Le cuivre, le couteau suisse des technologies bas carbone (Ofi Invest AM)

Le cuivre, métal fondateur de la civilisation industrielle

A-t-on vraiment besoin de présenter le cuivre ? Cet élément métallique fascinant est à lui tout seul une véritable boîte à outils pour les activités humaines : excellent conducteur de chaleur et d’électricité, il est malléable à froid, tout en étant résistant à la corrosion et antimicrobien. Le cuivre se trouve dans la croûte terrestre sous diverses formes : minéraux sulfurés, oxydés, et existe même à l’état « natif ». Il est même naturellement présent dans l’organisme des êtres humains, des animaux et des végétaux !

Le cuivre a très tôt été découvert par les hommes puisqu’il apparaît dès la Préhistoire et correspond au premier métal connu dans l’histoire de l’Humanité. Il est vite maîtrisé pour une utilisation au quotidien, et est depuis sa découverte indispensable à la vie des hommes. Il possède en effet des propriétés particulièrement intéressantes. Son excellente conductivité électrique, seulement surpassée par celle de l’argent, en fait un métal indispensable à l’électrification des usages. Le cuivre est aussi extrêmement malléable et ductile : il peut être travaillé et étiré, ce qui permet de le transformer en plaques, tubes, fils, et explique qu’il soit omniprésent dans le domaine industriel. Enfin, sa résistance à la corrosion est exemplaire puisque l’eau ou les produits chimiques ne parviennent pas à l’attaquer. Cette dernière propriété lui confère une grande longévité.

Il est ainsi présent dans une quinzaine de secteurs différents, dont le logement, le chauffage et la climatisation, l’électroménager et l’électronique, ainsi que les télécommunications. Métal d’électrification par excellence, ses extraordinaires capacités en font le matériau essentiel au virage que nous avons entrepris pour lutter contre le réchauffement climatique, la transition énergétique. Il est aussi au centre de ces enjeux de taille que sont la digitalisation, l’essor de l’intelligence artificielle, et les besoins colossaux de production, stockage et transport d’électricité qui y sont associés. Nous verrons ainsi comment le métal rouge voit ses usages se multiplier, et dans quelle mesure la demande de cuivre est vouée à accélérer dans les années à venir.

Le cuivre, au cœur de la transition énergétique et numérique

Nous verrons également quels défis majeurs accompagnent sa production, aujourd’hui rattrapée par un ensemble de lois physiques, de contraintes opérationnelles, et de tensions politiques. Tout cela permet d’appréhender l’ampleur des tensions dont le marché du cuivre pourrait faire l’objet dans les années à venir, du fait d’une demande en forte hausse.

Les usages du cuivre : un matériau polyvalent et omniprésent

Meilleur conducteur d’électricité après l’argent et beaucoup moins cher, le cuivre décline ses usages dans de nombreux secteurs de notre monde moderne. Les utilisations électriques du cuivre en sont la source de demande principale : production et transmission d'électricité, câblage, télécommunications, produits électriques et électroniques représentent environ 75 % de la consommation totale de cuivre(2). Mais il entre aussi dans la fabrication des équipements et infrastructures de transport, de machines industrielles et possède une grande variété d’autres applications parfois moins connues du public.

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L’électricité et l’électronique, premiers consommateurs de cuivre

Le métal rouge est avant tout présent en abondance dans le réseau électrique, au sein des fils et câbles qui permettent une transmission efficace de l'électricité sur de longues distances. Ces mêmes câbles en cuivre sont également utilisés dans les réseaux de télécommunications, pour les lignes téléphoniques, et dans les appareils électroniques, au cœur des circuits imprimés présents dans une multitude d’appareils, des ordinateurs aux téléphones portables. On trouve aussi le métal rouge dans les moteurs électriques, les transformateurs et les générateurs, où sa conductivité et sa résistance à la chaleur sont essentielles.

Un allié de choix dans la construction et les infrastructures

Le cuivre est un matériau de choix dans le secteur de la construction en raison de ses propriétés uniques. Il est principalement utilisé pour les installations électriques et de plomberie. Sa conductivité lui permet d’assurer une transmission efficace de l’électricité. Il est de plus résistant à la corrosion, ce qui le rend parfait pour les tuyaux de plomberie, garantissant une longue durée de vie aux installations. Le cuivre est également utilisé dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation en raison de sa capacité à transférer la chaleur efficacement.

