600 emplois pour recycler les terres rares et métaux stratégiques

Les terres rares et métaux stratégiques sont devenus quasiment incontournables dans les moteurs et batteries des véhicules électriques, mais aussi, pour ne citer que les utilisations les plus connues, dans les pots d’échappement catalytiques, les téléphones portables, les écrans plats et les cellules photovoltaïques. Le pôle de compétitivité Team2, implanté à Loos-en-Gohelle (62), estime que leur recyclage sera créateur d’une centaine d’emploi directs dans la région Nord-Pas-de-Calais, sur les 5 années à venir.

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INDIUM

Aujourd’hui encore, le discours des détracteurs au développement des véhicules électriques s’appuie, en partie, sur la consommation en terres rares et métaux stratégiques nécessaires à la fabrication des moteurs à aimant permanent et des batteries. Les véhicules thermiques ne sont cependant pas mieux lotis, puisque leurs pots d’échappement catalytiques en exploite des volumes bien plus importants. Et en dehors de la mobilité, ce sont, par exemple, les lampes à basse consommation d’énergie ou les téléphones portables qui en contiennent.

Sans recyclage, les réserves en indium, ce métal rare utilisé pour réaliser les écrans plats et cellules photovoltaïques, seront épuisées dans une fourchette de 10 à 15 ans, comme le souligne Christian Traisnel, directeur général du pôle de compétitivité Team2. Une situation bien entendu liée à la forte croissance de la demande. En « 1990, on produisait 100 tonnes d’indium dans le monde chaque année, aujourd’hui c’est 2.000 tonnes ».

ECOLES, UNIVERSITÉS ET PME

Voilà pourquoi il est nécessaire de mettre en place des filières de récupération. « Tout le recyclage est un secteur d’avenir et c’est ce sur quoi nous voulons nous positionner. L’objectif est de développer l’emploi et l’innovation et de renforcer le tissu local des PME, en faisant que notre région devienne la première pour le recyclage des terres rares et des métaux stratégiques », explique Christian Traisnel.

Le pôle de compétitivité Team2 qu’il dirige a lancé officiellement lundi 19 mai 2014 une action de recherche et développement sur le sujet. « On va trouver des écoles, des universités, qui ouvrent des tiroirs, apportent des idées », mais aussi des PME prêtes à mettre en place des industries à la suite. Christian Thomas explique : « Pour aller chercher les métaux stratégiques dans les déchets, c’est une succession d’étapes technologiques. Cela nécessite de lier les acteurs qui n’ont pas l’habitude de se parler et c’est le rôle du pôle de compétitivité. Il faut inventer cette nouvelle métallurgie permettant de traiter ces nouvelles matières ».

ACTIONS

Pour autant, la région Nord-Pas-de-Calais fait déjà preuve d’un certain dynamisme dans le domaine, après avoir été une terre d’accueil à nombre d’entreprises aux activités hautement polluantes. Elle compterait déjà près de « 500 emplois directs et indirects dans le secteur du recyclage des métaux stratégiques », auxquels s’ajouterait une centaine de nouveaux postes en 5 ans.

C’est dans cette optique que le pôle s’active sur 3 fronts. Il compte ainsi « accompagner le développement des filières à responsabilité élargie pour la valorisation des métaux stratégiques », en visant en priorité les déchets d’équipements électriques et électroniques, les lampes, les véhicules hors d’usage, les piles et les accumulateurs. Il s’agit aussi de « certifier les installations de recyclage, pour que certains déchets ou fractions riches en métaux stratégiques soient orientés vers des installations performantes et présentant des garanties environnementales et sanitaires ». Enfin, le pôle souhaite « mobiliser les acteurs publics et privés de la recherche » autour du sujet.

TANTALE ET ANTIMOINE

Si l’association se veut si dynamique autour des métaux stratégiques et des terres rares, c’est qu’ils ont un impact conséquent dans l’élaboration et le déploiement de nouvelles technologies, créant une certaine dépendance par rapport à diverses régions du monde. Ainsi, le tantale utilisé pour les tablettes électroniques n’est exploité qu’en Australie et en Afrique. Mais aujourd’hui, ce métal gris-bleu, bon conducteur électrique et thermique, est perdu lors du recyclage. Un des objectifs du pôle est de le récupérer pour le réutiliser.

Autre exemple proposé par Christian Traisnel, celui de l’antimoine. « Produit à plus de 90% en Chine, dans le Yunnan », ce matériau touche à sa pénurie, alors qu’il est indispensable dans les retardateurs de flamme et les produits ignifugés. « On a donc besoin d’aller chercher l’antimoine dans les déchets, car sinon, on n’en aura plus pour construire des sièges d’avion », cite-t-il en exemple.

