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Fiches/Documents/Minerai/Fiche minerai phosphore.md

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minerai Phosphore Phosphore 1.0 2025-04-22 Version initiale Stéphan Peccini
Objectif_final_v0-7.pdf §2 (méthodologie de calcul)
…

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Présentation synthétique

Le phosphore est un élément chimique non métallique, essentiel à toute forme de vie, découvert en 1669 par Hennig Brand. Cet élément existe sous plusieurs formes allotropiques, dont les principales sont le phosphore blanc (hautement réactif, toxique et spontanément inflammable à l'air), le phosphore rouge (moins réactif et plus stable) et le phosphore noir (conducteur semi-métallique). Le phosphore ne se trouve pas à l'état natif dans la nature en raison de sa forte réactivité, mais principalement sous forme de phosphates dans des minerais comme l'apatite [Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)] et la phosphorite. Sa production implique des procédés métallurgiques et chimiques énergivores, principalement à partir de roches phosphatées avec des teneurs typiques de 5 à 40% en P₂O₅. Le traitement du phosphore est techniquement complexe et génère des impacts environnementaux significatifs, notamment des émissions de gaz à effet de serre et des résidus miniers (phosphogypse). Sa chaîne d'approvisionnement est caractérisée par une forte concentration géographique, le Maroc possédant environ 70% des réserves mondiales connues. Malgré sa toxicité sous certaines formes, le phosphore est indispensable à l'agriculture mondiale comme composant essentiel des engrais, et trouve également des applications dans de nombreux secteurs industriels.

Procédés de traitement

Étape Description du procédé Part utilisée
Extraction minière Extraction de roches phosphatées (apatite, phosphorite) par mines à ciel ouvert ou souterraines 100%
Concentration Séparation physique par flottation, gravité ou techniques magnétiques pour éliminer les impuretés et concentrer le minerai 90%
Traitement acide Attaque à l'acide sulfurique pour produire de l'acide phosphorique et du phosphogypse selon : Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 3CaSO₄ 85%
Purification Élimination des impuretés (métaux lourds, fluorures, composés organiques) par différentes techniques comme l'extraction par solvant 80%
Concentration de l'acide Évaporation de l'eau pour obtenir de l'acide phosphorique concentré (52-54% P₂O₅) 75%
Production de phosphore élémentaire Réduction carbothermique des phosphates à haute température (1500°C) en présence de silice : 2Ca₃(PO₄)₂ + 6SiO₂ + 10C → P₄ + 6CaSiO₃ + 10CO 70%
Condensation Récupération du phosphore élémentaire gazeux par condensation sous eau 65%
Purification du phosphore Distillation ou traitement chimique pour éliminer les impuretés résiduelles 60%
Transformation en P₂O₅ Combustion contrôlée du phosphore élémentaire : P₄ + 5O₂ → P₄O₁₀ 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 composants électroniques, revêtements phosphorés pour semi-conducteurs et applications en stockage de données 1%
Agriculture Production d'engrais phosphatés pour améliorer la fertilité des sols et augmenter les rendements des cultures 85%
Industrie chimique Fabrication d'acide phosphorique, détergents, retardateurs de flamme et agents de traitement des eaux 9%
Alimentaire Additifs alimentaires, compléments nutritionnels et phosphates utilisés comme régulateurs d'acidité 3%
Métallurgie Production d'alliages spéciaux et traitement anticorrosion des surfaces métalliques 2%

Note: Le secteur numérique représente une part mineure mais stratégique, avec des applications spécifiques dans les technologies avancées nécessitant des composés phosphorés de haute pureté.

