MÉTAUX RARES
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Ressources et utilisation
Une bonne connaissance, d'une part, des ressources actuelles et potentielles et, d'autre part (cf. tableau), des utilisations actuelles et futures est indispensable pour définir les orientations d'une politique de sécurisation des approvisionnements. Pour tracer les défis et les contraintes d'une telle politique, on s'appuiera sur trois exemples types : l'indium (In), le néodyme (Nd) et le lithium (Li).
Les métaux rares impliqués dans les économies d'énergie et les énergies renouvelables.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
L'indium (In)
L'indium est essentiellement un sous-produit de la métallurgie de certains minerais de zinc ainsi que du retraitement, en Chine, de scories anciennes dans lesquelles l'indium n'avait pas été récupéré. La Chine, qui contrôle environ 60 p. 100 de la production mondiale de cet élément, a introduit sur l'indium, depuis 2007, des quotas annuels à l'exportation qui vont en diminuant. Toutefois, une quantité significative de métal est exportée en contrebande, assurant ainsi l'équilibre mondial de l'offre et de la demande.
L'indium est principalement utilisé sous forme d'alliage avec l'étain (ITO, indium tin oxyde) dans l'élaboration d'écrans plats où il intervient comme électrode transparente. Les procédés de fabrication génèrent d'importantes quantités de déchets « neufs » qui sont recyclés en boucle fermée et courte, ce qui permet au recyclage de couvrir plus de 50 p. 100 de l'offre globale.
Pour ce métal, où se situent les éventuels risques de la filière ? En plus de la forte croissance de la demande de téléviseurs LCD (liquid crystal display) en Chine (40 millions en 2010), de nouvelles applications sont attendues, comme la technologie photovoltaïque couche mince à semi-conducteurs cuivre-indium-gallium-sélénium (CIGS) ainsi que les écrans OLED (organic light emitting diode), qui nécessiteraient beaucoup d'indium. De ce fait, des substitutions sont activement recherchées.
Le néodyme (Nd)
Le néodyme fait partie de la famille des terres rares, dont la production est contrôlée à 97 p. 100 par la Chine. 10 500 tonnes d'oxydes de néodyme sont produits chaque année, dont le principal débouché, sous forme de métal, est la fabrication d'aimants permanents NdFeB (néodyme-fer-bore). Renfermant 27 p. 100 de Nd, ces aimants permettent de miniaturiser les moteurs électriques des disques durs d'ordinateurs ou des lève-vitres automobiles. Mais c'est avec le développement attendu à court et à moyen termes tant des véhicules hybrides et électriques que de l'éolien offshore que la demande en néodyme sera en forte croissance. Une éolienne de 3,5 mégawatts nécessite environ 600 kilogrammes de néodyme. À l'horizon de 2030, si un tiers des 72 millions de véhicules produits annuellement sont électriques ou hybrides, cela se traduira par une demande additionnelle de 25 000 tonnes par an de néodyme. De ce fait, certains constructeurs automobiles, face au risque de pénurie, ont choisi de se passer de néodyme en s'orientant vers des moteurs à rotor bobiné à fort contenu de cuivre. Les moteurs électriques pour automobile nécessitent en plus l'adjonction de dysprosium, une terre rare lourde qui permet de maintenir l'aimantation à des températures relativement élevées. On voit ainsi que le néodyme présente un risque élevé de déficit de production mondiale à l'horizon de 2014.
Il y a de très nombreux gisements de terres rares dans le monde, hors de Chine. Toutefois, leur mise en production est contrainte par au moins quatre facteurs. Le premier est la valeur du minerai. Le prix des terres rares lourdes (terbium, yttrium, dysprosium...) étant beaucoup plus élevé que celui des terres rares légères (cérium, lanthane...), du fait de leur moindre abondance, la valeur du minerai sera donc fonction de sa teneur en terres lourdes. Or, comme la grande majorité des projets miniers identifiés sont à terre rares légères dominantes, leur mise en production occasionnera rapidement une surproduction de terres rares légères, faisant chuter leur prix, fragilisant du même coup ces petites sociétés minières... Le deuxième facteur concerne les contraintes environnementales liées à la radioactivité des minerais de terres rares. En effet, la présence d'uranium-thorium, à des teneurs variables, est systématique dans ces minerais. Le troisième facteur est d'obtenir une [...]
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Écrit par :
- Christian HOCQUARD : ingénieur géologue, économiste matières premières au Bureau de recherches géologiques et minières
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Christian HOCQUARD, « MÉTAUX RARES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-rares/