Qu’est-ce qu’un métal rare ?

Nous connaissons tous les métaux industriels qui sont présents dans notre quotidien, le fer et l’aluminium étant les plus connus. Mais depuis quelques années nous entendons de plus en plus parler des métaux rares présents dans de nombreux objets. 

Dans cet article nous allons voir de plus près ce qu’est un métal rare et comment il peut le devenir. Nous verrons également les métaux qui sont considérés comme rares et leur recyclage.

I. Définition 

Les métaux rares peuvent être nommés de nombreuses manières, les principales étant : métaux mineurs, petits métaux, métaux high-techs ou technologiques. 

Les métaux rares sont produits en faible quantité pour des applications industrielles dans la haute technologie qui sont de plus en plus demandeuses de ces métaux, ce qui peut occasionner des pénuries de l’offre.

Pour lutter contre les ruptures d’approvisionnement, en 2010 l’Union Européenne a créé une liste de métaux rares qui sont qualifiés de critiques.

La liste des métaux rares n’est pas fixe et elle évolue dans le temps, dans les années 1980 seulement une dizaine de métaux avaient cette dénomination, de nos jours une cinquantaine sont concernés. La liste évolue avec le développement des nouvelles technologies utilisatrices et des techniques d’extraction minière. 

Cette évolution s’explique par le fait que le développement de nouvelles technologies se fait en utilisant de nouveaux matériaux. De nombreux secteurs utilisent des métaux rares pour leurs innovations technologiques cela va des énergies vertes (photovoltaïque et éolien) aux catalyseurs en passant par l’automobile (électrique, hybride) et l’électronique.

II. Devenir un métal rare

Pour qu’un métal puisse être considéré comme rare, il doit remplir certains critères.

a) Critère quantitatif :

Le métal doit être produit en faible quantité. Cette quantité annuelle doit être comprise entre quelques tonnes et 200 000 tonnes. En comparaison, les métaux industriels ont des productions annuelles dépassant le million de tonnes.

b) Critère technique :

Les métaux rares sont essentiellement des sous-produits de l’industrie minière ou métallurgique, cela veut dire que les métaux rares ne sont pas les produits principaux de la mine qui les extrait. Il existe cependant quelques mines de métaux précieux qui se focalisent sur leur extraction comme produit principal.

De nombreux métaux rares sont issus de la métallurgie de métaux industriels, nous pouvons citer le cas du molybdène qui est un sous-produit du cuivre, le molybdène donnera également un sous-produit qui sera un métal rare, le rhénium. Un métal rare peut donc être un sous-produit d’un sous-produit.

c) Critère économique :

Les métaux rares ont une valeur élevée du fait de leur rareté sur le marché. Mais même avec un prix élevé le chiffre d’affaires des métaux rares est faible du fait des faibles quantités produites. Seul le cobalt, le platine et le molybdène ont un chiffre d’affaires qui dépasse le milliard de dollars.

d) Critère critique :

Les métaux rares ont un chiffre d’affaires peu élevé du fait de leur faible quantité produite, ils n’en restent pas moins essentiels pour certains secteurs industriels qui ne peuvent s’en passer et deviennent donc dépendant de certains métaux. 

e) Critère de comportement :

Le prix des métaux rares peut être ponctué de crises qui peuvent faire fortement augmenter les prix. Ces crises peuvent être causées par une forte demande et une offre qui ne peut pas suivre et entraîne des pénuries et des ruptures d’approvisionnements. Ces crises peuvent être causées par les différentes contraintes auxquelles sont soumises l’offre minière et métallurgique, les principales étant les régulations environnementales, les restrictions d’exportations, les risques géopolitiques et la forte volatilité des cours des métaux.

III. Quels sont les métaux rares ?

Les métaux rares comptent une cinquantaine d’éléments qui peuvent être séparés en deux groupes : les métaux rares et les terres rares.

Les terres rares constituent un sous-ensemble des métaux rares qui se compose de 17 métaux. Leur dénomination comme rare est trompeuse, en effet certains d’entre eux sont aussi abondants que le nickel ou le cuivre. 

Cependant ils remplissent les critères pour être des métaux rares, les terres rares ne se trouvent naturellement jamais sous forme métallique, ils sont toujours inclus dans des minerais formant des mélanges de plusieurs terres rares. Ces terres rares possèdent des propriétés chimiques très proches, ce qui rend leur isolation extrêmement complexe. L’exploitation des terres rares est donc coûteuse du fait des techniques de séparation qui ne permettent pas de récupérer toutes les terres rares contenues dans un minerai ce qui ne permet pas d’obtenir de grandes quantités même si certains éléments sont abondants dans la croûte terrestre.

Ci-dessous vous avez la liste complète des métaux catégorisés comme rares.

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Ces métaux ont des usages variés, voici quelques exemples de leurs utilisations : ils sont utilisés dans les éclairages (gallium), les éoliennes (néodyme, dysprosium), les panneaux photovoltaïques (indium, gallium, tellure), les pots catalytiques (rhodium, palladium) et dans les véhicules électriques ou hybrides (lithium, cobalt, néodyme, dysprosium).

IV. Le recyclage des métaux rares

Les métaux rares sont encore plus concernés par le recyclage du fait de leur coût élevé et pour certains de leur rareté dans la croûte terrestre.

Les métaux possèdent la caractéristique de pouvoir être recyclés à l’infini sans perdre leur qualité. Le recyclage permet également de participer à la sécurisation des chaînes d’approvisionnements des métaux rares critiques.

Le recyclage des métaux rares pendant les processus de fabrication est le plus développé. Les quantités de déchets et de rebuts de production peuvent être connus à l’avance car ils sont étroitement liés à la production industrielle. Les métaux peuvent être recyclés en boucle fermée pour être destinés à la même utilisation, ou alors en boucle ouverte le métal aura une utilisation différente.

Pour le recyclage de vos déchets industriels contenant des métaux rares vous pouvez faire appel à Valorema, une entreprise spécialisée dans le retraitement et le recyclage des déchets industriels contenant des métaux précieux et spéciaux. Parmi les métaux que Valorema est en capacité de recycler, plus de 10 sont des métaux rares. Retrouver ici la liste des métaux que Valorema est capable de traiter.

Le recyclage des métaux rares contenus dans les produits en fin de vie est plus compliqué. Pour l’instant seuls les métaux à forte valeur peuvent être récupérés pour que la filière de recyclage puisse être économiquement possible. 

Dans les produits en fin de vie de nombreux métaux rares sont présents dans des quantités infimes, techniquement il est impossible de tous les récupérer. Durant les processus des métaux seront irrémédiablement perdus afin d’en récupérer d’autres, les plus précieux.

Conclusion

Pour conclure, les métaux rares sont produits en faibles quantités soit par le fait qu’ils soient peu présents dans la croûte terrestre ou soit du fait des limites technologiques de la production minière. Ces faibles quantités sur le marché mondial leur procurent des prix élevés qui peuvent fluctuer avec les crises.

Ces métaux rares se retrouvent dans des applications industrielles de haute technologie, et certains secteurs se retrouvent dépendants à certains métaux.

Le recyclage permet de récupérer et de réintroduire les métaux dans un usage industriel. Il peut également participer à sécuriser les chaînes d’approvisionnement des métaux rares critiques.

Source : Christian HOCQUARD, « MÉTAUX RARES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 6 août 2020. http://www.universalis.fr/encyclopedie/metaux-rares/