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L'énergie à découvert

 | 
Rémy Mosseri
, 
Catherine Jeandel

Deuxième partie. Quelques aspects fondamentaux

14. Les métaux rares pour l’énergie

Patrice Christmann

Texte intégral

1Les « métaux » rares sont un ensemble d’éléments dont la production mondiale ne dépasse pas les 500 000 t/an, soit environ 0,02 % de la production minière mondiale. Du fait de leurs caractéristiques physiques et/ou chimiques, ils ont de nombreuses applications de haute technologie. Ils sont souvent des sous-produits des minerais de métaux plus courants tels que le fer, le plomb, le zinc ou le cuivre – leur teneur dans un minerai ne dépassant souvent pas quelques dizaines de grammes par tonne de minerai. Le sélénium, qui n’est pas un métal, est intégré dans ce groupe dont il partage beaucoup de caractéristiques.

2Certains métaux particulièrement rares, nécessaires aux technologies de l’énergie, ne sont produits qu’en très petites quantités. C’est le cas par exemple du rhénium, dont la production 2010 ne dépassait pas 47 t, ou du béryllium (206 t). Le rhénium est essentiel à la fabrication de turbines de réacteurs d’avion ou de centrales électriques au gaz, à hautes performances, car son usage permet d’augmenter la température de combustion sans risque de déformation de la turbine, et d’obtenir ainsi un rendement amélioré de plusieurs pour cent. Le béryllium a diverses applications importantes, notamment dans l’industrie nucléaire, en tant que réflecteur de neutrons. Il est essentiel au projet ITER, pour la fabrication du tore contenant le plasma (cf. IV.11).

Disponibilité des terres rares

3Leur extraction métallurgique nécessite généralement la mise en œuvre de procédés complexes, maîtrisés par un nombre limité d’entreprises très spécialisées. Le cas le plus complexe est celui des 16 éléments du groupe des terres rares, intimement associées dans leurs différents minéraux porteurs. Le néodyme et le dysprosium, deux terres rares, sont aujourd’hui indispensables pour la fabrication des aimants permanents des éoliennes les plus performantes, dont la génératrice à entraînement direct nécessite environ 600 kg d’aimants par MW de puissance électrique. Le dysprosium, qui représente environ 4 % de la masse magnétique, est un élément particulièrement rare, ne représentant que 1 % environ des terres rares contenues dans l’ensemble des 44 gisements pour lesquels des calculs de ressources, et dans certains cas de réserves, ont été publiés.

4De nombreuses filières industrielles seraient menacées sans la disponibilité de métaux rares, dont la métallurgie ou la transformation est souvent le fait de PME aux savoirfaire très pointus, peu connues du grand public. La fermeture ou la délocalisation de ces entreprises peut fragiliser la compétitivité des industries en aval, telles que la production d’éoliennes ou de panneaux solaires, et favoriser leur délocalisation. Celles-ci ne perçoivent pas nécessairement les risques « matières premières » car elles n’y sont qu’indirectement exposées, à travers des filières de production parfois très complexes. Les risques à diverses étapes de ces filières peuvent être élevés.

Fig. 1 – Les métaux rares (symboles chimiques en grandes lettres) nécessaires aux technologies du domaine de l’énergie

Situation dans le monde

5En Europe et aux États-Unis, la recherche et l’innovation liée aux métaux rares et à leurs applications souffrent de la vision à court terme qui prévaut souvent en matière de recherche industrielle, recherche largement guidée par des entreprises dont l’objectif est souvent la recherche… de taux de rentabilité de 15 à 20 %/an. Cet état d’esprit, lié à la prévalence d’un monde financier de plus en plus déconnecté de l’économie réelle, pèse sur les politiques publiques depuis la décennie 1980-1990, au cours de laquelle s’est éloigné le spectre de la Guerre froide. Il en est tout autrement en Chine, où l’État a toujours porté la plus grande attention à l’industrie minière et métallurgique, et à ses liens avec les industries de l’aéronautique, de l’automobile, de la défense ou de l’énergie.

6La figure 2 montre la montée en puissance de l’industrie minérale chinoise entre 1986 et 2009. Alors qu’en 1986, la Chine était le premier producteur mondial de 5 matières premières minérales, en 2009 elle était devenue le premier producteur mondial de 28 de ces matières premières, dans une position de monopole, ou de quasi-monopole, dans la production de matières premières importantes – notamment pour leurs applications en relation avec le domaine de l’énergie.

Fig. 2 – Évolution du poids de la Chine dans l’industrie minérale mondiale 1986-2009, en % de la production mondiale. Source des données : World Mining Data et USG

7Par ailleurs, les drames qui secouent actuellement l’industrie minière sud-africaine du platine soulignent des risques géopolitiques pour l’Union européenne, l’Afrique du Sud ayant produit 72 % de la production mondiale en 2011. La France, par la création début 2011 du Comité pour les Métaux stratégiques, et l’Union européenne à travers le lancement en novembre 2008 de l’Initiative Matières premières ont pris la mesure des enjeux, et entrepris d’infléchir leurs stratégies passées. Ce mouvement devrait s’intensifier.

8La satisfaction de la demande énergétique mondiale, qui devrait continuer de croître d’environ 45 % d’ici 2035, sera très dépendante de la disponibilité et de l’accessibilité des matières premières minérales sur des marchés transparents, régulés à l’échelle internationale en y intégrant l’éthique du développement durable. Des progrès sont réalisés dans ce sens, notamment grâce à l’adhésion d’un nombre sans cesse croissant de sociétés minières ou métallurgiques de pays membres de l’OCDE à la Global Reporting Initiative (GRI), initiative volontaire de rapportage annuel de la performance des entreprises adhérentes à l’aide d’indicateurs non seulement économiques, mais aussi sociaux et environnementaux. Aujourd’hui plus de 50 % de la production mondiale de cuivre est assurée par des entreprises publiant leur rapport annuel en conformité avec les lignes directrices de la GRI.

Bibliographie

Références bibliographiques

• European Commission – Critical raw materials for the EU, 2010.

• BRGM – Revue “Géosciences” n° 15, consacré aux enjeux liés aux ressources minérales, 2012.

• L. ERDMANN et T. E. GRAEDEL – Criticality of Non-Fuel Minerals : A Review of Major Approaches and Analyses - Environmental Science & Technology, 2011.

• United States Department of Energy – Critical Materials Strategy, 2011.

Table des illustrations

Légende Fig. 1 – Les métaux rares (symboles chimiques en grandes lettres) nécessaires aux technologies du domaine de l’énergie
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10941/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 228k
Légende Fig. 2 – Évolution du poids de la Chine dans l’industrie minérale mondiale 1986-2009, en % de la production mondiale. Source des données : World Mining Data et USG
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10941/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 159k

© CNRS Éditions, 2013

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