Les ressources minières en Terres rares et Métaux rares: facteurs de risque
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Les ressources minières
en Terres rares et Métaux rares:
facteurs de risque
COLLOQUE « TERRES RARES ET MÉTAUX RARES:
ENJEUX DU XXème SIÈCLE? »
FONDATION ECOLOGIE D’AVENIR
Paris – 15 mai 2014
Patrice Christmann
Directeur adjoint
Direction de la Stratégie
p.christmann@brgm.fr
Direction de la Stratégie
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>2
Direction de la Stratégie
Chef d’œuvre de la
Renaissance: 1 matière
Direction de la Stratégie première (le marbre)
>4
H He
Li Be Début du XXème siècle: B C N O F Ne
éléments couramment utilisés par nos aieux
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uuo
Lanthanides Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Hm Er Tm Yb Lu
(Terres rares)
Actinides Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Elements couramment utilisés Compilation: P. Christmann, BRGM
Elements plus rarement utilisés
Direction de la Stratégie
>5
Chef d’œuvre des temps actuels: 60
éléments, certains très rares.
Direction de la Stratégie
>6
Valeur estimée, en €, des principaux métaux
Principaux métaux contenus contenus dans un smartphone
dans un smartphone, en g/ unité (données estimées) Source des données: étude Orange - Carbone 14, USGS, (données estimées)
(Sources: Etude Orange - Carbone 14, USGS, Oeko Institut)
Total: 0,01 0,03 0,01
1,04 €
0,21
21,0 23,0 0,27
0,14
0,02
0,00
0,0
0,1 0,06
0,5
13,0 0,30
6,3 0,004
Acier Argent Cobalt Cuivre Néodyme Or Palladium Platine Zinc Acier Argent Cobalt Cuivre Néodyme Or Palladium Platine Zinc
Direction de la Stratégie
jeudi 19 juin 2014 >7
Selon Gartner, en 2013 la production
mondiale de téléphones portables a
atteint 1,8 milliards d’unités, dont 52%
de smartphones
Direction de la Stratégie
>8
La production de téléphones mobiles
nécessite environ:
• 13% de la production mondiale 2012
de palladium,
• 11% de celle de cobalt
• 3% de celle d’argent
• - de 1% de la production d’un
ensemble d’autres métaux
• Le stock de téléphones en cours
d’utilisation représente plus de 5
milliards d’unités, soit un gisement
environ triple de métaux
potentiellement recyclables et … en
partie … recyclés.
Direction de la Stratégie
>9
Joints
Réservoir Catalyseur à l’étain
Couche de protection étain-zinc
Vitrages
Couche conductrice (étain)
Cablage
Cuivre à l’étain
Electronique
Coussins de sièges
Soudures
Catalyseur à l’étain
Fusibles
Contacts
Plastiques Roulements à billes
Stabilisateurs du PVC Ajout d’alliage à l’étain
Enduit
Batterie
Radiateur
Alliage d’étain
Laiton
Soudures
Plaquettes de frein
Additifs à l’étain
Exemples d’application de l’étain dans l’automobile –
Source: DelphiExemples d’applications du tungstène et de l’or dans
l’industrie automobile – Source: Delphi
Electronique
Pellicules métalliques
Circuits intégrés
Tungstène
Dents d’engrenages,
Roulements à billes
Electronique embarquée
Revêtement de lubrification
Or Tungstène
Piles à combustible
Or
11Aimants permanents dans un véhicule standard (Renault, Europe, 2011)
Source: P. Schulz, in Géosciences n° 15
Nom du service émetteur
jeudi 19 juin 2014 > 1213 Usages du bérylium en aéronautique Un Airbus A380 comporte 530 km de cables conducteurs, 40 300 connecteurs; 2,9 million de contacts. Les contacts sont presque tous en alliage Cu-Be (+/- 2% Be)
Un défi pour l’innovation en métallurgie: évolution 1950-2005 de
la composition moyenne de l’alliage utilisé pour les turbines de
réacteurs d’avion
Source: UK Aerospace, Defence, Security and Space industries Trade Organisation (ADS)
Projet européen 7ème PCRD CRM-INNONET - http://www.criticalrawmaterials.eu
14Direction de la Stratégie
Consommation énergétique, en pétajoules, nécessaire à la production de
diverses matières premières minérales (données 2012)
Sources des données: diverses
35 000
30 000
25 000
L’industrie extractive et métallurgique mondiale a
consommé environ 8% de la production énergétique
mondiale 2012 (548 Exajoules)
20 000
15 000
10 000
5 000
-
Nom du service émetteur
jeudi 19 juin 2014 > 16H He
2014: l’ère des multi-énergies – Matières premières
nécessaires au secteur de l’énergie
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uuo
Lanthanides Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Hm Er Tm Yb Lu
(Rare Earth)
Actinides Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Stockage de l'énergie Production et transport de l'électricité Eclairage
Connectique Industrie électrique nucléaire Supraconducteurs
Economies d'énergie Photovoltaïque
Catalyse (automobile, piles à Aimants permanents (véhicules Compilation: P. Christmann, BRGM
combustible) électriques, éoliennes, TGV...)
