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Stéphan Peccini 2025-05-13 18:03:03 +02:00
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395
Documents/Minerai/Fiche minerai cobalt.md Normal file
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@ -0,0 +1,395 @@
---
type_fiche: minerai
produit: Cobalt
schema: Cobalt
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 cobalt est un métal de transition gris, brillant et ferromagnétique, découvert comme élément distinct en 1753 par Claude Geoffroy le Jeune. Ce métal présente des propriétés exceptionnelles : résistance à la corrosion à température ambiante, propriétés magnétiques remarquables, résistance aux températures élevées et excellente résistance mécanique. Le cobalt ne réagit ni avec l'eau ni avec l'air à température ambiante, mais devient fortement réactif à haute température. Son extraction est principalement réalisée comme sous-produit des métallurgies du cuivre et du nickel, avec 98% de la production mondiale provenant de cette filière. Seuls quelques gisements au Maroc et certains minerais arséniés canadiens sont exploités directement pour le cobalt. La transformation du cobalt implique des procédés hydrométallurgiques et pyrométallurgiques complexes, particulièrement pour le séparer du manganèse qui est souvent présent en concentrations plus élevées dans les minerais. À faible dose, le cobalt est également un oligoélément essentiel, constituant de la vitamine B12, mais sa manipulation sous forme de poussières ou vapeurs peut présenter des risques sanitaires significatifs.
## Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
| :-- | :-- | :-- |
| Extraction minière | Extraction principalement comme sous-produit des mines de cuivre et de nickel, ou de façon marginale à partir de minerais spécifiques (cobaltite, linnéite, érythrite, hétérogénite) | 100% |
| Concentration | Séparation physique des minerais par flottation, techniques gravimétriques et magnétiques pour obtenir des concentrés | 90% |
| Grillage oxidant | Conversion des sulfures en oxydes par traitement thermique à haute température | 85% |
| Lixiviation | Dissolution sélective du cobalt par attaque acide (généralement à l'acide sulfurique) en présence d'agents réducteurs comme l'anhydride sulfureux | 80% |
| Purification | Élimination des impuretés par précipitation, cémentation ou extraction par solvant | 75% |
| Extraction par solvant | Séparation du cobalt des autres métaux (nickel, cuivre, manganèse) par extraction liquide-liquide avec des solvants organiques spécifiques | 70% |
| Précipitation | Formation de composés intermédiaires (hydroxyde, carbonate ou sulfure de cobalt) | 65% |
| Réduction | Conversion en métal par réduction à l'hydrogène ou au carbone à haute température | 60% |
| Raffinage électrolytique | Purification finale par électrolyse pour obtenir du cobalt de haute pureté | 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 |
| :-- | :-- | :-- |
| **Numérique** | Fabrication de batteries pour véhicules électriques, appareils électroniques portables et systèmes de stockage d'énergie | 70% |
| Superalliages | Production d'alliages réfractaires à base de nickel pour turboréacteurs aéronautiques et turbines de centrales électriques | 9% |
| Carbures cémentés | Fabrication d'outils d'usinage, de coupe et de forage pour l'industrie et les travaux publics | 5% |
| Catalyseurs | Utilisation dans les industries chimiques et pétrochimiques pour la désulfuration des hydrocarbures et autres procédés | 3% |
| Pigments et céramiques | Production de colorants pour verre, céramique, peintures, émaux et arts décoratifs | 3% |
| Autres | Aimants permanents, agents siccatifs, additifs pour pneumatiques, alimentation animale, métallurgie | 10% |
_Note: La part du secteur numérique comprend principalement les batteries pour véhicules électriques (40%) et pour l'électronique portable (30%), représentant ainsi la principale application du cobalt._
```yaml
Extraction_Cobalt:
Chine_Extraction_Cobalt:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 2%
acteurs:
HuayouCobalt_Chine_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Huayou Cobalt
part_de_marche: 0%
pays_d_origine: Chine
RDCongo_Extraction_Cobalt:
nom_du_pays: RD Congo
part_de_marche: 70%
acteurs:
Glencore_RDCongo_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Glencore
part_de_marche: 20%
pays_d_origine: Suisse
ChinaMolybdenum_RDCongo_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: China Molybdenum
part_de_marche: 15%
pays_d_origine: Chine
EurasianResources_RDCongo_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Eurasian Resources Group
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: Luxembourg
Russie_Extraction_Cobalt:
nom_du_pays: Russie
part_de_marche: 4%
acteurs:
NorilskNickel_Russie_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Norilsk Nickel
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Russie
Cuba_Extraction_Cobalt:
nom_du_pays: Cuba
part_de_marche: 2%
acteurs:
SherrittInternational_Cuba_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Sherritt International
part_de_marche: 2%
pays_d_origine: Canada
Canada_Extraction_Cobalt:
nom_du_pays: Canada
part_de_marche: 2%
acteurs:
Vale_Canada_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Vale
part_de_marche: 2%
pays_d_origine: Brésil
Maroc_Extraction_Cobalt:
nom_du_pays: Maroc
part_de_marche: 1%
acteurs:
Managem_Maroc_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Managem
part_de_marche: 1%
pays_d_origine: Maroc
Australie_Extraction_Cobalt:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 4%
acteurs:
BHP_Australie_Extraction_Cobalt:
nom_de_l_acteur: BHP
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Australie
```
## 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** : 160000
```yaml
Reserves_Cobalt:
Canada_Reserves_Cobalt:
nom_du_pays: Canada
part_de_marche: 3%
acteurs:
{}
RDCongo_Reserves_Cobalt:
nom_du_pays: RD Congo
part_de_marche: 46%
acteurs:
{}
Chine_Reserves_Cobalt:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 1%
acteurs:
{}
Philippines_Reserves_Cobalt:
nom_du_pays: Philippines
part_de_marche: 4%
acteurs:
{}
Australie_Reserves_Cobalt:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 16%
acteurs:
{}
Russie_Reserves_Cobalt:
nom_du_pays: Russie
part_de_marche: 3%
acteurs:
{}
Cuba_Reserves_Cobalt:
nom_du_pays: Cuba
part_de_marche: 7%
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** : 7600000
```yaml
Traitement_Cobalt:
Chine_Traitement_Cobalt:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 38%
acteurs:
GEM_Chine_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: GEM
part_de_marche: 13%
pays_d_origine: Chine
Jinchuan_Chine_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Jinchuan
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: Chine
HuayouCobalt_Chine_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Huayou Cobalt
part_de_marche: 16%
pays_d_origine: Chine
Finlande_Traitement_Cobalt:
nom_du_pays: Finlande
part_de_marche: 9%
acteurs:
Kokkola_Finlande_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Kokkola
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: Belgique
Canada_Traitement_Cobalt:
nom_du_pays: Canada
part_de_marche: 4%
acteurs:
Sherritt_Canada_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Sherritt
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Canada
Zambie_Traitement_Cobalt:
nom_du_pays: Zambie
part_de_marche: 5%
acteurs:
ERG_Zambie_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: ERG
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Luxembourg
Japon_Traitement_Cobalt:
nom_du_pays: Japon
part_de_marche: 3%
acteurs:
Sumitomo_Japon_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Sumitomo
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Japon
RDCongo_Traitement_Cobalt:
nom_du_pays: RD Congo
part_de_marche: 33%
acteurs:
ChinaMolybdenum_RDCongo_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: China Molybdenum
part_de_marche: 11%
pays_d_origine: Chine
GlencoreKatanga_RDCongo_Traitement_Cobalt:
nom_de_l_acteur: Glencore Katanga
part_de_marche: 22%
pays_d_origine: Suisse
```
## 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** : 160000
_Note: Les capacités indiquées représentent la production de cobalt raffiné. La République Démocratique du Congo domine la production minière avec environ 74% de la production mondiale, tandis que la Chine domine le raffinage avec environ 70% de la capacité mondiale._
## Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement
| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
| :-- | :-- | :-- |
| Secteur minier artisanal | Production artisanale en RD Congo partiellement comptabilisée dans les statistiques officielles | ~14 500 t/an |
| Pertes de traitement | Rendements variables selon les procédés d'extraction et de purification | ~10-15% de la production minière |
| Circuits commerciaux complexes | Transferts de concentrés et produits intermédiaires entre pays producteurs et raffineurs | Difficile à quantifier |
| Contraintes logistiques | Difficultés d'acheminement des concentrés de la RD Congo vers les usines de raffinage | Impact sur les délais plus que sur les volumes |
| Stockage stratégique | Constitution de stocks par certains pays/industries pour sécuriser l'approvisionnement | Variable, ~5 000-8 000 t/an |
_Note: La capacité de traitement du cobalt raffiné (environ 160 000 t) est généralement en adéquation avec la production minière (environ 150 000-170 000 t selon les années), mais avec des disparités géographiques significatives nécessitant des flux commerciaux importants de matières premières._
## Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Concentré de cobalt | 15-30% Co | - | 0% | Matière première pour raffinage | 100% | 1× |
| Hydroxyde de cobalt | 30-45% Co | - | 0% | Intermédiaire pour raffinage | 100% | 2× |
| Oxyde de cobalt | 70-74% Co | Précurseurs pour batteries | 85% | Catalyseurs, pigments | 15% | 3× |
| Sulfate de cobalt | >20% Co | Électrolyte pour batteries | 95% | Applications chimiques diverses | 5% | 3,5× |
| Cobalt métal | 99,8-99,9% Co | Composants électroniques | 25% | Superalliages, carbures | 75% | 4× |
| Poudre de cobalt | >99,8% Co | Matériaux magnétiques pour électronique | 40% | Métallurgie des poudres, revêtements | 60% | 5× |
| Matériaux cathodiques | 5-20% Co | Batteries lithium-ion | 100% | - | 0% | 8× |
| Superalliages | 5-65% Co | Composants électroniques | 10% | Aéronautique, turbines | 90% | 10× |
_Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. Les applications pour batteries (véhicules électriques, électronique portable) représentent environ 70% de la consommation mondiale de cobalt._
## Projections 2025-2035
### Extraction
| Année | Dem. numérique (t) | Part | Dem. autres (t) | Part | Production (t) | Recyclage (t) | Déficit/Surplus |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 140 000 | 72% | 55 000 | 28% | 180 000 | 20 000 | +5 000 |
| 2030 | 220 000 | 75% | 73 000 | 25% | 250 000 | 45 000 | +2 000 |
| 2035 | 320 000 | 78% | 90 000 | 22% | 320 000 | 95 000 | +5 000 |
_Projections basées sur une croissance annuelle de 8-10% pour la demande numérique, 5-6% pour les autres usages, et une augmentation progressive du recyclage. Le déficit/surplus est calculé selon la formule: Production + Recyclage - Demande numérique - Demande autres._
### Traitement
| Année | Capacité de traitement (kt) | Demande numérique (kt) | Demande autres usages (kt) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (kt) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 210 | 140 | 70 | 100 | 0 |