NYRSTAR

Revenons à l’indium. Nyrstar, premier producteur mondial de zinc raffiné, a lancé en 2009 la première production d’indium métal, en sous-produit du zinc, dans son usine d’Auby (59), grâce à de nouvelles capacités de raffinage polymétalliques. Xavier Constant, directeur du développement Europe et Etats-Unis de l’entreprise, indique : « Nous allons évoluer et essayer d’extraire les sous-produits et donc un certain nombre de métaux que nous ne valorisions pas » et qui finissaient dans les bassins. Nyrstar est ainsi le seul producteur d’indium en Europe, avec 40 tonnes mis sur le marché en 2013.

Avec des réserves qui s’épuisent de plus en plus rapidement, les filières du recyclage sont indispensables. Elles permettront de faire reculer des échéances, désormais perçues comme trop proches, qui marqueraient la fin de matières et matériaux devenus incontournables à la fabrication de nos outils et attributs usuels. Mais c’est aussi de lutte contre toutes les formes de gaspillage qu’il s’agit, ce qui passe par un respect des produits manufacturés dont il faudrait revoir à la hausse la durée de vie !

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 ?

Batterie en fin de vie : partenariat Snam-CEA pour récupérer les métaux stratégiques

La société de recyclage de piles & accumulateurs Snam et le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ont conclu un partenariat pour améliorer les procédés de récupération de  contenus dans des batteries Nickel-Métal-Hydrure et Lithium-Ion.

Ils travailleront sur l’optimisation de procédés afin que des métaux tels que les terres rares (La, Ce, Nd, Pr), le cobalt, le nickel, le cuivre, l’aluminium, le manganèse soient récupérés, séparés et purifiés. « Les procédés envisagés n’émettent pas de substance gazeuse nocive et fournissent des matériaux de haute pureté », pointe un communiqué commun aux deux partenaires.

« Afin de répondre aux demandes actuelles et futures des producteurs, ce partenariat permet d’anticiper la diversité des technologies prochainement mises sur le marché et d’installer les équipements nécessaires polyvalents aujourd’hui afin de traiter, recycler et récupérer les métaux contenus dans les batteries de demain » assure Eric Nottez, Président de Snam.

Selon le Snam, le développement du marché des véhicules électriques et hybrides conduira à une forte croissance à venir des volumes de batteries Nickel Métal hydrure et Lithium-ion à recycler.

Toutefois, si la directive européenne 2006/66/CE a fixé un objectif de 45% de taux de collecte des piles et accumulateurs usagés en 2016, ce chiffre s’annonçait en novembre 2013 difficile à obtenir.

Les métaux stratégiques sont les bienvenus chez les ch’tis

 Avec l’épuisement des gisements naturels de métaux utilisés dans les nouvelles technologies de l’énergie et des télécommunications, le recyclage devient une affaire stratégique. C’est fort d’une culture industrielle historique, que le Nord Pas de Calais entend se positionner sur ce marché d’avenir.

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Zinc et Indium : voici deux exemples de métaux devenus stratégiques pour les secteurs des équipements électriques et électroniques pour l’énergie et les NTIC. En effet d’ici quelques décennies, les gisements naturels se seront taris. Alors à l’instar des terres rares qui font figure d’enjeu industriel majeur, l’activité de récupération de ces matières dans les déchets offre de belles perspectives.

C’est fort d’une culture métallurgique historique et avec l’aide du pôle de compétivité Team2 spécialisé sur les technologies de recyclage, que la région Nord Pas de Calais entend se positionner d’ici 2015 comme le principal producteur en Europe de métaux stratégiques et terres rares de récupération.

Etat du recyclage des terres rares et des métaux stratégiques

tableau recyclage

 

Cas des lampes fluo-compactes :

Pour les lampes fluo-compactes la situation est quelque peu différente puisque l’entreprise Rhodia (groupe Solvay) est en train de mettre en place une filière de recyclage de six terres rares contenues dans les lampes fluo-compactes (lanthane, cérium, terbium, yttrium, europium et gadolinium). Cette opération est réalisée sur deux sites, le premier étant chargé d’extraire les terres rares des poudres luminophores, le second étant chargé de leur retraitement.

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!

 

 

 

 

Union Européenne : huit métaux stratégiques sous le risque de pénurie

Le Centre commun de recherche européen (JRC) alerte du risque de pénurie, d’ici à 2030 en Europe, de huit métaux stratégiques utilisés dans les cellules photovoltaïques, les turbines d’éoliennes, les batteries et moteurs des véhicules électriques et les dispositifs d’éclairage.

jrcLe dysprosium, le néodyme, l’europium, et le terbium figurent parmi les terres rares classées à haut risque de pénurie en Europe en 2020-2030 par le JRC

Dans un rapport publié le 4 novembre 2013,  le JRC a alerté du « risque de pénurie » en 2020-2030 de huit métaux stratégiques utilisés dans les technologies énergétiques à faible émission de carbone identifiées dans le plan européen SET adopté en 2008.

