Les routes de l'électronique
- 1. Sur les routes de l’Electronique Recherche itinérante sur une matière première omniprésente, opaque et complexe L’électronique est omniprésente dans les activités humaines. Du matin au soir et de la naissance à la mort. Quel foyer n’est pas équipé d’objets contenant de l’électronique ? Radios, téléphones, lampes, téléviseurs, accès internet sont présent dans les habitats les plus simples comme les plus luxueux. Quelle activité humaine n’intègre pas d'électronique? Manger, travailler, aimer, dormir, étudier, se soigner, lire, sortir, courir, communiquer, mourir : l’électronique est omniprésente. Mais comment fonctionne l’électronique ? * D’où proviennent les matières premières qui la compose ? * Comment est produit l’étain des soudures, le cuivre des circuits imprimés, le silicium des processeurs ? * Que sont les diodes et transistors, éléments de base de l’électronique? Comment fonctionnent ils? * Qui sont les hommes et les femmes participant à cette production ? Nous pouvons prétendre connaître et comprendre le fonctionnement de nombreux objets et outils, la provenance des matières premières qui les composent et les procédés qui permettent de les fabriquer. Pour une chaise, un pinceau, une chemise, un vélo ou un avion, nous avons une compréhension instinctive de l’objet, de sa fabrication et de son fonctionnement. Avec l'intérêt galopant pour le développement durable nous portons même une grande attention à la provenance des matières premières qui composent notre quotidien. Le bois de nos chaises est certifié durable, certains vêtements affichent la provenance de leurs fibres, cotons, laines, lins “bio ou équitable”. Enfin, si nous nous penchons sur l’alimentation, connaître le lieu de production d’un aliment ainsi que son producteur est un gage de qualité, de sécurité alimentaire et, plus récemment, une mise en pratique d’une pensée ou d’une politique écologique. Concernant l’électronique, qui peut prétendre connaître la provenance des matériaux de son ordinateur, de sa radio, de son téléphone ? Qui est au fait des process mis en œuvre pour les fabriquer, depuis les profondeurs d'une mine d'étain ou de cuivre jusqu’aux présentoirs des magasins? Les conditions sociales et environnementales, bonnes ou mauvaises, sont, elles aussi méconnues. Des “cantines bio” de la silicon valley aux dortoirs surpeuplés des usines asiatiques, des ateliers européens de 1
- 2. recyclages de téléphones aux décharges géantes d’appareils électroniques en Afrique et en Asie, il est difficile d’avoir une vue d’ensemble de cette complexe industrie. Alors que les nouvelles technologies sont régulièrement présentées comme des outils incontournables du développement durable, et que l’électronique s’est infiltrée dans la quasi totalité de nos activités, je souhaite partir à la rencontres de cette matière première paradoxalement inconnue. Je souhaite rencontrer les hommes et les femmes qui produisent et étudient cette matière. Je parcourrai les mines et les usines de production ou d’assemblage. Je visiterai les lieux où les appareils électroniques et les réseaux sont pensés, conçus et parfois critiqués : dans les universités, les laboratoire, les startup du numérique et chez activistes du logiciel libre. Je souhaite également rapporter les usages de l'électronique grand public, les plus “gourmands” comme les plus sobres : du discret sms aux parfois envahissants services, images, vidéos et objets connectés. Chaque sujet sera traité comme un paragraphe autonome, une planche, mêlant un texte court, et des dessins d’explication, ou d’illustration. Le terme “planche” fait référence aux herbiers, écorchés et affiches réalisés par les scientifiques, pour ordonner et partager leurs connaissances. Ces planches, produites dans un langage clair de vulgarisation, seront écrites à partir d’un savoir transmis par les experts rencontrés tout au long de la route de l'électronique. Les