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Stéphan Peccini 2025-05-12 16:10:26 +02:00
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490
Documents/Minerai/Fiche minerai cérium Normal file
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@ -0,0 +1,490 @@
---
type_fiche: minerai
produit: Cérium
schema: Cerium
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 cérium est un métal lanthanide gris-argenté, malléable et ductile, découvert en 1803 par Jöns Jakob Berzelius et Wilhelm Hisinger en Suède, et simultanément par Martin Heinrich Klaproth en Allemagne. Ce métal se caractérise par sa réactivité élevée, son point de fusion relativement bas (795°C), et son existence sous quatre modifications structurales différentes (α-, β-, γ- et δ-cérium). Il est le lanthanide le plus abondant dans la croûte terrestre, représentant environ 0,0046% de celle-ci, et se trouve principalement dans les minerais de bastnæsite, monazite et loparite. Le cérium se distingue par sa capacité à exister sous deux états d'oxydation stables (Ce³⁺ et Ce⁴⁺), propriété rare parmi les lanthanides qui confère au cérium des applications particulières en catalyse et en métallurgie. Extrêmement réactif, le cérium s'oxyde rapidement à l'air, est facilement soluble dans l'eau, les acides, les bases et l'éthanol, ce qui nécessite des précautions particulières pour sa manipulation et son stockage. Son extraction et son traitement impliquent des procédés complexes de séparation des terres rares, rendus encore plus difficiles par leurs propriétés chimiques similaires.
## Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
| :-- | :-- | :-- |
| Extraction minière | Extraction des minerais contenant du cérium (principalement bastnæsite, monazite et loparite) | 100% |
| Concentration | Enrichissement du minerai par flottation, séparation magnétique et gravimétrique | 95% |
| Calcination | Oxydation du concentré par chauffage à l'air à 650°C pour convertir les terres rares en oxydes et le cérium trivalent en cérium tétravalent | 90% |
| Lixiviation sélective | Traitement à l'acide chlorhydrique dilué pour dissoudre les terres rares trivalentes tout en laissant l'oxyde de cérium (IV) insoluble | 85% |
| Récupération du cérium | Récupération du résidu contenant environ 70% de CeO₂ (méthode non-séparée de Molycorp) | 80% |
| Méthode séparée alternative | Dissolution complète du concentré suivie d'une précipitation sélective avec hydroxyde de sodium | 75% |
| Purification | Traitement avec acide nitrique pour redissoudre et purifier l'extraction des terres rares | 70% |
| Séparation par extraction | Utilisation de phosphate de tributylique pour séparer le cérium des autres terres rares | 65% |
| Purification finale | Traitement avec nitrite de sodium pour obtenir du nitrate de cérium dans la phase aqueuse | 60% |
| Réduction | Conversion des composés de cérium en métal par réduction avec calcium ou par électrolyse | 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 |
| :-- | :-- | :-- |
| **Verre** | Polissage et décoloration du verre via le dioxyde de cérium (CeO₂) | 40 % |
| **Automobile** | Catalyseurs pour contrôle des émissions et additifs pour carburants | 25 % |
| **Pétrole/Chimie** | Catalyseurs pour le raffinage pétrolier et la production de polymères | 20 % |
| **Numérique** | Polissage des écrans et composants optiques (verre haute précision) | 5 % |
| **Autres** | Alliages métalliques, céramiques, luminophores | 10 % |
*Note : Les parts sont des estimations basées sur les applications industrielles dominantes [1][4][11].*
```yaml
Extraction_Cuivre:
Chili_Extraction_Cuivre:
nom_du_pays: Chili
part_de_marche: 27%
acteurs:
Collahuasi_Chili_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Collahuasi Mining
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Royaume-Uni
Escondida_Chili_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Escondida
part_de_marche: 7%
pays_d_origine: Australie
Codelco_Chili_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Codelco
part_de_marche: 8%
pays_d_origine: Chili
Australie_Extraction_Cuivre:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 11%
acteurs:
BHP_Australie_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: BHP
part_de_marche: 7%
pays_d_origine: Australie
RioTinto_Australie_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Rio Tinto
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Royaume-Uni
RDCongo_Extraction_Cuivre:
nom_du_pays: RD Congo
part_de_marche: 13%
acteurs:
KamoaKakula_RDCongo_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Kamoa-Kakula Copper Mine
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Canada
TenkeFungurume_RDCongo_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Tenke Fungurume Mining
part_de_marche: 8%
pays_d_origine: Chine
EtatsUnis_Extraction_Cuivre:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 12%