Ce rapport poursuit les travaux menés dans une précédente étude du JRC datée de 2011. Il s’appuie également sur les scénarios présentés en 2011 dans la feuille de route de l’UE « Energie 2050 » visant la décarbonisation du système énergétique.

Le JRC identifie 12 métaux stratégiques « critiques et quasi-critiques » pour lesquels le développement des technologies énergétiques nécessitera de s’approvisionner sur le marché mondial, sur la décennie 2020-2030. Le risque de pénurie de ces matières premières, sujettes à la volatilité des prix, « provient de la dépendance de l’UE sur les importations (Chine, ndlr), de la demande croissante à travers le monde et des raisons géopolitiques ».

Terres rares : le dysprosium « le plus à risque »

Parmi eux, huit métaux sont classés « à haut risque ». Six sont des terres rares, indispensables notamment à la miniaturisation de technologies « préoccupantes ». Elles sont utilisées pour les véhicules électriques, l’énergie éolienne et solaire ainsi que l’éclairage, souligne le JRC.

Il s’agit du dysprosium (Dy), du néodyme (Nd) et du praséodyme (Pr) utilisés pour fabriquer les aimants des génératrices éoliennes et des moteurs des véhicules hybrides et électriques. Auxquels s’ajoutent l’europium (Eu), le terbium (Tb) et l’yttrium (Y) qui servent dans les phosphores utilisés dans les ampoules, tubes fluorescents ou écrans de télévision, ainsi que le gallium (Ga) et le tellure (Te) de cadmium utilisés dans la production de cellules solaires.

Quatre autres métaux sont « quasi-critiques » : le platine (Pt) (catalyseur pour les piles à combustible), l’indium (In) (composant de cellules solaires), le graphite (C) (fabrication de piles alcalines et lithium-ion pour les véhicules hybrides et électriques) et le rhénium (Re) (alliage de turbines). Les conditions du marché pour ces métaux « doivent être surveillés au cas où ils se détériorent. Ce qui augmente le risque de goulots d’étranglement de la chaîne d’approvisionnement », préviennent les chercheurs.

Le dysprosium a été identifié comme étant « le plus à risque » parmi les terres rares. L’UE devrait exiger 25% de l’offre mondiale en 2020-2030 pour répondre à la demande de l’Union pour les véhicules hybrides et électriques et les éoliennes, table le JRC.

La demande européenne de lithium est, elle, estimée à près de 15% de l’offre mondiale tandis que celle du graphite est à 10% pour les batteries des véhicules électriques.

Autosuffisance européenne : possible ou pas ?

Augmenter l’offre primaire, favoriser le recyclage et la substitution des terres rares sont préconisés par le JRC pour limiter les risques de pénurie. Comment ? « De nombreuses initiatives » sont en cours permettant de réduire les coûts de ces métaux. Pour le gallium et le tellure (cellules solaires), les données indiquent que l’Europe dispose déjà d’un certain degré d’autosuffisance mais « des opportunités peuvent exister pour créer de nouvelles raffineries pour stimuler la reprise de ces matériaux », indiquent les chercheurs.

Des « améliorations significatives » ont déjà été réalisées en matière de recyclage des flux de déchets post-industriels dans la fabrication d’aimants ou de semi-conducteurs, souligne le JRC. Ainsi, les taux de recyclage pour le néodyme, le praséodyme et le dysprosium (utilisés pour les aimants) sont compris entre 1 et 10%. Tandis que pour le gallium (cellules solaires), ils sont de l’ordre de 10 à 25%. En revanche, les taux de recyclage s’élèvent à moins de 1% pour l’yttrium, l’europium et le terbium utilisés pour les luminophores pour l’éclairage.

Pour certains matériaux, il est également possible « de réduire l’utilisation d’un métal particulier ou le remplacer complètement ». Par exemple, afin de limiter l’usage du néodyme ou du disprosium, les moteurs à aimant permanent peuvent être remplacés par des moteurs supraconducteurs (niobium…). D’autres matières à propriété magnétique, comme le samarium allié au cobalt, peuvent être une alternative au néodyme « en termes de performance » d’aimants. La lampe à diode électroluminescente (LED) peut aussi être une alternative à la technologie d’éclairage à phosphore permettant de limiter l’utilisation du terbium et de l’europium.

Le JRC préconise d’accélérer la R&D en matière de stockage stationnaire d’énergie notamment. « Il existe de nombreuses stratégies d’atténuation des risques disponibles mais une combinaison d’actions est requise de la part des gouvernements et des industriels », estime le JRC.

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