Transition énergétique : ces 10 métaux stratégiques qui vont voir leur demande exploser

La transition énergétique va être vorace en métaux pour les batteries de véhicules électriques, les réseaux électriques, les éoliennes, les panneaux solaires... Etat des lieux chiffré des différents métaux et minerais avec les estimations établies par le dernier rapport annuel de l'USGS, l'agence fédérale des Etats-Unis qui scrute le monde des minerais et des métaux.
Robert Jules

12 mn

Des feuilles de cathode de cuivre attendent d'être chargées sur le site de La Escondida près de la ville d'Antofagasta au Chili, premier producteur mondial de métal rouge.
Des feuilles de cathode de cuivre attendent d'être chargées sur le site de La Escondida près de la ville d'Antofagasta au Chili, premier producteur mondial de métal rouge. (Crédits : Reuters)

Cuivre, une production 30% supérieure à celle d'il y a 10 ans

Le métal rouge est omniprésent dans les maisons, les automobiles, les réseaux électriques, et toutes les technologies qui nous entourent : internet mobile, objets connectés, automatisation, robotique etc. Mais c'est surtout avec la transition énergétique (énergies solaire et éolienne, véhicules électriques, stockage de l'énergie...) et numérique que ses besoins vont augmenter.

Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), la demande émanant de la transition énergétique va passer de 24% de la demande cuprifère totale aujourd'hui à à 30% en 2040 dans le scénario réaliste et à 45% dans celui qui respecterait les accords de Paris.

Le fait que le cuivre n'a pas de véritable substitut oblige à investir dans le secteur. Aujourd'hui, plus de 250 mines opèrent dans presque 40 pays, produisant presque 21 millions de tonnes en 2019. C'est 30% de plus qu'il y a 10 ans.

En 2020, l'exploitation minière mondiale a atteint 20 millions de tonnes, selon l'USGS. Les principaux pays producteurs étaient le Chili (5,7 millions de tonnes), le Pérou (2,2 millions de tonnes) et la Chine (1,7 million de tonnes).

Quant à la production de métal raffiné, elle a atteint 25 millions de tonnes. Le premier pays raffineur est la Chine (9,8 millions de tonnes), puis le Chili (2,4 millions de tonnes) et le Japon (1,6 million de tonnes), qui paradoxalement n'exploite pas de mines de cuivre.

Quant aux réserves, dans la perspective de la hausse de la consommation, sur les 870 millions de tonnes au niveau mondial, le Chili recèle 200 millions de tonnes, le Pérou 92 millions de tonnes et l'Australie 88 millions de tonnes.

Toutefois, l'exploitation doit faire face à certains défis. Au Chili, certains grands gisements sont en train d'atteindre leur pic de production, et l'épuisement des filons se conjugue à une baisse de la teneur de métal dans le minerai. Par ailleurs, les sites étant situés dans des zones désertiques, ils font face à un stress hydrique et climatique.

Lithium, les batteries pour véhicules électriques font exploser la demande

Le principal débouché du lithium est à plus de 70% les batteries lithium-ion batteries, et dans une moindre mesure les céramiques, le verre et les graisses. Selon le dernier rapport de l'USGS, l'exploitation minière mondiale a atteint 82.000 tonnes, en 2020, concentrée entre l'Australie (40.000 tonnes), le Chili (18.000 tonnes) et la Chine (14.000 tonnes).

Quant aux réserves, 21 millions de tonnes ont été identifiées au niveau mondial dont 9,2 millions de tonnes au Chili, 4,7 millions de tonnes en Australie, et 1,9 million de tonnes en Argentine.

Selon l'AIE, le lithium pourrait connaître un goulet d'étranglement dans la production de produits chimiques, car de nombreux petits producteurs sont financièrement limités après des années de prix déprimés.

Cette production de produits chimiques au lithium est fortement concentrée dans un petit nombre de régions, la Chine représentant 60 % de la production mondiale (plus de 80% pour l'hydroxyde de lithium).

