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Stéphan Peccini 2025-05-12 17:43:17 +02:00
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391
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@ -0,0 +1,391 @@
---
type_fiche: minerai
produit: Gadolinium
schema: Gadolinium
version: 1.0
date: 2025-04-22
commentaire: Version initiale
auteur: Stéphan Peccini
sources_communes:
- Objectif_final_v0-7.pdf §2 (méthodologie de calcul)
- …
---
# Fiche {{ type_fiche }} {{ produit }}
| Version | Date | Commentaire |
| :-- | :-- | :-- |
| {{ version }} | {{ date }} | {{ commentaire }} |
## Présentation synthétique
Le gadolinium est un métal rare, blanc-argenté, appartenant à la famille des lanthanides, découvert en 1794 par Johan Gadolin en Suède et isolé à l'état pur en 1886 par le chimiste français Paul Emile Lecoq de Boisbaudran. Ce métal se caractérise par ses propriétés paramagnétiques exceptionnelles, son comportement ferromagnétique en dessous de 20°C et sa forte section efficace d'absorption des neutrons. Le gadolinium n'existe pas à l'état natif dans la nature mais principalement dans des minéraux comme la monazite et la bastnäsite, avec la lépersonite (minéral rare d'Afrique équatoriale) comme seul minéral renfermant exclusivement du gadolinium parmi les lanthanides. Son extraction et son traitement impliquent des procédés métallurgiques et chimiques complexes, notamment pour le séparer des autres terres rares. Malgré sa toxicité intrinsèque, le gadolinium complexé par des macromolécules voit sa toxicité réduite d'un facteur 100 environ, ce qui permet son utilisation en médecine comme agent de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM), sa principale application commerciale.
## Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
| :-- | :-- | :-- |
| Extraction minière | Extraction des minerais contenant du gadolinium (principalement monazite et bastnäsite) | 100% |
| Concentration | Séparation physique pour concentrer le minerai | 95% |
| Traitements acides | Traitements acides successifs du minerai pour obtenir d'abord les terres rares majeures (lanthane, cérium, néodyme, praséodyme) | 90% |
| Séparation préliminaire | Isolement d'un concentré regroupant des sels de samarium, europium et gadolinium (SEG) | 85% |
| Séparation affinée | Chromatographie à échange d'ions pour séparer le gadolinium des autres terres rares | 80% |
| Précipitation | Formation de composés intermédiaires (fluorures ou oxydes) | 75% |
| Réduction | Réduction du fluorure (GdF₃) ou de l'oxyde (Gd₂O₃) par le calcium à 1450°C sous atmosphère inerte (argon) | 70% |
| Raffinage | Purification supplémentaire pour obtenir du gadolinium de haute pureté | 65% |
| Préparation de complexes | Formation de chélates pour les applications médicales (agents de contraste) | 60% |
| Contrôle qualité | Tests de pureté et de stabilité des produits finaux | 55% |
_Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion approximative de matière première qui passe à l'étape suivante._
## Secteurs d'utilisation
| Secteur | Type d'usage | Part estimée |
| :-- | :-- | :-- |
| Médical | Utilisé comme agent de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM) | 70% |
| Numérique | Composant dans les écrans LED, OLED et LCD pour appareils électroniques | 20% |
| Nucléaire | Employé dans les boucliers et barres de contrôle des réacteurs nucléaires | 5% |
| Métallurgie | Ajouté aux alliages pour améliorer leurs propriétés | 3% |
```yaml
Extraction_Gadolinium:
Australie_Extraction_Gadolinium:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 5%
acteurs:
LynasRare_Australie_Extraction_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: Lynas Rare Earths Ltd
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: Australie
EtatsUnis_Extraction_Gadolinium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 15%
acteurs:
MPMaterials_EtatsUnis_Extraction_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: MP Materials
part_de_marche: 15%
pays_d_origine: États-Unis
Chine_Extraction_Gadolinium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 70%
acteurs:
BaotouSteel_Chine_Extraction_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: Baotou Steel RareEarth
part_de_marche: 30%
pays_d_origine: Chine
XiamenTungsten_Chine_Extraction_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: Xiamen Tungsten
