Terres rares : quels enjeux pour la France et l’Europe ?

À quoi servent les terres rares ?

Les terres rares sont constituées de 17 éléments : 15 lanthanides : Lanthane ; Cérium ; Praséodyme ; Néodyme ; Prométhium ; Samarium ; Europium ; Gadolinium ; Terbium ; Dysprosium ; Holmium ; Erbium ; Thulium ; Ytterbium et Lutécium, ainsi que Scandium et Yttrium. Les terres rares légères sont utilisées pour leurs propriétés magnétiques exceptionnelles, et les terres rares lourdes (celles qui ont le plus de valeur) servent à repousser le point de température où les aimants perdent leur magnétisme.

Elles sont omniprésentes, surtout dans quatre secteurs industriels qui représentent 10% de l’économie mondiale (Institut polytechnique UniLaSalle, Comment concilier l’exploitation des terres rares et l’environnement ?, 3 avril 2023) :

• numérique (téléphones portables, disques durs, écrans) ;
• énergie (turbines d’éoliennes en mer, moteurs de voitures électriques et hybrides) ;
• médical (appareils, robots) ;
• armement.

Leurs usages sont diversifiés (données pour 2021):

• le premier (31%) étant les aimants permanents (utilisés dans les générateurs, les volants magnétiques, les alternateurs, les moteurs de jouets, d’horlogerie) ;
• les catalyseurs (18%) (utilisés dans les pots catalytiques des voitures) ;
• les alliages métallurgiques (18%) (utilisés dans la construction aéronautique, militaire, médicale, etc.) ;
• le polissage (13%) (utilisé sur la surface de nombreux produits industriels) ;
• les verres et céramiques (11%) ;
• le reste représentant 9%.

Les aimants permanents connaissent une croissance débridée. L’éolien et la mobilité bas carbone en consomment 35% du marché mondial, dont la Chine assure 91% de la production. Leur forte croissance (la consommation sera multipliée par trois d’ici 2030 pour l’éolien, et par dix pour les véhicules électriques) pourrait se heurter à une offre limitée des terres rares.

Pourquoi les appelle-t-on terres « rares » ?

Au XVIII^e siècle, au moment de leur identification par Lavoisier, les terres rares étaient moins abondantes que d’autres terres connues à l’époque (chaux, alumine, silice, etc.). La première terre rare, l’Ytterbium, fut découverte par hasard en 1787 par Arrhenius dans une carrière près de Stockholm. Aujourd’hui, ce sont les difficultés à les extraire et à les raffiner qui les rendent rares :

• pour extraire 1 kilo de gallium, il faut casser 50 tonnes de roches, pour 1 kilo de Lutecium, il s’agit de 1 200 tonnes de roches ;
• leur raffinage passe par l’utilisation d’acides sulfuriques et nitriques, qui contaminent les eaux et les sols avoisinants, générant chez les humains cancers, malformations et infertilité ;
• leur contenu en thorium ou en uranium radioactif constitue une autre source de pollution, qui a justifié l’arrêt des activités de la raffinerie de terres rares à La Rochelle (Rhône-Poulenc), délocalisées en Chine. Dans les années 1980 l’usine purifiait 50% du marché mondial de terres rares.

Quels sont les pays producteurs ?

Selon l’Institut des études géologiques des États-Unis (USGS), la production mondiale de terres rares, 280 000 tonnes, se répartit entre :

• Chine 168 000 tonnes, soit 60% du marché mondial ;
• États-Unis 42 000 tonnes, soit 15% ;
• Birmanie 25 000 tonnes, soit 9% ;
• Australie 22 000 tonnes, soit 8% ;
• Thaïlande 8 000 tonnes, soit 3%.

De petits producteurs complètent le panorama : Brésil, Burundi, Inde, Madagascar et Russie.

Les prix des terres rares varient en fonction de l’usage et de la rareté de chaque élément. En 2021, le Lanthane ou le Cerium étaient vendus, au kilo, un peu plus de cinq dollars le kilo, alors que le Terbium dépassait 1 709 dollars.

Jusqu’aux années 1980, les États-Unis dominaient le marché des terres rares. Une main-d’œuvre moins chère, des gisements plus importants et des lois environnementales souples ont permis à la Chine de faire baisser les prix de vente et, depuis 1995, de devenir le premier producteur mondial. La Chine est en effet le seul pays à accepter des coûts environnementaux très élevés, dus à des techniques productives médiocres mais peu chères.

La Chine joue de cette position dominante. En 2000, pour privilégier ses industries, elle a réduit de 40% ses exportations, ce qui a provoqué une envolée des prix. En 2010, elle a institué des taxes et des quotas sur ces exportations, ce qui l’a fait condamner par l’Organisation mondiale du commerce (OMC) à deux reprises. En 2011, elle a suspendu ses exportations dans le contexte d’un conflit avec le Japon. En parallèle, la Chine investit dans l’extraction de terres rares un peu partout dans le monde, pour accroître sa souveraineté et pour conserver le moins de pollution possible à l’intérieur de ses frontières.  

Tout cela a poussé l’Occident à la recherche de nouvelles sources, et, à partir de la fin des années 2010, des projets de mines et d’usines de raffinage se sont multipliés en Australie et au Canada. En 2013, les États-Unis ont réactivé la mine à ciel ouvert de Mountain Pass en Californie, fermée en 1998 après le déversement accidentel de milliers de litres d’eau radioactive.

En Europe, plusieurs sites prometteurs ont été identifiés en Scandinavie et au Groenland. En janvier 2023, le groupe Suédois LKAB a annoncé la découverte d’un gisement de plus d’un million de tonnes, soit 1% des réserves mondiales identifiées. Le gisement se trouve à Kiruna, en Laponie suédoise, un territoire utilisé pour l’élevage des cerfs par le peuple des Sami. LKAB aura beaucoup à faire pour obtenir l’acceptabilité sociale nécessaire au bon déroulement des opérations, car un gisement comparable, celui de Nora Kärr, également en Suède, est resté gelé pour des raisons environnementales de 2017 à 2020, et, si les études ont repris, la question de l’exploitation est toujours en suspens. L’éventuelle exploitation n’interviendra pas avant dix ou quinze ans, délai minimum pour ouvrir une mine et la mettre en service.