Métaux Stratégiques: France-Chine et Intelligence Economique à Fragmentation

L’IE à Fragmentation (IEF) était fondée par la production et le commerce des matières premières. Les métaux stratégiques utilisent-ils cette IEF en France ou en Chine ?

 Trois grandes familles d’intelligences économiques liées entre-elles forment l’Intelligence Economique à Fragmentation (IEF): intelligences économiques défensive, offensive et thématique.

Les utilisations française et chinoise de l’IEF sont-elles comparables ? Comment identifier les matières premières vraiment stratégiques pour les acteurs industriels?

Quelle différence entre matières premières critique – qui intègre une dimension évolutive – et stratégique, intégrant un aspect de souveraineté pour un Etat, sujet ô combien d’actualité?

L’exemple des terres rares illustre-t-il la difficulté pour les entreprises à adapter leur stratégie, au concept d’une consommation compétitive ?

Au-delà de la capacité à développer des solutions de substitution, la prise en compte des intérêts des entreprises légitime au niveau de l’Etat annonce-t-elle la conduite d’une politique publique de sécurisation des approvisionnements? Ce qui ne signifie pas nécessairement indépendance d’approvisionnement mais bien plutôt d’éviter de dépendre d’un nombre limité de fournisseurs.

Faut il exclure la renaissance d’une industrie minière sur le sol national en dépit que la France n’a pas développé de prospection de ces métaux rares, n’a aucun projet d’ampleur dans ce domaine, alors que des géants miniers se sont développés dans diverses parties du monde. Sans ces métaux critiques et stratégiques comment imaginer notre industrie de demain ?

Perspectives futures pour le recyclage des terres rares

L’ADEME a identifié les principaux freins au recyclage des terres rares et des métaux précieux. En retour, les actions proposées pour lever ces freins s’articulent autour des quatre axes suivants :

  • « Agir en amont de la chaîne de recyclage » : Favoriser l’éco-conception en facilitant la séparation des composants afin qu’ils puissent subir un traitement spécifique (Accumulateurs, aimants). Impliquer les producteurs pour la recherche de solutions de recyclage pour des produits qui peuvent être spécifiques et dont la composition varie selon les producteurs (ex : les LED).
  • « Mobiliser le gisement » : Il pourra être envisagé d’élargir le champ des produits collectés mais aussi de séparer certains produits pour les traiter de manière spécifique (ex : écrans LCD).
  • « Orienter et soutenir la R&D » : Améliorer les techniques disponibles et développer de nouvelles techniques de recyclage pour les métaux qui ne disposent pas encore de techniques de recyclage.
  • « Activer le recyclage » : Selon deux méthodes complémentaires : l’obligation réglementaire et les incitations financières.

Chinois, maîtres des métaux rares

« Chinois, maîtres des métaux rares« , de « RTL le matin ».

 Datant de novembre 2010, ce reportage traite de la crise des métaux rares chinois. On y décris que les chinois ont réalisé l’intérêt stratégique qu’ils ont entre les mains en raison de leur quasi-monopole sur la production de ces minéraux qui sont maintenant incontournables dans la fabrication des objets de haute-technologie… y compris dans le domaine des énergies vertes.

La journaliste décrit très bien les raisons de ce quasi-monopole chinois: Les métaux rares sont présents tout autour du globe, mais seuls les chinois ont accepté l’imposante pollution que leur extraction entraîne!

 

 

 

 

Métaux rares ou de haute technologie

Les métaux rares sont aussi désignés comme métaux stratégiques ou métaux de haute technologie. Ils comprennent, de façon non exhaustive, le lithium, leniobium, le tantale, le béryllium, le zirconium, le hafnium, le germanium, le gallium, les terres rares (au nombre de 15) ainsi que l’yttrium et le scandium. En général, il s’agit principalement de métaux non ferreux, utilisés en petite quantité avec d’autres métaux et substances chimiques dans la fabrication de plusieurs produits industriels.

Le caractère stratégique de ces métaux rares est particulièrement lié aux faits suivants :

  • La balance commerciale de plusieurs pays dépend de la disponibilité de ces métaux
  • L’industrie de haute technologie ne peut fonctionner sans un approvisionnement fiable à long terme de ces métaux et à des prix compétitifs
  • Les métaux de substitution sont en général plus chers ou moins performants
  • Le risque de rupture d’approvisionnement et la mise en place de quotas à l’importation par certains pays font pression sur le marché.
  • Il y a peu d’exploitations minières et de centres d’extraction et d’affinage dans le monde pour répondre à la demande, ce qui rend ces métaux « rares ».

Les États-Unis aussi bien que d’autres pays industrialisés considèrent que plusieurs de ces métaux sont importants pour la sécurité nationale et pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre..