| 2030 | 250 | 180 | 75 | 102 | -5 |
| 2035 | 300 | 220 | 80 | 100 | 0 |
_Note: Les projections montrent une forte croissance de la demande numérique, principalement liée au développement des véhicules électriques et des technologies de stockage d'énergie. La capacité de traitement devrait s'adapter progressivement à cette demande croissante, avec potentiellement des périodes de tension sur le marché vers 2030._
## Matrice des risques
### Extraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** | | R2 (Environnemental) | R1 (Géopolitique) |
| **Moyen** | R5 (Technologique) | | R3 (Marché) |
| **Faible** | | R4 (Social) | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la production en RDC (70%) et du raffinage en Chine (70%) créant une double vulnérabilité géopolitique - Impact fort (5/5), Probabilité forte (4/5)
- **R2** : Impact environnemental de l'extraction, particulièrement dans l'exploitation artisanale - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R3** : Volatilité des prix liée aux fluctuations de la demande des batteries - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R4** : Conditions de travail et travail des enfants dans certaines exploitations minières - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R5** : Développement de batteries sans cobalt ou à faible teneur en cobalt - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
_Échelle d'évaluation: Impact de 1 (très faible) à 5 (très élevé); Probabilité de 1 (très faible) à 5 (très élevée)._
<!---- 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 (Tensions géopolitiques) |
| **Moyen** | R3 (Substitution technologique) | R4 (Environnemental) | R5 (Santé) |
| **Faible** | R6 (Technique) | | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la production minière en RD Congo (>70%) et du raffinage en Chine (>70%) - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Instabilité politique dans les régions productrices et tensions commerciales internationales - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
- **R3** : Développement de batteries à faible teneur ou sans cobalt pour réduire la dépendance - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R4** : Impact environnemental de l'extraction et du traitement, notamment dans l'exploitation artisanale - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R5** : Risques sanitaires liés à l'exposition aux poussières et vapeurs de cobalt (fibrose pulmonaire) - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R6** : Difficultés techniques dans l'extraction sélective du cobalt, notamment en présence de manganèse - 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
1. MineralInfo - Cobalt (Co) - https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/cobalt-co
2. Ressources naturelles Canada - Faits sur le cobalt - https://ressources-naturelles.canada.ca/mineraux-exploitation-miniere/donnees-statistiques-analyses-exploitation-miniere/faits-mineraux-metaux/faits-cobalt
3. INRS - Cobalt et composés minéraux - http://www.inrs.fr/dam/ficheTox/FicheFicheTox/FICHETOX_128-1.pdf
4. L'Élémentarium - Cobalt - https://edition-2020.lelementarium.fr/element-fiche/cobalt/
5. ISIGE - Une ressource minérale indispensable de la transition écologique - https://www.isige.minesparis.psl.eu/wp-content/uploads/Cobalt-post-DG-comments.pdf
6. Cancer Environnement - Cobalt et effets sur la santé - https://www.cancer-environnement.fr/fiches/expositions-environnementales/cobalt-et-ses-composes/
7. Condorchem - Procedés pour l'extraction et le traitement du nickel et du cobalt - https://condorchem.com/fr/blog/procedes-extraction-traitement-nickel-cobalt-miniere/
8. MineralInfo - Fiche de criticité - Cobalt - https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/documents/2021-03/fichecriticitecobalt-publique-210225.pdf
1. Cobalt Institute - "Cobalt Life Cycle" (2024) - https://www.cobaltinstitute.org/about-cobalt/cobalt-life-cycle/cobalt-mining/
2. IRSN - "Cobalt 60 - Aspects Sanitaires" (2001) - https://www.irsn.fr/sites/default/files/documents/larecherche/publications-documentation/fiches-radionucleides/Co60SAN.pdf
3. CarbonChain - "Understand your cobalt emissions" (2024) - https://www.carbonchain.com/blog/understand-your-cobalt-emissions
4. Brevet FR2492844A1 - "Valorisation de cuivre, nickel et cobalt par traitement de minerais oxydes a matrice manganifere" (2016)
5. ANSM - "Cobalt Oligosol" (2023) - https://base-donnees-publique.medicaments.gouv.fr/affichageDoc.php?specid=66943254\&typedoc=N
6. Mining Pedia - "What's the Price of a Cobalt Extraction Plant?" (2023) - https://www.miningpedia.cn/dressing/cobalt-extraction-plant-price.html
7. IMPACT - "Fiche technique entités de traitement de cobalt artisanal" (2023) - https://impacttransform.org/wp-content/uploads/2023/12/2023-Cobalt-Traitement-Fiche_FINAL.pdf
8. Google Patents - "Cobalt extraction method" (2012) - https://patents.google.com/patent/CA2827601C/en
9. CNESST - "Fiche complète pour Cobalt" (2025) - https://reptox.cnesst.gouv.qc.ca/pages/fiche-complete.aspx?no_produit=9100
10. Cobalt Institute - "Cobalt Market Report 2021" (2022) - https://www.cobaltinstitute.org/wp-content/uploads/2022/05/FINAL_Cobalt-Market-Report-2021_Cobalt-Institute-1.pdf
11. Cancer Environnement - "Cobalt et effets sur la santé" (2025) - https://www.cancer-environnement.fr/fiches/expositions-environnementales/cobalt-et-ses-composes/
12. MineralInfo - "Cobalt (Co)" (2024) - https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/cobalt-co
13. L'Élémentarium - "Cobalt" (2025) - https://lelementarium.fr/element-fiche/cobalt/

329
Documents/Minerai/Fiche minerai gallium.md Normal file
View File

@ -0,0 +1,329 @@
---
type_fiche: minerai
produit: Gallium
schema: Gallium
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 gallium est un métal rare aux propriétés physico-chimiques remarquables, découvert en 1875 par le français Paul Émile Lecoq de Boisbaudran. Sa particularité réside dans son point de fusion très bas (29,76°C), ce qui le rend liquide près de la température ambiante, tandis que son point d'ébullition est extrêmement élevé (2 403°C). Bien que présent dans la croûte terrestre à hauteur d'environ 19 ppm, le gallium n'existe pas à l'état natif et n'est jamais extrait pour lui-même mais toujours comme sous-produit d'autres métaux. Sa production repose principalement sur l'hydrométallurgie, avec trois sources principales : les liqueurs Bayer du traitement de la bauxite (90% de la production mondiale), les résidus de la métallurgie du zinc, et dans une moindre mesure, les cendres volantes de charbon. Le raffinage du gallium requiert des procédés sophistiqués pour atteindre les puretés extrêmes (jusqu'à 99,9999999%) nécessaires aux applications électroniques avancées, notamment les semi-conducteurs GaAs et GaN qui constituent ses principaux débouchés.
## Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
| :-- | :-- | :-- |
| Extraction primaire | Séparation du gallium des liqueurs Bayer ou des résidus de zinc par extraction par solvant, résine échangeuse d'ions ou électrolyse | 100% |
| Prétraitement | Pour les liqueurs Bayer: concentration des ions gallates (jusqu'à 100-300 mg/L) par cycles successifs de recyclage des solutions alcalines | 100% |
| Séparation sélective | Extraction par résine imprégnée d'hydroxy-8-quinoléine alkylée (Kelex 100) en milieu alcalin ou extraction par solvant organique | 90% |
| Élution | Lavage à l'eau puis traitement par solution acide sulfurique (0,7-1,2N puis 4-7N) pour extraire le gallium fixé sur la résine | 85% |
| Purification primaire | Conversion en chlorure de gallium et extraction par solvant organique (tributylphosphate/isotridécanol/solvant aromatique lourd) | 80% |
| Électrolyse | Réduction cathodique pour obtenir du gallium métallique brut (pureté 99%) | 75% |
| Raffinage | Purification par filtration sous vide, lavages acides, cristallisation fractionnée et/ou électrolyse de raffinement pour atteindre les puretés 4N à 9N | 65% |
_Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion du gallium initial qui passe par chaque étape. La diminution progressive reflète les pertes durant le processus de traitement et les dérivations pour certaines applications intermédiaires._
## Secteurs d'utilisation
| Secteur | Type d'usage | Part estimée |
| :-- | :-- | :-- |
| **Numérique** | Fabrication de semi-conducteurs (GaAs, GaN) pour circuits intégrés, téléphonie mobile (5G/6G), LEDs, écrans, électronique de puissance et applications optoélectroniques | 80% |
| Énergétique | Production de cellules photovoltaïques à haut rendement pour applications spatiales et terrestres concentrées | 5% |
| Médical | Imagerie médicale et traitements anticancéreux utilisant des isotopes du gallium (Ga-67, Ga-68) | 5% |
| Métallurgie | Fabrication d'alliages à bas point de fusion pour moulage de précision et substituts d'amalgames dentaires | 5% |
| Autres | Thermomètres haute température, fabrication de miroirs spéciaux, recherche scientifique | 5% |
_Note: La part numérique très importante s'explique par la dominance des applications semi-conductrices du gallium, particulièrement dans les technologies de communication, d'affichage et d'électronique de puissance._
```yaml
Extraction_Gallium:
CoreeDuSud_Extraction_Gallium:
nom_du_pays: Corée du Sud
part_de_marche: 1%
acteurs:
Samsung_CoreeDuSud_Extraction_Gallium:
nom_de_l_acteur: Samsung
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Corée du Sud
Japon_Extraction_Gallium:
nom_du_pays: Japon
part_de_marche: 1%
acteurs:
SumitomoChemical_Japon_Extraction_Gallium:
nom_de_l_acteur: Sumitomo Chemical
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Japon
Chine_Extraction_Gallium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 97%
acteurs:
ZhuhaiSEZ_Chine_Extraction_Gallium:
nom_de_l_acteur: Zhuhai SEZ Fangyan
part_de_marche: 30%
pays_d_origine: Chine
ZhuzhouSmelter_Chine_Extraction_Gallium:
nom_de_l_acteur: Zhuzhou Smelter
part_de_marche: 25%
pays_d_origine: Chine
ChinaMinmetals_Chine_Extraction_Gallium:
nom_de_l_acteur: China Minmetals
part_de_marche: 35%
pays_d_origine: Chine
Russie_Extraction_Gallium:
nom_du_pays: Russie
part_de_marche: 1%
acteurs:
Nonspecifiee_Russie_Extraction_Gallium:
nom_de_l_acteur: Non spécifiée
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Russie
```
## 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** : 320
```yaml
Reserves_Gallium:
{}
```
## 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
_Sources: USGS 2024, L'Élémentarium 2019. Les réserves mondiales sont estimées dans la bauxite à plus d'un million de tonnes, mais seulement 1% est actuellement récupéré._
```yaml
Traitement_Gallium:
Allemagne_Traitement_Gallium:
nom_du_pays: Allemagne
part_de_marche: 9%
acteurs:
PPMPure_Allemagne_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: PPM Pure Metals
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: Allemagne
EtatsUnis_Traitement_Gallium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 5%
acteurs:
CinqNPlus_EtatsUnis_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: 5N Plus
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Canada
Japon_Traitement_Gallium:
nom_du_pays: Japon
part_de_marche: 16%
acteurs:
Dowa_Japon_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: Dowa
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Japon
SumitomoChemical_Japon_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: Sumitomo Chemical
part_de_marche: 11%
pays_d_origine: Japon
