

Non, non, pas oublié, c'est simplement que cette catégorie est tellement vaste qu'il vaut mieux s'intéresser aux catégories complémentaires

Dans bien des cas les substituts des métaux sont à base de dérivés du pétrole, comme les plastiques, les résines, etc., et/ou nécessitent plus d’énergie pour être produits que les métaux, comme les fibres de carbone ou les céramiques. Ils sont par conséquent plus chers et les métaux seront dans l’ensemble épuisés après le pétrole.

Pas trop d'accord: les plastiques n'ont pas besoin de pétrole. La matière organique (sous réserve d'avoir de l'énergie) se convertit aussi bien e plastique que le pétrole.
Pour le reste, merci pour les infos. Effectivement, les fibres de carbone font partie des matériaux que j'envisageais, et je ne me doutais pas qu'on envisage leur utilisation en construction !

(pour ma part je suis convaincu qu'on sous-estime le rôle des dépletions, en particulier pétrolière, dans la crise actuelle, qui semble multiforme et systémique. Je sais que beaucoup ne partagent pas cet avis, mais je pense que la crise qui apparait comme un manque général de croissance, qui est typiquement ce qu'on peut attendre des conséquences d'une dépletion.)

C'est effectivement grâce à tes interventions que j'en étais venu à me poser cette question.

Le métal se recycle très bien, faut juste de l'énergie pour.....(...)
Mais comme l'a indiqué SK69202, le métal est recyclable, et ce n'est pas trop du coté du fer et de l'alu qu'il risque d'y avoir pénurie... (...)
Contrairement au pétrole et à bien des matériaux nouveaux les métaux sont recyclables à l’infini.

On est d'accord que le recyclage est très bon, mais il me semble que seul l'aluminium offre la possibilité d'un recyclage à 100%
(Cela dit, je me place plus dans l'optique "est-ce faisable" que "est-ce que ce sera fait")

Pour en revenir à la question, il semblerait donc qu'on ait des remplaçants dans pas mal de cas...
Nicolas Daum a même parlé de remplaçants pour la conduction électrique, quelqu'un a davantage d'infos ?

[GillesH38a]

Merci pour toutes ces réponses

Effectivement, c'est un point capital. Et aussi un des points que je voulais aborder:
- les machines industrielles représentent-elles une masse importante de métal par rapport à tout ce qui est utilisé ? Je pense que non, mais sans savoir le chiffrer

je pense que la plus grosse part passe dans les "gros" appareils, construction navale, automobile, batiment.

Pour en revenir à la question, il semblerait donc qu'on ait des remplaçants dans pas mal de cas...
Nicolas Daum a même parlé de remplaçants pour la conduction électrique, quelqu'un a davantage d'infos ?

comme pour l'énergie, il faut savoir ce qu'on appelle "avoir des remplaçants". On peut avoir des substituts techniquement corrects, mais bien trop chers. Pire, le coût est calculé comme celui actuel, mais ils sont fabriqués actuellement par des procédés utilisant massivement des métaux, sources d'énergies, plastiques, énergie, etc ... eux même bon marchés car fabriqués de manière conventionnelle. Le fait de devoir substituer ces matériaux par d'autres plus chers influence donc en boucle, de manière non linéaire, le coût des procédés de substitution. Le chiffrage est difficile à faire, mais on pourrait finalement aboutir à des facteurs de l'ordre de 10 des surcoûts (par exemple personne ne sait construire d'éolienne sans béton armé, métal, ou fibre de carbone).

[Amanuensis]

On est d'accord que le recyclage est très bon, mais il me semble que seul l'aluminium offre la possibilité d'un recyclage à 100%

?? Je ne vois pas ce que l'aluminium a de particulier pour cela (1). Par contre, comme c'est le métal le plus courant sur Terre, c'est celui pour lequel la pénurie est "équivalente" à celle de l'énergie (sans oublier la question du réducteur, qu'on peut voir ou non comme lié à l'énergie).

(1) Il est plus difficile à trier que les métaux ferreux, par exemple. Et son oxyde est plus difficile à réduire que ceux du fer par exemple.