Les symboles chimiques des éléments semi-conducteurs sont indiqués en lettres rouges
Direction de la Stratégie
> 17Scénario « nouvelles politiques » d’évolution de la production
d’électricité à partir d’énergies renouvelables 2010-2030
Source des donnés: World Energy Outlook, 2012
6000
5000 Bioénergie
Hydroélectricité
4000
Vent
TWh/an
3000 Géothermie
Photovoltaïque (panneaux
2000 solaires)
Solaire à concentration
1000 Energie marine
0
Nom du service émetteur
jeudi 19 juin 2014 2010 2035 > 18Une application phare des terres rares: les éoliennes à
générateur synchrone à base d’aimants permanents
(Image: General Electric, données: US Department of Energy)
Par MW installé de
capacité de
production :
• +/- 600 kg
d’aimants
permanents Nd-
Dy-Fe-B magnets
• 4,1% Dy = 24,6
kg par MW, soit
+/- 40 t Dy
utilisées en 2013
(production
mondiale de +/-
1600 t)
• 31% Nd = 186 kg
Nd
Nompar MWémetteur
du service
jeudi 19 juin 2014 > 19Les aimants permanents au Nd-Fe-B (+ Dy): un
enjeu stratégique !
> En 2010, la production mondiale estimée (DoE, 2011) de Dy a
été de 1.600 t, venant à 97% de Chine, soit de quoi équiper,
avec la technologie actuelle, chaque année, 70 GW de
capacité de production nouvelle (contre +/- 40 GW/an de
capacité annuelle à installer d’ici 2030 selon le scénario de
l’AIE, toutes technologies confondues, hors remplacement
des éoliennes en fin de vie ).
> 35 GW de capacités nouvelles ont été installées en 2013, à
l’échelle mondiale, l’offshore ne représentant que 2% de la
capacité totale installée, mais avec un taux de croissance
annuel de 30%.
> Il y a de nombreux usages concurrents des aimants
permanents
> La Chine veut et va conserver son monopole sur la
production de terres rares stratégiques.
Direction de la StratégiePrévisions offre/ demande en
terres rares en 2016
Source des données: Dudley Kingsnorth, IMCOA
– 02/2012
Demande
mondiale: Offre mondiale:
150-170 000 t 180 -210 000 t
Cérium 60 - 70 000 t 75 - 85 000 t
Néodyme 25 - 30 000 t 30 - 35 000 t
Europium 625 - 725 t 450 - 500 t
Dysprosium 1 500 - 1 800 t 1300 - 1 600 t
Terbium 450 - 500 t 300 - 300 t
Yttrium 12 - 14 000 t 9 - 11 000 tIntensité matérielle de différentes technologies de production électrique:
tonnes d’acier par MW de capacité installée
Source: Rio Tinto Investor Seminar 2011, Sidney et Géosciences n° 15
Direction de la Stratégie
> 22La disponibilité des matières premières peut être un facteur très limitant pour
le développement de la production d’énergies renouvelable. Cas du
photovoltaïque.