Extraction_Phosphore:
  Maroc_Extraction_Phosphore:
    nom_du_pays: Maroc
    part_de_marche: 18%
    acteurs:
      OfficeCherifien_Maroc_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Office Chérifien des Phosphates
        part_de_marche: 18%
        pays_d_origine: Maroc
  Chine_Extraction_Phosphore:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 39%
    acteurs:
      ChinaMinmetals_Chine_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: China Minmetals
        part_de_marche: 12%
        pays_d_origine: Chine
  Jordanie_Extraction_Phosphore:
    nom_du_pays: Jordanie
    part_de_marche: 4%
    acteurs:
      JordanPhosphate_Jordanie_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Jordan Phosphate Mines Company
        part_de_marche: 4%
        pays_d_origine: Jordanie
  EtatsUnis_Extraction_Phosphore:
    nom_du_pays: États-Unis
    part_de_marche: 10%
    acteurs:
      Nutrien_EtatsUnis_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Nutrien
        part_de_marche: 3%
        pays_d_origine: Canada
      Mosaic_EtatsUnis_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Mosaic
        part_de_marche: 9%
        pays_d_origine: États-Unis
      Simplot_EtatsUnis_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Simplot
        part_de_marche: 3%
        pays_d_origine: États-Unis
  ArabieSaoudite_Extraction_Phosphore:
    nom_du_pays: Arabie Saoudite
    part_de_marche: 0%
    acteurs:
      Maaden_ArabieSaoudite_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Maaden
        part_de_marche: 4%
        pays_d_origine: Arabie Saoudite
  Russie_Extraction_Phosphore:
    nom_du_pays: Russie
    part_de_marche: 6%
    acteurs:
      PhosAgro_Russie_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: PhosAgro
        part_de_marche: 6%
        pays_d_origine: Russie
  Bresil_Extraction_Phosphore:
    nom_du_pays: Brésil
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      ValeFertilizantes_Bresil_Extraction_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Vale Fertilizantes
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Brésil

Principaux producteurs - Extraction

Pays d'implantation Entreprise Pays d'origine Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : t/an

Total : 220000000

Sources: USGS 2021-2022, L'Élémentarium 2022. Les chiffres représentent la production de roche phosphatée, non le contenu en P₂O₅. Les réserves sont exprimées en tonnes de roche phosphatée.

Reserves_Phosphore:
  {}

Principaux pays - Réserves

Pays d'implantation Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : t

Total : 71000000000

Traitement_Phosphore:
  Maroc_Traitement_Phosphore:
    nom_du_pays: Maroc
    part_de_marche: 30%
    acteurs:
      OCPGroup_Maroc_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: OCP Group
        part_de_marche: 30%
        pays_d_origine: Maroc
        minerai_origine:
          pays: Maroc
          pourcentage: 100%
  Chine_Traitement_Phosphore:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 22%
    acteurs:
      WengfuGroup_Chine_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Wengfu Group
        part_de_marche: 8%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
      YunnanPhosphate_Chine_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Yunnan Phosphate
        part_de_marche: 14%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
  Jordanie_Traitement_Phosphore:
    nom_du_pays: Jordanie
    part_de_marche: 5%
    acteurs:
      JPMC_Jordanie_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: JPMC
        part_de_marche: 5%
        pays_d_origine: Jordanie
        minerai_origine:
          pays: Jordanie
          pourcentage: 100%
  EtatsUnis_Traitement_Phosphore:
    nom_du_pays: États-Unis
    part_de_marche: 16%
    acteurs:
      Mosaic_EtatsUnis_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Mosaic
        part_de_marche: 11%
        pays_d_origine: États-Unis
        minerai_origine:
          pays: États-Unis
          pourcentage: 80%
      Nutrien_EtatsUnis_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Nutrien
        part_de_marche: 5%
        pays_d_origine: Canada
        minerai_origine:
          pays: États-Unis
          pourcentage: 100%
  ArabieSaoudite_Traitement_Phosphore:
    nom_du_pays: Arabie Saoudite
    part_de_marche: 8%
    acteurs:
      Maaden_ArabieSaoudite_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: Maaden
        part_de_marche: 8%
        pays_d_origine: Arabie Saoudite
        minerai_origine:
          pays: Arabie Saoudite
          pourcentage: 100%
  Russie_Traitement_Phosphore:
    nom_du_pays: Russie
    part_de_marche: 13%
    acteurs:
      EuroChem_Russie_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: EuroChem
        part_de_marche: 4%
        pays_d_origine: Russie
        minerai_origine:
          pays: Russie
          pourcentage: 100%
      PhosAgro_Russie_Traitement_Phosphore:
        nom_de_l_acteur: PhosAgro
        part_de_marche: 9%
        pays_d_origine: Russie
        minerai_origine:
          pays: Russie
          pourcentage: 100%

Principaux producteurs - Traitement

Pays d'implantation Entreprise Pays d'origine Origine du minerai Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : t/an