idées, principes, concepts, visages, géographies, et données seront illustrés. A la manière d’un carnet de voyages, je réaliserai des illustrations avec une technique simple. Feutre noir, parfois mis en couleur. Ma recherche prendra la forme d’un voyage d’exploration. Chaque sujet défriché et éclairés par des rencontres via la transmission orale de savoirs. Industriels, ONG, ingénieurs, techniciens, chercheurs, passionnés seront invités à partager leurs connaissances. En marge de ce travail de collecte de savoirs, je rédigerai des courts textes de réflexion liés aux découvertes faites en chemin. L’axe principal de ces réflexions portera sur les possibilités de mise en place d’une électronique apaisée, durable et équitable, prônant un usage sobre de ces puissantes technologies. Sur cet axe, je pourrai m’appuyer sur les nombreuses discussions, réflexions et conférences auxquelles j’ai pris une part active en tant que fondateur de l’association fairtradeelectronic.org. COMPRENDRE L’ÉLECTRONIQUE Plan de recherche : Un large tour de la question Le savoir à rassemblé est organisé en grandes thématiques: A/ La production de la “matière électronique” B/ Comment fonctionne l’électronique C/ La production d’électronique : aspect social et environnemental D/ Les groupes d’usagers experts de l’électronique E/ Les usages “Alters” Les sujets précis ne sont pour l’instant pas totalement exhaustifs, la liste va évoluer et est ouverte aux propositions. Cependant, le plan général est posé, en voici le développement. 2
- 3. A/ La production de la “matière électronique” Si vous démontez un téléphone portable vous aurez face à vous une cinquantaine de petit composants, enrobés de plastique, des capteurs en tout genre, des circuits imprimés, une ou deux batteries, encore du platique et une écran en “verre technique”. Au coeurs des composants et des capteurs, sous leurs protection de plastique, se cache de minuscules “puces” “gravées” sur des plaques de silicium. c’est là le coeur de l’électronique : le semiconducteur. De quoi est il fait ? d’où proviennent les matières première de cet obscure et puissant matériaux? Nous tacherons d’y répondre selon le plan suivant. ● De la mine de minerais à l’appareil électronique ● Mines et minerais de l’électronique ● Géographie des matières premières ● Process d’extraction ● De la silice au silicium ● Du silicium au composant ● Du composant à l’appareil ● Les brevets de process (peut on fabriquer un semiconducteur sans brevet?) ● Les matières a venir : le graphène et autres innovations majeures. B/ Comment fonctionne l’électronique Revenons au coeur de nos composants et tentons de comprendre ce qu’il s’y passe physiquement. 3
- 4. Ca sera l’occasion de comprendre enfin ce qu’est un électron et comment l’électronique le met à contribution. ● Qu’est ce qu’un atome, un électron ? ● Les basiques de l'électricité : tension, résistance et intensité ● Les basiques de l'électronique : isolant, semiconducteur, conducteur, bande de valence. ● Les composants principaux : les transistor, les résistances, les LED… ● Les technologies connexes : les ondes électromagnétiques et la transmission “sans fil” (3G, 4G, WIFI, bluetooth...) ● De l'électronique à l’informatique : processeurs, programmation, langages. C/ La production d’électronique, aspect social et environnemental L’électronique et les Nouvelles Technologie de l’Information et de la Communication participent au partage des connaissances, à la gestion des crises environnementales. Elles rendent efficace les technologies du développement durable. Cependant, cette belle industrie comporte de nombreux aspects sombres. Surconsomation, pollution, production à bas cout. ● Les pollutions de l’électronique, de la mine à l’usager, puis la fin de vie des objets électroniques. ● Les travailleurs de l’électronique de la mine au magasin spécialisé. Conditions de travail et portraits. ● Les projets électroniques dit “plus respectueux des hommes et de son environnement”. ● Économie de l’industrie électronique D/ Les groupes experts de l’électronique 4
