Alors que les gouvernements du monde entier s'efforcent de parvenir à des émissions nettes nulles dans les décennies à venir, la nécessité d'une approche encore plus concertée pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) est apparue très clairement dans le dernier rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), intitulé "La réduction des émissions de gaz à effet de serre". du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC).
Jusqu'à présent, les efforts se sont principalement concentrés sur la réduction des émissions liées à la manière dont nous produisons de l'énergie, par exemple en réduisant notre dépendance à l'égard des combustibles fossiles. Il n'y a rien d'étonnant à cela : la combustion de combustibles fossiles est de loin la plus grande source d'émissions de gaz à effet de serre. la plus grande source de loin la plus grande source d'émissions de GES provenant de l'activité humaine. En réponse à cette situation, les secteurs des énergies renouvelables (à l'exclusion de l'hydroélectricité) ont été multipliés par dix depuis les années 1990. Au cours des dix dernières années, les investissements dans les énergies renouvelables ont augmenté de 100 % pour atteindre 500 milliards de dollars par an.
Malgré ces progrès considérables, les projections montrent que les émissions de charbon devrait encore constituer la majeure partie de notre approvisionnement en énergie en 2040. C'est pourquoi les experts affirment que nous ne pouvons pas nous concentrer uniquement sur ce que l'on appelle la "transition énergétique", mais que nous devons également porter notre attention sur la "transition des matériaux". Pour les entreprises tournées vers le consommateur, la plus grande opportunité de réduire les émissions se trouve dans leur chaîne d'approvisionnement, où 80% de leurs émissions de GES. Dans le cadre de la transition vers les matériaux, nous devons trouver des moyens de réduire les émissions résultant de l'utilisation de matériaux dans la fabrication des produits.
Cadre de transition des matériaux
Entre 1970 et 2017, la masse totale des matériaux extraits de la terre a augmenté de près de 250%et le taux de croissance ne cesse de s'accélérer. La production de matériaux est à l'origine de plus de la moitié des émissions de GES de l'industrie. Cette ponction non durable sur les ressources de la planète a été aggravée par une culture de la commodité, de la satisfaction à court terme et de l'hyper-disponibilité - par exemple dans ce que l'on appelle la "fast fashion" (mode rapide).fast fashion'.
La transition des matériaux concerne la manière dont nous concevons de meilleurs matériaux dans les produits, en tenant compte des émissions produites lors de leur utilisation dans la fabrication, et des émissions liées à la performance du produit et à son élimination ou sa réutilisation. Le cadre de la transition des matériaux, tel qu'il a été défini par le Forum économique mondialse compose de trois piliers, ou points d'action, qui visent à repenser le paysage des matériaux sous tous les angles. Ces piliers sont les suivants
Efficacité induite par les matériaux
L'efficacité induite par les matériaux consiste à trouver des gains d'efficacité dans la chaîne de valeur d'un produit grâce aux types de matériaux que nous déployons. En utilisant des matériaux avancés plutôt que des matériaux conventionnels, les fabricants sont en mesure d'améliorer les performances d'un produit dans un certain nombre de domaines tels que le poids et la durabilité. L'utilisation de matériaux avancés permet d'allonger la durée de vie utile du produit et de réduire ses émissions. Par exemple, l'utilisation de polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC) dans les pales de rotor des éoliennes au lieu de l'acier permet d'alléger les pales de 30 %. 30% plus légères et donc une source d'énergie renouvelable plus efficace.
Substitution de matériaux
La substitution des matériaux consiste à remplacer les matériaux à forte intensité d'émissions par des substituts à plus faible intensité d'émissions. Ainsi, si l'efficacité induite par les émissions permet d'obtenir un produit qui fonctionne mieux et dure plus longtemps, la substitution permet d'obtenir un processus plus propre, c'est-à-dire de réduire les émissions qui résultent de la production. Le plus souvent, il s'agit d'utiliser des matériaux renouvelables, qu'il s'agisse de bambou au lieu du coton, ou de l l'acier vert au lieu de l'acier conventionnel dans les véhicules. Des études ont montré que certains des gains les plus importants en matière de substitution de matériaux se situent dans les bâtiments et les véhicules légers. Dans la pratique, la substitution de matériaux peut signifier le remplacement d'un matériau fortement émetteur de gaz à effet de serre, comme le ciment conventionnel, par du béton polymère. Le béton polymère est plus performant que le ciment traditionnel dans presque tous les domaines : il est 75 % plus léger et possède des propriétés thermiques et mécaniques supérieures. Par conséquent, le processus de production du ciment traditionnel produit beaucoup plus d'émissions de CO2.
