Novembre 2022

Appel à contributions - Règlement européen sur les matières premières critiques
Position du CNRS

RésuméL’étude du cycle de vie des matières premières nécessite aujourd’hui encore une forte composantede recherche fondamentale, plus particulièrement dans les domaines du stockage et du recyclage. Lesniveaux de TRL actuellement demandés dans les appels à projets européens, notamment du Cluster 5,
ne permettent pas aux chercheurs d’accéder à ces financements qui pourraient pourtant permettre ledéveloppement de connaissances et d’une expertise spécifique au niveau européen aussi bien dans ledomaine des matières premières critiques que de leurs alternatives.
Les organismes de recherche fondamentale jouent un rôle majeur dans le développement desolutions innovantes permettant l’extraction, l’utilisation et le recyclage des matières premières
critiques. Une initiative européenne sur les matières premières critiques ne saurait faire l’économie
d’une dimension fondamentale, transversale et interdisciplinaire qui, en plus de permettrel’émergence de solutions pérennes venant de diverses disciplines et champs de recherche (IA, Sciencesdes Matériaux et Sciences de l’Ingénierie et des Systèmes, Physique, Chimie, biologie, sciences
humaines et sociales) pourrait permettre, en recourant à des scientifiques de disciplines multiples,d’agrandir la communauté scientifique européenne dédiée à ce sujet.
Plusieurs équipes de recherche travaillent d’ores et déjà sur des projets d’envergure au niveau
national. Ces projets ne bénéficient pas aujourd’hui d’un soutien européen afin de créer des synergies.
Un programme phare de dimension européenne, renforçant le potentiel européen en matière derecherche et d’innovation sur les matériaux critiques, serait un atout majeur pour atteindre lesobjectifs de la règlementation européenne.
L’initiative européenne sur les matières premières critiques vise à résoudre les problèmes suivants :(1) la faible diversification des sources d’approvisionnement de l’UE, (2) le potentiel inexploité del’approvisionnement au sein de l’UE, (3) la faible capacité de surveillance et de gestion des risques, (4)les effets néfastes sur les plans social et environnemental, (5) les cadres réglementaires existants nesoutiennent pas suffisamment la circularité, (6) La recherche et l’innovation ne sont pas suffisantes au
sein de l’UE.
La Commission européenne indique aujourd’hui que le règlement européen pourrait s’articuler
autour des quatre piliers suivants :1. Définir les priorités et les objectifs des actions de l'UE
2. Améliorer le suivi, la gestion des risques et la gouvernance des matières premières
critiques dans l'UE
3. Renforcer la chaîne de valeur des matériaux critiques de l'UE (extraction, raffinage,traitement, recyclage)
4. Assurer des conditions de concurrence équitables et durables sur le marchéunique.

