Les impacts environnementaux liés à la production de composants électroniques à base de silicium débutent avec l’exploitation des carrières d’où sont extraits les sables nécessaires à cette industrie.
Source de l’image : Encyclopédie de l’énergie
Les impacts liés à la production du silicium
Il faut extraire énormément de silicium pour arriver à du silicium de qualité électronique : ainsi en 1990, la production mondiale de silicium était de 800 000 t.
Sur ces 800 000 t, seulement 32 000 t ( 4%) ont obtenu la qualité électronique et après purification seul 3 200 t (0,4 %) furent utilisé pour la fabrication de cellules photovoltaïques et 750 t (0,09%) en composants électroniques.
Source : Vers une écologie industrielle, Suren Erkman, pp 86-88, 2004
Des quantités de matières en constante augmentation !
La production de silicium nécessite des matières premières dont la consommation n’a cessé de progresser de manière très importante :
NB : un wafer est une tranche ou une plaque très fine de matériau semi-conducteur monocristallin utilisée pour fabriquer des composants de microélectronique (Wikipédia)
Source : Forecasting material and economic flows in the global production chain for silicon, Eric Williams, Technological Forecasting & Social Change 70 (2003) 341–357 343
Une production qui nécessite de plus en plus d’énergie
La production d’un kilogramme de wafer de silicium nécessite 2 933 kWh d’électricité.
En comparaison, la consommation moyenne d’une famille française est de 4 500 kWh par an !
Sources : projet REMODECE 2008 cabinet ENERTECH et The 1.7 Kilogram Microchip: Energy and Material Use in the Production of Semiconductor Devices, Eric D. Williams et al, Environ.Sci.Technol.2002, 36,5504-5510
Emploi de produits toxiques durant la fabrication
Selon le CNRS, une société confie que pour produire 1 cm2 de wafer, elle utilise 45 g de produits chimiques :
- gaz dopants/déposition (silane, phosphine, dichlorosilane, diborane): 0,16 g
- photolithographie (acétone, peroxyde d’hydrogène, hydroxyde de tétraméthylammonium,…): 14 g
- gravure (protoxyde d’azote, ammoniaque, chlore, trichlorure de bore,…): 0,23 g
- acides/bases (acides phosphorique, nitrique, sulfurique, chlorhydrique, ammoniaque,…): 31 g
En ajoutant les gaz nécessaires (azote, hélium, etc.) on considère qu’il est nécessaire d’utiliser 280 kg de produits chimiques par kg de silicium produit !
Source : Le silicium : Les impacts environnementaux liés à la production – EcoInfo (cnrs.fr)
De grandes quantités d’eau utilisées !
L’eau est une ressource très précieuse.
Pour la production des wafers, une eau de qualité ultra pure est nécessaire pour leur nettoyage.
Les industriels déclarent que pour la fabrication d’un wafer de 300 mm, 8 330 litres d’eau sont nécessaires (dont 68% doit être ultra pure).
En comparaison, la consommation moyenne en eau d’une famille est de 4 920 l par an !
Source :
Pure water, semiconductors and the recession – globalwaterintel.com/global-water-intelligence-magazine/10/10/uncategorized/pure-water-semiconductors-and-the-recession
Consommation d’eau : calcul, moyenne, estimation et conseils (services-eau-france.fr)
En conclusion
Dans la vallée de la Côle, déjà deux sites exploités ont été réhabilités en champs de panneaux solaires sur plus de 20 ha.
Autre exemple de cercle vertueux autour des carrières : certains sites sont mis à disposition pour accueillir des panneaux photovoltaïques. « C’est une façon de boucler la boucle. La silice extraite part être traitée et revient sur les panneaux solaires », sourit le responsable du site.
Dordogne. A Saint-Jean-de-Cole, Imerys valorise le quartz de Dordogne | Réussir le Périgord (actu.fr)
Une boucle cercle, mais bien loin d’être vertueuse !