Une présence massive dans les transports modernes

Le cuivre est largement utilisé dans les systèmes électriques des véhicules, notamment pour les câbles et les composants électroniques. Outre les équipements classiques, le développement des systèmes de navigation, de communication et de divertissement embarqués a encore accru les besoins en cuivre. Il est également utile dans les systèmes de freinage et de refroidissement, où sa capacité à dissiper la chaleur améliore la sécurité et la fiabilité des véhicules. Enfin, on le retrouve dans les infrastructures de transport, comme les câbles de signalisation ou les systèmes de freinage et de contrôle.

Un indispensable de l’équipement industriel

Partout où l'on trouve des machines et équipements industriels, on peut aussi trouver du cuivre. Grâce à leur durabilité et leur capacité à être façonnés avec une grande précision, les alliages de cuivre sont tout indiqués pour la fabrication de produits tels que les engrenages, roulements ou pales de turbine. Les excellentes capacités de transfert thermique du cuivre et sa résistance aux environnements extrêmes en font un choix idéal pour les équipements d'échange thermique, les réservoirs ou les cuves. Enfin, ses propriétés de résistance à la corrosion le rendent particulièrement adapté à une utilisation en milieu marin ou autres environnements exigeants.

Une multitude d’usages complémentaires parfois méconnus

• Le cuivre est antimicrobien, certains revêtements pouvant tuer plus de 99,9 % des bactéries en moins de 2 heures. Il constitue une alternative au plastique dans les applications médicales.
• Il permet de dissiper l'énergie sismique – les dommages causés par les tremblements de terre peuvent être atténués grâce à l'utilisation de dispositifs à base de cuivre.
• De nouveaux composants électroniques en cuivre, ultra conducteurs, promettent d'importantes améliorations de l'efficacité des réseaux de transport et de distribution d'énergie électrique.

La Chine, premier consommateur mondial de cuivre

La décennie 2010 a marqué une impressionnante accélération de la consommation de métaux de la part de la Chine. Le cuivre n’y fait pas exception : elle consomme annuellement près de 60 % de la demande mondiale, contre 10 % en 2000(3). Cela reflète le formidable essor économique de la Chine et du continent asiatique, d’autant plus consommateur de métaux qu’il s’est traduit par un développement industriel, immobilier et d’infrastructures intense au cours de ces trois dernières décennies.

Une demande qui résiste au déclin de l’économie chinoise

Aujourd’hui, les moteurs de développement traditionnels de la Chine ont fortement ralenti : industrie lourde, infrastructure sont plus matures, tandis que le secteur immobilier, endetté et en surcapacité dans un contexte de vieillissement démographique, peine à se stabiliser après une phase de crise profonde. Ce déclin de l’industrie chinoise a eu de lourdes conséquences sur la demande de cuivre du pays : le seul secteur de la construction en Chine a consommé 2 millions de tonnes de cuivre en 2024, un chiffre en déclin de 30 % depuis le plus haut atteint en 2021(4).

Une demande soutenue par l’essor des technologies bas carbone

Cependant, la situation en Chine a connu un développement très intéressant, représentatif de la véritable révolution actuellement à l’œuvre sur le marché du cuivre. En effet, malgré le déclin de ces secteurs industriels, la demande de cuivre en Chine a continué de croître ces dernières années. Cela vient du fait que les nouveaux usages du cuivre, liés à l’émergence de nouveaux secteurs notamment de la transition énergétique, ont explosé et remettent aujourd’hui en question les grands équilibres de ce marché.

La transition énergétique, moteur de la demande en cuivre

Pour tenter de contrer le changement climatique à l’œuvre, de limiter la hausse des températures et ses conséquences dramatiques sur les écosystèmes comme les activités humaines, nous devons réduire au maximum l’extraction et l’usage des énergies fossiles. Celles-ci représentent encore aujourd’hui 82 % de notre consommation d’énergie primaire, et sont responsables de 70 % des émissions de gaz à effet de serre(5). Rappelons qu’en la matière, le changement s’impose à nous : ne rien faire, et laisser le réchauffement atteindre 5 ou 6 degrés, pourrait coûter 50 % du PIB mondial entre 2070 et 2090(6). Nous n’avons donc pas le choix que de faire cette transition, et de la faire vite…

Des énergies renouvelables très consommatrices en cuivre

Si nous devons nous débarrasser des énergies fossiles, il nous faut en revanche poursuivre et accélérer le déploiement des sources d’énergies moins carbonées à notre disposition, au premier plan desquelles les énergies renouvelables. Le développement massif de l’éolien, du secteur photovoltaïque, de l’hydroélectricité et du nucléaire font partie des solutions les plus faciles à mettre en œuvre. Outre la production d’énergie primaire, l’électrification des transports représente une solution permettant de sortir de la dépendance de nos véhicules aux énergies fossiles.