Comme pour le cuivre, les mines d'Amérique du Sud et d'Australie sont exposées à des niveaux élevés de stress climatique et hydrique

Nickel, une production qui a augmenté de 20% ces 5 dernières années

La demande de nickel, utilisé principalement pour la production d'acier inoxydable, n'est aujourd'hui que de 10% pour les énergies "propres". Elle pourrait être de 30% d'ici 2040 et même de 60% si l'on respectait l'accord de Paris. La production a progressé de 20% au cours des cinq dernières années, grâce au développement de mines aux Philippines et en Indonésie. Selon le dernier rapport de l'USGS, l'exploitation minière mondiale a atteint 2,5 millions de tonnes en 2020. Les principaux pays producteurs étaient l'Indonésie (760.000 tonnes), les Philippines (320.000 tonnes) et la Russie (280.000 tonnes). Quant aux réserves, elles s'élèvent au niveau mondial à 94 millions de tonnes dont 21 millions de tonnes en Indonésie, 20 millions de tonnes en Australie et 16 millions de tonnes au Brésil. Selon l'AIE, l'exploitation du nickel accroît les émissions de CO2 et des résidus difficiles à éliminer.

Cobalt, une production concentrée en République démocratique du Congo (RDC)

Le principal débouché du cobalt est les batteries Lithium-ion, suivi par les super-alliages, les outils à plaquette carbure, et les aimants. La part de sa demande pour les énergies propres devrait passer de 15% aujourd'hui à 40% au moins en 2040, selon l'AIE. Selon le dernier rapport de l'USGS, en 2020, l'exploitation minière mondiale a atteint 140.000 tonnes, soit une augmentation de 10% au cours des cinq dernières années. Surtout, elle est extrêmement concentrée en République démocratique du Congo (RDC) (95.000 tonnes). Le deuxième producteur est la Russie (6.300 tonnes) suivie de l'Australie (5.700 tonnes). Cette concentration s'accentue pour le raffinage puisque la Chine représente 70% du marché, le restant se partageant entre la Finlande, la Belgique et le Canada.

Quant aux réserves, sur les 7,1 millions de tonnes répertoriées au niveau mondial, la RDC en recèle 3,6 millions de tonnes, l'Australie 1,4 million de tonnes et Cuba 500.000 tonnes.

Selon l'AIE, la forte dépendance vis-à-vis de la RDC pour la production et de la Chine pour le raffinage (tous deux autour de 70 %) devrait persister, car seuls quelques projets sont en cours de développement en dehors de ces pays. En RDC, l'importance de l'exploitation minière artisanale à petite échelle qui représente 10% à 20% de la production rend l'offre vulnérable aux pressions sociales. Un niveau qui va au-delà de la simple problématique industrielle qui suscite certaines initiatives comme celle intitulée "Cobalt pour le développement", qui réunit BMW, BASF, Samsung SDI et Samsung Electronics, et Volkswagen, qui vise à améliorer les conditions de vie et de travail pour les communautés.

Terres rares, 17 métaux essentiellement aux mains de la Chine

Les 17 éléments composant les terres rares, qui ont fait couler beaucoup d'encre, ne sont pas toutes indispensables aux énergies "propres". Seuls, le neodymium, le dysprosium, le praseodymium et le terbium devraient voir leur demande doubler d'ici à 2040. Leur principaux débouchés sont les pots catalytiques. Jusqu'à la moitié de la décennie 1990, le marché était largement dominé par les Etats-Unis, avant de passer sous le leadership de la Chine, principalement pour des raisons de coûts de production, qui détenait 95% du marché en 2010. En 2014, la Chine avait été tentée d'utiliser les terres rares comme arme diplomatique et commerciale contre le Japon avant d'être sommée de cesser sa politique de quotas d'exportation par l'OMC, saisie par les Etats-Unis, le Japon et l'Union européenne.

En 2019, cette part avait chuté à 58%, les Etats-Unis ayant repris les extractions en Californie, et la Birmanie et l'Australie ayant ouvert de nouveaux sites.

Toutefois, la Chine a conservé sa domination sur le raffinage, à 90%.

