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L'Usine Matières premières

Le tableau de Mendeleïev des métaux critiques

Myrtille Delamarche , , ,

Publié le

Exclusif Le World Materials Forum dévoile le 28 juin une nouvelle évaluation du risque de rupture d'approvisionnement de certains métaux pour l'industrie, sous la forme d'un tableau de Mendeleïev revisité par le BRGM et les consultants de CRU et de McKinsey. Quelques jours plus tôt, le Comité pour les métaux stratégiques (Comes) publiait son évaluation de la criticité des métaux pour l'industrie française. L'Usine Nouvelle a pu consulter ces deux documents en avant-première.

Le tableau de Mendeleïev des métaux critiques
Le cobalt fait partie des six métaux placés sous haute surveillance lors de l'évaluation présentée au World materials forum.
© L'Usine Nouvelle, sources: WMF/BRGM/CRU/McKinsey

Nombre de métaux indispensables à l’industrie risquent, demain, de lui faire défaut. Depuis la remise à jour, fin 2017, de la liste européenne des matières critiques, les objections pullulent. D’aucuns dénoncent "une liste qui regarde dans le rétroviseur", cette évaluation étant fondée sur la moyenne des approvisionnements européens entre 2010 et 2014. "Elle ne permet pas aux industriels de prendre des décisions", réagit Didier Julienne, expert en métaux. Cet instantané n’informe ni sur les approvisionnements à sécuriser à l’avenir, ni sur les technologies à privilégier dans les laboratoires où se conçoivent les nouveaux produits. "La criticité d’une matière est évaluée à l’aune de sa présence dans des filières entières, sans distinguer le fondamental du superflu", précise Didier Julienne.

Le World materials forum (WMF), une rencontre annuelle cofondée par Victoire de Margerie et Philippe Varin, qui se tient à Nancy (Meurthe-et-Moselle) du 27 au 29 juin, n’a retenu que les pans stratégiques de certaines filières, à l’instar des super­alliages et de l’électronique dans l’aéronautique. "La démarche européenne d’évaluation de la criticité, plus technocratique, est binaire : les matières sont critiques ou ne le sont pas", confirme Rémi Galin, le chef du bureau de la politique des ressources minérales non énergétiques à la Direction générale de l’aménagement, du logement et de la nature (ministère de la Transition énergétique et solidaire).

Des équipes se sont attelées à décliner leur propre évaluation des risques. Nous en avons retenu deux, publiées à quelques jours d’intervalle. La première est une note de position du Comité pour les métaux stratégiques (Comes), qui s’appuie sur une matrice de criticité compilée par le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM). Focalisée sur les besoins de l’industrie française, elle croise une échelle de risque sur les approvisionnements et une échelle d’importance stratégique.

Dans le cas du titane, si le risque de rupture d’approvisionnement est faible, l’importance pour l’industrie est évaluée entre "forte" et "très forte". Le cobalt, lui, allie les deux critères. Le tungstène est l’un des rares, avec le praséodyme et le néodyme, à le surpasser sur les deux échelles. C’est tout l’enjeu de la réouverture – ou non – de la mine de Salau (Ariège), un gisement aux teneurs exceptionnelles. Cette réouverture a été portée au départ par deux anciens du BRGM, Michel Bonnemaison et Jack Testard, alliés à la minière australienne Variscan. Le permis vient d’être repris par Apollo Minerals.

Un outil de mesure de la dépendance des industriels

La seconde émane d’un groupement de partenaires – le même BRGM, les consultants de McKinsey et ceux de CRU – réunis par le WMF. Plus holistique, celle-ci se veut un outil mis à disposition des industriels pour évaluer leur propre dépendance aux matières étudiées en fonction de six critères : le nombre d’années de consommation couvert par les réserves connues, le risque pesant sur la production, l’exposition au risque politique des pays producteurs, l’efficacité du recyclage, le risque de hausse brutale de la demande et la substituabilité du matériau dans l’industrie.

(Le tableau de Mendeleïev revisité par le BRGM et les consultants de CRU et de McKinsey)

Des critères relativement proches de ceux choisis par le Joint Research Centre (JRC) européen, dont les travaux ont été exploités par la Commission européenne pour établir sa liste. Le JRC en tire un indice de résilience de l’Union européenne pour chacune des 60 matières étudiées. Les États-Unis, enfin, publient une liste de matériaux stratégiques, à savoir ceux qui ne sont pas produits en quantité suffisante sur leur sol pour répondre à leurs besoins militaires, aux besoins de base de leur population et de leur industrie en cas de crise majeure.

De multiples facteurs à prendre en compte

"Il ne faut pas se focaliser sur les ressources, il existe de nombreux éléments de criticité tout au long de la chaîne de valeur. Les freins peuvent être réglementaires, environne­mentaux ou de protection des salariés", rappelait Rémi Galin lors de la journée Mines en France, en juin à Paris. Peu importe que les réserves soient importantes et bien réparties (c’est le cas des terres rares) si un seul pays les extrait. La Chine, notamment, concentre 80 % ou plus des terres rares, de l’antimoine, du bismuth, du magnésium, du tungstène et du gallium produits dans le monde.

"Même les partenaires considérés comme fiables peuvent changer", avertit Rémi Galin. Les États-Unis, par exemple, produisent 90% du béryllium, et l’Afrique du Sud 70% du platine. L’Afrique centrale (Rwanda et République démocratique du Congo) extrait plus de 60% du cobalt et du tantale et le Brésil 90% du niobium. Le risque engendré par cette concentration est démultiplié si le pays est considéré comme à risque, instable politiquement ou si la libre commercialisation y est entravée par un pouvoir central interventionniste.