Total : 39000000

Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement

Facteur Description Impact estimé (Mt)
Teneur variable des minerais La teneur en P₂O₅ des roches phosphatées varie considérablement (5-40%), nécessitant des volumes d'extraction différents selon les gisements Rendement global variant de 25 à 60% selon les gisements
Production d'engrais directs Une partie des roches phosphatées est utilisée directement comme engrais après simple broyage, sans transformation en acide phosphorique ~15-20 Mt/an
Pertes de traitement Formation de phosphogypse et autres résidus lors de l'attaque acide, représentant une perte significative ~5 tonnes de phosphogypse par tonne d'acide phosphorique produit
Réserves stratégiques Stockage par certains pays pour assurer la sécurité alimentaire nationale ±3-5 Mt/an (variable)

Note: La production mondiale de roches phosphatées est d'environ 220-230 millions de tonnes, mais seulement une partie est transformée en produits phosphorés raffinés comme l'acide phosphorique ou le phosphore élémentaire.

Chaîne de valeur et applications

Produit intermédiaire Pureté typique Applications numériques Part numérique Autres applications Part autres usages Valeur ajoutée relative
Concentré de roche phosphatée 25-35% P₂O₅ - 0% Matière première pour raffinage 100% 1×
Acide phosphorique technique 40-54% P₂O₅ - 0% Engrais, détergents, alimentation animale 100% 2×
Acide phosphorique purifié >85% P₂O₅ Retardateurs de flamme pour électronique 20% Industrie alimentaire, traitement des métaux 80% 4×
Phosphore élémentaire >99% P Composants électroniques spécialisés 10% Fabrication de composés chimiques 90% 6×
Phosphates de haute pureté >99,9% Semi-conducteurs, écrans LCD 30% Industrie pharmaceutique, catalyseurs 70% 8×
Phosphure d'indium 99,999% LED, cellules photovoltaïques 95% Applications scientifiques 5% 15×
Phosphures métalliques Variable Dopants pour semi-conducteurs 60% Catalyseurs, batteries, aimants 40% 10×
Dérivés organophosphorés >98% Électrolytes pour batteries lithium-ion 40% Pesticides, additifs, médicaments 60% 12×

Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. L'agriculture reste le principal débouché du phosphore (environ 80% sous forme d'engrais).

Projections 2025-2035

Extraction

Année Dem. numérique (t) Part Dem. autres (t) Part Production (t) Recyclage (t) Déficit/Surplus
2025 2 500 000 1,0% 247 500 000 99,0% 240 000 000 15 000 000 +5 000 000
2030 5 000 000 1,8% 270 000 000 98,2% 260 000 000 25 000 000 +10 000 000
2035 9 000 000 2,9% 301 000 000 97,1% 280 000 000 40 000 000 +10 000 000

Projections basées sur une croissance annuelle estimée de 1,8% pour la production globale, 12% pour la demande numérique et 2% pour les autres demandes. Le recyclage devrait croître significativement avec le développement des technologies de récupération du phosphore à partir des boues d'épuration. Le déficit/surplus est calculé selon la formule: Production + Recyclage - Demande numérique - Demande autres.

Traitement

Année Capacité de traitement (Mt) Demande numérique (Mt) Demande autres usages (Mt) Taux d'utilisation des capacités (%) Déficit/Surplus (Mt)
2025 42,0 1,5 39,5 98 +1,0
2030 47,0 2,2 44,0 98 +0,8
2035 52,0 3,0 48,5 99 +0,5

Note: Les projections montrent une croissance soutenue de la demande, principalement pour les applications agricoles en raison de l'augmentation de la population mondiale. La demande numérique, bien que relativement faible en volume, connaît une croissance plus rapide portée par les technologies émergentes.

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 au Maroc (>70%) créant une dépendance stratégique mondiale - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R2 : Volatilité des prix liée aux fluctuations des marchés agricoles et énergétiques - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R3 : Impact environnemental de l'extraction et du traitement, notamment eutrophisation des écosystèmes aquatiques - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
  • R4 : Tensions sociales dans certaines régions d'extraction minière - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R5 : Développement de technologies alternatives pour réduire la dépendance aux phosphates miniers - 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). Classification basée sur l'analyse des tendances actuelles du marché et des enjeux environnementaux mentionnés dans les sources.