La mode rapide est peut-être une étude de cas encore plus instructive pour le concept de substitution des matériaux. L'industrie de la mode draine d'énormes quantités de terres et de ressources en eau, en grande partie à cause des besoins de croissance de cultures comme le coton. Les émissions de CO2 de l'industrie de l'habillement devraient augmenter de 77 % entre 2015 et 2025. Les matériaux renouvelables tels que le chanvre, les algues, le bambou et même le caoutchouc pourraient réduire les émissions liées à la production et permettre de fabriquer des produits plus durables et plus facilement réutilisables en fin de vie.
Circularité
Le troisième pilier de la transition des matériaux consiste à améliorer la circularité des matériaux que nous utilisons. Il s'agit de réutiliser ou de recycler les matériaux pour en faire de nouveaux produits ou de nouvelles sources d'énergie, dans la mesure du possible. Cette démarche s'inscrit dans le cadre du concept plus large d'"économie circulaire". économie circulaire qui gagne du terrain dans la plupart des grandes économies, depuis la National Recycling Strategy des États-Unis à la stratégie de recyclage de l UE Plan d'économie circulaire de l'Union européenne.
La circularité peut également inclure le captage et le stockage/utilisation du carbone (CSC/CCU), dans lequel le CO2 capturé dans l'industrie est redéployé dans la fabrication de carburants, de produits chimiques et de matériaux de construction. La circularité du carbone pourrait contribuer à transformer en puits de carbone certains processus à forte intensité d'émissions, tels que les usines de valorisation énergétique des déchets. Pour revenir au cas des éoliennes, GE Renewable Energy et Veolia ont récemment mis au point un programme de recyclage des éoliennes usagées pour la fabrication de ciment. Ce projet devrait permettre une réduction de 27 % de réduction des émissions associées à la production.
Il convient de noter que la circularité des matériaux n'est pas seulement une option pour les économies développées, mais qu'il existe également des possibilités pour les économies émergentes. Par exemple, la récupération de matériaux à partir de produits recyclables mixtes de PET (polyéthylène téréphtalate) peut rapporter jusqu'à 315 dollars par tonne métrique. Un autre flux est la récupération des pneus usagés, qui peuvent être émiettés pour former un agrégat précieux utilisé dans les plates-formes routières. Un autre exemple est la fonte des déchets électroniques pour en extraire de l'or.
Défis et avantages
Les technologies et matériaux de substitution doivent être rendus évolutifs si l'on veut qu'ils remplacent les matériaux conventionnels dans l'industrie à des coûts réalistes. C'est également la pierre d'achoppement pour de nombreuses sources d'énergie prometteuses comme les biocarburants, ainsi que pour des matériaux durables comme les algues. Un autre défi plus abstrait consiste à modifier les modes de consommation. C'est très bien de construire des installations permettant de réutiliser ou de recycler les matériaux, mais cela nécessite un changement de comportement, voire de culture, au niveau du consommateur.
Cela pourrait également être considéré comme une opportunité et pourrait même mériter l'inclusion d'un quatrième pilier qui ne figure pas dans le cadre du WEFl'évolution des modes de consommation. Par exemple, il y a de grands avantages à réduire notre consommation grâce à des modèles de paiement à l'utilisation qui remplacent la propriété pure et simple. La volonté ou la prévoyance des entreprises à rechercher les opportunités de la transition des matériaux est également un défi. Moins de 20 % des 1 700 entreprises interrogées par le Sustainability Consortium identifient activement les possibilités de réduction des émissions dans leur chaîne d'approvisionnement.
Malgré ces défis, le principal avantage de la transition des matériaux, outre la réduction directe des émissions, est qu'elle donne un coup de pouce bien nécessaire à la transition énergétique en exigeant moins de jus pour produire les mêmes choses. En retour, cela rendra la transition énergétique mondiale plus douce et plus durable en soi. La création de nouveaux emplois et l'augmentation de l'activité économique grâce aux nouvelles technologies ont également des retombées sociales. Par exemple, les travailleurs des raffineries de carburant peuvent se consacrer à la production des produits chimiques primaires nécessaires à la fabrication de certains matériaux renouvelables avancés. L'amélioration de l'efficacité des bâtiments et la prolifération des énergies renouvelables dans toutes les communautés ont également des retombées positives sur le plan social. Parallèlement à la transition énergétique, la transition des matériaux constitue un élément essentiel de l'effort concerté recommandé par le GIEC pour lutter contre le changement climatique.
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