Des terres rares
Des terres rares
La famille des terres rares regroupe dix-sept éléments : le scandium, l'yttrium, et les quinze lanthanides. En pleine expansion de l’ère du numérique et des technologies vertes, les besoins en terres rares, et tout particulièrement celles utilisées pour les aimants permanents, sont en croissance constante.
Il convient de ne pas se méprendre quant au sens de l’appellation “terres rares”. En effet, les gisements sont répartis sur l’ensemble des continents et l’on trouve plus de terres rares dans la croûte terrestre que d’or, d’argent ou même de plomb. Les multiples propriétés de ces éléments — magnétiques, électroniques, optiques ou encore catalytiques — les ont rendues indispensables dans de nombreux secteurs d’industrie notamment pour la fabrication des produits technologiques qui accompagnent notre quotidien : smartphones, véhicules électriques, objets connectés, etc.
Or, c’est le procédé pour les isoler de leurs minerais et les purifier à un haut niveau de pureté, condition sine qua none à l’utilisation des terres rares dans les applications modernes, qui confère aux terres rares leur caractère “précieux”. En effet les terres rares sont appelées comme telles car il est très difficile de les séparer les unes des autres. La technique industrielle de séparation des terres rares entre elles est l’extraction liquide-liquide, qui s’apparente à une distillation avec deux phases liquides.
La technique industrielle de séparation des terres rares entre elles est l’extraction liquide-liquide, qui s’apparente à une distillation avec deux phases liquides - une aqueuse et une organique non miscibles- entre lesquelles les terres rares se répartissent.
Il existe deux types d’extraction liquide-liquide :
- • Une voie en milieu chlorure, développée initialement aux États-Unis et en France, puis aujourd’hui principalement appliquée en Chine et en Malaisie
- • Une voie en milieu nitrate surtout développée et pratiquée aujourd’hui en France et en Estonie
Forts d’un savoir et d’une expérience industrielle uniques au monde, les experts Carester sont les seuls acteurs du secteur maîtrisant les deux méthodes, pouvant ainsi orienter leurs clients vers le process le plus adapté à leur projet.
L’entreprise s’est donnée pour mission de préserver ces compétences inégalables et irremplaçables, de les pérenniser et de sans cesse les améliorer dans le respect de la planète.
Les Terres Rares et leurs applications industrielles
Les terres rares sont utilisées dans un large champ d’application : on les retrouve par exemple dans les catalyseurs de raffinage du pétrole ou de dépollution automobile, dans le verre ou la céramique dans l’électronique civile et militaire.
La principale application la production des aimants permanents. Cette application, nécessite l’emploi de deux à quatre terres rares pures parmi le Néodyme, le Praséodyme, le Dysprosium et le Terbium.
Aujourd’hui, les moteurs électriques avec aimants permanents aux terres rares sont les moteurs les plus efficaces qui existent sur le marché, ils équipent par conséquent la plupart des éoliennes offshore et les éoliennes on shore de nouvelle génération, mais aussi la plupart des moteurs électriques de traction des véhicules électriques.
Les terres rares sont donc un maillon essentiel à la transition énergétique notamment dans la bascule du parc automobile vers l’électrique et la décarbonation du mix énergétique s’appuyant sur l’augmentation majeure des capacités de production éolienne.
D’où viennent les terres rares ?
Aujourd’hui, la Chine représente 65% des mines de terres rares exploitées dans le monde mais plus de 90% des capacités de raffinage de ces terres rares (pour le Néodyme et le Praséodyme, 80% des volumes mondiaux sont raffinés en Chine alors que pour le Dysprosium et le Terbium ce sont 100% des volumes mondiaux qui sont raffinés en Chine à la date) d’où notre dépendance extrême à la Chine pour ces matières premières qui font partie de toutes les listes de ressources critiques depuis de nombreuses années.
En raison du caractère stratégique des terres rares, le marché s’ouvre pour de nouveaux entrants (“junior mining”) et Carester, se positionne comme l’expert-conseil indispensable pour proposer un projet optimisé d’exploitation minière de terres rares.
Carester a de profondes convictions dans le rôle que l’Europe a à jouer dans la creation d’une chaîne de valeur complète des terres rares.
Cas d'utilisation
Véhicules électrique
Les moteurs de véhicule électriques ou hybrides les plus performants contiennent des aimants permanents à base de terres rares (NdFeB). Les véhicules hébergent d’autres équipements qui en contiennent (colonne de direction, haut-parleurs, pompes, moteurs pour les fenêtres…) En tout, une voiture électrique ou hybride contient entre 1,5 et 2kg de terres rares.
L’Union européenne a validé la fin de la vente de voiture thermique neuve en 2035. Les ventes de voitures électriques vont fortement augmenter. Chaque année, environ 15 millions de voitures sont vendues en Europe. Il y a un enjeu à pouvoir fournir les producteurs de voitures électriques en aimants permanents à base de terres rares et à les recycler une fois le véhicule hors d’usage.
Éoliennes
Les technologies les plus récentes et les plus efficaces de génératrices pour produire de l’énergie éolienne s’appuient sur des aimants permanents à base de terres rares.
Dans un contexte de transition énergétique, l’Union Européenne devrait installer 200 GW de nouvelles capacités entre 2024 et 2030 (source : WindEurope).
Cela crée une demande en aimants permanents et donc en terres rares fortes sur les prochaines années.
Le challenge est donc de pouvoir approvisionner ces terres rares nécessaires et de recycler les aimants permanents une fois l’éolienne démantelée.
La mobilité électrique
Les trottinettes électriques ainsi que les vélos électriques sont équipés de moteurs électriques à base d’aimant permanent. En Europe, ces applications vont compter pour 10% de la demande en aimants permanents.
Les autres applications
Le secteur médical avec notamment les IRM mais aussi les moteurs utilisés dans l’industrie contiennent des aimants permanents.
