Epuisement d'une ressource vitale et durée de vie d'une civilisation

[sunyata]

Bonjour,

Supposons qu'une civilisation ait besoin de phosphate pour produire ses ressources alimentaires, et que les gisements connus de phosphate soient épuisés.
Il ne reste plus alors que le recyclage pour permettre à cette civilisation de se maintenir. Elle parvient à un taux de recyclage de 99%.

Le stock restant après épuisement des gisements et de Qo

On estime par ailleurs que si ce stock diminue de moitié, on atteint un seuil critique, si bien que cette société s'effondrera.

Quelle est l'espérance de vie de cette civilisation ? (toutes choses égales par ailleurs)

Cordialement
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[Liet Kynes]

Elle consomme combien/an par rapport à Qo ta société?

La notion de facteur limitant dans un système n'est pas nouvelle.. penches toi sur le problème de l'energie

[Kondelec]

Bonjour

C'est assez facile à modéliser, mais il manque une donnée temporelle

[sunyata]

Elle consomme combien/an par rapport à Qo ta société?

En recyclant le stock Qo de phosphate en circulation, et il se trouve que le taux de recyclage est de 99%.
Ce stock circule et sur l'année, 99% de ce stock est recyclé. Comme le recyclage n'est pas total, la deuxième année le stock en circulation a diminué de 1%.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sunyata]

C'est un taux de recyclage de 99% par période de référence et cette période est 1 année.

[Kondelec]

Donc dans ce cas on tombe en dessous de 50% du stock initial au bout de 77 ans

[sunyata]

Donc dans ce cas on tombe en dessous de 50% du stock initial au bout de 77 ans

Oui c'est le bon ordre de grandeur ! Je trouve ln(0,5)/ln(0,99) ce qui donne 69 ans.
Si on se fonde sur la consommation actuelle, le stock disponible permettrait à notre civilisation industrielle de durer environ 500 ans. (sans effort notable de recyclage)

Mais nous pouvons constater qu'un recyclage de 99% d'un stock fini ajoute 69 ans de vie au système.

Résultat contre-intuitif ne trouvez-vous pas ?

[sunyata]

Terres rares :

• La demande croissante, notamment pour les véhicules électriques et les technologies vertes, pourrait épuiser certaines réserves en 20 à 30 ans si les taux d'extraction et de consommation actuels se maintiennent.

Lithium :

• Les estimations varient, mais les réserves prouvées pourraient durer entre 30 et 50 ans. Cependant, des augmentations de la demande et des améliorations dans l'extraction pourraient modifier cette estimation.

Cobalt :
[*]Avec une demande croissante, notamment pour les batteries, les réserves connues pourraient être épuisées en 20 à 30 ans. La situation en RDC, principal fournisseur, ajoute une incertitude.

Nickel :
[*]Les réserves de haute qualité (sulfure) pourraient durer environ 40 à 50 ans, mais les ressources de moindre qualité (latérites) pourraient prolonger l'approvisionnement total au-delà de 100 ans.

Cuivre :

Les réserves connues pourraient durer environ 40 à 60 ans, mais les gisements de haute qualité deviennent de plus en plus rares, ce qui pourrait augmenter les coûts d'extraction et réduire la durée des réserves.
Concernant les taux de recyclage :
Taux de Recyclage des Ressources Clés

:Le taux de recyclage des terres rares est très faible, généralement inférieur à 1%. Les défis techniques et économiques rendent le recyclage de ces éléments difficile et coûteux
Le taux de recyclage du lithium est également bas, autour de 1%. La majorité des batteries lithium-ion ne sont pas recyclées de manière efficace en raison des coûts élevés et des défis technologiques
Le taux de recyclage du cobalt est plus élevé que celui du lithium et des terres rares, atteignant environ 32%. Le cobalt est récupéré principalement à partir des batteries usagées
Le taux de recyclage du nickel est relativement élevé, autour de 68%. Le nickel est largement récupéré à partir des produits en fin de vie, notamment les batteries et les aciers inoxydables
:Le taux de recyclage du cuivre est l'un des plus élevés parmi les métaux, atteignant environ 50%. Le cuivre est récupéré de manière efficace à partir des déchets électroniques et des infrastructures en fin de vie
Conclusion