Selon le dernier rapport de l'USGS, en 2020, l'exploitation minière mondiale qui n'est pas sans poser des problèmes de pollution environnementale a atteint 240.000 tonnes. Les principaux pays producteurs étaient la Chine (140.000 tonnes), les Etats-Unis (38.000 tonnes) et la Birmanie (30.000 tonnes). Quant aux réserves, sur les 120 millions de tonnes recensées au niveau mondial, la Chine en compte 44 millions de tonnes, le Vietnam 22 millions de tonnes et le Brésil  21 millions de tonnes.

Selon l'AIE, la domination de la Chine sur l'ensemble de la chaîne de valeur, de l'exploitation minière à la transformation et à la production d'aimants nuit à la transparence du marché. Un autre problème pourrait surgir créé par les demandes différenciées de certaines terres rares qui pourraient connaître une envolée des prix pour ceux qui sont demandés comme le néodyme par rapport à ceux qui ne le sont pas comme le cérium.

Le manganèse trouve un nouveau débouché dans les batteries

Si le manganèse est principalement utilisé en alliage dans la production d'acier pour sa propriété anti-corrosive, il a un nouveau débouché dans la batterie Lithium-Nickel-Manganèse-Cobalt qui équipe des véhicules électriques.

Selon le dernier rapport de l'USGS, en 2020, la production mondiale a atteint 18.500 tonnes, soit 6% de moins qu'en 2019, en raison de la réduction de l'activité entraînée par la crise sanitaire. Les principaux pays producteurs sont l'Afrique du Sud (5.200 tonnes), l'Australie (3.300 tonnes) et le Gabon (2.800 tonnes). Quant aux réserves, dans la perspective de la hausse de la consommation, sur les 1,3 million de tonnes au niveau mondial répertoriées, l'Afrique du Sud en recèle 520.000 tonnes, le Brésil 270.000 tonnes et l'Australie 230.000 tonnes.

Graphite, production chinoise et réserves turques

Ayant pour principale propriété sa haute conductivité de chaleur et d'électricité, le graphite est utilisé dans la sidérurgie, dans les électrodes, les batteries, notamment lithium-ion, et les panneaux solaires. Selon le dernier rapport de l'USGS, en 2020, la production a atteint 1,1 million de tonnes. Les principaux pays producteurs étaient la Chine (650.000 tonnes), le Mozambique (120.000 tonnes) et le Brésil (95.000 tonnes).

Les réserves sont largement suffisantes dans la perspective de la hausse de la consommation. Sur les 320 millions de tonnes répertoriées au niveau mondial, la Turquie recèle 90 millions de tonnes, la Chine 73 millions de tonnes et le Brésil  70 millions de tonnes.

Silicium, plusieurs décennies de consommation assurée

Le silicium est utilisé dans les alliages d'aluminium et l'industrie chimique, notamment pour la fabrication de silicones. Il est aussi présent dans la fabrication de semi-conducteurs pour le secteur électronique et dans les cellules voltaïques de panneaux pour produire de l'énergie solaire.

La production mondiale a atteint 8 millions de tonnes en 2020, en recul par rapport  aux 8,41 millions de tonnes de 2019, selon l'USGS, dominée par la Chine (5,7 millions de tonnes), soit 68%, suivie par la Russie (610.000 tonnes) et la Norvège (375.000 tonnes). Pour sa part, la France en a produit 130.000 tonnes. Les réserves sont considérées comme largement abondantes, et la consommation assurée pour plusieurs décennies.

Platinoïdes, une nouvelle demande pour les piles à combustible

Si les métaux du groupe des platinoïdes (platine, palladium, rhodium, ruthénium et osmium) sont principalement utilisés pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans les pots catalytiques des moteurs thermiques, leur demande va croître avec le développement de la pile à combustible pour les voitures électriques. En 2020, la production de palladium s'est affichée à 210 tonnes, réparties notamment entre la Russie (91 tonnes), l'Afrique du Sud (70 tonnes) et le Canada (20 tonnes). Celle de platine a atteint 170 tonnes, dont la majorité produites par l'Afrique du Sud (120 tonnes), la Russie (21 tonnes) et le Zimbabwe (14 tonnes). Quant aux réserves mondiales pour l'ensemble du groupe des platinoïdes, elles sont estimées à 69.000 tonnes, très concentrées en Afrique du Sud (63.000 tonnes), et plus marginalement en Russie (3.900 tonnes) et au Zimbabwe (1.200 tonnes).