part_de_marche: 15%
pays_d_origine: Chine
Bresil_Extraction_Gadolinium:
nom_du_pays: Brésil
part_de_marche: 5%
acteurs:
CBMM_Bresil_Extraction_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: CBMM
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Brésil
```
## Principaux producteurs - Extraction
<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-EXTRACTION -->
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Part de marché |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:TABLEAU-EXTRACTION -->
Unités : t/an
Total : 400
_Note : Les données de production sont basées sur les estimations de 2024, les plus récentes disponibles._
```yaml
Reserves_Gadolinium:
Bresil_Reserves_Gadolinium:
nom_du_pays: Brésil
part_de_marche: 5%
acteurs:
{}
EtatsUnis_Reserves_Gadolinium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 10%
acteurs:
{}
Chine_Reserves_Gadolinium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 80%
acteurs:
{}
Inde_Reserves_Gadolinium:
nom_du_pays: Inde
part_de_marche: 1%
acteurs:
{}
Australie_Reserves_Gadolinium:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 3%
acteurs:
{}
```
## Principaux pays - Réserves
<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-RESERVES -->
| Pays d'implantation | Part de marché |
| :-- | :-- |
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:TABLEAU-RESERVES -->
Unités : t
Total : 1000000
```yaml
Traitement_Gadolinium:
Malaisie_Traitement_Gadolinium:
nom_du_pays: Malaisie
part_de_marche: 12%
acteurs:
LynasAdvanced_Malaisie_Traitement_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: Lynas Advanced Materials
part_de_marche: 12%
pays_d_origine: Australie
minerai_origine:
pays: Australie
pourcentage: 100%
Estonie_Traitement_Gadolinium:
nom_du_pays: Estonie
part_de_marche: 8%
acteurs:
NPMSilmet_Estonie_Traitement_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: NPM Silmet
part_de_marche: 8%
pays_d_origine: Canada
EtatsUnis_Traitement_Gadolinium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 5%
acteurs:
MPMaterials_EtatsUnis_Traitement_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: MP Materials
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: États-Unis
minerai_origine:
pays: États-Unis
pourcentage: 100%
France_Traitement_Gadolinium:
nom_du_pays: France
part_de_marche: 9%
acteurs:
Solvay_France_Traitement_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: Solvay
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: France
minerai_origine:
pays: Chine
pourcentage: 60%
minerai_origine_2:
pays: Brésil
pourcentage: 40%
Chine_Traitement_Gadolinium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 61%
acteurs:
ChinaMinmetals_Chine_Traitement_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: China Minmetals
part_de_marche: 40%
pays_d_origine: Chine
minerai_origine:
pays: Chine
pourcentage: 100%
ShengheResources_Chine_Traitement_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: Shenghe Resources
part_de_marche: 21%
pays_d_origine: Chine
minerai_origine:
pays: Chine
pourcentage: 100%
Japon_Traitement_Gadolinium:
nom_du_pays: Japon
part_de_marche: 4%
acteurs:
ShinEtsu_Japon_Traitement_Gadolinium:
nom_de_l_acteur: ShinEtsu
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Japon
minerai_origine:
pays: Chine
pourcentage: 70%
```
## Principaux producteurs - Traitement
<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-TRAITEMENT -->
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Origine du minerai | Part de marché |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:TABLEAU-TRAITEMENT -->
Unités : t/an
Total : 380
_Note: Les capacités indiquées représentent la production de gadolinium sous forme d'oxyde et de métal._
## Production et réserves
| Pays | Production annuelle (tonnes) | Part relative (%) | Réserves mondiales (tonnes) | Part relative (%) | Durée estimée (années) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Chine | 280 | 70% | 800,000 | 80% | 2857 |
| États-Unis | 60 | 15% | 100,000 | 10% | 1667 |
| Brésil | 20 | 5% | 50,000 | 5% | 2500 |
| Australie | 20 | 5% | 30,000 | 3% | 1500 |
| Inde | 12 | 3% | 10,000 | 1% | 833 |
| Autres | 8 | 2% | 10,000 | 1% | 1250 |
| Total | 400 | 100% | 1,000,000 | 100% | 2500 |
Note : Les données de production sont basées sur les estimations de 2024, les plus récentes disponibles.
## Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement
| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
| :-- | :-- | :-- |
| Production comme sous-produit | Le gadolinium est principalement extrait comme sous-produit d'autres terres rares plus abondantes | Production contrainte par les marchés des terres rares principales |
| Concentration faible | Teneur en gadolinium généralement faible dans les minerais sources (<0,1%) | Rendement d'extraction limité |
| Complexité de séparation | Difficulté à séparer le gadolinium des autres terres rares en raison de propriétés chimiques similaires | Pertes lors du processus de séparation |
| Recyclage | Initiatives récentes comme MEGaDoRE (MEdical GADOlinium REcycling) pour récupérer et recycler le gadolinium médical non utilisé | Impact croissant mais encore limité |
_Note: La production de gadolinium est étroitement liée à celle des autres terres rares, créant une interdépendance complexe entre l'offre et la demande des différents éléments._
## Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Concentré de gadolinium | 70-80% Gd₂O₃ | - | 0% | Matière première pour raffinage | 100% | 1× |
| Oxyde de gadolinium | >99% Gd₂O₃ | - | 0% | Production de chélates pour l'IRM, verre spéciaux | 100% | 8× |
| Gadolinium métal | >99% Gd | Composants pour stockage de données | 20% | Alliages spéciaux, recherche | 80% | 15× |
| Chélates de gadolinium | >99% pureté | - | 0% | Agents de contraste IRM | 100% | 30× |
| Complexes macrocycliques | >99% pureté | - | 0% | IRM diagnostique haute performance | 100% | 40× |
| Nanoparticules à base de Gd | 5nm diamètre | - | 0% | Imagerie médicale avancée, traitement du cancer | 100% | 50× |
_Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. Les applications médicales, notamment comme agent de contraste en IRM, représentent le principal débouché commercial du gadolinium._
## Projections 2025–2035
### Extraction
| Année | Demande Numérique (tonnes) | Demande numérique (%) | Demande Autres Usages (tonnes) | Demande Autres usages (%) | Production (tonnes) | Recyclage (tonnes) | Déficit/Surplus (tonnes) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 92 | 22% | 326 | 78% | 440 | 15 | 37 |
| 2030 | 120 | 25% | 360 | 75% | 510 | 30 | 60 |
| 2035 | 152 | 28% | 391 | 72% | 590 | 50 | 97 |
_Note : Ces projections sont des estimations basées sur les tendances actuelles et les prévisions de croissance du marché._
### Traitement
| Année | Capacité de traitement (t) | Demande numérique (t) | Demande autres usages (t) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (t) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 400 | 30 | 350 | 95 | +20 |
| 2030 | 450 | 50 | 380 | 96 | +20 |
| 2035 | 500 | 80 | 400 | 96 | +20 |
_Note: Les projections montrent une croissance modérée de la demande, avec une augmentation progressive dans le secteur numérique et une relative stabilité dans les applications médicales, principales consommatrices de gadolinium._
## Matrice des risques
### Extraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| Fort | | R1, R2 | R3 |
| Moyen | | R4 | R5 |
| Faible | R6 | | |
R1 : Dépendance excessive envers la Chine pour la production et le traitement[^1][^2].
R2 : Volatilité des prix due à la concentration du marché[^7].
R3 : Pénurie potentielle due à la demande croissante dans les technologies médicales et numériques[^1][^7].
R4 : Risques environnementaux liés à l'extraction et au traitement[^8].
R5 : Préoccupations sanitaires concernant l'accumulation de gadolinium dans le cerveau après des IRM répétées[^9].
R6 : Instabilité politique dans certains pays producteurs.
Classification : L'impact est évalué en fonction des conséquences potentielles sur l'approvisionnement et les prix. La probabilité est estimée selon la fréquence des événements passés et les tendances actuelles.