(cette section sera remplie automatiquement)

(cette section sera remplie automatiquement)

Traitement

Impact/Probabilité Faible Moyen Fort
Fort R1 (Concentration géographique) R2 (Épuisement des ressources)
Moyen R3 (Substitution) R4 (Environnemental) R5 (Volatilité des prix)
Faible R6 (Technologique)

Détail des risques :

  • R1 : Concentration des réserves au Maroc (~70%) créant une vulnérabilité géopolitique potentielle - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R2 : Épuisement progressif des gisements de haute qualité facilement accessibles - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
  • R3 : Développement de méthodes agricoles alternatives réduisant la dépendance aux engrais phosphatés - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
  • R4 : Impact environnemental significatif de l'extraction et du traitement (phosphogypse, contamination des eaux) - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R5 : Fluctuations importantes des prix dues aux facteurs géopolitiques et énergétiques - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
  • R6 : Adoption lente des technologies de recyclage du phosphore - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)

(cette section sera remplie automatiquement)

Risque de substituabilité

(cette section sera remplie automatiquement)

(cette section sera remplie automatiquement)

Vulnérabilité de concurrence

(cette section sera remplie automatiquement)

Sources

  1. L'Élémentarium - Phosphore - https://lelementarium.fr/element-fiche/phosphore/
  2. CERM - Phosphore Fiche d'information minérale - https://cerm.uqac.ca/trcm/wp-content/uploads/sites/4/2021/05/FI_03_Phosphore_FINAL_MAI2021.pdf
  3. Banerjee et al. - Phosphate de roche ignée: teneurs en minerai, concentrés et exploitations minières - https://firstphosphate.com/wp-content/uploads/2024/07/Final_Sandeep_Research-note_2024_FR_JM.pdf
  4. CORDIS - Extraire le phosphore des boues d'épuration - https://cordis.europa.eu/article/id/157584-extracting-phosphorus-from-sewage-sludge/fr
  5. L'Élémentarium - ENGRAIS PHOSPHATES 2022 Matières premières - https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/08/Engrais-phosphates-2022.pdf
  6. JXSC Machines Minières - Traitement de la roche phosphatée - https://www.vipjxsc.com/solution/phosphate-rock-processing/
  7. Enkamania - Le phosphore, ce minéral essentiel - https://www.enkamania.fr/le-phosphore/
  8. CRESEB - Fiches Phosphore - https://www.creseb.fr/voy_content/uploads/2021/04/Recueil-Fiches_FamilleB_Phosphore_CSEB2005.pdf
  9. Ecolab - Solutions pour mines de phosphate - https://fr-fr.ecolab.com/about/industries-we-serve/mining-and-mineral-processing/phosphate
  10. JXSC Machine - Traitement des roches phosphatées - https://www.jxscmachine.com/fr/solutions/traitement-des-roches-phosphatees/
  11. Dieti-Natura - Qu'est-ce que le Phosphore ? - https://www.dieti-natura.com/plantes-actifs/phosphore.html
  12. BRGM - Valorisation des minerais de phosphates français - http://infoterre.brgm.fr/rapports/80-SGN-818-MIN.pdf
  13. UNCTAD - Edition spéciale sur le phosphate - https://unctad.org/system/files/official-document/ditccom2023d4_fr.pdf
  14. OBVAJ - Le phosphore - https://obvaj.org/citoyens/les-bonnes-pratiques/le-phosphore/
  15. UNIFA - Le cycle du phosphore - https://fertilisation-edu.fr/cycles-bio-geo-chimiques/le-cycle-du-phosphore-p.html
  16. USGS - "Mineral Commodity Summaries: Phosphate Rock" (2023)
  17. FAO - "World Fertilizer Trends and Outlook to 2030" (2022)
  18. International Fertilizer Association - "Phosphorus Production and Processing" (2023)
  19. European Commission - "Study on the EU's list of Critical Raw Materials" (2023)
  20. OCP Group - "Annual Report" (2022)
  21. Global Phosphorus Research Initiative - "Phosphorus Futures" (2023)
  22. Techniques de l'Ingénieur - "Production d'acide phosphorique" (2021)
  23. INRS - "Fiche toxicologique du phosphore blanc" (2022)