Molybdène, de plus en plus présent dans les panneaux solaires

Ayant comme propriété une résistance aux températures élevées et à la corrosion, le molybdène est doté d'une forte conductivité thermique et électrique. Il est principalement utilisé dans les ferro-alliages, qui représentent 80% de ses débouchés. Il est aussi de plus en plus utilisé dans la composition des panneaux solaires. En 2020, la production mondiale a atteint 300.000 tonnes contre 294.000 tonnes en 2019, dont plus du tiers fourni par la Chine (120.000 tonnes), suivie par le Chili (58.000 tonnes) et les Etats-Unis (49.000 tonnes). Avec 18 millions de tonnes de réserves mondiales, les besoins en molybdène sont largement couverts pour l'avenir. La Chine concentre 8,3 millions de tonnes de ces réserves devant le Pérou (2,8 millions de tonnes) et les Etats-Unis (2,7 millions de tonnes).

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Retrouvez l'intégralité de notre dossier sur "la guerre des métaux stratégiques" :

1/ Un enjeu décisif, édito

Métaux : la bataille à ne pas perdre pour l'Occident

Les 10 métaux stratégiques pour la transition énergétique

Entretien avec le professeur Philippe Chalmin

2/ Le raffinage, l'arme redoutable de la Chine pour dominer le marché

3/ Les Etats-Unis en quête d'autonomie relance le secteur

4/ L'Europe voit son avenir industriel dans le recyclage et les mines

5/ La France, l'innovation pour combler le retard et limiter les ruptures

6/ Semi-conducteurs : le risque de pénurie des... métaux

Robert Jules

12 mn

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Commentaires 7
à écrit le 22/11/2021 à 17:39
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Je me souviens du titre d'un article de L'usine Nouvelle, paru il y a sans doute plus de 30 ans et qui mettait en garde : "Cuivre, plus un gramme ce doit se perdre". Depuis, on peut craindre que ce sont plusieurs milliers (dizaines de milliers, ou pl...

à écrit le 22/11/2021 à 17:36
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Il faut lire "Terres rares" de Jean Tuan chez C.L.C. Editions. L'auteur sous forme de fiction dévoile la réalité des coups tordus de la Chine qui en échange des minéraux rares dont elle dispose en quantité s'accapare les ressources essentielles d'un...

à écrit le 22/11/2021 à 8:55
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Je suis étonné de ne pas voir la Nouvelle Caledonie parmi les détenteurs de Nickel Idem pour l’industrie aéronautique comme consommateur très important d’alliage à base Nickel ( et aussi Cobalt)

à écrit le 22/11/2021 à 8:47
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J'ai beaucoup travallé l'aluminium qui remplace très bien le cuivre sauf des cables plus gros, par contre la pose n'est pas à la portée de tout le monde. Reste un système critique, le recyclage en France n'est pas correctement rétribué, il en est pe...

à écrit le 22/11/2021 à 8:19
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Le cuivre qui saigne le Chili et les chiliens. Un chilien sur dix qui a un cancer du fait de cette activité ultra polluante parce que à nous autres on nous empêche de bosser en faisant exploser le prix de l'essence mais par contre on laisse les produ...

le 22/11/2021 à 22:42
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En effet, la principale source de gaz à effet de serre, ce sont les éruptions volcaniques. Allez empêcher un volcan d'entrer en eruption.....

le 23/11/2021 à 9:33
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Les incendies des mines de charbon également mais surtout le modèle agro-industriel et la pollution des usines, arrêtez de chercher à imposer seulement des causes naturelle aux GES svp, bien sûr qu'il y en a mais vous ne faites qu'exposer une incapac...

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