- 5. ● Ingénieurs, développeurs, techniciens, spécialistes en robotique, radioamateurs, hackers, makers, ● Les usagers grandpublics , les chercheurs étudiant les pratiques des outils électroniques. E/ Les usages “Alters” Usages et usagers alternatifs, “slow”, ethiques, durables, décroissants…. de l’électronique Majoritairement, l’électronique et les moyens de communication les plus récents sont utilisés, sans remise en question, tel que proposés par les constructeurs., au fil des nouveaux modèles, des nouveaux formats, des nouvelles applications. On passe du SMS à de nouveaux services de messagerie, de la 3G à la 4G, d’un modèle d'ordinateur ou de téléphone récent à un modèle encore plus récent. A l’opposé de ces pratiques “au premier degré”, des voies alternatives se développent. Des pratiques émergentes parfois confidentielles ou minimalistes ayant valeur de manifeste, de base d'interrogation, ou constituant les germes de pratiques à venir se mettent en place. ● Slow web, proposant les bases d’un internet pratiqué avec sobriété ● Développement de réseaux de communication alternatifs (usage des anciens réseaux de télévision Hertzien, piratebox, P2P…) ● Utilisation du réseau postal mixé avec des pratique numériques ● Création de réseau en dur de clef USB disposés / fixées dans des lieux publiques pour des échanges de fichiers hors Web ● Utilisation de technologie lowtech ITINÉRAIRE DE LA ROUTE Les routes de l’électronique sont nombreuses et composent une géographie infinie. Le choix des rencontres et des destinations réponds à 3 critères : ● Une recherche d’exhaustivité dans les sujets traités ● Une tentative de comprendre les spécificités régionales de cette industrie. ● Un tentative de “limiter” le terrain de recherche dans l’espace et le temps : absence des Amériques du Nord et du Sud. 5
- 6. Des centres de recherches français aux mines géantes de Mongolie, des usines asiatiques aux startup africaines, voici une liste de sujets et de rencontres géolocalisés. Ces destinations sont des souhaits. Les personnes et structures seront rapidement contactées. Une carte en ligne mise à jour régulièrement est disponible à cette URL : http://u.osmfr.org/m/6269/ Sur la carte en ligne, les points rouges représentent les rencontres à organiser. Les point deviendront verts quand un Rendezvous est organisé, puis bleu un fois la rencontre réalisée. La carte donnée ci dessous est une esquisse de parcours. Le trajet Français est aujourd’hui le plus précis. l’ensemble reste ouvert à des propositions de rencontres et de sujets le long de l’itinéraire. LES SUJETS, LES RENCONTRES Chaque rencontre est présentée ici de la façon suivante : Pays, Ville, Organisme ou personne Nom précis de l’organisme ou de la personne * THÉMATIQUE ( production / fonctionnement / experts / aspect social ou environnemental / les “alters”) ** SUJET traité via cette rencontre information supplémentaire / Enjeux du sujet vis à vis de la recherche 6
- 7. France, Limoges, Centre de Recherche Centre européen de la céramique * Production / Fonctionnement ** La céramique dans l’électronique L’électronique représente 70% du marché des céramiques techniques à l’échelle mondiale et reste un composé électronique méconnu. France, Blois, Hacker Space collectif ccmeta.cc * Usagers / Alters ** Hacking agroécologique Un exemple parmi des milliers de lieux alternatifs où électroniques et militantisme se rencontrent. Spécialités de ce lieu : Logiciels libres, Hacking, Internets alternatifs, poétiques ou de combats. France, Orléans, BRGM Bureau de Recherches Géologiques et Minières * Production / Env. ** L’après mine ( gestion des puits, trous, résidu dit “stériles”… pour les gisements épuisés) Centre scientifique et technique du BRGM, spécialisé dans l’aprèsmine. France, Orléans, CRMD Centre de Recherche sur la Matière Divisée * Fonctionnement ** les biomatériaux et l’électronique