acteurs:
FreeportMcMoRan_EtatsUnis_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: FreeportMcMoRan
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: États-Unis
RioTinto_EtatsUnis_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Rio Tinto Group
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Royaume-Uni
Perou_Extraction_Cuivre:
nom_du_pays: Pérou
part_de_marche: 16%
acteurs:
Antamina_Perou_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Antamina
part_de_marche: 6%
pays_d_origine: Canada
SouthernCopper_Perou_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Southern Copper
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: Mexique
Indonesie_Extraction_Cuivre:
nom_du_pays: Indonésie
part_de_marche: 5%
acteurs:
Grasberg_Indonesie_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Grasberg Mine
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: États-Unis
Chine_Extraction_Cuivre:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 6%
acteurs:
JiangxiCopper_Chine_Extraction_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Jiangxi Copper Company Limited
part_de_marche: 6%
pays_d_origine: Chine
```
## 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** : kt/an
**Total** : 381
```yaml
Reserves_Cuivre:
EtatsUnis_Reserves_Cuivre:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 5%
acteurs:
{}
Mexique_Reserves_Cuivre:
nom_du_pays: Mexique
part_de_marche: 6%
acteurs:
{}
Australie_Reserves_Cuivre:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 11%
acteurs:
{}
Perou_Reserves_Cuivre:
nom_du_pays: Pérou
part_de_marche: 10%
acteurs:
{}
RDCongo_Reserves_Cuivre:
nom_du_pays: RD Congo
part_de_marche: 3%
acteurs:
{}
Chine_Reserves_Cuivre:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 3%
acteurs:
{}
Russie_Reserves_Cuivre:
nom_du_pays: Russie
part_de_marche: 7%
acteurs:
{}
Chili_Reserves_Cuivre:
nom_du_pays: Chili
part_de_marche: 23%
acteurs:
{}
```
## Principaux pays - Réserves
<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-RESERVES -->
| **Pays d'implantation** | **Part de marché** |
| :-- | :-- |
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:TABLEAU-RESERVES -->
**Unités** : kt
**Total** : 77 600
```yaml
Traitement_Cuivre:
CoreeDuSud_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: Corée du Sud
part_de_marche: 3%
acteurs:
LSNikko_CoreeDuSud_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: LS Nikkko
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Corée du Sud
minerai_origine:
pays: Australie
pourcentage: 50%
Chili_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: Chili
part_de_marche: 24%
acteurs:
Escondida_Chili_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Escondida
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: Australie
minerai_origine:
pays: Chili
pourcentage: 100%
Codelco_Chili_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Codelco
part_de_marche: 15%
pays_d_origine: Chili
minerai_origine:
pays: Chili
pourcentage: 90%
Chine_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 45%
acteurs:
ZijinMining_Chine_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Zijin Mining
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Chine
minerai_origine:
pays: RD Congo
pourcentage: 40%
minerai_origine_2:
pays: Chine
pourcentage: 20%
CHALCO_Chine_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Chalco
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Chine
minerai_origine:
pays: Chili
pourcentage: 60%
minerai_origine_2:
pays: Australie
pourcentage: 40%
YunnanCopper_Chine_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Yunnan Copper
part_de_marche: 7%
pays_d_origine: Chine
minerai_origine:
pays: RD Congo
pourcentage: 30%
minerai_origine_2:
pays: Chine
pourcentage: 20%
CMOC_Chine_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: CMOC
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Chine
minerai_origine:
pays: RD Congo
pourcentage: 70%
JiangxiCopper_Chine_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Jiangxi Copper
part_de_marche: 18%
pays_d_origine: Chine
minerai_origine:
pays: Chili
pourcentage: 40%
minerai_origine_2:
pays: Australie
pourcentage: 30%
minerai_origine_3:
pays: RD Congo
pourcentage: 30%
Tongling_Chine_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Tongling
part_de_marche: 12%
pays_d_origine: Chine
Inde_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: Inde
part_de_marche: 4%
acteurs:
KutchCopper_Inde_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Kutch Copper
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Inde
minerai_origine:
pays: Chili
pourcentage: 80%
EtatsUnis_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 7%
acteurs:
FreeportMcMoRan_EtatsUnis_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: FreeportMcMoRan
part_de_marche: 7%
pays_d_origine: États-Unis
minerai_origine:
pays: États-Unis
pourcentage: 60%
Pologne_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: Pologne
part_de_marche: 2%
acteurs:
KGHM_Pologne_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: KGHM
part_de_marche: 2%
pays_d_origine: Pologne
Russie_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: Russie
part_de_marche: 2%
acteurs:
NorilskNickel_Russie_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Norilsk Nickel
part_de_marche: 2%
pays_d_origine: Russie
Japon_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: Japon
part_de_marche: 8%
acteurs:
PanPacificCopper_Japon_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Pan Pacific Copper
part_de_marche: 8%
pays_d_origine: Japon
minerai_origine:
pays: Chili
pourcentage: 70%
minerai_origine_2:
pays: Pérou
pourcentage: 30%
Allemagne_Traitement_Cuivre:
nom_du_pays: Allemagne
part_de_marche: 5%
acteurs:
Aurubis_Allemagne_Traitement_Cuivre:
nom_de_l_acteur: Aurubis
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Allemagne
```
## 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** : kt/an
**Total** : 103
## Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement
| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
| :-- | :-- | :-- |
| Concentration variable | Teneur en cérium variant considérablement selon les minerais (1-5% dans la monazite, 50-60% de terres rares totales dans la bastnæsite dont environ 50% de cérium) | Rendement d'extraction variable selon les gisements |
| Complexité de séparation | Difficulté à séparer le cérium des autres terres rares en raison de leurs propriétés chimiques similaires | Pertes lors du processus de séparation |
| Demande spécifique | Production contrainte par la demande d'autres terres rares plus valorisées, le cérium étant souvent en surproduction | Stockage d'excédents estimé à ~20 000 t/an |
| Recyclage limité | Récupération limitée à partir de certains catalyseurs et abrasifs | Impact mineur (~5-10% de la production) |
_Note: Le cérium est souvent produit en excès par rapport à la demande, car il est l'élément le plus abondant dans la plupart des minerais de terres rares, alors que la demande est plus forte pour d'autres éléments comme le néodyme ou le dysprosium._
## Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Concentré de cérium | 70-80% CeO₂ | - | 0% | Matière première pour raffinage | 100% | 1× |
| Oxyde de cérium | >99% CeO₂ | Polissage de verre pour écrans et optiques | 30% | Catalyseurs, céramiques, verres colorés | 70% | 5× |
| Cérium métal | >99% Ce | - | 0% | Alliages pyrophoriques, misch metal, métallurgie | 100% | 8× |
| Nitrate de cérium | >98% Ce(NO₃)₃ | - | 0% | Traitement des brûlures, catalyseurs | 100% | 3× |
| Sulfate de cérium | >99% Ce(SO₄)₂ | Solutions standards pour l'analyse électronique | 15% | Agents oxydants, applications analytiques | 85% | 4× |
| Composite CeO₂-ZrO₂ | Variable | Capteurs d'oxygène | 20% | Catalyseurs automobiles, céramiques | 80% | 7× |
| Alliages cérium-fer | 30-50% Ce | - | 0% | Pierres à briquet, métallurgie, additifs | 100% | 2× |
| Nanoparticules de cérium | >99,9% | Électronique, capteurs | 40% | Biomédecine, traitement du stress oxydatif | 60% | 12× |
_Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. La valeur ajoutée est calculée par rapport au prix du concentré standard initial._
## Projections 2025–2035
### Extraction
| Année | Demande Numérique | Demande Numérique (%) | Demande Autres Usages | Demande Autres (%) | Production | Recyclage | Déficit/Surplus |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 19 300 | 5 % | 366 700 | 95 % | 385 900 | 3 860 | +3 760 |
| 2030 | 23 000 | 5,5 % | 434 000 | 94,5 % | 458 000 | 6 870 | +7 870 |
| 2035 | 27 500 | 6 % | 513 500 | 94 % | 542 000 | 13 600 | +14 600 |
*Projections basées sur une CAGR de 3,56 % [4][7]. Recyclage estimé à 1 % en 2025, 1,5 % en 2030, 2,5 % en 2035 [12].*
### Traitement
| Année | Capacité de traitement (kt) | Demande numérique (kt) | Demande autres usages (kt) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (kt) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 120 | 20 | 80 | 83 | +20 |
| 2030 | 140 | 30 | 85 | 82 | +25 |
| 2035 | 160 | 45 | 90 | 84 | +25 |
_Note: Les projections montrent une croissance modérée de la demande, avec une augmentation plus importante dans le secteur numérique (polissage pour écrans, capteurs, nanoélectronique). La production devrait continuer à excéder la demande, le cérium restant en situation de surproduction structurelle._
## Matrice des risques
### Extraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** | - | R2 (Environnemental)| R1 (Géopolitique) |
| **Moyen** | R4 (Recyclage) | R3 (Social) | - |
| **Faible** | - | - | - |
**Détails des risques** :
- **R1 (Géopolitique)** : Concentration de 70 % de la production en Chine, avec risques d'embargos commerciaux [6][8].