Les taux de recyclage varient considérablement entre les différentes ressources. Tandis que le cuivre et le nickel bénéficient de taux de recyclage relativement élevés, le lithium et les terres rares sont encore très peu recyclés. Le cobalt se situe entre les deux extrêmes. L'amélioration des technologies de recyclage et l'augmentation des investissements dans ce domaine sont essentielles pour prolonger la durée de vie des réserves existantes et réduire la dépendance à l'extraction minière.

Sources : Chatgpt et Perplexity pour les taux de recyclage.

Et c'est là que cela devient intéressant, car le petit calcul précédent montre que des taux de recyclage de 50 % sont dérisoires, dans le problème précédent, la durée de vie du système augmenterait d'1 ans.

Donc pour une économie durable fondée sur la voiture électrique : On est sur une durée de vie des gisements de 30 à 50 ans avec un taux de recyclage de 1 % !

Je ne sais pas ce que vous en pensez, mais je trouve que cela fait froid dans le dos non ?

[SK69202]

Le seule épuisement de ressource qui a mis fin aux civilisations, c'est l'eau pour l'agriculture.
Tant qu'on disposera d'énergie pour la transporter, la "civilisation" continuera.

Les plus anciens d'ici ont connu un monde sans électricité, ont ils changé de Civilisation ?

L'épuisement des "ressources vitales" ne concerne que le mode de vie, pas la civilisation.

[Kondelec]

Je ne suis pas de cet avis, nous avons su vivre sans électricité, et même sans vêtements, en jetant des pierres sur les bestioles qui passaient à portée et en les mangeant crues, parce que l'être humain y était entrainé, et que la population était faible et les ressources importantes.
Si nous n'avons par exemple plus de carburant peu importe l'eau présente, la population mondiale sera décimée en très grande partie.

[agitateur]

la population mondiale sera décimée en très grande partie.

Mais ça n'est pas une fin de civilisation.

[sunyata]

Mais ça n'est pas une fin de civilisation.

Lorsqu'on dit qu'une civilisation a pris fin, cela signifie généralement la disparition ou l'effondrement de ses structures sociales, culturelles, économiques, et politiques. Il ne s'agit pas simplement de la disparition physique des individus, mais plutôt de la fin des systèmes et des institutions qui caractérisaient cette civilisation.

[Liet Kynes]

Les plus anciens d'ici ont connu un monde sans électricité, ont ils changé de Civilisation ?

Je ne pense pas , la fée élecricité est présente depuis plus d'un siècle en France.

[Kondelec]

L’électricité n'était pas présente dans tous les foyers pour autant, mais à l'époque très peu d'appareil en dépendait.
Faisait un parallèle avec un élevage de poulet : Ils ont su vivre dans la nature depuis l'époque des dinosaures, mais a votre avis combien de temps pourraient ils tenir sans électricité dans un élevage industriel en plein été ? Je dirais pas plus d'une journée, avec un taux de survie proche de 0%

[SK69202]

L'électrification de la France, c'est après la guerre deuxième du nom, en parallèle avec celle du réseau ferré. (Comme la 5G aujourd'hui présente en France mais pas là d'où j'écris.)
Sans électricité le poulet, c'était le dimanche, pas 24/24 en nuggets dans un étui en carton.

Lorsqu'on dit qu'une civilisation a pris fin, cela signifie généralement la disparition ou l'effondrement de ses structures sociales, culturelles, économiques, et politiques

Genre période actuelle, 4 août 1789, où lors d'un vieux baptême à Reims ?

[JPL]

L'électrification de la France, c'est après la guerre deuxième du nom

Pour un certain nombre de localités isolées, parce que dans les villes importantes c’était bien avant.