France, Tours, Polytechnique Spécialité Électronique et Systèmes de l'Énergie Électrique * Production / Fonctionne ** L’électron ** Les semiconducteurs Conception et fabrication de composants, circuits et systèmes électroniques, avec la capacité de minimiser et d'exploiter au mieux notre consommation d'énergie électrique. France, Tours, Laboratoire Laboratoire d'électrodynamique des matériaux avancés et Groupe de Recherche en Matériaux, Microélectronique, Acoustique et Nanotechnologies * Fonctionnement ** Nanotechnologie et électronique France, Tours, Manufacture de Semi-conducteur STMicroelectronics, géant français mondial du semiconducteur * Fonctionnement ** L'électronique de puissance et ses composants France, Poitier, université de Poitier DUT réseaux et télécommunications * Fonctionnement ** Les “ondes” ou principes de télécommunication électromagnétique dédiés à l'électronique. 7
- 8. Comment fonctionne une antenne d'émission, de réception France, Nancy, Ecole des mines École Nationale Supérieure de Géologie * Production / experts ** Les mines et carrières de l'électronique dans le monde France, Nancy, Ecole Nationale supérieure de Géologie École Nationale Supérieure de Géologie * Production ** Techniques d’extractions des minerais + portrait d’un étudiant géologue France, La souteraine, Manufacture de silicium photovoltaique Emix, petit fabricant français de wafer de silicium solar grade * Production / Fonctionnement ** Production du silicium photovoltaique et principes de l’”énergie solaire” (optoélectronique) + portrait d’un entrepreneur France,Anglefort, Manufacture de silicium photovoltaique Ferropem, Géant mondial, producteur de wafer de silicium solar grade * Production / Fonctionnement ** Production du silicium photovoltaique et pourquoi pas Electronic grade en France? + portrait d’un métallurgiste de l’électronique France, Crolle, Manufacture de Semi-conducteur STMicroelectronics, géant français mondial du semiconducteur * Production / Fonctionnement ** Production d’un semiconducteur, et source d’approvisionnement des matériaux + portrait d’un ingénieur France, Clermond-Ferrand, Université de sociologie * Fonctionnement * Communiquer à l’air de l’électronique, la communication par voie de semiconducteur, une évolution des comportement? France, Clermond-Ferrand, Université de Chimie * Fonctionnement * Le dioxyde de titane en électronique Pôle Chimie, Univ Blaise Pascal Clermont Ferrand II France, Le Bourg, Musée Musée de la Radio et des Jeux électroniques * Fonctionnement ** L’'électronique au coeur de la maison historique France, Le Pin, Recyclage Les ateliers du bocages * Environnement, expert ** Recyclage de téléphone en France + portrait d’un recycleur Atelier de recyclage de téléphone portable et Déchets Electriques Electronique 8
- 9. France, St Léonard de Noblat, robot environnemental Ndata, mesure environementale outdoor * Production / Fonctionnement ** Les capteurs électroniques ** Electronique et environnement France, Les gannes, Musée de la mine Minerail * Production ** Extraction du charbon Suisse, Lausanne, Musée Computer museum * Fonctionnement ** Une histoire de l’informatique Allemagne, Zurich, Cyber Artiste Activiste * Alters ** Art militant et électronique Collectif Mediengruppe Bitnik propose des oeuvres sur la surveillance numérique, Julien Assange... France, Sartène, Corse, Hacker space Hackers lab, Hackerspace corse * Fonctionnement ** Microprocesseur, la base de l’informatique. Le noyau (Kernel) + portrait d’un Hacker master@hackerslab.org Egypte, Le Caire, Université Université du Caire, Department of Electronics and Electrical Communication Engineering * Fonctionnement ** Les transistors et les grandes famille de composants électroniques http://eng.asu.edu.eg/ Egypte, Le Caire, Google * Experts ** infrastructure web dans les pays arabes Egypte, Sukari, Mine d’or * Fonctionnement ** Extraction de l’or Turquie, Eskişehir, Mine de Borax * Production ** Process d’extraction open pit ( à ciel ouvert ) + portrait les métier de la mine open pit Mines de Borax Le bore est un dopant du silicium 9