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-EXTRACTION -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-IHH-EXTRACTION -->
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-RESERVES -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-IHH-RESERVES -->
### Traitement
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| Fort | | R1 (Concentration géographique) | R2 (Impact environnemental) |
| Moyen | R3 (Substitution) | R4 (Toxicité) | R5 (Approvisionnement) |
| Faible | R6 (Recyclage) | | |
Détail des risques :
- R1 : Concentration de la production en Chine (>60%), créant une vulnérabilité géopolitique - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- R2 : Pollution environnementale due au gadolinium médical non filtré par les stations d'épuration - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
- R3 : Développement d'alternatives aux agents de contraste à base de gadolinium - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- R4 : Risques sanitaires liés à l'accumulation de gadolinium dans les tissus cérébraux et autres - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- R5 : Production liée à celle d'autres terres rares, limitant la flexibilité de l'offre - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- R6 : Limitations des initiatives de recyclage comme MEGaDoRE - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-TRAITEMENT -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-IHH-TRAITEMENT -->
## Risque de substituabilité
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-ICS-MINERAI -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-ICS-MINERAI -->
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-ICS-COMPOSANT-MINERAI -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-ICS-COMPOSANT-MINERAI -->
## Vulnérabilité de concurrence
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IVC-MINERAI -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-IVC-MINERAI -->
## Sources utilisées
1. https://www.industryarc.com/Report/15867/gadolinium-market.html
2. https://www.researchnester.com/reports/gadolinium-market/7226
3. https://www.stanfordmaterials.com/blog/gadolinium-properties-and-applications.html
4. https://mmta.co.uk/metals/gd/
5. https://www.lenntech.com.pt/periodico/gadolinium.htm
6. https://www.volza.com/p/gadolinium/import/
7. https://www.giiresearch.com/report/ksi1389933-global-gadolinium-market-forecasts-from.html
8. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9881998/
9. https://www.canada.ca/en/health-canada/services/drugs-health-products/medeffect-canada/safety-reviews/gadolinium-based-contrast-agents-assessing-risk-build-up-in-brain-and-potential-brain-nervous-system-side-effects.html
10. https://wwfint.awsassets.panda.org/downloads/irena_geopolitics_energy_transition_critical_materials_2023_1.pdf
11. https://www.britannica.com/science/gadolinium
12. https://en.wikipedia.org/wiki/Gadolinium
13. https://www.utinam.cnrs.fr/gadolinium/
Note sur les calculs et projections :
- Les projections de demande, production et recyclage sont basées sur les taux de croissance moyens observés dans l'industrie et les prévisions de marché disponibles.
- La durée estimée des réserves est calculée en divisant les réserves connues par la production annuelle actuelle, sans tenir compte de l'augmentation potentielle de la demande.
- Les parts de marché des entreprises sont des estimations basées sur les informations publiques disponibles et peuvent ne pas refléter la situation exacte du marché.
1. Semanticscholar.org - "Traitement des métastases cérébrales par radiothérapie et nanoparticule de gadolinium" (2018) - https://www.semanticscholar.org/paper/e77c4b456d97887d8406b26ac42d567b0eb08870
2. UTINAM - "Gadolinium - Institut UTINAM - CNRS" - https://www.utinam.cnrs.fr/gadolinium/
3. European Commission - "Gadolinium - Article 31" (2017) - https://ec.europa.eu/health/documents/community-register/2017/20171123138674/anx_138674_fr.pdf
4. Hôpital Saint Louis - "Un projet d'IRM verte en Imagerie médicale" (2024) - https://hopital-saintlouis.aphp.fr/projet-dirm-verte-en-imagerie-medicale/
5. SIAD - "Utilisation de produits de contraste gadolinés en IRM abdominale" - https://siad.radiologie.fr/wp-content/uploads/Recommandations-SIAD-agents-de-contraste-en-IRM.pdf
6. SIAD - "Utilisation de produits de contraste gadolinés en IRM abdominale et..." - https://siad.radiologie.fr/wp-content/uploads/Reco-PDC-IRM.pdf
7. Semanticscholar.org - "Diffusion et évaluation d'une fiche patient pour la prévention du risque d'insuffisance rénale aiguë" (2017) - https://www.semanticscholar.org/paper/bec7b32cd251cd0afb65d03719927afc69df3657
8. CIL11 - "Le GADOLINIUM, mais qu'est-ce que c'est" (2024) - https://www.cil11.com/le-gadolinium-mais-quest-ce-que-cest/
9. Docteurimago.fr - "Le projet Megadore développe son activité de recyclage du gadolinium" (2024) - https://docteurimago.fr/actualite/produits/le-projet-megadore-developpe-son-activite-de-recyclage-du-gadolinium/
10. Semanticscholar.org - "Prévention du risque carieux lors d'un traitement orthodontique" (2024) - https://www.semanticscholar.org/paper/6a1dcbf606fcc62c308448ba37c0e4edd84b2cc4
11. Radiologie Béziers - "PROJET MEGADORE : RECYCLAGE DU GADOLINIUM" (2023) - https://www.radiologie-beziers.com/projet-megadore-recyclage-du-gadolinium/
12. ANSM - "RÉSUMÉ DES CARACTÉRISTIQUES DU PRODUIT" (2017) - https://agence-prd.ansm.sante.fr/php/ecodex/rcp/R0295099.htm
13. Radiologie.fr - "Charte écoresponsabilité et produit de contraste" - https://www.radiologie.fr/sites/www.radiologie.fr/files/medias/documents/Charte écoresponsabilité et produit de contraste_1302023.pdf