Les métaux rares sont également en demande pour répondre à de nouvelles applications et ils entrent dans la fabrication d’une grande variété de biens de consommation. Ces conditions entraînent un intérêt croissant pour la découverte de nouvelles ressources et par conséquent pour l’exploration minière.

Biens de consommation utilisant les métaux rares

  • Téléphones cellulaires, baladeurs, processeurs, pièces informatiques
  • Écrans de téléviseurs et d’ordinateurs
  • Véhicules hybrides et véhicules électriques
  • Superconducteurs
  • Aimants permanents (moteurs électriques)
  • Alliages et superalliages (aéronautique)
  • Instruments chirurgicaux et implants
  • Optique filtres pour rayons X, lasers
  • Raffinage du pétrole, additifs et catalyseurs
  • Verres et céramiques
  • Batteries rechargeables et accumulateurs
  • Éoliennes
  • Cellules photovoltaïques
  • Ampoules lumineuses ultra-efficaces
  • Systèmes de radar et équipements militaires
  • Convertisseurs catalytiques
  • Industrie chimique et industrie nucléaire
  • Produits de polissage

Ce qui se passe en France…

Chaque année, les ménages français jettent des appareils électroniques qui contiennent des métaux rares. Vieux téléphones mobiles, chaînes hi-fi hors d’usage, ordinateurs obsolètes… finissent ainsi dans les déchetteries ou, pire, dans les poubelles où ils ne seront ni dépollués, ni recyclés.

La quantité des déchets électroniques augmente chaque année

Ces équipements électriques et électroniques représentent 14 à 24 kilogrammes de déchets par personne et par an en France. Cette quantité de déchets augmente de 3 à 5 % par an avec la pénétration toujours plus importante des appareils électroniques et multimédias dans les foyers.

Depuis 2005, ces déchets (DEEE) qui contiennent des métaux précieux et des substances toxiques, doivent faire l’objet d’une dépollution et d’un recyclage spécialisés. Une écoparticipation payée à l’achat des appareils électriques et électroniques finance ces opérations de traitement des déchets.

Les chiffres clés

> Nous produirons 74 millions de tonnes de DEEE par an en 2014. (Pike Research)

> Selon une étude de DELL en 2009, la France est le pays qui recycle le moins en Europe, avec seulement 50% des Français affirmant recycler autant que possible.

> Tous les appareils électriques et électroniques sont recyclables. Leur taux de recyclage varie entre 74% et 86%. Le recyclage permet de produire des nouvelles matières premières secondaires et de fabriquer ainsi de nouveaux appareils tout en préservant les ressources naturelles.

Empilement de déchets électroniques dans un abri de jardin. Une petite tournée à la déchetterie s’impose... © AvWijk, Wikimedia domaine public

 

Les Technologies de l’Information et de la Communication ou TIC : leurs impacts environnementaux…

cycle vie produit

Les TIC contiennent des métaux rares et les conséquences de l’exploitation de ces métaux sont nombreuses : réchauffement climatique, épuisement potentiel des ressources fossiles.

En France, le rapport officiel de l’ADEME précise qu’en 2010, 434 000 tonnes de déchets électroniques ont été déclarées collectées (80% seront recyclés), soit une hausse de 10 % sur un an. Mais cela ne représente que 27% du 1,61 million de tonnes produites sur notre marché.

Les conséquences sur le terrain : Exemple de gestion de déchets TIC en Ile-de-France…

« Au printemps 2011, les déchets accumulés formaient un stock d’environ 250 mètres de long et 40 mètres de large. Ce tas recouvrait la quasi-totalité du site sur une hauteur estimée à plus de 20 mètres et représentait un volume total d’environ 150.000 m3, s’étendant sur une surface de stockage de 14.750 m2« , précise la DRIEE.

Compte tenu des risques engendrés par la multiplication des départs d’incendie (jusqu’à 100 pompiers sur le site), le préfet d’Ile-de-France a ordonné en août 2011 l’enlèvement de l’ensemble des déchets présents dans l’installation. Faute d’exploitant solvable, la maîtrise d’ouvrage de l’opération de mise en sécurité du site a été confiée à l’Ademe. « L’évacuation totale des déchets débutée en novembre 2011 s’est terminée en avril 2012« , détaille la DRIEE.

Recyclage made in France des terres rares

 Le chimiste Solvay s’est lancé en 2012 dans le recyclage à grande échelle de terres rares. Une activité stratégique qu’il réalise dans l’Hexagone avec des technologies exclusives.

Prenez une toile de maître recouverte de pigments de couleurs. Imaginez devoir les séparer et les rassembler en tas, par couleurs. Un travail titanesque ! C’est, en quelque sorte, le défi relevé par Solvay. Le chimiste s’est lancé dans le recyclage des terres rares, ces 17 métaux utilisés dans des applications de haute technologie pour leurs performances en matière de luminescence et de magnétisme. Leurs caractéristiques physico-chimiques étant très semblables, les diviser pour les réutiliser tient de la gageure!