Production Besoin en Capacité de
mondiale matière production
Element
2010 en première correspondante,
tonnes par GW en GW
Te 500 69 7
In 600 23 26
Ga 275 7,5 37
Actuellement, ces sous-produits ne sont que très partiellement
récupérés. Ils ne peuvent l’être qu’au stade de la métallurgie.
L’atteinte de l’objectif de l’AIE pour 2030 (env. 800 TWh/an produits)
nécessite d’installer environ 21 GW/ an de capacités nouvelles
de production.
Direction de la Stratégie
> 23Direction de la Stratégie
L’industrie minérale est exposée à de nombreux aléas, dont la
matérialisation peut sévèrement affecter les industries en aval,
dépendant des matières premières minérales, soit à peu près toute
l’économie
> Aléas liés aux ressources
> Aléas politiques et institutionnels
> Aléas économiques
> Aléas environnementaux
> Aléas techniques
> Aléas sociétaux
Direction de la Stratégie
> 25ALÉAS LIES AUX RESSOURCES:
ALLONS-NOUS VERS UN
EPUISEMENT DES RESSOURCES ?
Direction de la Stratégie
> 26Evolution de la production mondiale de matières premières minérales
1905-2012, en poids (base 100 en 1905) – Source des données: USGS
1 000 000
Al
100 000
Mo
Co Cr Ptoïdes
Cd W
10 000
P
Ni
Sb
1 000 Mn
Zn Sn
Graphite
100 Hg
Bi
T. Rares
10
1
1917
1965
1905
1907
1909
1911
1913
1915
1919
1921
1923
1925
1927
1929
1931
1933
1935
1937
1939
1941
1943
1945
1947
1949
1951
1953
1955
1957
1959
1961
1963
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
Aluminium Antimoine Bismuth Cadmium Chrome
Cobalt Cuivre Minerai de fer Graphite naturel Manganèse
Direction de la Stratégie
Mercure Molybdène Nickel Phosphates Platinoïdes
Oxydes de terres rares
jeudi 19 juin 2014 Etain Tungstène Zinc > 27Taux annuel moyen de la croissance de la production de diverses
matières premières minérales – Source des données: USGS
Aluminium
Antimoine
Argent
Arsenic
Béryllium
Bismuth
Chromite
Cobalt raffiné
Cuivre
Etain
Fonte
Gallium
Germanium
Indium
Lithium
Manganèse
Métaux du groupe du platine
Molybdène
Nickel
Niobium
Rhénium
Terres rares
Tungstène
Vanadium
Zinc
-5.0%
Direction de la Stratégie 0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0%
jeudi 19 juin 2014 TCAM 1983-2012 TCAM 2003-2012 > 28Allons-nous vers un épuisement des ressources?
> Non, car il existe encore de vastes zones sous-explorées au monde
(Afrique, Chine, Russie, diverses régions de l’UE dont la France!)
