Les matières premières rares : analyse des enjeux stratégiques et solutions

Les matières premières rares sont des ressources naturelles indispensables pour les technologies modernes. Leur disponibilité limitée et leur répartition géographique inégale en font des enjeux géopolitiques majeurs. L'analyse de leur marché et des défis d'approvisionnement devient nécessaire pour anticiper les besoins futurs.

La définition et caractéristiques des matières premières rares

Les matières premières rares regroupent un ensemble d'éléments chimiques aux propriétés uniques, indispensables pour de nombreuses applications technologiques modernes. Leur maîtrise constitue un enjeu majeur pour l'industrie et la transition énergétique.

Définition et classification des terres rares

Les terres rares comprennent 17 éléments chimiques : le scandium, l'yttrium et les 15 lanthanides. On distingue deux catégories principales : les terres rares légères (du lanthane au gadolinium) et les terres rares lourdes (du terbium au lutécium). Leurs propriétés magnétiques et optiques exceptionnelles en font des composants indispensables pour les technologies de pointe.

Propriétés et applications industrielles

Les terres rares permettent d'améliorer les performances des matériaux dans lesquels elles sont incorporées. Le néodyme et le dysprosium entrent dans la fabrication d'aimants permanents pour les éoliennes et les véhicules électriques. L'europium et le terbium sont utilisés dans les luminophores pour écrans et LED. Le cérium sert au polissage des verres d'optique.

Principaux usages par secteur

Secteur	Applications	Terres rares utilisées
Énergies renouvelables	Aimants pour éoliennes	Nd, Pr, Dy, Tb
Mobilité électrique	Moteurs, batteries	Nd, Pr, La, Ce
Numérique	Écrans, semi-conducteurs	Eu, Tb, Gd

Production mondiale et criticité

La production mondiale de terres rares atteint 280 000 tonnes en 2024, dont 86% provient de Chine. Les prix fluctuent fortement selon la demande et les tensions géopolitiques. Le BRGM classe ces matériaux comme "critiques" en raison des risques d'approvisionnement et de leur caractère non substituable pour certaines applications.

Évaluation de la criticité selon le CEA

• Criticité très élevée : dysprosium, terbium, europium
• Criticité élevée : néodyme, praséodyme
• Criticité moyenne : lanthane, cérium, samarium

État des lieux du marché mondial et position dominante de la Chine

La production mondiale des matières premières rares présente une répartition géographique déséquilibrée, avec une concentration majeure en Chine qui détient des positions dominantes sur plusieurs substances stratégiques.

Domination chinoise sur la production mondiale

La Chine maintient sa position de leader sur le marché des terres rares avec 86% de la production mondiale en 2023, principalement grâce au gisement de Baotou en Mongolie intérieure. Pour le magnésium, la part chinoise atteint 97%. Cette domination s'étend également à d'autres matériaux comme le germanium (67%) ou le gallium (94%).

Substance	Part chinoise (%)	Production (tonnes)
Terres rares	86%	168 000
Magnésium	97%	850 000
Germanium	67%	95
Gallium	94%	430

Répartition des autres producteurs mondiaux

Le reste de la production se répartit entre plusieurs pays : l'Australie produit 7% des terres rares mondiales via la mine de Mount Weld, les États-Unis 3% avec Mountain Pass en Californie. Le Congo domine la production de cobalt (71%) tandis que le Kazakhstan est leader pour l'uranium (41%).

L'incident diplomatique de 2010 et ses conséquences

En septembre 2010, suite à un différend territorial, la Chine suspend ses exportations de terres rares vers le Japon pendant deux mois. Les prix s'envolent : le néodyme passe de 40 à 450 $/kg, le dysprosium de 250 à 2 900 $/kg. Cet épisode provoque une prise de conscience internationale sur les risques de dépendance.

Développement de nouvelles sources d'approvisionnement

De nouveaux projets miniers émergent pour diversifier l'approvisionnement : la mine de Nechalacho au Canada (terres rares), le projet Dubbo en Australie (zirconium, niobium), la relance de Mountain Pass aux États-Unis. Ces initiatives visent à réduire la dépendance envers la production chinoise mais nécessitent des investissements considérables et plusieurs années de développement.