Solvay a lancé trois projets qui visent à extraire les terres rares puis à les séparer pour les revendre aux fabricants de trois types de produits : les batteries NiMH (nickel-métal-hydrure) des véhicules hybrides, les aimants, et les lampes à basse consommation. Les recycleurs collectent les produits concernés et fournissent au chimiste belge les mélanges de terres rares. Après séparation, ce dernier les vend aux fabricants d’équipements selon leurs besoins. L’objectif de Solvay ? Que le recyclage fournisse, suivant les terres rares, de 5% à 50% de ses ventes. Pour y parvenir, le groupe a mis au point un procédé de séparation en plusieurs étapes, inédit et protégé par des brevets maison.

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(cliquer sur l’image pour l’agrandir)

ÉQUIPEMENT LOURD EXISTANT

Et si le chimiste a pu se lancer aussi vite, c’est qu’il avait à sa disposition des équipements ad hoc sur son site de La Rochelle (Charente-Maritime), mis sous cocon depuis plusieurs années. Ils datent de l’époque où Rhodia – avec lequel Solvay a fusionné il y a un an – traitait les terres rares importées de Chine. Quelques dizaines de millions d’euros ont été nécessaires pour « réveiller » et adapter ces installations au recyclage. C’est là qu’est installée la technologie phare : des batteries d’extraction liquide-liquide disposées en séries sur des dizaines de mètres. Grâce à l’emploi d’une palette de solvants, cet équipement lourd sépare successivement les terres rares en jouant sur leurs degrés de solubilité.

Le process nécessite de grandes quantités d’eau et d’acides. C’est là son principal défaut : la séparation des terres rares peut avoir un impact sur l’environnement et la santé. Solvay assure avoir disposé tout au long du cycle des systèmes de traitements des effluents liquides, grâce à une station d’épuration, et des évents gazeux, à l’aide d’une colonne de lavage et d’absorption. Hitachi, l’un des concurrents nippons du chimiste, expérimente une technique d’extraction du néodyme et du dysprosium par voie sèche, censée être moins polluante.

La filière des lampes à basse consommation et des néons a nécessité un process de traitement supplémentaire en amont : les poudres luminophores sont d’abord acheminées sur le site de Saint-Fons (Rhône), au coeur de la vallée de la chimie. Un atelier de production y a été modernisé afin d’éliminer les résidus de verre et de mercure. Leur extraction des poudres luminophores est assurée grâce à une hotte d’aspiration et à des tubes de charbon actif. Cette étape suscite malgré tout des inquiétudes chez certains représentants syndicaux. « La sécurité du personnel et le traitement des effluents représentent la moitié de l’investissement total », rassure Frédéric Carencotte, le directeur industriel de la division terres rares chez Solvay.

Protégé par deux brevets, le process de Saint-Fons a nécessité 15 millions d’euros d’investissements. La poudre de terres rares encore mélangées est ensuite transportée à La Rochelle pour subir la séparation proprement dite. Le process mis en oeuvre par le groupe belge permettra très vite d’atteindre des capacités de production de 5 000 tonnes de terres rares par an. Un chiffre supérieur aux quotas annuels d’environ 3 000 tonnes alloués à Solvay par la Chine, qui contrôle d’une main de fer 95% de la production mondiale (130 000 tonnes).

 

SÉCURISER LA COLLECTE

Pour maintenir à flots ce recyclage, la sécurisation et le développement des filières d’approvisionnement demeurent le principal enjeu. Pour chaque filière, Solvay a dû se tourner vers des recycleurs spécialisés. Umicore collecte des batteries, les fond à très hautes températures et fournit les terres rares. De son côté, Récylum collecte des lampes à basse consommation, sépare le plastique, les métaux et l’électronique et de la poudre qui contient, outre les terres rares, des traces de verre et de mercure.

Solvay est ainsi parvenu à diversifier ses sources d’approvisionnement en terres rares. « Nous avons été surpris par la baisse brutale des quotas d’exportation chinois en 2010, explique Gilles Auffret, membre du comité exécutif du groupe. Si nous constatons un retour à la normale, aucun de nos clients ne peut souffrir de problème d’approvisionnement et de volatilité des prix. » De futures filières pourraient voir le jour rapidement, en particulier pour les écrans LCD, les aimants de disque durs et, pourquoi pas, les batteries des Autolib’, les voitures électriques en libre-service à Paris.