[GillesH38a]

?? Je ne vois pas ce que l'aluminium a de particulier pour cela (1). Par contre, comme c'est le métal le plus courant sur Terre, c'est celui pour lequel la pénurie est "équivalente" à celle de l'énergie (sans oublier la question du réducteur, qu'on peut voir ou non comme lié à l'énergie).

(1) Il est plus difficile à trier que les métaux ferreux, par exemple. Et son oxyde est plus difficile à réduire que ceux du fer par exemple.

c'est juste qu'il s'oxyde beaucoup moins parce que l'alumine forme un film très mince étanche, (en fait tous les objets en alu sont naturellement protégés par ce film), alors que la rouille attaque le fer en profondeur. Donc il suffit de fondre l'alu pour le recycler, alors que les ferrailles rouillées doivent être retraitées dans des convertisseurs.

[Amanuensis]

c'est juste qu'il s'oxyde beaucoup moins parce que l'alumine forme un film très mince étanche, (en fait tous les objets en alu sont naturellement protégés par ce film), alors que la rouille attaque le fer en profondeur. Donc il suffit de fondre l'alu pour le recycler, alors que les ferrailles rouillées doivent être retraitées dans des convertisseurs.

ok................

[Saint-Sandouz]

Pas trop d'accord: les plastiques n'ont pas besoin de pétrole. La matière organique (sous réserve d'avoir de l'énergie) se convertit aussi bien e plastique que le pétrole.

À ma connaissance ce n’est pas passé vraiment au stade industriel.

Pour le reste, merci pour les infos. Effectivement, les fibres de carbone font partie des matériaux que j'envisageais, et je ne me doutais pas qu'on envisage leur utilisation en construction !

Ça relève encore de la SF.

On est d'accord que le recyclage est très bon, mais il me semble que seul l'aluminium offre la possibilité d'un recyclage à 100%

Quand on parle de recyclage à 100% il s’agit évidemment de la quantité de métal qui a été récupéré. Il y en a une quantité énorme qui est perdue de toute façon en amont du recyclage. C’est vrai pour tous les métaux.

c'est juste qu'il s'oxyde beaucoup moins parce que l'alumine forme un film très mince étanche, (en fait tous les objets en alu sont naturellement protégés par ce film), alors que la rouille attaque le fer en profondeur. Donc il suffit de fondre l'alu pour le recycler, alors que les ferrailles rouillées doivent être retraitées dans des convertisseurs.

Je précise qu’en effet l’aluminium s’oxyde très bien mais que l’oxyde forme un film en surface qui, du fait qu’il a le même coefficient de dilatation que l’aluminium, forme une protection, contrairement à l’oxyde de fer dont le coefficient de dilatation est différent de celui du fer. Par conséquent, pour celui-ci, lorsqu’il y a des variations de température la rouille pèle mettant le métal non oxydé à nu et ça continue.

ND

[Moinsdewatt]

......
- pour les moules et l'usinage de plastique, je pense que le métal ne s'impose pas (d'autant que j'ai un doute sur l'usage du métal en tant que moule: est-ce que ça ne se dilate pas trop à la chaleur ?

...

TOUS les moules pour injection de plastique que j' ai vu dans mon boulot sont en métal.
Je ne connais pas d' alternative, méme en labo.

[arbanais83]

Désolé j'ai supprimé car doublon

[arbanais83]

Quand on parle de recyclage à 100% il s’agit évidemment de la quantité de métal qui a été récupéré. Il y en a une quantité énorme qui est perdue de toute façon en amont du recyclage. C’est vrai pour tous les métaux.

ND

Perdue pour l'instant oui.
Mais si le besoin s'en faisait vraiment sentir on sait quand même où trouver ces quantités perdues, la majeure partie étant quand même dans les décharges anciennes ou même encore en activité.
Bon pour les navires coulés au fond de l'océan le gisement est certes plus prometteur mais aussi plus difficile d'accès.
La teneur en métal au M3 d'une décharche doit quand même être supérieur à la teneur en métal d'un M3 de roche extraite d'une carrière du chili ou d'ailleurs mais c'est manifestement moins rentable à exploiter.