Le cuivre, incontournable dans la production solaire

Le cuivre joue un rôle important dans les équipements d'énergie renouvelable. Il est en effet non seulement un très bon conducteur d'électricité, mais il excelle également dans la conduction thermique. Cette capacité à transférer efficacement la chaleur est aujourd'hui utilisée dans les panneaux solaires : le cuivre est un composant essentiel de leurs échangeurs de chaleur, contribuant ainsi à capter et à transporter l'énergie. Le câblage électrique en cuivre est également utilisé pour transmettre l'électricité captée par les cellules solaires. Au total, on estime qu'une centrale solaire consomme entre 2,5 et 7 tonnes de cuivre par mégawatt de capacité installée(7).

Une forte intensité en cuivre dans l’éolien

Le cuivre est tout aussi important dans la production d'énergie éolienne : une turbine typique de 660 kW en contient environ 350 kg(7). Dans l'alternateur, le cuivre est utilisé pour convertir l'énergie mécanique captée par le vent en énergie électrique. On trouve également des bobines de cuivre dans les transformateurs, responsables de la variation de tension de l'énergie. Les parcs éoliens offshore sont connus pour utiliser encore plus de cuivre que les centrales terrestres en raison du câblage supplémentaire nécessaire pour acheminer l'énergie jusqu'à la côte.

Le véhicule électrique, catalyseur de la demande

Le cuivre est aujourd’hui présent en grande quantité dans les batteries des véhicules hybrides et électriques. Des câbles en cuivre haute performance assurent un transfert d'énergie rapide de la batterie au moteur. Les fils électriques en cuivre sont également largement utilisés dans les stations de recharge, leur excellente conductivité permettant une charge efficace.

Un réseau électrique à adapter aux besoins de demain

Véritable épine dorsale de la transition énergétique - ainsi que de nos usages actuels de l’électricité et la digitalisation des économies - les besoins de développement du réseau électrique sont souvent ignorés. Pourtant, ce secteur est déjà à lui seul responsable d’une hausse massive de la demande de cuivre. Dans les parcs éoliens comme pour les panneaux solaires, de vastes réseaux de fils de cuivre sont utilisés pour transmettre et distribuer l'énergie aux réseaux locaux. Stations de charge pour véhicules électriques, électrification des sites industriels, toutes ces nouvelles installations nécessitent d’être raccordées au réseau. Celui-ci devra donc être massivement déployé pour tenir compte de la décentralisation de la production à venir.

La digitalisation, nouvelle source de tension sur le marché

L'importance du cuivre est notoire dans les domaines de la construction, des appareils électriques ou des énergies renouvelables. Mais au-delà de l’économie traditionnelle et de la transition énergétique, d’autres transformations profondes sont en cours, cette fois dans le domaine du numérique. Il est donc nécessaire de se pencher sur la façon dont la numérisation de notre monde, elle aussi, accroît massivement les besoins en cuivre.

L’intelligence artificielle dope la demande de cuivre

Les progrès spectaculaires de l'IA(10), de l'Internet des objets(11) et du cloud computing(12) entraînent une demande sans précédent en matière de stockage de données et de puissance de traitement. Cette forte croissance alimente le développement des centres de données (data centers(13)) dans le monde entier, véritables piliers de notre économie numérique. Le cuivre est essentiel au bon fonctionnement des data centers et joue un rôle crucial dans le câblage électrique, leurs systèmes de refroidissement et l'infrastructure réseau. Sa conductivité et sa fiabilité le rendent indispensable au maintien des performances et de la disponibilité élevées requises par ces installations.

La compagnie minière BHP(14) estime ainsi que la seule demande de cuivre liée à l’IA atteindra 3,4 millions de tonnes par an d’ici à 2050, en grande partie du fait des besoins en data centers, en puces électroniques et en microprocesseurs. En effet, la complexité des algorithmes sous-jacents à l’IA exige une grande puissance de calcul. Cela doit se traduire par des puces informatiques très performantes et une grande quantité de cuivre à la fois dans le but de conduire l’électricité et de dissiper la chaleur efficacement dans les data centers où sont stockées et traitées les données. Ainsi d’après BHP, la consommation de cuivre par les seuls data centers atteindrait 7 % de la demande mondiale d’ici 2050.

Extrait de Parole d'Experts, Matières Première, Ofi Invest AM

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