> Le potentiel exploitable dans les 3 premiers kilomètres de l’écorce est
énorme et, à part très localement (Afrique du Sud, Canada), encore
méconnu
> Les problèmes sont les facteurs limitant l’accès aux ressources, le
financement de la recherche minière et des projets miniers: la myopie
stratégique qui a prévalu (prévaut encore?) depuis la fin de l’URSS en
terme de stratégie industrielle des pays occidentaux (hors Asie), la
mutation profonde de la nature du capitalisme et de l’industrie de la
finance, la dérive des temporalités dans les mondes de la finance, de la
politique et de la réalité industrielle
Direction de la Stratégie
> 29Coût en capital, en $ US, de 2427 projets miniers répertoriés dans la
base de données MineSearch (Avril 2011) - Moyenne: 306 M$
10 000 000 000
1 000 000 000
100 000 000
10 000 000
1 000 000
100 000
82
2107
1
973
1054
1135
1216
1297
1378
1459
1540
1621
1702
1783
1864
1945
2026
2188
2269
2350
163
244
325
406
487
568
649
730
811
892
Nom du service émetteur
jeudi 19 juin 2014 > 30La non-concordance des temporalités des acteurs,
un risque majeur
> Le temps de la finance: quelques millisecondes à quelques
trimestres
> Le temps du politique: quelques mois à quelques années
> Le temps du projet minier: 10 à 20 ans entre la découverte d’un
gisement et son éventuelle mise en exploitation
> Le temps de l’innovation technologique: 15 ans, en moyenne
entre la découverte au laboratoire et son éventuelle
industrialisation
Direction de la Stratégie
> 31… RISQUES DEVANT ETRE
IDENTIFIES TOUT LE
LONG DES CHAINES
DE LA VALEUR ET AVEC
UNE VISION MONDIALE
Direction de la Stratégie
> 32La réalisation d’un système complexe ( exemple: avions, ordinateur, voiture)
dépend d’une chaîne d’approvisionnement parfois très mal documentée, avec des
risques pouvant survenir à n’importe quelle étape. Les analyses de criticité sont
indispensables. En France ce travail se fait dans le cadre du COMES. Il est
également réalisé par la Commission Européenne.
ACCEPTABILITE SOCIALE
Ressources Extraction
Exploration Développement Minéralurgie
géologiques minière
Produit final Production
Métallurgie/
(par ex.: de Usinage Purification
raffinage
voiture) composants
Produits en Déchets de Déchets d’usinage
fin de vie, déchets fabrication (limailles, Déchets RECYCLAGE
poussières, boues…)
COLLECTE PREPARATION
(broyage, tri…)
Divers aléas, dont des aléas politiques et réglementaires peuvent affecter chaque étape
Direction de la Stratégie
de la chaîne de la valeur
mardi 11 octobre 2011 > 33Moi, solide industriel, je dégage 15% de rentabilité
industrielle, basée sur la mise en œuvre optimisée
des concepts de « zéro stock » et de « just in time »
et de n niveaux de sous-traitance …
Direction de la Stratégie
> 34La localisation des mines est conditionnée par la géologie, ce qui implique un aléa géopolitique Localisation (2010) des gisements d’une sélection de métaux (Au, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn, platinoïdes, diamants) Source: Proparco, d’après des données de Raw Materials Data Direction de la Stratégie
L’aléa géopolitique, un risque majeur aggravé par
d’importantes divergences dans la stratégie des Etats
> Pays riches de tradition économique libérale: priorité au bon
fonctionnement des marchés et au libre échange,
indispensables à leurs importations de matières premières
minérales. Les ressources minérales sont des commodités
produites « quelque part »
> Pays asiatiques (plutôt pauvres en ressources minérales): les
ressources minérales sont des éléments stratégiques
indispensables à la génération de produits à valeur ajoutée.
Fortes synergies entre politiques publiques (prises de risques)
et entreprises privées
> Pays producteurs pauvres: cherchent à développer des
stratégies de génération de valeur ajoutée sur leur territoire
Direction de la StratégiePART DE LA CHINE DANS LA PRODUCTION MINIERE ET METALLURGIQUE DES 28 MATIÈRES PREMIÈRES MINÉRALES
DONT ELLE EST LE PREMIER PRODUCTEUR MONDIAL – Source: World Mining Data, Edition 2013
100%
90%
80%
70%
60%
50%
Part de la population chinoise dans la
population mondiale
40%
30%
20%
10%
0%
Bismuth ME
Germanium ME
Sel MI
Terres rares ME
Zinc MI
Or MI
Arsenic ME
Magnésite MI
Fluorine MI
Talc MI
Plomb MI
Antimoine MI
Barytine MI
Phosphate MI
Manganèse MI
Etain MI
Vanadium ME
Cadmium ME
Fer MI
Gypse et anhydrite MI
Graphite MI
Charbon (coke) MI
Molybdène ME
Soufre MI
Tungstène MI
Gallium ME
Aluminium ME
Charbon (vapeur) MI
Direction de la Stratégie
jeudi 19 juin 2014 > 37L’aléa géopolitique, un risque majeur aggravé par
d’importantes divergences dans la stratégie des Etats
> Au 14 mai 2014, d’après la base de données de
l’OCDE sur les restrictions au commerce des
matières premières minérales 57 pays ont mis en
place 8373 mesures restreignant leur commerce. La
Chine, premier producteur mondial de 28 matières
premières minérales vient en tête des pays
restreignant le commerce, avec 1359 mesures.
