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Fiches/Documents/Minerai/Fiche minerai magnésium.md

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minerai Magnésium Magnesium 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 magnésium est un métal alcalino-terreux léger, blanc argenté, qui présente une excellente conductivité thermique et électrique. Sa production industrielle repose sur deux procédés principaux : la voie électrolytique à partir de chlorure de magnésium (MgCl₂) extrait de saumures ou d'eau de mer, et la voie métallothermique (procédé Pidgeon) utilisant la réduction de l'oxyde de magnésium (MgO) contenu dans la dolomie ou la magnésite. Ce dernier procédé, développé en 1940 par Lloyd Montgomery Pidgeon au Canada, domine la production mondiale actuelle, particulièrement en Chine où son faible coût d'investissement compense sa forte consommation énergétique. Le traitement du magnésium requiert des conditions spécifiques en raison de sa réactivité avec l'oxygène et l'eau, nécessitant des atmosphères contrôlées lors des étapes finales de production. Les applications diversifiées du magnésium, de l'allègement des structures en automobile et aéronautique au traitement de l'eau et aux suppléments nutritionnels, en font un métal stratégique dont les méthodes de production évoluent vers une meilleure efficacité énergétique et environnementale.

Procédés de traitement

Étape Description du procédé Part utilisée
Extraction de matière première Exploitation minière de dolomie/magnésite ou pompage d'eau de mer/saumures selon le procédé choisi 100%
Prétraitement thermique Pour la voie métallothermique: calcination de la dolomie à 1000-1200°C pour obtenir MgO; Pour la voie électrolytique: précipitation d'hydroxyde de magnésium Mg(OH)₂ à partir de solutions salines 100%
Préparation des intrants Voie métallothermique: broyage, mélange avec ferrosilicium (agent réducteur) et CaF₂, briquetage; Voie électrolytique: conversion en MgCl₂ par attaque chlorhydrique et déshydratation 95%
Réduction/Électrolyse Voie métallothermique: réduction sous vide à 1200°C (2MgO·CaO + SiFe → 2Mg + Ca₂SiO₄ + Fe); Voie électrolytique: électrolyse à 700-800°C de MgCl₂ fondu 90%
Condensation/Récupération Condensation des vapeurs de magnésium (procédé Pidgeon) ou récupération du magnésium liquide à la surface du bain d'électrolyse 85%
Affinage Traitement du magnésium brut pour éliminer les impuretés, refonte sous flux protecteur 80%
Mise en forme Coulée en lingots, fabrication d'alliages ou transformation en autres composés de magnésium selon l'application finale 75%

Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion de la matière première initiale qui passe à chaque étape. La diminution progressive reflète les pertes inhérentes aux processus (rendements d'extraction, pertes atmosphériques, fractions rejetées lors de la purification) et la diversion de certains produits intermédiaires vers des applications spécifiques.

Secteurs d'utilisation

Secteur Type d'usage Part estimée
Numérique Composants électroniques, dissipateurs thermiques, boîtiers d'appareils et blindages électromagnétiques 5%
Alliages légers Production d'alliages magnésium-aluminium pour l'industrie automobile, aéronautique et aérospatiale 35%
Désoxydation métallurgique Agent de désulfuration et désoxydation dans la production d'acier et de fonte 20%
Chimie Fabrication de composés de magnésium utilisés comme retardateurs de flamme, catalyseurs et réactifs 15%
Agriculture Amendements pour sols acides, compléments nutritionnels pour plantes, fertilisants 10%
Réfractaires Production de matériaux réfractaires pour industries sidérurgique, cimentière et verrière 10%
Médical et pharmaceutique Compléments alimentaires, antiacides, traitement du stress et de la fatigue 5%

Note: La part numérique reste relativement modeste mais connaît une croissance avec le développement de technologies électroniques légères et de systèmes de stockage d'énergie avancés.

