Limiter le changement climatique tout en augmentant la qualité de vie et le bien-être de manière durable pose des défis sur plusieurs points de vue. Les émissions mondiales de CO2 devraient être réduites à net-zéro d'ici 2050 environ, tandis que la demande de biens matériels à forte intensité d'énergie et de CO2 devrait augmenter.Ce travail se concentre sur l'hydrogène, l'acier et le ciment, dont les processus de production dans leur ensemble sont responsables pour plus de la moitié des émissions de CO2 du secteur industriel. Cette étude présente des travaux qui enrichissent le détail des trajectoires de décarbonisation de certains sous-secteurs industriels et consiste en l’état de l’art de la manière dont ces questions sont représentées dans les modèles d'évaluation intégrée.Un modèle de simulation du système énergétique mondial a été modifié pour représenter des estimations ascendantes détaillées de la demande de matériaux et des trajectoires de production, pour des matériaux multiples. Le nouveau modèle a été utilisé pour produire des scénarios à long terme avec différents ensembles d'hypothèses sur les politiques, les technologies et les tendances de demande de matériaux. Le modèle projette des flux de matériaux, d'énergie et d'émissions jusqu'en 2100 pour plusieurs régions mondiales.La demande pour ces trois matériaux devrait augmenter au cours des prochaines décennies (+300-470% pour l'hydrogène, +11-65% pour l'acier, +0-32% pour le ciment, dans les scénarios compatibles avec 1,5°C de changement climatique, en 2050 par rapport à 2020), avec une saturation dans la seconde moitié du siècle pour l'acier et le ciment. Grâce à une pression de politique climatique soutenue dans le temps, il est possible de réduire considérablement les émissions de CO2 liées à la production de ces matériaux (jusqu'à net-zéro pour l'hydrogène, -82-87 % pour l'acier, -0-91 % pour le ciment, dans des scénarios 1,5°C, en 2050 par rapport à 2020), contribuant ainsi de manière significative à la décarbonisation de l'industrie (contribuent à 55-67 % de l'atténuation totale de l'industrie dans des scénarios 1,5°C en 2050 ; l'ensemble de l'industrie réduit ses émissions de 50 à 80 %).Ce travail identifie les opportunités et les obstacles à la décarbonisation des secteurs mondiaux de l'hydrogène, de l'acier et du ciment, y compris les estimations de la rétroaction de la politique climatique sur leur demande, le rôle des mesures d'efficacité des matériaux, du recyclage, de l'électrification, de la capture du carbone et des nouveaux vecteurs d'énergie comme l'hydrogène lui-même. Cette étude donne une vue d'ensemble des options d'atténuation spécifiques à chaque matériau, des besoins d'investissement et des effets de politiques énergie-climat ; les résultats seraient intéressants à la fois pour les décideurs politiques et pour les investisseurs.