- 10. Turquie, Millet * Fonctionnement ** “découverte” de l’électron 600 av JC Ancienne cité grecque C’est dans à milet que Thalès a fondé l’une des plus ancienne école scientifique moderne. Thalès, en étudiant la capacité de l’ambre jaune frottée à attirer des petit objets (propriétés électrostatiques) fut le premier à traiter de ce que l’on nomme aujourd’hui électricité. Ambre en grecque ancien se dit “elektron”. D’une certaine façon, c’est dans cette amphithéâtre grec, au cour d’une démonstration des propriétés de l’ambre qu’a commencé la grande aventure de l’électronique. Israel, Kiryat Gat, Industrie de Semiconducter Intel Israel Electronics * Production ** Fabrication des composants électroniques II et matière première II Fabricant de processeurs Israel,Negev desert, School for desert studies Albert Katz International School for Desert Studies * Fonctionnement ** Etat de l’art du photovoltaïque Arabie saoudite, Ghawar, Oil Field * Production ** Extraction du pétrole Ghawar is an oil field located in AlAhsa Governorate, Saudi Arabia. Measuring 280 by 30 km Arabie saoudite, Yanbu, Raffinerie * Production ** Raffiner le pétrole et les dérivés dédiés à l’électronique Une des plus grande raffinerie d’Arabie saoudite Un grand port de commerce dédié en partie à l’industrie pétrochimique. Arabie saoudite, Yanbu, Industrial College * Production ** la chimie du pétrole Cursus ingénierie chimique et électronique Pakistan, Karachi * Environnement ** Anatomie d’une décharge électronique, géographie, population professionnelle economie, provenance des déchets Décharge de déchets Afganistan, Kabu * Production ** Minerais de l’électronique en Afghanistan 10
- 11. Au bureau de recherches géologique d’Afghanistan point sur la situation minière exceptionnelle communiquée par les USA. Le pays regorge de matières premières vitales aux nouvelles technologies. Niobium (écrans) terres rares (Lasers, mémoires, dopants du silicium….) Lithium (batteries) Kazakhstan, Akchatau * Production ** Mine des principaux métaux de l’électronique : Etain, Cuivre et sousproduits Mines d’étain et cuivre, sous produits du zinc : indium (tactile), Niobium (cristaux liquide), Tellurium (semiconducteur), Molybdenum (support du silicium dans Electronique de puissance)... Kazakhstan, Pavlodar * Production ** Extraction et production d’aluminium et Gallium à partir des minerais de bauxite L’aluminium est incontournable dans l’industrie électronique Le gallium est un métal indispensable à l’éclairage basse consommation (LED) et dopant du silicium photovoltaïque Mongolie, Oyu Tolgoi, Mine * Production ** Infrastructures géantes de l’extraction minière et alentours + portraits des populations "Deux sites géants devraient à eux seuls assurer la fortune du pays pendant des décennies", Chine, Mongolie intérieure, bayun Obo * Production ** Extraction et production de terres rares Terres rares + Niobium + Zirconium + Berylium Mines à ciel ouvert titanesques Chine, Guiyu, E-Décharge * Environnement ** problème toxicologique des décharges de l’électronique La ville détient le triste record de la plus grande décharge de déchets électroniques. Chine, Shenzen, Usine d’assemblage * Production ** Du composant au téléphone, assemblage d’un smartphone Le géant Foxconn est une usine d’assemblage pouvant accueillir jusqu’à 500 000 employés sur son site principal. Chine, Shenzen, Usines d’assemblages * Production ** les PME chinoises de l’électronique Aux cotés du géant Foxconn, la région de Shenzen compte des milliers de PME dédiées à la production d’appareils électroniques grandpublic. Malaisie, Ile de Penang, Usine * Production ** assemblage des circuits imprimés sources : Minerais de sang, Boltansky, p.13 11
