Les industriels face au défi de l'apport en terres rares

mine sable terres rares
22 novembre 2021
Industrie

Les terres rares : de quoi parle-t-on ? 

Quand on parle des terres rares, on décrit une famille de 17 éléments chimiques aux noms peu connus du grand public : lanthane, praséodyme, néodyme, samarium, dysprosium… Contrairement à ce que leur appellation peut laisser penser, ils ne sont pas si rares et on les retrouve dans la croûte terrestre à des proportions similaires à celles du cuivre ou zinc par exemple. Ces matériaux sont aujourd’hui au cœur des préoccupations des industriels, car ils sont devenus indispensables dans la fabrication de la plupart de produits électroniques. On peut citer par exemple le néodyme composant des aimants qui jouent un rôle clé dans la fabrication des moteurs électriques ou encore le lanthane et le cérium qui sont deux éléments indispensables à la fabrication des batteries utilisées dans les voitures électriques. La liste des dépendances aux terres rares continue et touche l'ensemble des industries des nouvelles technologies (appareils électroniques, systèmes audio, lasers, fibres optiques …) 

L’ultra-dépendance de l’industrie mondiale vis-à-vis de la Chine

Bien que présentes en quantité non négligeable dans le sol, les réserves mondiales de terres rares sont très inégalement réparties d’un continent à l’autre, si bien que trois pays seulement représentent les trois quarts des réserves naturelles mondiales : la Chine (38%), le Brésil (19%) et le Vietnam (19%).  Derrière ce trio, on retrouve L’Inde et la Russie avec respectivement 6% et 10% des réserves, des stocks moins importants. Le reste du monde doit se contenter de petits gisements moins rentables à exploiter. 

Fort de la richesse de son sol, c’est bien la Chine qui s’est imposée comme le leader mondial dans la production de terres rares avec 62% de la production, loin devant les États-Unis, deuxième de ce classement avec seulement 12%.

Ce leadership s’explique en partie par les réserves naturelles de la Chine, mais également par la politique industrielle menée par Pékin depuis la fin des années 80, faisant de la Chine l’expert mondial dans l’extraction et la séparation des terres rares. Deux industries cependant très polluantes et extrêmement gourmandes en eau et en produits chimiques. Les conséquences de ces choix industriels ont des impacts non négligeables sur les populations locales comme avec la ville chinoise de Baotou où la pollution des sols et des eaux a atteint des niveaux record, posant de sérieuses questions sanitaires

En plus d’être leader de la production mondiale de terres rares, la Chine est également devenue au fil des années le premier producteur de produits transformés à base de terres rares. Puces électroniques, écrans pour les ordinateurs et smartphones… L’appétit des industriels chinois est tel que la production nationale ne couvre plus les besoins et Pékin importe aujourd’hui du minerai en provenance d’autres pays du monde.   

L’hégémonie de la Chine s'étend sur l’ensemble de la chaîne de valeur de la filière des terres rares et Pékin est donc devenu le métronome de l’industrie mondiale en termes d’exportation de produits à base de terres rares. C’est la crise sanitaire de 2020 qui a fait prendre conscience au monde de cette réalité. L’arrêt de la fabrication des puces des circuits imprimés en Chine combiné avec une explosion de la demande d’objets connectés (ordinateurs…) a déclenché une pénurie mondiale poussant des industriels à stopper leur production. Presque deux ans plus tard, cette crise impacte encore aujourd’hui les industriels comme ceux de l’automobile où les délais de livraisons sont rallongés de plusieurs mois pour certains véhicules. 

Cette situation n’est pas sur le point de s’inverser et c’est plutôt une augmentation de la dépendance qui s’annonce. Le manque d’innovation sur les méthodes de transformation des minerais, couplé aux contraintes environnementales, découragent les industriels de lancer des programmes ambitieux hors de la Chine. À cela il faut rajouter la complexité de lancer un projet minier où 25 ans sont nécessaires entre le lancement du programme et la mise en service de la mine.  On voit donc facilement la Chine rester leader du marché des terres rares jusqu'au moins 2050.