[polo974]

À propos de l'électrification :

En 1919, sur les 38 014 communes que compte la France métropolitaine, 7 500 seulement sont raccordées à l’électricité, soit environ 20 %, celles-ci comprenant d’ailleurs toutes les villes [31]. Au 1er janvier 1941, 36 899 communes, soit 97 % de la population, sont desservies.

https://www.cairn.info/revue-histoir...1-page-193.htm


Bon, ok, la Bretagne était en retard... (il y a un carte de 1946)
Sans parler des écarts (problème éternel).

[Liet Kynes]

L'électrification de la France, c'est après la guerre deuxième du nom, en parallèle avec celle du réseau ferré. (Comme la 5G aujourd'hui présente en France mais pas là d'où j'écris.)
Sans électricité le poulet, c'était le dimanche, pas 24/24 en nuggets dans un étui en carton.

Tu parlais de connaître un monde sans électricité, naître et vivre dans un endroit non électrifié est encore possible aujourd'hui pour autant il ne s'agit pas d'un monde sans électricité sauf à ce que le monde se résume à l'endroit non éléctifié pour ses habitants: https://fr.wikipedia.org/wiki/Sentinelles_(peuple)

[sunyata]

Pour que le recyclage puisse jouer un rôle dans un modèle d'économie durable, il faudrait qu'il atteigne une valeur proche de 100%, tout en sachant que le 100% est une asymptote, et que pour
s'en rapprocher il faut dissiper toujours plus d'énergie.

Sous cette vidéo traitant du recyclage de batteries "Lithium- ion" on peut lire en commentaire :

Ce nouveau procédé basé sur l’hydrométallurgie permet de récupérer jusqu’à 95 % des constituants des batteries et de les purifier à un grade qui permettra leur réutilisation l’infini.

Phrase qui affirme une chose : On sait recycler à 95 % et son contraire : "Permettra leur réutilisation à l'infini"....

Avec un taux de recyclage de 95 %, en cas d'épuisement des gisements, ce recyclage permettrait tout au plus au modèle de mobilité de prolonger son existence de 13 ans avant que le stock de lithium ne soit réduit de moitié.

Donc je pense qu'on se berce d'illusions en pensant que le recyclage pourrait permettre une exploitation d'un procédé ad-vitam aeternam.

En ce sens l'existence de la voiture électrique mue par des batteries au Lithium me semble compromise sur le long terme.

[Kondelec]

Pour que le recyclage puisse jouer un rôle dans un modèle d'économie durable, il faudrait qu'il atteigne une valeur proche de 100%, tout en sachant que le 100% est une asymptote, et que pour
s'en rapprocher il faut dissiper toujours plus d'énergie.

Sous cette vidéo traitant du recyclage de batteries "Lithium- ion" on peut lire en commentaire :



Phrase qui affirme une chose : On sait recycler à 95 % et son contraire : "Permettra leur réutilisation à l'infini"....

Avec un taux de recyclage de 95 %, en cas d'épuisement des gisements, ce recyclage permettrait tout au plus au modèle de mobilité de prolonger son existence de 13 ans avant que le stock de lithium ne soit réduit de moitié.

Donc je pense qu'on se berce d'illusions en pensant que le recyclage pourrait permettre une exploitation d'un procédé ad-vitam aeternam.

En ce sens l'existence de la voiture électrique mue par des batteries au Lithium me semble compromise sur le long terme.

Je pense qu'il y a quelques points à clarifier concernant le recyclage du lithium et la façon dont cela affecte la quantité de lithium disponible au fil du temps.
Il est vrai que le taux de recyclage du lithium peut atteindre environ 95% dans les meilleures conditions. Cependant, cela ne signifie pas que 95% de tout le lithium en circulation est recyclé chaque année. En réalité, le lithium n'est recyclé qu'à la fin de la vie des batteries. De ce fait, tout le lithium contenu dans les batteries en service ne participe pas immédiatement au cycle de recyclage.

De plus le cycle de recyclage ne s'étend pas sur une base annuelle, mais plutôt sur la durée de vie des batteries, qui peut varier en fonction des applications (entre 5 et 15 ans en général pour les batteries de véhicules électriques, par exemple). Ainsi, le lithium contenu dans les batteries neuves ne sera pas disponible pour le recyclage avant la fin de la vie de ces batteries. Cela signifie que la majorité du lithium en circulation reste "en service" pendant plusieurs années avant de pouvoir être recyclé.