Chine_Traitement_Gallium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 62%
acteurs:
ChinaMinmetals_Chine_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: China Minmetals
part_de_marche: 32%
pays_d_origine: Chine
EastHope_Chine_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: East Hope
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: Chine
ZhuzhouSmelter_Chine_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: Zhuzhou Smelter
part_de_marche: 21%
pays_d_origine: Chine
CoreeDuSud_Traitement_Gallium:
nom_du_pays: Corée du Sud
part_de_marche: 4%
acteurs:
Samsung_CoreeDuSud_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: Samsung
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Corée du Sud
RoyaumeUni_Traitement_Gallium:
nom_du_pays: Royaume-Uni
part_de_marche: 4%
acteurs:
IQE_RoyaumeUni_Traitement_Gallium:
nom_de_l_acteur: IQE
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Royaume-Uni
```
## 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: La capacité de traitement fait référence à la quantité de gallium pouvant être produite annuellement. Ces données sont des estimations basées sur les informations disponibles sur le marché._
## Explication de l'écart entre disponibilité potentielle et capacité de traitement
| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
| :-- | :-- | :-- |
| Concentration dans les sources | Le gallium est présent à très faible concentration dans les bauxites (20-80 ppm) et dans les liqueurs Bayer (100-300 mg/L) | Seule une fraction est économiquement récupérable |
| Efficacité d'extraction | Les procédés d'extraction par résines ou solvants ont une efficacité de 70-90% selon les technologies employées | ~50-100 t perdues dans les résidus |
| Considérations économiques | L'extraction n'est rentable que lorsque les prix du gallium et la demande sont suffisamment élevés | Production modulée selon la conjoncture du marché |
| Capacité vs utilisation réelle | Les installations fonctionnent généralement à 70-85% de leur capacité maximale en raison de contraintes techniques et commerciales | Utilisation effective ~300 t/an |
_Note: La disponibilité théorique du gallium dans les bauxites mondiales est très supérieure à la production actuelle, mais les contraintes techniques et économiques limitent significativement son extraction à grande échelle._
## Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Gallium brut | 99-99,9% | - | 0% | Matière première pour raffinage | 100% | 1× |
| Gallium 4N | 99,99% | Substrats semi-conducteurs basse performance | 20% | Alliages à bas point de fusion, fabrication de miroirs | 80% | 3× |
| Gallium 6N | 99,9999% | Électronique de puissance, télécommunications | 70% | Détecteurs, recherche | 30% | 10× |
| Gallium 7N | 99,99999% | Microprocesseurs, circuits intégrés | 95% | Applications militaires, spatial | 5% | 25× |
| Arséniure de gallium (GaAs) | >99,999% | Circuits intégrés haute fréquence, téléphonie mobile, LEDs | 95% | Cellules photovoltaïques concentrées | 5% | 60× |
| Nitrure de gallium (GaN) | >99,999% | Écrans LED/OLED, semiconducteurs haute puissance | 90% | Lasers ultraviolets, capteurs | 10% | 80× |
| Gallium médical (Ga-67, Ga-68) | >99,9999% | Imagerie médicale numérique, tomographie | 90% | Traitement du cancer des os | 10% | 120× |
_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 gallium brut initial._
## Projections 2025-2035
### Extraction
| Année | Dem. numérique (t) | Part | Dem. autres (t) | Part | Production (t) | Recyclage (t) | Déficit/Surplus |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 350 | 82% | 75 | 18% | 350 | 100 | +25 |
| 2030 | 500 | 85% | 90 | 15% | 400 | 200 | +10 |
| 2035 | 680 | 86% | 110 | 14% | 450 | 350 | +10 |
_Projections basées sur une croissance annuelle estimée de 8-9% pour la demande numérique (tirée par les technologies 5G/6G, l'IA et l'électronique de puissance) et de 3-4% pour les autres usages. La production est contrainte par celle de l'aluminium, mais le recyclage devrait augmenter significativement._
### Traitement
| Année | Capacité de traitement (t) | Demande numérique (t) | Demande autres usages (t) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (t) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 450 | 350 | 75 | 94% | +25 |
| 2030 | 600 | 500 | 90 | 98% | +10 |
| 2035 | 800 | 680 | 110 | 99% | +10 |
_Note: Les projections sont basées sur une croissance annuelle estimée à 8-9% pour la demande numérique (tirée par les technologies 5G/6G, l'IA et l'électronique de puissance) et de 3-4% pour les autres usages. La capacité de traitement devrait croître, mais avec un décalage temporel par rapport à la demande, créant des tensions potentielles sur le marché._
## Matrice des risques
### Extraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** | | | R1, R2 |
| **Moyen** | R5 | R3 | R4 |
| **Faible** | | | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration extrême de la production en Chine (>95%) créant une vulnérabilité géopolitique majeure, comme l'illustrent les restrictions d'exportation imposées en 2023
- **R2** : Dépendance à la production d'aluminium comme sous-produit, empêchant d'ajuster la production en fonction de la demande
- **R3** : Impact environnemental des procédés d'extraction et de purification, notamment les effluents acides et les produits chimiques utilisés
- **R4** : Volatilité des prix liée à la faible taille du marché et aux décisions des producteurs dominants
- **R5** : Développement potentiel de technologies alternatives pour certaines applications électroniques
_Échelle d'évaluation: Impact de 1 (très faible) à 5 (très élevé); Probabilité de 1 (très faible) à 5 (très élevée)._
<!---- 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 (Géopolitique-traitement) | R6 (Géopolitique-origine) |
| **Moyen** | R4 (Technologique) | R2 (Environnemental) | R3 (Économique) |
| **Faible** | R5 (Substitution) | | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la capacité de traitement en Chine (>60%) créant une vulnérabilité stratégique pour les chaînes de valeur occidentales - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Impact environnemental des procédés de traitement, notamment concernant la gestion des effluents acides et des déchets de purification - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R3** : Volatilité extrême des prix due à la faible dimension du marché et à sa concentration - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R4** : Développement de procédés d'extraction plus efficients rendant obsolètes les installations existantes - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R5** : Émergence de matériaux alternatifs pour certaines applications électroniques - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)
- **R6** : Dépendance critique à la filière aluminium pour l'approvisionnement en gallium, avec risque de perturbation en cas de réorientation stratégique de cette industrie - Impact fort (5/5), Probabilité forte (4/5)
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-TRAITEMENT -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-IHH-TRAITEMENT -->
## Risque de substituabilité
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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## Vulnérabilité de concurrence
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IVC-MINERAI -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
<!---- AUTO-END:SECTION-IVC-MINERAI -->
## Sources
1. Institut UTINAM - Gallium - https://www.utinam.cnrs.fr/gallium/
2. Institut Seltene Erden - Prix ​​du gallium, occurrence, extraction, utilisation - https://fr.institut-seltene-erden.de/seltene-erden-und-metalle/strategische-metalle-2/gallium/
3. Geology for Investors - Gallium: The Unicorn of Critical Mineral Deposits - https://www.geologyforinvestors.com/gallium-the-unicorn-of-critical-mineral-deposits/
4. Wikipédia - Gallium - https://fr.wikipedia.org/wiki/Gallium
5. MineralInfo - Gallium (Ga) - https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/gallium-ga
6. Techniques de l'Ingénieur - Métallurgie du gallium - https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/elaboration-et-recyclage-des-metaux-non-ferreux-42370210/metallurgie-du-gallium-m2369/
7. L'Élémentarium - Gallium 2019 - https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/08/Gallium-2019.pdf
8. ICSOBA - Bauxite Residue as a Source of Gallium – An Extraction Study - https://icsoba.org/assets/files/publications/2017/BR07S - Bauxite Residue as a Source of Gallium – An Extraction Study.pdf
1. Patent EP0265356A1 - Extraction du gallium des liqueurs bayer à l'aide d'une résine adsorbante imprégnée - https://patents.google.com/patent/EP0265356A1/fr
2. L'Élémentarium - Gallium 2019 - https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/08/Gallium-2019.pdf
3. Patent EP0297998A1 - Procédé d'extraction et de purification du gallium des liqueurs Bayer - https://patents.google.com/patent/EP0297998A1/fr
4. BRGM - Gallium - https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2023-03/brgm_plaquette_gallium_2011.pdf
5. Techniques de l'Ingénieur - Métallurgie du gallium - https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/elaboration-et-recyclage-des-metaux-non-ferreux-42370210/metallurgie-du-gallium-m2369/proprietes-physiques-et-chimiques-du-gallium-m2369niv10001.html
6. Selective Extraction of Gallium from Bayer Liquor with Ion-Exchange Resin - https://icsoba.org/assets/files/publications/2022/Shorts/AA30S - Selective Extraction of Gallium from Bayer Liquor with Ion-Exchange Resin.pdf
7. VIDAL - Gallium-67 : substance active à effet thérapeutique - https://www.vidal.fr/medicaments/substances/gallium-67-26091.html
8. Guide de procédure pour la scintigraphie au gallium 67 - https://www.cnp-mn.fr/wp-content/uploads/2022/06/Gallium-affections-malignes-V1.0.pdf

322
Documents/Minerai/Fiche minerai germanium.md Normal file
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@ -0,0 +1,322 @@
---
type_fiche: minerai
produit: Germanium
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version: 1.0
date: 2025-04-22
commentaire: Version initiale
auteur: Stéphan Peccini
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- Objectif_final_v0-7.pdf §2 (méthodologie de calcul)
- …
---
# Fiche {{ type_fiche }} {{ produit }}
| Version | Date | Commentaire |
| :-- | :-- | :-- |
| {{ version }} | {{ date }} | {{ commentaire }} |
## Présentation synthétique
Le germanium est un métalloïde gris-blanc, élément numéro 32 du tableau périodique, découvert en 1886 par Clemens Winkler. Ni vraiment métal ni non-métal, il se distingue par ses propriétés semi-conductrices exceptionnelles qui en font un matériau stratégique pour l'électronique avancée. Sa production est principalement issue de deux sources : comme sous-produit de la métallurgie du zinc (environ 80%) et, dans une moindre mesure, du traitement des cendres de certains charbons. Le traitement du germanium implique des procédés hydrométallurgiques complexes suivis de multiples étapes de purification pour atteindre les niveaux de pureté extrêmes (jusqu'à 99,99999%) requis pour les applications électroniques. L'affinité chimique du germanium pour l'oxygène nécessite des précautions particulières lors de sa manipulation. Les technologies de traitement ont considérablement évolué depuis les années 1950, notamment avec le développement de la fusion de zone qui permet d'obtenir des monocristaux d'une pureté sans précédent, avec seulement un atome d'impureté pour 10^10 atomes de germanium.
## Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
| :-- | :-- | :-- |
| Extraction primaire | Récupération du germanium à partir des résidus de calcination des minerais de zinc (0,5% Ge) ou traitement des cendres de certains charbons | 100% |
| Lixiviation | Attaque des résidus par solutions acides (acide sulfurique) pour solubiliser le germanium sous forme Ge(IV) | 100% |
| Extraction sélective | Extraction liquide-liquide avec extractants organiques spécifiques (β-dodécényl-hydroxy-8-quinoléine/Kelex 100) en milieu acide (pH<2) | 90% |
| Purification intermédiaire | Lavage de la phase organique avec de l'eau pour éliminer les impuretés métalliques (zinc, fer) | 85% |
| Élution | Récupération du germanium par contact avec solution alcaline (NaOH 1-3M) ou acide fluorhydrique dilué (1-10%) | 80% |
| Chloration | Conversion en tétrachlorure de germanium (GeCl₄) par traitement avec chlore ou acide chlorhydrique | 75% |
| Hydrolyse et réduction | Hydrolyse du GeCl₄ en GeO₂, puis réduction par hydrogène pour obtenir du germanium métallique | 70% |
| Purification finale | Fusion de zone pour atteindre des puretés extrêmes (1 atome d'impureté pour 10^10 atomes de germanium) | 65% |
_Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion du germanium initial qui passe par chaque étape. La diminution progressive reflète les pertes inhérentes au processus et les dérivations vers certaines applications spécifiques qui n'exigent pas les niveaux de pureté les plus élevés._
```yaml
Extraction_Germanium:
Chine_Extraction_Germanium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 94%
acteurs:
YunnanChihong_Chine_Extraction_Germanium:
nom_de_l_acteur: Yunnan Chihong Germanium and Zinc Co Ltd
part_de_marche: 20%
pays_d_origine: Chine
YunnanLincang_Chine_Extraction_Germanium:
nom_de_l_acteur: Yunnan Lincang Xinyuan Germanium Industry Co Ltd
part_de_marche: 19%
pays_d_origine: Chine
Russie_Extraction_Germanium:
nom_du_pays: Russie
part_de_marche: 4%
acteurs:
JSCGermanium_Russie_Extraction_Germanium:
nom_de_l_acteur: JSC Germanium
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Russie
EtatsUnis_Extraction_Germanium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 1%
acteurs:
TeckResources_EtatsUnis_Extraction_Germanium:
nom_de_l_acteur: Teck Resources
part_de_marche: 1%
pays_d_origine: Canada
```
## 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** : 180
```yaml
Reserves_Germanium:
Chine_Reserves_Germanium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 92%
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** : 380000
```yaml
Traitement_Germanium:
Japon_Traitement_Germanium:
nom_du_pays: Japon
part_de_marche: 5%
acteurs:
TeckResources_Japon_Traitement_Germanium:
nom_de_l_acteur: Teck Resources
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Canada
Chine_Traitement_Germanium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 50%
acteurs:
YunnanGermanium_Chine_Traitement_Germanium:
nom_de_l_acteur: Yunnan Germanium
part_de_marche: 30%
pays_d_origine: Chine
YunnanChihong_Chine_Traitement_Germanium:
nom_de_l_acteur: Yunnan Chihong Zinc
part_de_marche: 20%
pays_d_origine: Chine
Belgique_Traitement_Germanium:
nom_du_pays: Belgique
part_de_marche: 17%
acteurs:
Umicore_Belgique_Traitement_Germanium:
nom_de_l_acteur: Umicore
part_de_marche: 17%
pays_d_origine: Belgique
Russie_Traitement_Germanium:
nom_du_pays: Russie
part_de_marche: 10%
acteurs:
GermaniyJSC_Russie_Traitement_Germanium:
nom_de_l_acteur: Germaniy JSC
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: Russie
Canada_Traitement_Germanium:
nom_du_pays: Canada
part_de_marche: 7%
acteurs:
CinqNPlus_Canada_Traitement_Germanium:
nom_de_l_acteur: 5N Plus
part_de_marche: 7%
pays_d_origine: Canada
Allemagne_Traitement_Germanium:
nom_du_pays: Allemagne
part_de_marche: 1%
acteurs:
PPMPure_Allemagne_Traitement_Germanium:
nom_de_l_acteur: PPM Pure Metals
part_de_marche: 1%
pays_d_origine: Allemagne
EtatsUnis_Traitement_Germanium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 10%
acteurs:
IndiumCorporation_EtatsUnis_Traitement_Germanium:
nom_de_l_acteur: Indium Corporation
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: États-Unis
```
## 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** : 150
_Note: La capacité de traitement fait référence à la quantité de germanium pouvant être produite annuellement. Les données reflètent les capacités installées et les origines estimées des matières premières traitées._
## Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement
| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
| :-- | :-- | :-- |
| Concentration dans les sources | Le germanium est présent à très faible concentration dans les minerais de zinc (5-300 ppm) et dans les charbons (1-100 ppm) | Production limitée par les sources disponibles |
| Rendement d'extraction | Les procédés d'extraction par solvant ont une efficacité de 80-90% selon la technologie employée | ~15-30 t perdues dans les résidus |
| Considérations économiques | L'extraction n'est rentable que lorsque les prix du germanium justifient l'investissement dans les équipements de récupération | Production modulée selon le marché |
| Stocks stratégiques | Conservation de matériaux par certains pays et entreprises pour assurer l'approvisionnement futur | ~10-20 t stockées annuellement |
_Note: La production de germanium est intrinsèquement liée à celle d'autres métaux, principalement le zinc. Le germanium n'est extrait que lorsque sa concentration et sa valeur économique justifient l'investissement dans des circuits de récupération spécifiques._
## Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Dioxyde de germanium brut | 90-99% | - | 0% | Matière première pour raffinage | 100% | 1× |
| Germanium métallique | 99,99% (4N) | Substrats pour électronique simple | 60% | Catalyseurs, alliages spéciaux | 40% | 10× |
| Germanium haute pureté | 99,9999% (6N) | Semi-conducteurs, détecteurs infrarouges | 80% | Optique infrarouge, fibres optiques | 20% | 25× |
| Germanium ultra-pur | >99,99999% (7N+) | Cellules photovoltaïques de haute performance | 90% | Applications spatiales, recherche | 10% | 50× |
| Monocristaux de germanium | >99,999999% (8N+) | Processeurs, mémoires avancées, détecteurs | 95% | Applications quantiques | 5% | 100× |
| Germanium-silicium (GeSi) | Composition variable | Dispositifs électroniques haute vitesse, télécom 5G/6G | 100% | - | 0% | 75× |
| Arséniure de gallium-germanium | Composition variable | Cellules solaires multi-jonctions, photonique | 95% | Spatial, défense | 5% | 150× |
_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 dioxyde de germanium brut initial._
## 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 | 6.8 | 5% | 129.2 | 95% | 145 | 43.5 | 52.5 |
| 2030 | 8.6 | 5% | 163.4 | 95% | 155 | 46.5 | 29.5 |
| 2035 | 10.9 | 5% | 207.1 | 95% | 165 | 49.5 | -3.5 |
Note : Ces projections sont basées sur une croissance annuelle estimée de la demande de 4.8% par an.
### Traitement
| Année | Capacité de traitement (t) | Demande numérique (t) | Demande autres usages (t) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (t) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 170 | 130 | 30 | 94% | +10 |
| 2030 | 200 | 165 | 35 | 100% | 0 |
| 2035 | 240 | 200 | 40 | 100% | 0 |
_Note: Les projections sont basées sur une croissance annuelle estimée à 4-5% pour la capacité de traitement et 5-6% pour la demande numérique, portée par les technologies de télécommunication 5G/6G, l'infrarouge avancé, et les cellules solaires multi-jonctions. Le taux d'utilisation des capacités devrait augmenter progressivement, créant potentiellement des tensions sur le marché après 2030._
## Matrice des risques
### Exteraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| Fort | | | R1, R2 |
| Moyen | | R4, R5 | R3 |
| Faible | | | |
R1 : Concentration géographique extrême de la production en Chine (93.5% de la production mondiale)
R2 : Restrictions d'exportation imposées par la Chine en décembre 2024, ciblant spécifiquement les États-Unis
R3 : Dépendance à la production de zinc et au charbon (le germanium étant principalement un sous-produit)
R4 : Volatilité des prix due à la faible liquidité du marché et aux tensions géopolitiques
R5 : Risque de substitution dans certaines applications électroniques par le silicium ou l'arséniure de gallium
La classification est basée sur l'impact potentiel sur l'approvisionnement et la probabilité d'occurrence. Les risques dans la catégorie "Fort/Fort" représentent les menaces les plus importantes et immédiates pour la chaîne d'approvisionnement du germanium.
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-EXTRACTION -->
*(cette section sera remplie automatiquement)*
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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### Traitement
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** | | R1 (Géopolitique-traitement) | R6 (Géopolitique-origine) |
| **Moyen** | R4 (Substitution) | R2 (Environnemental) | R3 (Technologique) |
| **Faible** | | R5 (Approvisionnement) | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la capacité de traitement en Chine (50%) créant une vulnérabilité stratégique pour les chaînes de valeur occidentales - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Impact environnemental des procédés d'extraction et de purification, notamment concernant l'utilisation d'acides concentrés et de solvants organiques - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R3** : Complexité technologique de la purification à des niveaux extrêmes limitant l'émergence de nouveaux acteurs - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R4** : Développement de matériaux alternatifs comme le silicium pour certaines applications - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R5** : Dépendance aux fluctuations du marché du zinc, principale source de germanium - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R6** : Dépendance critique aux approvisionnements en concentrés de zinc chinois (59% des sources) avec risque de restrictions d'exportation - Impact fort (5/5), Probabilité forte (4/5)
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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## Risque de substituabilité
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## Vulnérabilité de concurrence
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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## Sources utilisées
1. https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DERA/DE/Downloads/vortrag_germanium.pdf
2. https://www.z2data.com/insights/how-chinas-gallium-germanium-export-ban-is-disrupting-supply-chains
3. https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2023-03/brgm_plaquette_germanium_2011.pdf
4. https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-germanium.pdf
5. https://www.globsec.org/what-we-do/press-releases/globsec-china-export-ban
6. https://www.canada.ca/fr/environnement-changement-climatique/services/gestion-pollution/evaluation-substances-nouvelles/chimiques-polymeres/resumes-evaluation-risques/declaration-substances-nouvelles-17093.html
7. https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2024/mcs2024-germanium.pdf
8. https://www.fastmarkets.com/insights/chinas-tighter-gallium-germanium-export-controls-more-of-the-same-or-a-shift-in-approach/
9. https://agence-prd.ansm.sante.fr/php/ecodex/rcp/R0334867.htm
10. https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/08/Germanium-2022.pdf
11. https://www.csis.org/analysis/china-imposes-its-most-stringent-critical-minerals-export-restrictions-yet-amidst
12. https://www.lenntech.fr/francais/data-perio/ge.htm
13. https://www.statista.com/statistics/1445497/germanium-share-of-production-worldwide-by-country/
14. https://www.spglobal.com/market-intelligence/en/news-insights/research/china-responds-to-us-restrictions-with-export-ban-on-select-critical-minerals
15. https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/germanium-ge
Méthode de calcul pour les projections :
- La demande totale est basée sur les estimations de croissance du marché du germanium (4.8% par an, calculé à partir des données de croissance fournies dans la source).
- La part du numérique est maintenue constante à 5% de la demande totale.
- La production est supposée augmenter de 1.3% par an, tenant compte des limitations d'extraction et des contraintes géopolitiques.
- Le recyclage est estimé à 30% de la demande totale, conformément aux informations des sources.
- Le déficit/surplus est calculé comme : Production + Recyclage - Demande totale.
1. Patent EP0046437A1 - Procédé d'extraction sélective du germanium - https://patents.google.com/patent/EP0046437A1/fr
2. MineralInfo - Germanium Le - https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2023-03/brgm_plaquette_germanium_2011.pdf
3. L'Élémentarium - Germanium 2019 - https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/08/Germanium-2019.pdf
4. Patent EP0046437A1 - Extraction sélective du germanium - https://patents.google.com/patent/EP0046437B1/fr
5. Fisher Scientific - FICHES DE DONNEES DE SECURITE: Germanium ingot - https://www.fishersci.fr/store/msds?partNumber=11381248\&countryCode=FR\&language=fr
6. PV Magazine - Procédé pour réduire le recours au Germanium dans les cellules GaAs - https://www.pv-magazine.fr/2019/10/09/procede-pour-reduire-le-recours-au-germanium-dans-les-cellules-gaas/
7. Chemos - Fiche de Données de Sécurité: Germanium tetrachloride - https://www.chemos.de/import/data/msds/FR_fr/10038-98-9-A0048338-FR-fr.pdf
8. Patent EP0046437A1 - Procédé d'extraction sélective du germanium - https://patentimages.storage.googleapis.com/da/4a/71/e8c09d51368f1d/EP0046437A1.pdf

310
Documents/Minerai/Fiche minerai hafnium.md Normal file
View File

@ -0,0 +1,310 @@
---
type_fiche: minerai
produit: Hafnium
schema: Hafnium
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 hafnium est un métal de transition rare, gris-argenté, ductile et lustré, découvert en 1923 par Dirk Coster et George de Hevesy. Ce métal se distingue par ses propriétés exceptionnelles : résistance remarquable à la corrosion, point de fusion très élevé (2227°C), excellente ductilité et une exceptionnelle capacité d'absorption des neutrons. Sa production implique des procédés métallurgiques complexes, principalement comme sous-produit du traitement du zirconium, avec lequel il partage une similitude chimique frappante qui rend leur séparation particulièrement difficile. Le traitement du hafnium est techniquement exigeant, énergétiquement intensif et économiquement coûteux, ce qui explique sa valeur élevée sur les marchés. Bien que sa production mondiale soit relativement modeste (environ 70-80 tonnes par an), le hafnium est devenu un métal stratégique indispensable à l'industrie nucléaire, l'aéronautique et, plus récemment, l'électronique avancée.
## Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
| :-- | :-- | :-- |
| Extraction minière | Extraction de minerais contenant principalement du zircon (ZrSiO₄) qui contient naturellement du hafnium (environ 1-3%) | 100% |
| Décomposition chimique | Traitement du zircon par fusion alcaline (NaOH) ou par chloration directe pour extraire le zirconium et le hafnium | 95% |
| Chloration | Conversion en tétrachlorures (ZrCl₄ et HfCl₄) par réaction avec le chlore et le carbone à haute température | 90% |
| Séparation Zr/Hf | Procédés de séparation liquide-liquide utilisant des extractants comme le méthylisobutylcétone (MIBK) ou techniques d'échange d'ions pour séparer le hafnium du zirconium | 85% |
| Extraction par solvant | Extraction sélective du hafnium en solution aqueuse vers une phase organique | 80% |
| Précipitation | Formation d'hydroxyde de hafnium par ajout d'ammonium hydroxyde | 75% |
| Calcination | Transformation de l'hydroxyde en oxyde de hafnium (HfO₂) par traitement thermique | 70% |
| Chloration de l'oxyde | Conversion de HfO₂ en HfCl₄ par chloration en présence de carbone | 65% |
| Réduction métallique | Réduction du HfCl₄ par le magnésium pour obtenir une éponge de hafnium : HfCl₄ + 2Mg → Hf + 2MgCl₂ | 60% |
| Purification | Procédé van Arkel/de Boer utilisant de l'iode pour produire des barres cristallines de haute pureté | 55% |
| Fusion et mise en forme | Consolidation et fusion par faisceau d'électrons suivie de transformation en produits finis | 50% |
_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 |
| :-- | :-- | :-- |
| **Numérique** | Fabrication de diélectriques high-k pour transistors MOSFET avancés, composants électroniques spécifiques et applications photovoltaïques | 15% |
| Nucléaire | Production de barres de contrôle pour réacteurs nucléaires exploitant ses propriétés d'absorption neutronique | 40% |
| Aérospatial | Fabrication de superalliages résistants aux hautes températures pour l'industrie aéronautique et spatiale | 30% |
| Métallurgie | Alliages spéciaux avec tungstène pour filaments, électrodes et applications à haute température | 10% |
| Autres | Cathodes pour torches à plasma, applications médicales (nanoparticules d'oxyde d'hafnium comme amplificateur d'effets en radiothérapie) | 5% |
_Note: La part du numérique est en croissance constante depuis l'introduction de l'oxyde d'hafnium comme diélectrique high-k dans les microprocesseurs par Intel en 2007 (microarchitecture Core)._
```yaml
Extraction_Hafnium:
Chine_Extraction_Hafnium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 13%
acteurs:
ChinaMinmetals_Chine_Extraction_Hafnium:
nom_de_l_acteur: China Minmetals
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: Chine
France_Extraction_Hafnium:
nom_du_pays: France
part_de_marche: 43%
acteurs:
Framatome_France_Extraction_Hafnium:
nom_de_l_acteur: Framatome
part_de_marche: 43%
pays_d_origine: France
EtatsUnis_Extraction_Hafnium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 38%
acteurs:
ATI_EtatsUnis_Extraction_Hafnium:
nom_de_l_acteur: ATI
part_de_marche: 38%
pays_d_origine: États-Unis
```
## 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** : 79
```yaml
Reserves_Hafnium:
{}
```
## 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** : inconnu
_Sources: Estimations basées sur les informations disponibles. Les réserves d'hafnium ne sont pas quantifiées directement mais liées aux réserves de zirconium (ratio d'environ 1/50). L'hafnium est un sous-produit du raffinage du zirconium de qualité nucléaire._
```yaml
Traitement_Hafnium:
Russie_Traitement_Hafnium:
nom_du_pays: Russie
part_de_marche: 9%
acteurs:
TVEL_Russie_Traitement_Hafnium:
nom_de_l_acteur: TVEL
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: Russie
Ukraine_Traitement_Hafnium:
nom_du_pays: Ukraine
part_de_marche: 5%
acteurs:
StateConcern_Ukraine_Traitement_Hafnium:
nom_de_l_acteur: State Concern Nuclear Fuel
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Ukraine
EtatsUnis_Traitement_Hafnium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 25%
acteurs:
ATISpecialty_EtatsUnis_Traitement_Hafnium:
nom_de_l_acteur: ATI Specialty Materials
part_de_marche: 19%
pays_d_origine: États-Unis
Materion_EtatsUnis_Traitement_Hafnium:
nom_de_l_acteur: Materion
part_de_marche: 6%
pays_d_origine: États-Unis
Inde_Traitement_Hafnium:
nom_du_pays: Inde
part_de_marche: 4%
acteurs:
NuclearFuel_Inde_Traitement_Hafnium:
nom_de_l_acteur: Nuclear Fuel Complex
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Inde
Chine_Traitement_Hafnium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 10%
acteurs:
ChinaNuclear_Chine_Traitement_Hafnium:
nom_de_l_acteur: China Nuclear
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: Chine
France_Traitement_Hafnium:
nom_du_pays: France
part_de_marche: 44%
acteurs:
Orano_France_Traitement_Hafnium:
nom_de_l_acteur: Orano
part_de_marche: 44%
pays_d_origine: France
```
## 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** : 80
_Note: Les capacités indiquées représentent la production de hafnium métal et composés. La production est fortement liée à celle du zirconium de qualité nucléaire, dont le hafnium doit être séparé pour les applications en réacteurs nucléaires._
## Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement
| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
| :-- | :-- | :-- |
| Production liée au zirconium | La production de hafnium est principalement déterminée par la demande de zirconium sans hafnium pour l'industrie nucléaire | Production contrainte par les besoins en zirconium nucléaire |
| Faible concentration | Le hafnium ne représente que 1-3% du contenu des minerais de zircon, nécessitant le traitement de grands volumes pour de petites quantités | Rendement global limité à 50-60% |
| Complexité de séparation | La similarité chimique avec le zirconium rend la séparation techniquement difficile et coûteuse | Pertes significatives durant la séparation |
| Recyclage | Une part croissante du hafnium provient du recyclage, notamment dans les industries aéronautique et nucléaire | Environ 10-15% de l'approvisionnement |
_Note: L'interdépendance avec la production de zirconium nucléaire crée une dynamique d'offre particulière où la disponibilité du hafnium dépend souvent des besoins en zirconium de qualité nucléaire._
## Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Oxyde de hafnium (HfO₂) | 99-99,5% | Couches diélectriques pour semi-conducteurs avancés | 60% | Revêtements réfractaires, céramiques | 40% | 10× |
| Hafnium métallique | 99,7-99,9% | Revêtements conducteurs pour électronique | 20% | Barres de contrôle nucléaire, alliages aéronautiques | 80% | 25× |
| Hafnium ultra-pur | >99,95% | Cibles de pulvérisation pour semi-conducteurs | 90% | Applications scientifiques de pointe | 10% | 40× |
| Alliages base hafnium | Variable | Composants électroniques de haute performance | 30% | Superalliages pour turbines aéronautiques | 70% | 20× |
| Composés organométalliques | >99% | Précurseurs pour dépôt de couches minces | 85% | Catalyseurs spéciaux | 15% | 30× |
_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 minerai initial._
## Projections 2025-2035
### Extraction
| Année | Dem. numérique (t) | Part | Dem. autres (t) | Part | Production (t) | Recyclage (t) | Déficit/Surplus |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 15 | 16% | 80 | 84% | 90 | 10 | +5 |
| 2030 | 30 | 20% | 120 | 80% | 150 | 15 | +15 |
| 2035 | 60 | 25% | 180 | 75% | 240 | 25 | +25 |
_Projections basées sur: l'entrée en production du projet Dubbo, la croissance de la demande dans l'électronique (8-10% par an) et une croissance modérée (5-6%) dans les autres secteurs. Le développement du recyclage devrait progresser mais rester modeste. Le déficit/surplus est calculé selon la formule: Production + Recyclage - Demande numérique - Demande autres._
### Traitement
| Année | Capacité de traitement (t) | Demande numérique (t) | Demande autres usages (t) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (t) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 85 | 30 | 55 | 100 | 0 |
| 2030 | 100 | 45 | 60 | 105 | -5 |
| 2035 | 120 | 65 | 65 | 108 | -10 |
_Note: Les projections montrent une croissance de la demande numérique liée principalement à l'utilisation croissante d'oxyde de hafnium dans les semi-conducteurs avancés, qui devrait créer une pression sur l'approvisionnement à moyen terme._
## Matrice des risques
### Extraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** | | R1 (Géopolitique) | |
| **Moyen** | R4 (Technologique) | R2 (Approvisionnement) | |
| **Faible** | | R3 (Environnemental) | R5 (Économique) |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la production dans deux pays (France et États-Unis) créant une vulnérabilité géopolitique - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Dépendance à la production de zirconium de qualité nucléaire comme source d'approvisionnement - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R3** : Contraintes environnementales limitées, l'hafnium étant un sous-produit de processus existants - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R4** : Développement de substituts pour certaines applications électroniques - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R5** : Volatilité économique liée à la concentration des acteurs et à la dépendance au marché du zirconium - Impact faible (2/5), Probabilité forte (4/5)
_Échelle d'évaluation: Impact de 1 (très faible) à 5 (très élevé); Probabilité de 1 (très faible) à 5 (très élevée)._
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*(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 (Production liée au zirconium) | R2 (Concentration géographique) |
| **Moyen** | R3 (Substitution) | R4 (Techniques de séparation) | R5 (Demande électronique) |
| **Faible** | R6 (Toxicité) | | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Dépendance de la production à la demande de zirconium nucléaire, créant une vulnérabilité potentielle si cette demande fluctue - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Concentration de la production dans un nombre limité de pays (France, États-Unis) et d'installations - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
- **R3** : Développement d'alternatives pour certaines applications, notamment dans les semi-conducteurs - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R4** : Complexité et coût des procédés de séparation limitant l'expansion de la production - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R5** : Croissance rapide de la demande pour les applications électroniques pouvant dépasser les capacités de production - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R6** : Risques sanitaires limités du hafnium métallique comparé à d'autres métaux stratégiques - Impact faible (2/5), Probabilité faible (1/5)
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*(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
1. Institut UTINAM - Hafnium - https://www.utinam.cnrs.fr/hafnium/
2. L'Élémentarium - HAFNIUM 2019 Matières premières - https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/07/Hafnium-2019.pdf
3. Stanford Advanced Materials - Performance et application du hafnium - https://www.samaterials.fr/content/the-performance-and-application-of-hafnium.html
4. Wikipédia - Hafnium - https://fr.wikipedia.org/wiki/Hafnium
5. Stanford Advanced Materials - Séparation du zirconium et du hafnium - https://www.samaterials.fr/content/separation-of-zirconium-and-hafnium.html
6. Framatome - Renforcement des capacités de production de hafnium - https://www.framatome.com/medias/framatome-renforce-ses-capacites-de-production-de-hafnium-pour-applications-nucleaires-aeronautiques-et-spatiales/
7. Techniques de l'Ingénieur - Propriétés du zirconium et du hafnium - https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/metaux-et-alliages-non-ferreux-42357210/proprietes-du-zirconium-et-du-hafnium-m4785/
8. L'Élémentarium - Hafnium - https://lelementarium.fr/element-fiche/hafnium/
9. L'Usine Nouvelle - Pourquoi il faut s'intéresser au hafnium - https://www.usinenouvelle.com/article/pourquoi-il-faut-s-interesser-au-hafnium.N530634
10. MineralInfo - Hafnium (Hf) - https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/hafnium-hf
11. Gouvernement du Québec - Hafnium - https://vitrinelinguistique.oqlf.gouv.qc.ca/fiche-gdt/fiche/8427036/hafnium
1. Study on the Critical Raw Materials for the EU, 2023
2. L'Élémentarium - "Hafnium" (2025) - https://lelementarium.fr/element-fiche/hafnium/
3. MineralInfo - "Hafnium (Hf)" (2024) - https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/hafnium-hf
4. Admat Inc. - "Hafnium Metal" (2024) - https://www.admatinc.com/products/thin-films/hafnium-targets/
5. EPA Archives - "Zirconium and Hafnium" - https://archive.epa.gov/epawaste/nonhaz/industrial/special/web/pdf/id4-zirc.pdf
6. Reade Advanced Materials - "Hafnium (Hf) Metal" (2023) - https://reade.com/product/hafnium-hf-metal/
7. Theses.fr - "Conception et évaluation de nouveaux procédés de séparation zirconium/hafnium" (2004)
8. AMERICAN ELEMENTS - "Hafnium Metal" (2024) - https://www.americanelements.com/hafnium-metal-7440-58-6

434
Documents/Minerai/Fiche minerai lithium.md Normal file
View File

@ -0,0 +1,434 @@
---
type_fiche: minerai
produit: Lithium
schema: Lithium
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 lithium est un métal alcalin léger, blanc-argenté, qui se caractérise par sa faible densité (0,534 g/cm³) et sa grande réactivité. Sa production implique des procédés complexes variant selon la source d'extraction : principalement les saumures de salars (Amérique du Sud) ou les minéraux solides comme le spodumène et la lépidolite. Pour les saumures, deux méthodes dominent : l'évaporation solaire traditionnelle, lente mais éprouvée, et l'extraction directe de lithium (DLE), plus rapide et efficiente. Pour les minéraux, le traitement inclut généralement calcination, lixiviation acide ou alcaline, puis purification. Le métal étant hautement réactif, sa manipulation nécessite des précautions particulières. La chaîne d'approvisionnement est dominée par l'Australie pour l'extraction minière, tandis que la Chine contrôle majoritairement les capacités de traitement, particulièrement pour la conversion en hydroxyde de lithium, produit final privilégié pour les batteries haute performance des véhicules électriques. La demande croissante, propulsée par l'électrification des transports et le stockage d'énergie, pourrait tripler d'ici 2025, soulignant l'importance stratégique de ce minéral dans le contexte de décarbonation mondiale.
## Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
| :-- | :-- | :-- |
| Extraction et concentration | Pompage de saumure ou extraction minière de spodumène/lépidolite, suivi de concentration physique (pour les minerais) | 100% |
| Prétraitement | Élimination des impuretés par filtration/floculation pour saumures, ou calcination à haute température (800-1000°C) pour minerais solides | 100% |
| Extraction sélective | DLE par adsorption/échange d'ions pour saumures, ou lixiviation acide/alcaline pour minerais calcinés | 90% |
| Purification | Élimination des impuretés résiduelles par précipitation chimique, extraction par solvant ou échange d'ions | 85% |
| Concentration | Concentration de la solution de lithium purifiée par évaporation ou nanofiltration/osmose inverse | 80% |
| Précipitation | Ajout de carbonate de sodium pour précipiter le carbonate de lithium (Li₂CO₃) | 75% |
| Conversion (optionnelle) | Conversion du carbonate en hydroxyde de lithium (LiOH) par traitement à la chaux et cristallisation | 60% |
_Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion du lithium initial qui passe par chaque étape. La diminution progressive reflète les pertes durant le processus d'extraction et de transformation, ainsi que les produits intermédiaires dérivés vers d'autres applications avant d'atteindre les étapes finales._
## Secteurs d'utilisation
| Secteur | Type d'usage | Part estimée |
| :-- | :-- | :-- |
| **Numérique** | Fabrication de batteries lithium-ion pour appareils électroniques, véhicules électriques et systèmes de stockage d'énergie | 50% |
| Verre et céramique | Production de verres et céramiques à faible expansion thermique, augmentation de la résistance aux chocs thermiques | 25% |
| Graisses lubrifiantes | Fabrication de graisses spéciales résistantes aux températures extrêmes et à l'eau | 8% |
| Métallurgie | Utilisation comme fondant dans la production d'aluminium pour améliorer la conductivité électrique | 7% |
| Médical | Traitement des troubles bipolaires et autres applications pharmaceutiques | 5% |
| Autres | Traitement de l'air, catalyseurs chimiques, applications aérospatiales | 5% |
_Note: La part du secteur numérique (principalement batteries) a considérablement augmenté ces dernières années et continue de croître avec l'électrification des transports._
```yaml
Extraction_Lithium:
Australie_Extraction_Lithium:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 51%
acteurs:
TalisonLithium_Australie_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Talison Lithium
part_de_marche: 15%
pays_d_origine: Chine
PilbaraMinerals_Australie_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Pilbara Minerals
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: Australie
Argentine_Extraction_Lithium:
nom_du_pays: Argentine
part_de_marche: 4%
acteurs:
Livent_Argentine_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Livent
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: États-Unis
Orocobre_Argentine_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Orocobre
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Australie
Chili_Extraction_Lithium:
nom_du_pays: Chili
part_de_marche: 26%
acteurs:
SQM_Chili_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: SQM
part_de_marche: 17%
pays_d_origine: Chili
Albemarle_Chili_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Albemarle
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: États-Unis
Chine_Extraction_Lithium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 16%
acteurs:
TianqiLithium_Chine_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Tianqi Lithium
part_de_marche: 11%
pays_d_origine: Chine
GanfengLithium_Chine_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Ganfeng Lithium
part_de_marche: 12%
pays_d_origine: Chine
Bresil_Extraction_Lithium:
nom_du_pays: Brésil
part_de_marche: 2%
acteurs:
CompanhiaBrasileira_Bresil_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Companhia Brasileira de Lítio
part_de_marche: 2%
pays_d_origine: Brésil
Zimbabwe_Extraction_Lithium:
nom_du_pays: Zimbabwe
part_de_marche: 1%
acteurs:
BikitaMinerals_Zimbabwe_Extraction_Lithium:
nom_de_l_acteur: Bikita Minerals
part_de_marche: 1%
pays_d_origine: Zimbabwe
```
## 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** : 146000 (voir les explication ci-après)
```yaml
Reserves_Lithium:
Portugal_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: Portugal
part_de_marche: 0%
acteurs:
{}
Canada_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: Canada
part_de_marche: 3%
acteurs:
{}
Zimbabwe_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: Zimbabwe
part_de_marche: 1%
acteurs:
{}
Argentine_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: Argentine
part_de_marche: 13%
acteurs:
{}
Chili_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: Chili
part_de_marche: 33%
acteurs:
{}
Bresil_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: Brésil
part_de_marche: 1%
acteurs:
{}
EtatsUnis_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 4%
acteurs:
{}
Australie_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 22%
acteurs:
{}
Chine_Reserves_Lithium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 11%
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** : 28000000
```yaml
Traitement_Lithium:
Australie_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 8%
acteurs:
PilbaraMinerals_Australie_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Pilbara Minerals
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Australie
MineralResources_Australie_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Mineral Resources
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Australie
Canada_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: Canada
part_de_marche: 3%
acteurs:
NemaskaLithium_Canada_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Nemaska Lithium
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Canada
CoreeDuSud_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: Corée du Sud
part_de_marche: 2%
acteurs:
POSCO_CoreeDuSud_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: POSCO
part_de_marche: 2%
pays_d_origine: Corée du Sud
Chine_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 47%
acteurs:
TianqiLithium_Chine_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Tianqi Lithium
part_de_marche: 17%
pays_d_origine: Chine
CATL_Chine_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: CATL
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: Chine
GanfengLithium_Chine_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Ganfeng Lithium
part_de_marche: 21%
pays_d_origine: Chine
EtatsUnis_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: États-Unis
part_de_marche: 3%
acteurs:
Livent_EtatsUnis_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Livent
part_de_marche: 1%
pays_d_origine: États-Unis
Albemarle_EtatsUnis_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Albemarle
part_de_marche: 2%
pays_d_origine: États-Unis
Chili_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: Chili
part_de_marche: 24%
acteurs:
Albemarle_Chili_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Albemarle
part_de_marche: 9%
pays_d_origine: États-Unis
SQM_Chili_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: SQM
part_de_marche: 15%
pays_d_origine: Chili
Japon_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: Japon
part_de_marche: 1%
acteurs:
SumitomoMetal_Japon_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Sumitomo Metal Mining
part_de_marche: 1%
pays_d_origine: Japon
Allemagne_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: Allemagne
part_de_marche: 2%
acteurs:
AMGLithium_Allemagne_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: AMG Lithium
part_de_marche: 2%
pays_d_origine: Pays-Bas
Argentine_Traitement_Lithium:
nom_du_pays: Argentine
part_de_marche: 10%
acteurs:
Livent_Argentine_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Livent
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: États-Unis
Eramet_Argentine_Traitement_Lithium:
nom_de_l_acteur: Eramet
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: France
```
## 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** : 460000 (voir les explication ci-après)
_Note: La capacité de traitement est exprimée en tonnes d'équivalent carbonate de lithium (LCE) par an. Les données reflètent les capacités installées ou en développement avancé fin 2024._
## Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement
| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
| :-- | :-- | :-- |
| Conversion d'unités | Ratio de conversion: 1 tonne de lithium métal = 5,32 tonnes de carbonate de lithium (Li₂CO₃) ou LCE | Production de 146 000 t Li métal ≈ 777 000 t LCE |
| Rendement d'extraction | Les procédés d'extraction directe (DLE) atteignent 80-90% d'efficacité, tandis que l'évaporation solaire traditionnelle n'atteint que 50% | ~30 000-50 000 t perdues |
| Capacité vs utilisation réelle | Les installations fonctionnent généralement à 70-85% de leur capacité maximale en raison de maintenance, contraintes d'approvisionnement et fluctuations de la demande | Utilisation effective ~350 000 t |
| Stocks stratégiques | Conservation de lithium par certains pays producteurs pour garantir l'approvisionnement futur des industries nationales | ~15 000-20 000 t stockées |
| Décalage temporel | Temps de transit entre extraction minière et traitement final (particulièrement long pour l'évaporation solaire qui peut prendre jusqu'à 24 mois) | ~30 000-40 000 t en transit |
_Note: Ces estimations expliquent pourquoi la production minière annuelle (146 000 t de lithium métal, équivalant à environ 777 000 t LCE) ne correspond pas directement à la capacité de traitement installée (476 000 t LCE). Le facteur de conversion de 5,32 est basé sur les masses molaires respectives: Li₂CO₃ (73,89 g/mol) contient 2 atomes de Li (6,94 g/mol chacun), soit un rapport de masses de 73,89/(2×6,94) = 5,32._
## Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Concentré de spodumène | 5-6% Li₂O | - | 0% | Intrant pour conversion | 100% | 1× |
| Saumure concentrée | 1-2% Li | - | 0% | Intrant pour extraction | 100% | 1× |
| Carbonate de lithium (grade technique) | 99,0-99,5% | Batteries pour électronique grand public | 30% | Verre, céramique, lubrifiants | 70% | 8× |
| Carbonate de lithium (grade batterie) | >99,5% | Batteries pour stockage d'énergie, véhicules électriques | 80% | Pharmacie, aluminium | 20% | 15× |
| Hydroxyde de lithium | >99,5% | Batteries haute performance pour véhicules électriques | 90% | Lubrifiants, purification d'air | 10% | 20× |
| Lithium métal | >99,9% | Batteries à anode de lithium, électronique avancée | 95% | Alliages spéciaux, recherche | 5% | 35× |
_Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication, l'électronique et le stockage d'énergie électrique. La valeur ajoutée est calculée par rapport au prix du concentré initial._
## Projections 2025-2035
### Extraction
| Année | Dem. numérique (t) | Part | Dem. autres (t) | Part | Production (t) | Recyclage (t) | Déficit/Surplus |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 300 000 | 60% | 200 000 | 40% | 450 000 | 15 000 | -35 000 |
| 2030 | 600 000 | 70% | 250 000 | 30% | 800 000 | 50 000 | 0 |
| 2035 | 900 000 | 75% | 300 000 | 25% | 1 100 000 | 150 000 | +50 000 |
_Projections basées sur une croissance annuelle estimée de 25% pour la demande numérique, 5% pour les autres usages, et le développement progressif des capacités de recyclage. Le déficit/surplus est calculé selon la formule: Production + Recyclage - Demande numérique - Demande autres._
### Traitement
| Année | Capacité de traitement (t LCE) | Demande numérique (t) | Demande autres usages (t) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (t) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 600 000 | 360 000 | 240 000 | 100% | 0 |
| 2030 | 1 200 000 | 820 000 | 280 000 | 92% | +100 000 |
| 2035 | 1 800 000 | 1 250 000 | 350 000 | 89% | +200 000 |
_Note: La croissance rapide de la capacité de traitement entre 2023 et 2025 s'explique par l'entrée en production de nombreux projets actuellement en développement avancé, notamment en Australie, au Chili, en Argentine et en Chine. La demande numérique inclut principalement les batteries pour véhicules électriques et le stockage stationnaire, dont la croissance est estimée à 18% par an. Le surplus projeté après 2025 pourrait être temporaire en cas d'accélération imprévue de l'adoption des véhicules électriques._
## Matrice des risques
### Extraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** | | R1 (Géopolitique) | R3 (Environnemental) |
| **Moyen** | R5 (Technologique) | R2 (Économique) | |
| **Faible** | | R4 (Social) | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration géographique des réserves et de la production, créant une dépendance envers l'Amérique du Sud, l'Australie et la Chine - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Volatilité des prix due au déséquilibre temporaire entre l'offre et la demande croissante - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R3** : Impact environnemental de l'extraction, particulièrement dans les salars (forte consommation d'eau) - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
- **R4** : Tensions sociales dans certaines zones d'extraction - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R5** : Développement de technologies alternatives (batteries sans lithium) à long terme - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
_Échelle d'évaluation: Impact de 1 (très faible) à 5 (très élevé); Probabilité de 1 (très faible) à 5 (très élevée)._
<!---- 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 (Géopolitique-traitement) | R6 (Géopolitique-origine) |
| **Moyen** | R4 (Technologique) | R2 (Environnemental) | R3 (Économique) |
| **Faible** | R5 (Substitution) | | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la capacité de traitement avancé (hydroxyde de lithium) en Chine (>50%) créant une vulnérabilité stratégique pour les chaînes industrielles occidentales - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Impact environnemental significatif, particulièrement concernant la consommation d'eau dans les salars d'Amérique du Sud et les rejets chimiques liés aux procédés d'extraction - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R3** : Volatilité extrême des prix observée depuis 2021 (variations de 1 à 10), créant une incertitude économique majeure pour les investissements dans les capacités de traitement - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R4** : Développement de nouvelles technologies d'extraction plus efficientes mais nécessitant des adaptations coûteuses des installations existantes - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R5** : Émergence de technologies de batteries alternatives (sodium-ion, solid-state) réduisant potentiellement la demande de lithium à long terme - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)
- **R6** : Dépendance critique aux sources de minerai concentrées dans un nombre limité de pays (Australie, Chili, Argentine) avec risques politiques et réglementaires - Impact fort (5/5), Probabilité forte (4/5)
<!---- 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
1. Wikipédia - Lithium - https://fr.wikipedia.org/wiki/Lithium
2. L'Encyclopédie Canadienne - Spodumène - https://www.thecanadianencyclopedia.ca/fr/article/spodumene
3. IG France - Top 8 des producteurs de lithium dans le monde - https://www.ig.com/fr/strategies-de-trading/top-8-des-producteurs-de-lithium-dans-le-monde-221123
4. Arcadium Lithium - Industrie - Le lithium pour plusieurs applications industrielles - https://arcadiumlithium.com/fr/industrial/
5. Débat public Lithium - LE LITHIUM, CARACTÉRISTIQUES ET USAGES - https://www.debatpublic.fr/sites/default/files/2024-02/DPLithium-Imerys-Emili-fiche-03.pdf
6. Géowiki - Spodumène - https://www.geowiki.fr/index.php?title=Spodumène
7. Culture Sciences Chimie - Le parcours du lithium - depuis l'extraction jusqu'à la batterie - https://culturesciences.chimie.ens.fr/thematiques/chimie-physique/electrochimie/le-parcours-du-lithium-depuis-l-extraction-jusqu-a-la
8. L'Élémentarium - Lithium - https://lelementarium.fr/element-fiche/lithium/
9. Le Comptoir Géologique - Spodumène - Encyclopédie - https://www.le-comptoir-geologique.com/spodumene-encyclopedie.html
10. Connaissance des Énergies - Lithium : mines, approvisionnement et usages - https://www.connaissancedesenergies.org/questions-et-reponses-energies/lithium-ou-en-est-la-france-dans-la-course-mondiale-lapprovisionnement
1. Condorchem - Extraction et affinage du lithium par cristallisation - https://condorchem.com/fr/blog/extraction-cristallisation-procedes-obtention-composes-lithium/
2. Techniques de l'Ingénieur - Vers un nouveau procédé d'extraction du lithium plus propre et moins cher - https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/vers-un-nouveau-procede-d-extraction-du-lithium-plus-propre-et-moins-cher-143377/
3. Veolia Water Technologies - Traitement et recyclage du lithium - https://www.veoliawatertechnologies.com/fr/marches/traitement-recyclage-du-lithium
4. Tycorun Energy - 6 méthodes d'extraire le lithium de la lépidolite - https://www.tycorunenergy.fr/methodes-dextraire-le-lithium-de-la-lepidolite/
5. International Lithium Association - Direct Lithium Extraction (DLE): An Introduction - https://lithium.org/wp-content/uploads/2024/08/ILiA-DLE-Brochure-Full-Version-August-2024.pdf
6. L'Usine Nouvelle - Le DLE, cette méthode d'extraction directe du lithium qui va doper sa production mondiale - https://www.usinenouvelle.com/article/le-dle-cette-methode-d-extraction-directe-du-lithium-qui-va-doper-sa-production-mondiale.N2225258
7. Débat public Lithium - Les étapes du procédé de conversion - https://www.debatpublic.fr/sites/default/files/2024-02/DPLithium-Imerys-Emili-fiche-06.pdf
8. Water Technologies - Comment la conversion à l'extraction directe de lithium simplifie la production d'hydroxyde de lithium - https://www.watertechnologies.fr/blog/how-direct-lithium-conversion-simplifies-lithium-hydroxide-production

382
Documents/Minerai/Fiche minerai étain.md Normal file
View File

@ -0,0 +1,382 @@
---
type_fiche: minerai
produit: Étain
schema: Etain
version: 1.0
date: 2025-04-22
commentaire: Version initiale
auteur: Stéphan Peccini
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- Objectif_final_v0-7.pdf §2 (méthodologie de calcul)
- …
---
# Fiche {{ type_fiche }} {{ produit }}
| Version | Date | Commentaire |
| :-- | :-- | :-- |
| {{ version }} | {{ date }} | {{ commentaire }} |
## Présentation synthétique
L'étain est un métal gris-argent, malléable, moyennement ductile à température ambiante qui occupe une place centrale dans l'industrie électronique. Élément chimique de numéro atomique 50 (symbole Sn, du latin stannum), il se distingue par son excellente résistance à la corrosion par l'eau de mer et l'eau douce, bien qu'il puisse être attaqué par les acides forts. Sa transformation allotropique en dessous de 13°C (passage de l'étain blanc à l'étain gris) constitue un phénomène remarquable connu sous le nom de "peste de l'étain", particulièrement préoccupant pour les applications électroniques. En raison de sa faible température de fusion, de sa conductivité électrique et de sa capacité à former des alliages aux propriétés spécifiques, l'étain est devenu incontournable dans les applications de brasage de composants électroniques, notamment depuis la transition vers les soudures sans plomb. Sa propriété de former des whiskers (fils micrométriques susceptibles de provoquer des courts-circuits) représente toutefois un défi technique pour l'industrie, nécessitant l'ajout d'autres métaux comme l'argent ou le cuivre pour stabiliser ses propriétés.
## Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
| :-- | :-- | :-- |
| Extraction minière | Extraction de minerais d'étain (principalement la cassitérite, SnO₂) | 100% |
| Concentration | Séparation physique des minerais par gravité, flottation et techniques magnétiques | 90% |
| Réduction | Conversion de la cassitérite en étain métallique par fusion avec du carbone | 85% |
| Affinage pyrométallurgique | Purification par liquation, ébullition et/ou distillation pour éliminer les impuretés | 80% |
| Affinage électrolytique | Pour les applications électroniques, électrolyse pour atteindre une pureté de 99,9%+ | 75% |
| Alliage | Mélange avec argent, cuivre ou autres métaux selon les spécifications requises | 99% |
| Transformation | Production de fils de soudure, lingots, poudres ou autres formes selon l'application finale | 98% |
| Contrôle qualité | Vérification des propriétés physiques, mécaniques et de la composition chimique | 95% |
_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 |
| :-- | :-- | :-- |
| **Numérique** | Fabrication de soudures pour circuits imprimés, composants électroniques et revêtements conducteurs pour appareils numériques | 15% |
| Métallurgie | Production d'alliages (bronze avec 20-25% d'étain, laiton) pour applications industrielles et manufacturières | 35% |
| Revêtements | Étamage de l'acier (fer-blanc) pour emballages alimentaires, protection anticorrosion et applications industrielles | 25% |
| Soudure | Fabrication d'alliages de soudure pour plomberie, électronique et assemblage industriel | 20% |
| Chimie | Production de composés chimiques à base d'étain pour catalyseurs, stabilisants PVC et applications industrielles diverses | 5% |
_Note : Les pourcentages sont des estimations basées sur les tendances générales d'utilisation mentionnées dans les sources. La part du numérique augmente progressivement avec la demande croissante de composants électroniques et d'appareils connectés._
```yaml
Extraction_Etain:
Bolivie_Extraction_Etain:
nom_du_pays: Bolivie
part_de_marche: 6%
acteurs:
EmpresaMinera_Bolivie_Extraction_Etain:
nom_de_l_acteur: Empresa Minera Huanuni
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Bolivie
Perou_Extraction_Etain:
nom_du_pays: Pérou
part_de_marche: 8%
acteurs:
Minsur_Perou_Extraction_Etain:
nom_de_l_acteur: Minsur
part_de_marche: 7%
pays_d_origine: Pérou
Bresil_Extraction_Etain:
nom_du_pays: Brésil
part_de_marche: 4%
acteurs:
MineracaoTaboca_Bresil_Extraction_Etain:
nom_de_l_acteur: Mineração Taboca
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Pérou
RDCongo_Extraction_Etain:
nom_du_pays: RD Congo
part_de_marche: 1%
acteurs:
AlphaminResources_RDCongo_Extraction_Etain:
nom_de_l_acteur: Alphamin Resources
part_de_marche: 4%
pays_d_origine: Canada
Chine_Extraction_Etain:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 34%
acteurs:
YunnanTin_Chine_Extraction_Etain:
nom_de_l_acteur: Yunnan Tin Group
part_de_marche: 16%
pays_d_origine: Chine
Indonesie_Extraction_Etain:
nom_du_pays: Indonésie
part_de_marche: 28%
acteurs:
PTTimah_Indonesie_Extraction_Etain:
nom_de_l_acteur: PT Timah
part_de_marche: 14%
pays_d_origine: Indonésie
Australie_Extraction_Etain:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 2%
acteurs:
MetalsX_Australie_Extraction_Etain:
nom_de_l_acteur: Metals X / Yunnan Tin Group
part_de_marche: 3%
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** : t/an
**Total** : 308000
_Note : Les parts de marché sont des estimations basées sur les informations parcellaires disponibles dans les sources. Le marché est relativement concentré avec la présence dominante des entreprises chinoises et indonésiennes._
```yaml
Reserves_Etain:
Bresil_Reserves_Etain:
nom_du_pays: Brésil
part_de_marche: 10%
acteurs:
{}
Myanmar_Reserves_Etain:
nom_du_pays: Myanmar
part_de_marche: 10%
acteurs:
{}
Australie_Reserves_Etain:
nom_du_pays: Australie
part_de_marche: 6%
acteurs:
{}
Indonesie_Reserves_Etain:
nom_du_pays: Indonésie
part_de_marche: 11%
acteurs:
{}
Chine_Reserves_Etain:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 24%
acteurs:
{}
Bolivie_Reserves_Etain:
nom_du_pays: Bolivie
part_de_marche: 6%
acteurs:
{}
Perou_Reserves_Etain:
nom_du_pays: Pérou
part_de_marche: 30%
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** : 7000000
```yaml
Traitement_Etain:
Bolivie_Traitement_Etain:
nom_du_pays: Bolivie
part_de_marche: 3%
acteurs:
EmpresaMetalurgica_Bolivie_Traitement_Etain:
nom_de_l_acteur: Empresa Metalúrgica Vinto
part_de_marche: 3%
pays_d_origine: Bolivie
Perou_Traitement_Etain:
nom_du_pays: Pérou
part_de_marche: 12%
acteurs:
Minsur_Perou_Traitement_Etain:
nom_de_l_acteur: Minsur
part_de_marche: 12%
pays_d_origine: Pérou
Belgique_Traitement_Etain:
nom_du_pays: Belgique
part_de_marche: 5%
acteurs:
MetalloChimique_Belgique_Traitement_Etain:
nom_de_l_acteur: MetalloChimique
part_de_marche: 5%
pays_d_origine: Belgique
Chine_Traitement_Etain:
nom_du_pays: Chine
part_de_marche: 20%
acteurs:
YunnanTin_Chine_Traitement_Etain:
nom_de_l_acteur: Yunnan Tin
part_de_marche: 20%
pays_d_origine: Chine
Indonesie_Traitement_Etain:
nom_du_pays: Indonésie
part_de_marche: 13%
acteurs:
PTTimah_Indonesie_Traitement_Etain:
nom_de_l_acteur: PT Timah
part_de_marche: 13%
pays_d_origine: Indonésie
Thailande_Traitement_Etain:
nom_du_pays: Thaïlande
part_de_marche: 10%
acteurs:
Thaisarco_Thailande_Traitement_Etain:
nom_de_l_acteur: Thaisarco
part_de_marche: 10%
pays_d_origine: Thaïlande
Malaisie_Traitement_Etain:
nom_du_pays: Malaisie
part_de_marche: 12%
acteurs:
MalaysiaSmelting_Malaisie_Traitement_Etain:
nom_de_l_acteur: Malaysia Smelting Corporation
part_de_marche: 12%
pays_d_origine: Malaisie
```
## 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** : 350000
_Note: Les capacités indiquées représentent le traitement d'étain pour toutes applications, dont environ 35-40% sont destinées spécifiquement à l'électronique et aux applications numériques._
## Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement
| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
| :-- | :-- | :-- |
| Recyclage | L'étain est recyclable, particulièrement à partir des déchets électroniques et des résidus de soudure | ~70 000 t/an |
| Stocks stratégiques | Fluctuation des stocks nationaux et privés selon les conditions économiques et géopolitiques | ±25 000 t/an (variable) |
| Déficit structurel | La demande dépasse actuellement l'offre d'étain primaire, comblée par le recyclage | ~40 000 t/an |
| Efficacité de traitement | Pertes durant les processus de fusion et d'affinage | ~5-10% de la production |
| Matériau de sous-produit | Une partie de l'étain est récupérée comme sous-produit du traitement d'autres métaux | ~10 000 t/an |
_Note: La capacité totale de traitement (350 000 t) excède légèrement la production minière annuelle (environ 320 000 t) principalement grâce au recyclage, qui joue un rôle crucial dans l'approvisionnement mondial._
## Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| Étain brut | 95-98% | - | 0% | Matière première pour affinage | 100% | 1× |
| Étain affiné standard | 99.9% (3N) | - | 0% | Étamage industriel, alliages standard, batteries | 100% | 1,2× |
| Étain haute pureté | 99.99% (4N) | Fils de soudure, revêtements de circuits | 60% | Étamage alimentaire, applications médicales | 40% | 1,5× |
| Alliage Sn-Ag (96.5/3.5) | 99.99% | Brasage sans plomb pour électronique | 90% | Brasage spécial non-électronique | 10% | 2× |
| Alliage Sn-Ag-Cu | 99.99% | Brasage pour composants sensibles | 95% | Joints médicaux, applications aérospatiales | 5% | 2,2× |
| Fils de soudure | 99.99% | Montage de composants électroniques | 95% | Applications industrielles spéciales | 5% | 2,3× |
| Pâtes à souder | 99.99% | Montage CMS (composants montés en surface) | 98% | Applications spéciales de haute précision | 2% | 2,5× |
| Revêtement sur PCB | 99.99% | Protection et préparation pour soudure | 100% | - | 0% | 2,8× |
_Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique._
## Projections 2025-2035
### Extraction
| Année | Dem. numérique (t) | Part | Dem. autres (t) | Part | Production (t) | Recyclage (t) | Déficit/Surplus |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 53 000 | 17% | 259 000 | 83% | 325 000 | 92 000 | +105 000 |
| 2030 | 74 000 | 20% | 296 000 | 80% | 350 000 | 105 000 | +85 000 |
| 2035 | 98 000 | 23% | 328 000 | 77% | 370 000 | 115 000 | +59 000 |
_Projections basées sur une croissance annuelle estimée de la demande numérique de 7%, une croissance des autres usages de 2,5%, une augmentation de la production de 1,5% par an et un taux de recyclage stable d'environ 30% de la production primaire. Le déficit/surplus est calculé selon la formule: Production + Recyclage - Demande numérique - Demande autres._
### Traitement
| Année | Capacité de traitement (kt) | Demande numérique (kt) | Demande autres usages (kt) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (kt) |
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
| 2025 | 380 | 145 | 245 | 103 | -10 |
| 2030 | 420 | 175 | 260 | 104 | -15 |
| 2035 | 460 | 210 | 270 | 104 | -20 |
_Note: Les projections montrent une pression croissante sur l'approvisionnement en étain, avec un déficit progressif qui pourrait entraîner des tensions sur les prix et stimuler l'exploration de nouvelles sources et technologies de recyclage._
## Matrice des risques
### Extraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
| :-- | :-- | :-- | :-- |
| **Fort** | | R1 (Géopolitique) | |
| **Moyen** | R4 (Technologique) | R2 (Environnemental) | R3 (Marché) |
| **Faible** | R5 (Social) | | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la production en Asie du Sud-Est (Chine, Indonésie, Myanmar représentant 73% de la production mondiale) créant une forte dépendance - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Dégradation environnementale liée à l'exploitation minière, notamment le dragage des fonds sous-marins en Malaisie et en Indonésie - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R3** : Volatilité des prix liée aux fluctuations de l'offre et de la demande, particulièrement dans le contexte de transition énergétique - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R4** : Substitution par d'autres matériaux dans certaines applications électroniques - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R5** : Conditions de travail dans les mines artisanales en Afrique centrale et en Asie - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)
_Échelle d'évaluation: Impact de 1 (très faible) à 5 (très élevé); Probabilité de 1 (très faible) à 5 (très élevée). Classification basée sur l'analyse des tendances actuelles du marché et des événements géopolitiques mentionnés dans les sources._
<!---- 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 (Déficit d'offre) |
| **Moyen** | R3 (Substitution) | R4 (Peste de l'étain) | R5 (Whiskers) |
| **Faible** | R6 (Toxicité) | | |
**Détail des risques :**
- **R1** : Concentration de la production dans un nombre limité de pays, principalement en Asie du Sud-Est - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R2** : Déficit structurel entre l'offre et la demande, aggravé par l'épuisement progressif des gisements accessibles - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
- **R3** : Développement de technologies d'assemblage alternatives sans soudure - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- **R4** : Transformation allotropique à basse température ("peste de l'étain") affectant les équipements dans des environnements extrêmes - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- **R5** : Formation de whiskers sur les revêtements d'étain pur, provoquant des courts-circuits - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- **R6** : Faible toxicité environnementale et sanitaire comparée à d'autres métaux - Impact faible (2/5), Probabilité faible (1/5)
<!---- 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
1. Géowiki - Étain - https://www.geowiki.fr/index.php?title=Étain
2. BRGM - Notice de réalisation et d'utilisation des fiches de synthèse sur la criticité des matières premières minérales - http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-64661-FR.pdf
3. Société Chimique de France - Étain - https://new.societechimiquedefrance.fr/produits/etain/
4. INA - Mines d'étain à Saint Renan - https://fresques.ina.fr/ouest-en-memoire/fiche-media/Region00240/mines-d-etain-a-saint-renan.html
5. IISD - Les Minéraux Critiques : Fiche informative - https://www.iisd.org/system/files/2023-09/critical-minerals-primer-fr.pdf
6. L'Élémentarium - ETAIN 2022 Matières premières Productions minières - https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/08/Etain-2022.pdf
7. Wikipédia - Étain - https://fr.wikipedia.org/wiki/Étain
8. L'Élémentarium - Étain - https://lelementarium.fr/element-fiche/etain/
1. International Tin Association - "Tin Industry Review" (2023) - https://www.internationaltin.org/tin-industry-review/
2. U.S. Geological Survey - "Mineral Commodity Summaries: Tin" (2023) - https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2023/mcs2023-tin.pdf
3. Fastmarkets - "Tin Market Analysis" (2023) - https://www.fastmarkets.com/commodities/base-metals/tin
4. Yunnan Tin Group - "Annual Report" (2022) - http://en.ytc.cn/
5. Malaysia Smelting Corporation - "Sustainability Report" (2022) - https://www.msmelt.com/
6. PT Timah - "Annual Report" (2022) - https://www.timah.com/
7. ITRI (International Tin Research Institute) - "Global Tin Market Report" (2023)
8. CRU Group - "Tin Market Outlook" (2023) - https://www.crugroup.com/analysis/tin/
9. J. Heras et al. - "Tin whiskers: A problem for the electronics industry" - IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies (2020)
10. World Bureau of Metal Statistics - "World Metal Statistics Yearbook" (2023)
11. S. Murakami et al. - "Materials Flow Analysis of Tin in Japan" - Resources, Conservation and Recycling (2021)
12. BRGM - "L'étain dans le monde" - Fiche de synthèse sur la criticité des métaux (2022)