Une menace pour l'industrie 4.0 ?  

À l’heure du passage à l’industrie 4.0, la donnée est au centre de toutes les réflexions. Les Industriels se doivent aujourd’hui de basculer dans le monde du big data s'ils veulent rester compétitifs et performants face à la concurrence. Mais pour que la donnée soit exploitable et qu’elle joue un rôle stratégique, il faut pouvoir la capter et surtout de l’analyser. Ces activités sont rendues possibles et accélérées grâce au développement des capteurs IIoT et à l’augmentation de la puissance de calcul des SI industriels. Cette digitalisation croissante de l’industrie pose donc la question de sa dépendance aux terres rares et donc à la Chine. L'usine du futur va nécessiter, entre autres, la mise en place d’un grand nombre de capteurs IIoT et d’une infrastructure de serveurs complexes. Ces capteurs et data-centers sont composés d’un grand nombre de puces et de circuits électroniques qui ne peuvent être fabriqués en Europe ou aux USA en quantité suffisante pour les besoins de tous les industriels. Une pénurie prolongée de ces composants peut potentiellement avoir des conséquences importantes sur le maintien en condition opérationnelle d’une unité de production. 

Le monde s’organise pour limiter cette dépendance   

L'Europe, consciente de la forte dépendance de son industrie vis-à-vis des importations chinoises de terres rares (90%), a lancé en 2020 l’ERMA (L’alliance européenne pour les matières premières). Cette organisation centrée sur la transition énergétique, propose des solutions pour regrouper et sécuriser les approvisionnements de matière première “critiques” des industriels à l’échelle européenne. L’ERMA fait de la question des terres rares une priorité et est actuellement en négociation avec les états membres de l’UE pour la mise en place d’un PIIEC  (Projet Important d'Intérêt Européen Commun). Ce projet vise à rassembler l’ensemble des acteurs de la filière des terres rares en Europe pour proposer une stratégie commune et complémentaire à l’échelle du continent. Cette stratégie commune s’accompagne au niveau des états de mesures fiscales avantageuses pour développer des structures de pointe dans le domaine des terres rares. L'ambition de l’ERMA est de débloquer une enveloppe de 1,7 milliards d’euros pour financer les projets du PIIEC avec l’objectif d’assurer jusqu'à 20% des besoins de l’Europe dans ce domaine. Derrière ce PIIEC on retrouve surtout des projets basés sur le recyclage et le tri de déchets valorisables. On voit également apparaître des initiatives chez les industriels pour s’affranchir des importations chinoises comme le Groupe Renault qui a réussi à se passer de néodyme dans la construction de ses moteurs électriques  sur le modèle Zoé.

La stratégie, côté États-Unis, est différente, on mise d'abord sur la capacité de production  avec la réouverture de l’ancienne mine de  Mountain Pass en Californie (2015). Le gouvernement américain planche également sur le financement d’un programme d’usine pilote du futur pour la séparation des terres noires. L’enjeu est d’extraire le minerai de façon propre et en accord avec les accords environnementaux. Mais à court terme la stratégie américaine est surtout basée sur la taxation des produits en provenance de Chine, ce qui a pour conséquence de rendre le marché de ces matériaux très dépendant des relations diplomatiques entre Washington et Pékin. 

Même si l’Europe et les États-Unis réagissent en mettant en place des plans de remise à niveau de leur industrie des terres rares, le défi à relever pour s’affranchir de la Chine et de ses importations reste immense. Le retard sera long et coûteux à combler et on imagine difficilement la Chine perde son leadership dans ce domaine d'ici à l'horizon 2050. C’est donc aux industriels de trouver des solutions innovantes et aux états de mettre en place des filières de recyclage efficaces pour s’affranchir de cette dépendance et proposer des alternatives à ces terres rares. 

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Guillaume LECHEVALLIER
Guillaume LECHEVALLIER
Directeur du pôle Transport & Industrie

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Clément LE GORREC
Consultant en transformation digitale