Le recyclage des terres rares, un enjeu stratégique

Elles font aujourd’hui partie des métaux les plus précieux. Les terres rares, ce groupe de 17 minerais qui se nomment terbium, néodyme ou yttrium, s’avèrent très convoitées car indispensables à la production de la plupart des produits de haute technologie — ordinateurs, téléphones portables, écrans plats, éoliennes ou batteries des voitures électriques

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Contrairement à ce que laisse entendre leur nom, elles ne sont pas si rares, puisqu’il existe de nombreux gisements de par le monde, mais leurs stocks sont finis et leur extraction est difficile, coûteuse et extrêmement polluante. Surtout, elles sont le monopole de la Chine, qui détient 37 % des réserves mondiales mais contrôle 97 % de leur exploitation et réduit chaque année les quotas d’exportation. Or, la demande mondiale augmente chaque année de 6 %, mettant le marché sous pression.

L’enjeu, aujourd’hui, est donc pour les pays de sécuriser leur approvisionnement à des prix raisonnables et limiter l’impact de la raréfaction des terres rares au niveau mondial. Trois moyens existent : réduire leur utilisation, diversifier les sources en exploitant des mines en dehors de la Chine et recycler ces minerais.

 C’est la troisième piste que cherche à développer la France, qui ne possède aucune mine de terres rares. Début 2012, le groupe chimique Rhodia rendra ainsi opérationnel, dans son usine de La Rochelle, un nouveau procédé, sur lequel il travaille depuis dix ans, permettant de recycler ces métaux.

L’objectif sera, dans un premier temps, de réutiliser les poudres luminophores qui recouvrent l’intérieur des lampes basse consommation (LBC) et qui contiennent plusieurs terres rares : terbium, yttrium, europium, gadolinium, lanthane et cérium. Pour l’instant, cette poudre est isolée et mise en décharge, lorsque les ampoules arrivent en fin de vie, alors que le reste des composants – verre, plastique, cuivre et aluminium – sont valorisés. Or, le terbium et l’yttrium font partie des terres rares les plus difficiles à trouver, les plus demandées et donc les plus chères (le terbium a ainsi vu son prix passer de 600 à 4 000 dollars le kilo en seulement deux ans). Au rythme actuel de consommation, leur approvisionnement sera critique d’ici 2014, estime, dans un rapport, l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie.

« Grâce à ce nouveau procédé de récupération et de séparation des terres rares, il sera possible d’extraire 17 tonnes de ces minerais, dont 15 tonnes d’yttrium, 1 tonne de terbium et 1 tonne d’europium, sur les 4 000 tonnes de lampes fluocompactes que nous recyclons », détaille Hervé Grimaud, directeur général de Récylum, l’éco-organisme en charge de l’élimination des lampes usagées. Et cette quantité pourrait considérablement augmenter si les LBC étaient davantage triées. Car aujourd’hui, seulement un tiers de ces lampes sont ramenées dans les 19 000 points de collecte que compte le territoire.

Pour augmenter ce taux de recyclage, Récylum a réalisé une opération de communication, ce lundi 17 octobre, en érigeant un faux chantier d’exploitation minière en plein cœur du quartier d’affaires de La Défense. Une mine urbaine qui s’est avérée être, une fois les barrières tombées, une boîte géante pour recycler les lampes basse consommation. Le message est clair : le plus grand gisement de métaux rares qui existe en France se trouve aujourd’hui dans nos bureaux. Une fois récupérés, les débouchés de ces minerais seront les mêmes qu’actuellement : la catalyse automobile, l’industrie verrière, les alliages métalliques, lampes ou aimants permanents.

Après la mise en place de cette filière pour les lampes, ce sera au tour des terres rares contenues dans les batteries rechargeables et les aimants des voitures électriques et des disques durs de pouvoir être recyclées, sans doute au cours de l’année 2012.

Une question se pose toutefois : le recyclage, s’il est nécessaire, sera-t-il suffisant pour faire face à la demande galopante des pays développés ? « Non, le recyclage ne pourra remplir qu’une petite partie de la demande en terres rares dans les années à venir », assure John Seaman, chercheur à l’Institut français des relations internationales, spécialiste de la politique énergétique en Chine et des terres rares. Car si les lampes fluocompactes utilisent des quantités infimes de terres rares, il n’en est pas de même pour d’autres produits technologiques. Un moteur de Prius nécessite par exemple 1 kilo de néodyme pour ses aimants. Les éoliennes offshore, elles, consomment 600 kilos par turbine pour améliorer leur fonctionnement tout en diminuant les coûts de maintenance.

« Il faut donc, dans le même temps, trouver des approvisionnements en dehors de la Chine, utiliser ces minerais de façon plus efficace et leur trouver des substituts », précise le chercheur. C’est pourquoi des entreprises commencent à développer des alternatives à l’utilisation de terres rares. Dans le secteur automobile, Toyota cherche ainsi à développer pour ses voitures hybrides, un moteur à induction sans aimant. Dans l’énergie, General Electrics a annoncé en août la mise en place d’une turbine pour éolienne moins gourmande en terres rares. Mais ces produits sont encore loin de voir le jour.