Les enjeux stratégiques pour la France et l'Europe

Face à la domination chinoise sur les terres rares et matières premières critiques, la France et l'Union européenne développent des stratégies pour réduire leur dépendance aux importations. Les initiatives se multiplient depuis 2020 pour sécuriser les approvisionnements et relocaliser certaines activités industrielles.

La stratégie française de sécurisation des approvisionnements

Le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) a identifié 32 substances minérales critiques pour l'industrie française. Parmi elles figurent le lithium, le cobalt, le nickel, le graphite et les terres rares, indispensables à la transition énergétique. La dépendance aux importations atteint 98% pour ces matériaux. L'usine Solvay de La Rochelle constitue un atout majeur : elle est l'unique installation de séparation des terres rares en Europe, avec une capacité de 8500 tonnes par an. Elle fournit notamment Renault pour les aimants permanents des moteurs électriques.

Le plan européen pour les matières premières critiques

La Commission européenne a adopté en 2023 le Critical Raw Materials Act, fixant des objectifs ambitieux d'ici 2030 :

• Extraire 10% des besoins en matières premières critiques sur le sol européen
• Recycler 25% de la consommation annuelle
• Limiter à 65% maximum la dépendance envers un pays tiers

L'Alliance européenne des matières premières

Créée en 2020, elle réunit plus de 600 acteurs industriels et institutionnels. Son budget de 2 milliards d'euros finance des projets miniers, de recyclage et de R&D. Les prévisions indiquent une multiplication par 5 à 10 de la demande d'ici 2030 pour le lithium, le cobalt et les terres rares, tirée par l'électrification des transports et les énergies renouvelables.

Substance	Demande UE 2020	Demande UE 2030
Lithium	5 kt	45 kt
Terres rares	3 kt	26 kt
Cobalt	15 kt	108 kt

Solutions et perspectives d'avenir

Face aux défis d'approvisionnement en matières premières rares, des réponses techniques et industrielles émergent progressivement, portées par les acteurs publics et privés français. Les innovations technologiques et la structuration de filières de recyclage constituent des axes majeurs de développement.

Le recyclage : une filière en construction

Le recyclage des terres rares et autres matériaux critiques nécessite la mise en place de procédés complexes. En France, plusieurs acteurs industriels développent des technologies innovantes : Suez a inauguré en 2022 une unité pilote de recyclage des aimants permanents à La Rochelle, tandis que le CEA travaille sur des procédés hydrométallurgiques permettant d'extraire les terres rares des déchets électroniques. Les taux de recyclage restent néanmoins limités : moins de 1% pour le néodyme et le dysprosium utilisés dans les aimants permanents.

Innovations technologiques et substitution

La recherche de matériaux de substitution mobilise laboratoires publics et industriels. Le CEA développe notamment des aimants sans terres rares à base de fer-cobalt. Les projets de R&D français se concentrent également sur l'optimisation des procédés d'extraction et de séparation, avec par exemple le programme ANR RaRe porté par le BRGM.

Diversification des sources d'approvisionnement

La relance d'une filière minière française constitue un axe complémentaire. Le BRGM a identifié plusieurs gisements potentiels de terres rares sur le territoire métropolitain. Leur exploitation nécessite cependant de lever des verrous technologiques et sociétaux. La formation aux métiers miniers doit également être renforcée, comme le préconise le rapport parlementaire de 2016.

Défis environnementaux et sociétaux

L'acceptabilité sociale des projets miniers et de recyclage reste un enjeu majeur. Les impacts environnementaux doivent être maîtrisés, notamment la gestion des effluents et des déchets. Les industriels développent des procédés plus écologiques, comme l'extraction par solvants biosourcés expérimentée par le CEA.

Matériau	Taux de recyclage actuel	Objectif 2030
Néodyme	< 1%	20%
Dysprosium	< 1%	15%
Cobalt	35%	65%

Ce qu'il faut retenir des enjeux des matières premières rares

Le développement des technologies vertes et numériques va accroître la demande en matières premières rares d'ici 2030-2050. Pour réduire la dépendance aux importations, l'Europe mise sur plusieurs leviers : recyclage, substitution, diversification des approvisionnements et relance de la formation aux métiers miniers. Les innovations technologiques et la R&D permettront d'améliorer les procédés d'extraction et de valorisation.