- 12. Zone franche, usine d’assemblage Malaisie, Butterworth, Recyclage * Production / Environnement ** Recyclage Industrielle sources : Minerais de sang, Boltansky, p.17 Fonderie d’étain “la dernière de Malaisie” et recyclage electronique Malaisie, Butterworth, Fonderie étain * Production ** production de l’étain Fonderie d’étain “la dernière de Malaisie” sources : Minerais de sang, Boltansky, p.17 Corée du Sud, Ulsan, Lithium-ion Battery factory SB LiMotive * Production ** production de batteries au Lithium SB LiMotive (groupe samsung) est un des leader de la batterie au lithium. Sri Lanka, Kahatagaha, Mine de graphite Kahatagaha Graphite Lanka Limited * Production ** extraction de graphite Le graphite est la matière première des nanocomposants électroniques à base de graphène en développement actuellement. Sri Lanka, Pitipana North, laboratoire Sri Lanka Institute of Nanotechnology * Production ** R&D sur le graphène Les futurs nanocomposants électroniques à base de graphène. Ghana, Agbogbloshie, E-Waste * Production / Environnement ** Ewaste africain Togo, Lomé, African Maker Afate Gnikou, géographe, Maker * Alter / Production / Environnement ** Ewaste africain comme matière première Afate Gnikou, géographe de formation, crée des imprimantes 3D grâce à des déchets électroniques collecté dans les décharges de sa ville. Togo, Lomé, African helpers for E-project Le WOE LABO * Alter / Production / Environnement ** Projets électroniques africains “Premier espace africain de démocratie technologique” 12
- 13. Nairobi, Kenya, startup accelerator * Alter ** african electronic business funding Congo, KInshasa, VMKtech VMKtech, producteur de mobile africain *production ** La production electronique en afrique DISPOSITIF DE TRAVAIL Sur la route, je commencerai le voyage à pied. Alternant heures de marche, temps de rencontres, temps d’écriture, de dessin et de partage/sauvegarde de mes recherches. En fonction des rencontres, les étapes pourront durer d’une journée à plusieurs jours. Exprimant clairement une recherche de sobriété face à ce sujet ultratechnologique, je souhaite alterner entre bivouac sur les routes et dormir chez l’habitant, via le couchsurfing et les nombreux réseaux et communautés qui, autour du monde, accordent l’hospitalité au voyageur. Quand aucune rencontre ne pourrait avoir lieu sur une trop longue distance de plaine, de désert, de steppes, j’utiliserais le train ou la route, en fonction des infrastructures proposées. Le train sera privilégié car il permet un travail d’écriture et de mise en forme des notes, des dessins et offre des conditions de repos très honorables. Les temps de rédaction nécessaires à la mise en forme des planches seront réalisés lors d’étapes dans des lieux propices à l’écriture, bibliothèques, coworking, bureaux, cellules de travail, résidences courtes dans les réseaux culturels. Références / Inspirations Petit précis de mondialisation Erik Orsenna Fayard (tome I et II) 2006, 2008, Stock (tome III) 2012 La passionnante trilogie “Petit précis de mondialisation” présente un fantastique état de l’art de trois “matières premières” : L’eau, le coton, le papier. Pour chaque “matière”, il nous permet de rencontrer des spécialistes de chaque aspect du sujet. Industriels et ONG, ingénieurs, artisants, chercheurs. Au fil du voyage, il partage ses pensées d’humaniste pragmatique. La lecture de ces trois ouvrages m’a permis d’envisager la réalisation d’une étude itinérante à la rencontre des experts d’un sujet, tout en laissant une place à l’expression d’un questionnement et d’une réflexion. The Toaster Project Or A Heroic Attempt to Build a Simple Electric Appliance from Scratch Thomas Thwaites Princeton Architectural Press, 2011 Une expérience unique réalisée par le designer Thomas Thwaites. Fabriquer un grille pain à partir des matières premières naturelles brutes utilisées par l’industrie. De l’extraction de minerais métalliques à la réalisation des résistances, fil conducteurs, mécanismes, l’auteur réalisera l’ensemble de son grille pain “from scratch” à partir de zéro. 13