Terres rares : la reconquête en marche ?
Casser notre dépendance en matière de terres rares est devenu une urgence absolue. Oui mais comment fait-on concrètement ?
On le sait déjà depuis des années et l’actualité nous le rappelle au quotidien : nous devons transformer notre modèle vers une économie moins carbonée. Mais ceci doit se faire en garantissant notre indépendance et sans passer d’une dépendance à une autre. L’équation est compliquée mais pas impossible…
Construire une chaîne de valeur complète...
Selon le ministre de l’Economie Roland Lescure, la France a été pionnière dans la maîtrise des terres rares mais elle ne l’est plus. L’enjeu aujourd’hui est à la fois de sécuriser nos approvisionnements, de développer des capacités de production et de structurer une demande pour garantir des débouchés durables à la filière. Autrement dit, il s’agit de construire une chaîne de valeur complète en France et dans toute l’Europe.
Le plan national de résilience consacré aux terres rares et aux aimants permanents présenté le 6 mai comprend neuf mesures devant contribuer à cet objectif parmi lesquelles un assouplissement de la garantie des projets stratégiques pour les projets d’extraction, la prolongation de l’appel à projets « matériaux critiques » dans le cadre de France 2030 ou encore la prolongation et simplification du crédit d’impôt Industrie verte.
… avec une coopération internationale renforcée
Juste après l’annonce de son plan national, la France a réuni les ministres en charge des minéraux critiques des pays du G7* et leurs homologues d’Australie et de Corée du Sud pour échanger sur le développement conjoint de capacités industrielles et sur des mesures destinées à sécuriser les approvisionnements (en particulier terres rares et aimants permanents), le tout en s’appuyant sur les recommandations de l’AIE. Les échanges ont également porté sur l’enjeu crucial d’une coopération renforcée en matière de traçabilité et d’une gestion des stocks stratégiques.
Les éléments de terres rares (ETR) en bref
Les éléments de terres rares comprennent 17 éléments métalliques aux propriétés magnétiques, chimiques, catalytiques, mécaniques et optiques. Ils sont principalement utilisés dans l’énergie, le numérique, le médical, le militaire et la transition écologique. Par exemple, chaque smartphone contient 3 g de terres rares ; il en faut entre 0,3 et 3,5 kg pour fabriquer une voiture et une éolienne peut en contenir jusqu’à une tonne*. Aujourd’hui, l’extraction mondiale est dominée par la Chine (70%) avec un monopole sur les ETR critiques. De même, la transformation (raffinage) est, elle aussi, principalement opérée par la Chine.
* Source BRGM
Des usages plus sobres ?
Le CNRS a publié en mai les résultats d’une large expertise scientifique (ESCo) qu’il a menée sur la possibilité d’une utilisation responsable des ETR(1). L’expertise s’articule en trois grands axes : réduire les consommations ; recycler ; extraire autrement. Le recyclage (« ETR secondaires ») concerne à la fois les déchets des produits d’usage (mine urbaine) et les déchets du minier et de l’industrie.
L’étude donne quatre pistes qui constituent autant de leviers d’actions :
- réduire la consommation d’ETR permet une utilisation plus efficace des matériaux et des technologies qui en dépendent (exemple des aimants permanents),
- développer des matériaux avec des technologies alternatives nécessitant moins ou aucune de ces ressources (exemple de l’éclairage LED),
- réfléchir aux usages des objets contenant des ETR et aux leviers de réduction ou d’adaptation de ces usages,
- adopter un cadre juridique et des politiques publiques susceptibles d’influencer le développement de certains secteurs.
Quid des alternatives ?
Aujourd’hui, le constat est clair : ouvrir des mines demande un temps long (il n’y a pas de ressources exploitables à court terme) et cela a des impacts sur l’environnement. En parallèle, recycler est techniquement possible mais n’est pas encore véritablement développé (le taux effectif est inférieur à 1%).
Une autre solution, mise en avant dans les pistes de l’ESCo du CNRS, consiste à limiter les besoins. Même si les ETR sont peu substituables, certains y travaillent. C’est le cas, par exemple, de la startup brestoise HIT Mag(2) qui propose des aimants permanents sans terres rares mais avec des ferrites pour les petites et moyennes puissances ou des nitrures de fer pour les fortes puissances. Le procédé de fabrication permet de supprimer la dépendance aux terres rares et de réduire l’empreinte carbone tout en garantissant des performances optimales. De fait, les aimants produits sont adaptés aux exigences critiques des télécoms et de l’électronique de pointe.
C’est aussi le cas - depuis plusieurs années - des solutions de batteries sans matériaux rares ou critiques. Citons par exemple les batteries sodium-ion ou Na-ion (Tiamat), les batteries potassium-ion ou K-ion (Group1), les batteries métal-ion avec matériaux recyclés dont le graphite et l’aluminium (Hive Electric), les batteries papier (Flint Paper) ou encore les batteries qui associent couches de papier cellulose et carbone avec des enzymes oxydant le sucre et réduisant l’oxygène (BeFC). Plus récemment, une équipe franco-allemande(3) a travaillé sur une solution avec des matériaux organiques à base d’hydrogène, de carbone, d’oxygène et d’azote, permettant d’élaborer des batteries purement moléculaires (sans métaux) dont le coût et l’impact sur l’environnement sont nettement moins élevés.
1) études CNRS
2) HIT Mag pour « Hexaferrites Innovative Technological Magnets ».
3) Université d’Ulm et Institut des matériaux de Nantes Jean Rouxel (CNRS/Nantes Université). Etude publiée dans ACS Applied Polymer Materials.