Le recyclage au service de la transition énergétique : Les infrastructures fossiles fournissent des matières premières pour la production d'énergie durable

Abandonner le pétrole et le gaz au profit du soleil, du vent et de l'eau : voilà ce qu'est la transition énergétique. Pour enrayer le réchauffement climatique, nous devons réorienter nos infrastructures énergétiques vers les sources renouvelables au cours des prochaines années. La construction à grande échelle de panneaux solaires et d’éoliennes nécessite notamment des minéraux et des métaux. Dans le même temps, les infrastructures fossiles existantes deviennent obsolètes. Serait-il donc possible de recycler certaines parties de notre ancien système énergétique pour en construire un nouveau ? C’est la question qu’ont étudiée des chercheurs de l’Empa du département « Technologie et société » dans le cadre d’une étude.

Leur étude s’est déroulée dans le cadre du projet européen «CircEUlar» et a été publiée dans la revue spécialisée «Nature Communications». Les chercheurs y ont analysé les stocks de 22 matériaux différents présents dans les mines de charbon, les plateformes pétrolières et gazières, les centrales à combustibles fossiles ainsi que les grands pipelines existants aujourd’hui. « Pour comprendre le potentiel de cette «mine urbaine», nous devons d’abord savoir quels matériaux s’y trouvent », explique Hauke Schlesier, chercheur à l’Empa et premier auteur de l’étude.

Deux matières premières se sont particulièrement démarquées : l’acier et le cuivre. Ces deux matériaux sont présents en grandes quantités dans les infrastructures fossiles – et sont indispensables à la transition énergétique. « Le cuivre est utilisé dans les transformateurs et les câbles, tandis que l’acier sert à la fabrication d’éléments structurels », explique Hauke Schlesier. Selon l’étude, le recyclage des infrastructures fossiles pourrait couvrir la totalité des besoins en acier et environ un tiers des besoins en cuivre pour la transition énergétique. Avec la mise hors service des infrastructures fossiles, ces flux de matériaux supplémentaires seraient disponibles pour le recyclage. D’après les calculs des chercheurs, les capacités des installations de recyclage mondiales seraient suffisantes pour récupérer le cuivre et l’acier nécessaires à la transition énergétique.

Plus économique et plus écologique

Mais le recyclage de l’acier et du cuivre issus des infrastructures fossiles est-il vraiment judicieux ? Les chercheurs répondent « oui » à cette question. Les processus de recyclage de ces deux métaux sont nettement plus respectueux de l’environnement que leur extraction primaire. « L'extraction de l'acier produit des scories, des particules fines et de grandes quantités de dioxyde de carbone, tandis que les mines de cuivre génèrent des déchets toxiques », dit Hauke Schlesier. Le recyclage, en revanche, nécessite avant tout de l'électricité : l'acier est fondu dans des fours électriques, tandis que le cuivre peut être récupéré par un processus électrochimique.

La réutilisation des stocks existants d'acier et de cuivre est très avantageuse d'un point de vue macroéconomique. Les chercheurs soulignent qu'il est intéressant de commencer le recyclage le plus tôt possible, car cela entraîne des coûts induits minimaux. En effet, l'extraction primaire des matières premières entraîne des dommages pour l'environnement et la santé, qui se traduisent par des coûts induits importants pour la société (ce que l'on appelle les coûts externalisés). « En recyclant l'acier et le cuivre issus des infrastructures fossiles, nous pourrions économiser entre quatre et onze mille milliards de dollars de coûts externalisés d'ici 2050 », explique Hauke Schlesier. Le recyclage lui-même n’est pas plus coûteux que l’extraction primaire de l’acier et du cuivre et est donc tout à fait compétitif. « De plus, cela permettrait d’éviter les émissions de jusqu’à deux milliards de tonnes d’équivalent CO₂. Cela correspond à environ 50 ans d’émissions de la Suisse », ajoute Hauke Schlesier.

Le principal défi pour le recyclage des matières premières précieuses issues des infrastructures fossiles réside dans le manque d’incitations. « Pour les entreprises publiques du secteur fossile, la réduction des coûts sociaux pourrait constituer une incitation à démanteler plus tôt les infrastructures fossiles. Ce n’est généralement pas le cas pour les groupes énergétiques privés », explique Hauke Schlesier. « Ceux-ci n’ont généralement aucun intérêt économique à minimiser les coûts externalisés. » La mise en place de mesures incitatives ciblées supplémentaires par l’État pourrait remédier à cette situation.

Avantages pour la transition énergétique

L’acier et le cuivre recyclés pourraient alors être utilisés dans le monde entier pour des installations solaires, des éoliennes, des lignes électriques ou des électrolyseurs destinés à la production d’hydrogène. « L’utilisation d’acier recyclé à la place de l’aluminium dans les systèmes de fixation des installations solaires est intéressante », indique chercheur de l'Empa Harald Desing, coauteur de l'étude. L’empreinte carbone des installations solaires pourrait ainsi être réduite d’environ un tiers. La quantité d’acier contenue dans l’infrastructure fossile suffirait à couvrir deux à cinq fois les besoins nécessaires pour atteindre les objectifs climatiques mondiaux en matière d’installations solaires.

L’acier et le cuivre recyclés pourraient également être utilisés dans les éoliennes. Cela permettrait également de réduire l’empreinte carbone des éoliennes d’environ un tiers. Si l’acier recyclé était utilisé exclusivement pour la construction d’éoliennes, cela permettrait de couvrir l’ensemble des besoins en acier nécessaires à la réalisation des objectifs climatiques jusqu’en 2050. « Une utilisation serait également envisageable dans les lignes électriques et les électrolyseurs pour la production d’hydrogène », dit Hauke Schlesier. « L’important est que les technologies énergétiques propres remplacent progressivement les infrastructures fossiles afin que l’acier et le cuivre qui y sont intégrés puissent être réutilisés. »

Vers le communiqué de presse

Littérature

H Schlesier, G Guillén-Gosálbez, H Desing: Recycling fossil infrastructure for cleaner energy transitions; Nature Communications (2026); doi: 10.1038/s41467-026-70777-6

« Earth Overshoot Day » 2026

Le « Earth Overshoot Day » marque le moment calculé de l’année où nous commençons à vivre au-delà des capacités écologiques de la planète. Cette année, il tombe le 30 juillet. Cette date représente un modèle de consommation d’énergie, d’utilisation des matières premières et de systèmes de production qui n’est pas encore compatible avec la neutralité climatique. Combler cet écart nécessite de l’innovation, un engagement à long terme et des approches dont les effets ne deviennent souvent visibles qu’avec le temps.

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« Beyond Zero », une unité située dans le bâtiment dédié à l’innovation NEST qui promeut des innovations prometteuses à faibles émissions de CO₂ et à bilan carbone négatif dans le secteur du bâtiment, et qui montre si et comment les bâtiments peuvent agir comme des puits de carbone.

Informations

Hauke Schlesier
Technologie et société
Tél. +41 58 765 73 43
hauke.schlesier@empa.ch

Dr Harald Desing
Technologie et société
Tél. +41 58 765 75 13
harald.desing@empa.ch