Sur la base de ces éléments le CNRS souhaite formuler les observations suivantes :La mise en œuvre de solutions sur les matières critiques (approvisionnement, stockage, recyclage) etl’évaluation de leurs effets sur l’environnement nécessitent encore une forte composantefondamentale
Le CNRS constate une augmentation significative, depuis le programme H2020, des niveaux de TRL
ciblés pour les projets relatifs aux matières premières critiques. Ces niveaux de TRL élevés (6-8)
peuvent, dans certains domaines précis, correspondre au niveau de maturité atteint par une
technologie. Néanmoins dans un grand nombre de cas tels que pour les matériaux pour larécupération, la conversion et la gestion de l’énergie, le stockage du CO2 ou le recyclage des matières
premières critiques, les niveaux de TRL demandés pour bénéficier d’un soutien européen ne prennent
pas en considération l’état réel des connaissances scientifiques actuelles aussi bien sur la mise enœuvre des processus que sur les effets environnementaux et sociaux de ces techniques. Ce décalage,particulièrement présent sur le cluster 5, nuit aujourd’hui à la mise en place d’une chaîne de valeur
européenne fonctionnelle et autonome avec des impacts sociétaux et environnementaux limitéss’appuyant sur des connaissances en amont de la phase d’industrialisation. Afin de répondre aux
problèmes identifiés par la Commission européenne en termes de potentiels inexploités (point 2),d’effets néfastes (point 3) et de R&D insuffisante (point 6) des projets à TRL plus faible (3 – 4) doivent
pouvoir bénéficier, à travers le programme Horizon Europe, d’un soutien plus appuyé. Dans le cas
spécifique de la recherche sur les ressources minérales le niveau de TRL soutenu devrait se situer au
niveau le plus faible (1-2).
L’extraction et l’utilisation des matières premières critiques sont sources d’impacts
environnementaux, énergétiques et sociétaux devant entrer en ligne de compte dans la mise en placed’une stratégie. Cependant les critères d’évaluation aujourd’hui appliqués restent centrés sur desphases amonts. Des études permettant une meilleure évaluation de l’ensemble de la chaîne de valeur
et notamment du recyclage, devraient être plus largement soutenues. Avoir recours à lananostructuration des matériaux dans la phase de recyclage des substances critiques pour accentuer
leurs propriétés physiques désirables ou leur conférer de nouvelles propriétés d’intérêt pour denombreux secteurs de l’industrie est par exemple tout à fait envisageable.
Le soutien à la recherche sur les matières premières critiques doit également passer par un soutien
accru à la recherche fondamentale sur les potentiels usages de matière non critiques et la recherchede nouveaux procédés chimiques. L’objectif de diversification de sources d’approvisionnement (point1) peut, en effet, ne pas uniquement passer par une augmentation du nombre de sourcesd’approvisionnement. Une augmentation et/ou optimisation des usages faits de certaines matières
premières moins critiques ou plus largement disponibles en Europe pourrait bénéficier à la stratégie
européenne. À titre d’exemple, le CNRS pilote ou co-pilote deux fédérations majeures sur le sujet, leRéseau sur le Stockage Electrochimique de l'Energie (CNRS et CEA) sur les batteries et la Fédération deRecherche Hydrogène travaillant sur le recyclage, l’optimisation et l’efficacité des systèmes dont undes objectifs est de développer des batteries au sodium pour remplacer le lithium, des systèmes àmembranes alcalines pour remplacer les métaux à base de Platinum par du Nickel. Il soutient parailleurs divers groupements de recherche (GDR) nationaux visant le développement de dispositifs,
utilisant des matériaux non critiques ou de nouveaux matériaux issus des nanosciences etnanotechnologies, pour la récupération, la conversion et la gestion de l’énergie. Ainsi le CNRS sefélicite de la volonté affichée par la Commission européenne d’accélérer la recherche de substitution
aux matières premières critiques, mais tient à souligner que tout comme la recherche sur les matières