[MissJenny]

Oui c'est le bon ordre de grandeur ! Je trouve ln(0,5)/ln(0,99) ce qui donne 69 ans.
Si on se fonde sur la consommation actuelle, le stock disponible permettrait à notre civilisation industrielle de durer environ 500 ans. (sans effort notable de recyclage)

Mais nous pouvons constater qu'un recyclage de 99% d'un stock fini ajoute 69 ans de vie au système.

Résultat contre-intuitif ne trouvez-vous pas ?

ton calcul m'a l'air douteux.

[Kondelec]

Non le calcul est juste, ce sont les hypothèses initiales qui ne le sont pas

[sunyata]

.............................. ........supprimé

[sunyata]

Non le calcul est juste, ce sont les hypothèses initiales qui ne le sont pas

Vous avez raison les hypothèses étaient un peu simplistes, mais ces hypothèses donnent déjà un aperçu.

On peut être plus réaliste :

Supposons un pays comme la France avec 38,9 millions de véhicules électriques en circulation, le taux annuel moyen de mis au rebus des voitures en fin de vie est de 5%.

Supposons un taux de récupération du lithium dans le processus de recyclage de 70 % (différent du taux de recyclage).


Le parc automobile va donc perdre chaque année 1 945 000 véhicules, dont le lithium récupéré à 70% permettra de remettre en circulation 1 361 500 véhicules neufs.

Il y aura donc eu une érosion de 583 500 véhicules, soit 1,5 % . Ce qui correspond à un taux annuel de recyclage des voiture de 98,5 %

En reprenant l'hypothèse de départ des gisements de lithium épuisés, la durée de vie du parc automobile tournant sur le stock de lithium existant serait

de 46 ans.

Le problématique reste la même...

[Kondelec]

Pourquoi ne pas faire le calcul sur la base que j'ai donné plus haut ?

[sunyata]

Pourquoi ne pas faire le calcul sur la base que j'ai donné plus haut ?

J'ai pris comme hypothèse le taux de renouvellement actuel du parc automobile qui est d'environ 5%.

Mais quel serait ce taux pour un parce de voitures électriques constitué ?

Si tu as un calcul à proposer ?

[Kondelec]

Je t'ai donné les chiffres, les batteries durent environ 10 ans, et il faut prendre en compte le renouvellement progressif

[MissJenny]

Le problématique reste la même...

à mon avis non. Dans le cas des voitures tu as un taux de mise au rebut de 5%, donc la durée d'épuisement du stock de lithium de dépend pas du nombre de voitures initial. tu aurais pu faire le calcule avec un pays 10 fois plus petit et tu aurais trouvé le même chiffre de 46 ans. Mais dans le problème que tu présentais au début, il y a un stock initial mais la consommation annuelle de ce stock n'est pas proportionnelle à la valeur du stock. Elle est liée aux besoins, pas au stock.

[Kondelec]

L'approche est contestable, mais la conclusion reste tout de même assez pessimiste.
Actuellement nous avons une réserve économiquement exploitable d'environ 22 millions de tonnes.
En ce moment nous utilisons environ 100 000 tonnes par an, mais certaines prévisions suggèrent une consommation qui pourrait atteindre 2 millions de tonnes par an d'ici 2030.
Pour comparer la solution du recyclage il faudrait disposer de la consommation à la tonne en extraction, et celle pour le recyclage, ce sont les données vraiment importantes.

On peut faire un parallèle avec les jets fuel : Nous savons en faire depuis longtemps, mais pour 10 fois plus cher que le cout d'extraction et de raffinage des carburants fossiles, donc personne ne s'amuse à le faire, à part quelques start-up financées par des subventions. A long terme ce n'est pas viable.

[sunyata]

D'après cet article (24/11/2023)

50% du lithium devra être récupéré d’ici à 2027 et 80% d’ici à 2031.

On sera encore loin du concept d'économie circulaire