Direction de la StratégieFace à la stratégie d’Etat de la Chine (et d’autres pays
asiatiques) que peuvent faire les acteurs occidentaux? Quel
avenir pour les industries des pays occidentaux ?
Evolution du cours de bourse de Lynas (Australie)
l’un des olus beaux projets à terres rares lourdes
hors Chine?
Will Lynas Corporation Limited raise capital or fold?
By Mike King - May 1, 2014 | More on: LYC
0
inShare
Rare earths producer Lynas Corporation Limited (ASX: LYC) is down to its last $23 million, having spent $74.3
million in the last quarter, placing the company in a perilous position.
The big problem for the company is that its production costs far exceed the average price it is currently receiving for
its rare earth oxides (REO).
Direction de la StratégieDirection de la Stratégie
Initiatives françaises et européennes relatives aux
matières premières
> France: Comité pour les Métaux Stratégiques,
Comités Stratégiques de Filière, Projet de création de
la Compagnie Nationale des Mines de France
(http://www.dgcis.gouv.fr/secteurs-
professionnels/industrie/chimie/metaux-strategiques)
> Union Européenne: Initiative Matières Premières,
très important effort de recherche et innovation
(2014-2020) évaluable à 600 M€ +
(http://ec.europa.eu/enterprise/policies/raw-
materials/index_fr.htm)
Direction de la Stratégie
> 41www.mineralinfo.fr
le portail d’informations publiques
sur les matières premières minérales
Direction de la Stratégiewww.mineralinfo.fr
le portail d’informations publiques
sur les matières premières minérales
> 14 monographies sur des métaux de grande importance pour
l’économie française: Antimoine, béryllium, gallium,
germanium, graphite naturel, lithium, molybdène, niobium,
platinoïdes, rhénium, sélénium, tantale, tellure, tungstène. Le
cobalt sera publié prochainement.
> Enrichissement du site d’ici quelques semaines: portail
géographique avec 228 couches de données regroupées en
18 thèmes; annuaire statistique mondial sur la production
minière et métallurgique d’un ensemble de métaux.
Direction de la StratégieTOUT SUR LE PATRIMOINE MINERAL CONNU DE LA FRANCE
Les résultats de
l’inventaire minier (1975-
1992) de la France sont
disponibles ici, ainsi que
des fiches décrivant les
gisements et indices
connus sont disponibles
ici:
http://sigminesfrance.brg
m.fr/
Direction de la Stratégie
> 44LA FRANCE ET L’UNION EUROPEENNE SONT RICHES EN RESSOURCES MINERALES ET LE POTENTIEL EN GISEMENTS PROFONDS ET CACHES DEMEURE MECONNU Portail européen: http://ptrarc.gtk.fi/ProMine/default.aspx Direction de la Stratégie jeudi 19 juin 2014 > 45
Groupe International pour les
Ressources Naturelles - Rapports publiés
www.unep.org/resourcepanel
DECOUPLAGE PRODUITS ET STOCKS DE TAUX DE EVALUATION
MATERIAUX METAUX DANS RECYCLAGE DES
PRIORITAIRES LA SOCIETE DES METAUX BIOCARBURANTS
Nom du service émetteur
Tous les rapports sont téléchargeables gratuitement ici: www.unep.org/resourcepanel
jeudi 19 juin 2014 > 46MERCI POUR VOTRE
INVITATION
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