L’évolution de l’électronique obéit à deux tendances : toujours plus petit et toujours plus diversifié !
Or, l’ajout de nouvelles fonctionnalités multiplie le nombre de composants et de métaux requis.
Explications en vidéo :
Smartphone, une mine urbaine
Plus de
60 matériaux, sur les 103 éléments du tableau périodique de Mendeleïev,
entrent dans la composition d’un smartphone. Parmi eux, une grande majorité sont identifiés comme «
critiques » par l’Union européenne et comme «
stratégiques » par la France car elles n’en maîtrisent pas la production.
Les matières premières d'un smartphone © J.Perrodeau / Défis du CEA
Matériaux critiques - matériaux stratégiques
Un matériau est dit
critique quand la difficulté de son approvisionnement, sujet à des aléas, peut entraîner des impacts industriels ou économiques négatifs important. La Commission européenne en dresse tous les trois ans depuis 2011 une liste qui en compte aujourd’hui 45.
Un matériau est dit
stratégique lorsqu’il est indispensable à la politique économique, énergétique et à la Défense d’un pays. Le Comité pour les matériaux stratégiques (Comes) de la France en ajoute 13 à la liste européenne.
Souveraineté minérale
« La pénurie actuelle de semi-conducteurs illustre la dépendance de l’Europe à des fournisseurs étrangers. Aujourd’hui, c’est en Asie que sont conçus et fabriqués les processeurs, composants maîtres. Certes, l’Europe et la France disposent encore de compétences, par exemple sur les caméras (STMicroelectronics) ou les substrats des parties radiofréquence (Soitec). Il y a un fort enjeu de souveraineté technologique et industrielle »,
indique
Thomas Ernst, directeur scientifique du
CEA-Leti, institut à l’origine des premiers accéléromètres, micro-capteurs permettant à l’affichage de l’écran de s’adapter à sa position horizontale ou verticale.
Se pose dès lors la question de la
souveraineté minérale, tant les désormais
très nombreux métaux utilisés sont produits hors d’Europe. Une situation de «
criticité » que les scientifiques du CEA-Leti cherchent à pallier en
substituant certains métaux par d’autres, ou en
récupérant le maximum d’entre eux lors des différents procédés de microélectronique.
Et le recyclage ?
Les chercheurs y travaillent ! Mais, de l’avis de la directrice de recherche au CEA-Leti
Léa di Cioccio :
« Ces métaux sont extraits des composants sous une forme oxydée qui complique leur réutilisation pour la microélectronique. Par ailleurs, les composants sont tellement miniaturisés, intégrés et les métaux mélangés que leur récupération reste marginale ».
Des marges de manœuvre existent, avec des actions
prolongeant la durée de vie des dispositifs en évitant par exemple que les nouveaux logiciels soient incompatibles avec les versions antérieures.
Nombre de matériaux dans les téléphones
± 12 dans un téléphone fixe en 1950
± 30 dans un gros téléphone portable en 1990
± 60 dans un smartphone en 2010
Autres alternatives : la
réparabilité des smartphones ou la
deuxième vie des composants pour d’autres applications. Mais ces derniers doivent pouvoir être facilement extraits, ce qui suppose une
connectique plus grosse se répercutant sur la
taille du smartphone. Des entreprises européennes comme FairPhone ou Puzzle Phone se sont lancées dans cette aventure, sans grand succès commercial. Avant que cela ne devienne bientôt la
nouvelle tendance !
Plusieurs tours du monde pour fabriquer un smartphone
Conception : le plus souvent aux États-Unis.
Extraction et conditionnement des matériaux : par exemple, en part de la production mondiale* : Chine (86 % des terres rares lourdes et légères, 89 % du magnésium, 80 % du bismuth, gallium et germanium), Afrique du Sud (93 % du ruthénium, 80 % du rhodium, 71 % du platine), Congo (59 % du tantale et 64 % du cobalt), États‑Unis (88 % du béryllium), Brésil (92 % du niobium), Chili (44 % du lithium), France (49 % du hafnium).
Fabrication des composants : en Asie, aux États-Unis et en Europe.
Assemblage : en Asie.
Distribution : dans le monde entier.
Chiffres clés
Le saviez-vous ?
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70 kg de matières premières sont nécessaires pour produire, utiliser et éliminer un seul smartphone (soit environ 500 fois son poids).
1,55 milliard de smartphones ont été vendus en 2018 dans le monde (122 millions en 2007).
100 millions de téléphones dormiraient dans les tiroirs des Français.
15 % des smartphones mis sur le marché sont recyclés.
Une vingtaine de leur métaux seulement est actuellement recyclable.
*source : www.reporterre.net