premières critiques cette recherche nécessite aujourd’hui de s’appuyer sur une recherche encore
fondamentale dont les avancées pourront à terme bénéficier à l’ensemble de la chaîne de valeur.
En outre, pour être pleinement efficaces, les efforts européens sur la recherche et l’innovation sur lesmatériaux critiques ne devraient pas être entravés par les règlementations européennes encadrantl’accès aux sous-sols.
La stratégie européenne sur les matières premières critiques doit s’appuyer sur une recherche
interdisciplinaire et fondamentale et considérer les organismes de recherche comme des alliés
précieux pour atteindre les objectifs de l'UE.
L’un des constats portés par la Commission européenne est que « l’UE s’appuie sur une communauté
restreinte de chercheurs pour les matières premières critiques et fait face à la concurrence des entitésdes pays tiers riches en ressources pour trouver des solutions innovantes. »Le cycle de vie des matières premières critiques, de leur extraction au recyclage, à leur possible
réutilisation nécessite un champ de compétences transversales couvrant un large spectre dedisciplines scientifiques, s’étendant des sciences humaines et sociales à la géologie et minéralurgie, dela physique et de la chimie aux sciences des matériaux ainsi que de l’ingénierie et des systèmes.
Les organismes de recherche multidisciplinaires tels que le CNRS, de par la pluralité de leurscompétences, mais également de par leurs connaissances fines des écosystèmes de compétences sontles acteurs les plus à même d’identifier et de mobiliser rapidement les ressources humaines
nécessaires pour répondre à des objectifs précis. À titre d’exemple, le CNRS est partie prenante duGDR spécialisé « Prométhée » (Procédés hydrométallurgiques pour la gestion intégrée des ressources
primaires et secondaires) mobilisant des communautés de recherche issues de 27 laboratoires duCNRS, du CEA, de l'IFPEN et du BRGM, dont l’objectif est de développer une meilleure gestion desressources minérales non énergétiques issues des activités minières et du recyclage. Le GDR« NAME » (Nanomatériaux pour des Applications Énergétiques ») qui fédère une communautéscientifique pluridisciplinaire est un second exemple. Comptant 60 laboratoires et impliquant plus de500 chercheurs, ce GDR a pour objectif de développer et exploiter les spécificités des nanomatériaux
pour la récupération, la conversion, la gestion et le stockage de l’énergie. Cette communauté possède
les compétences requises et des savoir-faire uniques à l’état de l’art au niveau national et internationalen ce qui concerne l’élaboration, la caractérisation et la simulation des nanomatériaux/nanosystèmespour l’énergie. Enfin, dans le cadre du plan d’investissement d’avenir français, le Programmed’équipement prioritaire de recherche (PEPR) SOUSSOL ("Sous-sol bien commun") mobilise
actuellement 35 laboratoires français et environ 200 chercheurs en sciences de la Terre, ingénierie,sciences humaines sociales (dont économie et droit) afin de développer la connaissance des futurs
besoins en ressources, des potentiels nationaux du sous-sol pour y répondre, et de mieux gérer lespossibles conflits d’usage. Les organismes de recherche multidisciplinaires devraient ainsi, être une
composante essentielle de toute initiative européenne de large portée sur les matières
premières (programme, alliance …).
Le soutien européen ne doit pas se limiter à la communauté de chercheurs européens sur les matières
premières critiques. La recherche fondamentale et exploratoire a prouvé à de nombreuses reprises
son utilité dans le développement de solutions innovantes. La stratégie européenne sur les matières
premières critiques ne devrait ainsi pas faire l’économie d’un soutien à des projets encore au stade
exploratoire se basant sur des compétences parfois éloignées de celle des matériaux critiques. Cetteapproche, en plus de permettre d’éventuelles découvertes, permettrait également d’élargir lacommunauté de chercheurs développant une expertise sur les matières premières critiques. Le PEPR
français DIADEM dont l’objectif est d’accélérer la conception et l’arrivée sur le marché de matériaux

plus performants et durables, en particulier grâce à l’intelligence artificielle, est un exemple probant
d’une telle stratégie. Ce type de projet ne devrait pas seulement être en mesure d'accéder au soutienfinancier de l'UE (nécessitant un faible TRL) mais devrait être considéré comme stratégique dans lecadre de l'initiative européenne sur les matières premières critiques.
L’Europe bénéficierait de la création de synergies européennes entre projets de recherches
stratégiques nationaux existants
Plusieurs pays européens ont aujourd’hui développé des projets de recherches importants etbénéficiant d’un fort engagement public de leurs gouvernements nationaux sur des sujets touchantaux matières premières critiques. C’est le cas des Programmes et équipements prioritaires de recherche(PEPR) DIADEM et SOUSSOL mis en place dans le cadre du plan d’investissement français ou duconsortium allemand FAIRmat. Il en va de même dans le domaine des nanosciences etnanotechnologies qui permettent de révéler de nouveaux phénomènes et proposer des solutions deremplacement de matériaux critiques avec des nanomatériaux aux propriétés physiques
comparables voire supérieures. Ces projets ne bénéficient aujourd’hui pas d’une dimension
européenne qui pourrait être bénéfique non seulement à l’avancée de leurs recherches, maiségalement à la poursuite d’intérêts européens communs. Le CNRS soutient qu’un programme pharede dimension européenne, renforçant le potentiel européen en matière de recherche et d’innovation
sur les matières premières critiques, serait un atout majeur pour atteindre les objectifs de larèglementation européenne.