- **R2 (Environnemental)** : Rejets de thorium/uranium lors de l'extraction (2 000 t de déchets par tonne de cérium) [9][13].
- **R3 (Social)** : Santé des travailleurs exposés aux poussières radioactives (cancers, maladies respiratoires) [9].
- **R4 (Recyclage)** : Taux de recyclage actuel <1 %, dépendant de technologies émergentes [12].
<!---- 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) | |
| **Moyen** | R2 (Disponibilité) | R3 (Environnemental) | R4 (Co-production) |
| **Faible** | R5 (Prix) | R6 (Substitution) | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la production en Chine (>70%), créant une vulnérabilité géopolitique - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Disponibilité naturelle importante, élément le plus abondant des terres rares - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R3** : Impact environnemental des procédés d'extraction et de séparation des terres rares - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R4** : Production liée à celle d'autres terres rares plus valorisées, limitant l'adaptabilité de l'offre - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R5** : Valeur économique relativement faible, limitant les risques liés aux fluctuations de prix - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)
- **R6** : Développement de solutions alternatives pour certaines applications catalytiques et métallurgiques - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)
<!---- 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. [USGS Mineral Commodity Summaries 2024](https://www.usgs.gov)
2. [Global Cerium Market Report (Knowledge Sourcing)](https://www.knowledge-sourcing.com/report/global-cerium-market)
3. [Rare Earths Reserves Analysis (Investing News)](https://investingnews.com/daily/resource-investing/critical-metals-investing/rare-earth-investing/rare-earth-reserves-country/)
4. [Environmental Impacts of Rare Earth Mining (MalaysiaNow)](https://www.malaysianow.com/opinion/2020/12/08/the-toxic-risks-of-mining-rare-earths)
5. [Circular Supply Chain Challenges (Minviro)](https://www.minviro.com/resources/blogs/circular-supply-chain-rare-earth-elements)
*Données manquantes complétées par extrapolation des tendances 2020-2024. Les projections incluent une croissance annuelle moyenne de 3,56 % pour la demande [4][7].*
1. Superprof - "Le Cérium - Techniques d'extraction" (2018) - https://www.superprof.fr/ressources/physique-chimie/physique-chimie-tous-niveaux/oxyde-de-cerium.html
2. Eveks - "Cérium 99.9% Cer métal pur Nugget morceaux Ce Element 58 10kg" (2001) - https://eveks.eu/métaux-rares/766-c-rium-999-de-c-rium-en-m-tal-pur-pi-ces-de-p-pite-ce--l-ment-58-10-kg.html
3. Condorchem - "Méthodes pour l'extraction de minéraux avec des terres rares" (2024) - https://condorchem.com/fr/blog/methodes-extraction-terres-rares/
4. Mineraly - "Ce Cérium | Métal lanthanides" - https://mineraly.fr/mineralogie/elements-chimique/cerium-ce
5. Semanticscholar - "Nanoparticules contenant du cérium chélaté pour le traitement du stress oxydatif" (2014) - https://www.semanticscholar.org/paper/acc8e1962150446f931e0151b64dfccb6753b67d
6. Carl Roth - "Fiche de Données de Sécurité: Cérium(IV) sulfate tétrahydraté" - https://www.carlroth.com/downloads/sdb/fr/P/SDB_P014_BE_FR.pdf
7. Medicaments.gouv.fr - "FLAMMACERIUM, crème stérile - Résumé des caractéristiques" - https://base-donnees-publique.medicaments.gouv.fr/affichageDoc.php?specid=64748615\&typedoc=R
8. Carl Roth - "Fiche de Données de Sécurité: Cérium(IV) oxyde" - https://www.carlroth.com/downloads/sdb/fr/7/SDB_7042_BE_FR.pdf