Et qu’importe le volume de minerai extrait de par le monde si sa transformation en métaux d’intérêt pour l’industrie est monopolistique. Certains métaux ne sont d’ailleurs extraits que comme sous-produits de la métallurgie. Il n’existe pas de mine de gallium, dont les 200 tonnes annuelles sont séparées de la bauxite lors de sa transformation en alumine (et en faible part de la métallurgie du zinc). Puis vient l’équilibre entre l’offre et la demande, car le temps du développement minier est bien plus long que celui de la technologie, ce qui crée des tensions ponctuelles. La criticité tient compte, enfin, de l’efficacité de la filière de recyclage. Plus de la moitié de l’aluminium mondial est recyclée, contre moins de 1% des terres rares.

Cette efficience de la chaîne dépend aussi de la durée de vie des produits. Le taux de recyclage du cuivre est élevé (36%), mais son temps d’immobilisation dans les infrastructures est long. "Même en le recyclant à 100%, le cuivre secondaire ne pourra pas satisfaire plus de 37,4 % de la demande" au taux de croissance des cinquante-cinq dernières années, explique Jean-François Labbé, du BRGM. En revanche, un même atome d’aluminium peut se retrouver dans trois canettes différentes au cours d’une année.

Ces évaluations s’avèrent précieuses dans le festival de publications sur les matières critiques parues ces derniers mois. Dans le seul véhicule électrique, les projections de parts de marché à dix ou vingt ans vont du simple au triple et les promesses de pénuries de lithium, puis de cobalt suivent les mêmes variations. Il faut donc, avec Socrate, reconnaître que tout ce que l’on sait, c’est que l’on ne sait rien. Et accepter de travailler sur des scénarios d’évolution de la demande, en toute transparence. L’industrie, qui sait fort bien construire sa résilience dans ses centres de R & D pour peu qu’on lui en donne les outils, fera le reste.


Six métaux sous haute surveillance

Ces six métaux affichent les plus hauts indices de criticité de l’évaluation présentée fin juin au World materials forum (WMF) à Nancy (Meurthe-et-Moselle). Dans dix ans, « les soixante-dix ans de réserves actuelles de cobalt tomberont à vingt-cinq ans si elles ne sont pas renouvelées », alerte le WMF. Plus des deux tiers du cobalt extrait sera mobilisé dans les batteries, dont il est urgent de faire progresser le recyclage. Le risque politique est maximal, le cobalt étant, comme le tantale, produit à plus de 60 % en Afrique centrale. Avec trente-sept ans de réserves, le tungstène inquiète en raison de l’absence de substitution et du contrôle des prix par la Chine. Tout aussi discret jusqu’ici, l’étain est l’autre surprise de l’évaluation du WMF. Avec seulement dix-sept ans de réserves, il est miné principalement en Indonésie, en Birmanie et en Chine. Environ 300 000 tonnes d’étain, dont un tiers recyclées, alimentent annuellement les biens de consommation, l’emballage, la construction et les soudures des composants électroniques. À tel point que ce métal est ressorti comme le plus indispensable à la croissance des technologies du futur dans une récente étude du MIT. L’inquiétude monte aussi sur certains métaux industriels courants. La production métallurgique de cuivre (23 millions de tonnes primaires dont 4 Mt recyclées) ne répond pas à la demande (23,5 Mt), selon l’International Copper Study Group. Les réserves minières rentables (770 Mt) ne couvrent que trente à quarante ans de demande. Ceci dit, c’était le cas dans les années 1990 et les requalifications de ressources en réserves ont stabilisé cette durée de vie. Avec trente-cinq ans de réserves, le nickel s’avère sujet à une forte volatilité. Le zinc, enfin, a prouvé ces deux dernières années en battant des records de prix combien il était dangereux de dépendre d’un producteur, en l’occurrence Glencore. 

 


Des terres pas si rares…

Faut-il le rappeler, les terres rares sont en réalité des métaux aux qualités rares assez bien répartis dans la croûte terrestre. Près de 180 gisements sont documentés à travers le monde, dont 59 exploitables (478 millions de tonnes). Une cinquantaine de projets sont en cours d’exploitation dans 34 pays. De quoi répondre à la demande pendant des centaines d’années, sans même tenir compte du gisement découvert au large du Japon, dont les faibles teneurs rendent l’exploration incertaine. La criticité des terres rares est donc discutée, surtout lorsqu’elles sont prises dans leur ensemble. Elle est d’abord liée à la concentration des capacités de production (130 000 tonnes par an), très inégalement réparties entre la Chine (plus de 80 %), l’Australie (10 %) et quelques acteurs mineurs, dont la Russie, l’Inde, le Brésil et, depuis peu, le Burundi. La demande, qui devait doubler, est en hausse de seulement 30 % depuis la crise de 2010, lorsque la Chine avait restreint ses exportations. La demande d’acier, dans le même temps, a doublé. Cette relative stabilité est due aux efforts des industriels pour en réduire la teneur dans leurs produits. Certains ont choisi de s’en passer, à l’instar d’Enercon pour ses éoliennes terrestres et de Renault dans le moteur électrique de la Zoé. D’autres, comme Siemens et Toyota, substituent à une terre rare critique une autre moins concurrentielle. Car pour trois d’entre elles – le praséodyme, le néodyme et le dysprosium, plébiscités dans les aimants permanents (31 % de la production) des moteurs électriques, des éoliennes et des appareils électroniques et électroménagers – la possibilité d’une pénurie ou d’une hausse brutale des cours est réelle. Préférant diversifier les technologies et les risques, le constructeur Tesla renonce au moteur à induction et revient aux moteurs à aimants néodyme-fer-bore dans sa Model 3, réduisant son besoin en cobalt en réintroduisant des terres rares. 

 

 

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