Extraction_Magnesium:
  Norvege_Extraction_Magnesium:
    nom_du_pays: Norvège
    part_de_marche: 1%
    acteurs:
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        nom_de_l_acteur: Norsk Hydro
        part_de_marche: 4%
        pays_d_origine: Norvège
  Bresil_Extraction_Magnesium:
    nom_du_pays: Brésil
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
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        nom_de_l_acteur: RIMA Industrial
        part_de_marche: 2%
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  Chine_Extraction_Magnesium:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 85%
    acteurs:
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        nom_de_l_acteur: Shaanxi Magnesium Group
        part_de_marche: 9%
        pays_d_origine: Chine
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        nom_de_l_acteur: Taiyuan Yiwei Magnesium
        part_de_marche: 7%
        pays_d_origine: Chine
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        nom_de_l_acteur: Ningxia Huiye Magnesium
        part_de_marche: 7%
        pays_d_origine: Chine
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    nom_du_pays: Israël
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    acteurs:
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        pays_d_origine: Israël
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    nom_du_pays: Russie
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    acteurs:
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        nom_de_l_acteur: VSMPOAVISMA
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        pays_d_origine: Russie
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    nom_du_pays: États-Unis
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    acteurs:
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        nom_de_l_acteur: US Magnesium
        part_de_marche: 7%
        pays_d_origine: États-Unis

Principaux producteurs - Extraction

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

Unités : t/an

Total : 1120000

Note: Le marché est fortement dominé par les producteurs chinois qui représentent collectivement environ 85% de la production mondiale. Deux procédés principaux sont utilisés: l'électrolyse de chlorure de magnésium (principalement hors Chine) et la réduction thermique (procédé Pidgeon, dominant en Chine).

Reserves_Magnesium:
  {}

Principaux pays - Réserves

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

Unités : t

Total : des milliards

Sources: USGS 2023, Statista 2024. Les réserves mondiales ne sont pas quantifiées précisément mais sont estimées à plusieurs milliards de tonnes et considérées comme suffisantes pour couvrir les besoins futurs. La durée estimée est théorique car les ressources sont pratiquement illimitées grâce à l'eau de mer qui contient environ 1,3 kg/m³ de magnésium.

Traitement_Magnesium:
  EtatsUnis_Traitement_Magnesium:
    nom_du_pays: États-Unis
    part_de_marche: 7%
    acteurs:
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        nom_de_l_acteur: US Magnesium
        part_de_marche: 7%
        pays_d_origine: États-Unis
        minerai_origine:
          pays: États-Unis
          pourcentage: 100%
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        nom_de_l_acteur: Norsk Hydro
        part_de_marche: 4%
        pays_d_origine: Norvège
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          pays: Norvège
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    nom_du_pays: Israël
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    acteurs:
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        nom_de_l_acteur: Dead Sea Magnesium
        part_de_marche: 3%
        pays_d_origine: Israël
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          pays: Israël
          pourcentage: 100%
  Russie_Traitement_Magnesium:
    nom_du_pays: Russie
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        nom_de_l_acteur: VSMPOAVISMA
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        pays_d_origine: Russie
        minerai_origine:
          pays: Russie
          pourcentage: 100%
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    nom_du_pays: Turquie
    part_de_marche: 1%
    acteurs:
      ESAN_Turquie_Traitement_Magnesium:
        nom_de_l_acteur: ESAN
        part_de_marche: 1%
        pays_d_origine: Turquie
  Bresil_Traitement_Magnesium:
    nom_du_pays: Brésil
    part_de_marche: 2%
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        nom_de_l_acteur: RIMA Industrial
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Brésil
        minerai_origine:
          pays: Brésil
          pourcentage: 100%
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    nom_du_pays: Kazakhstan
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      SolikamskMagnesium_Kazakhstan_Traitement_Magnesium:
        nom_de_l_acteur: Solikamsk Magnesium
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Kazakhstan
  Chine_Traitement_Magnesium:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 72%
    acteurs:
      TaiyuanYiwei_Chine_Traitement_Magnesium:
        nom_de_l_acteur: Taiyuan Yiwei Magnesium
        part_de_marche: 7%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
      ShaanxiMagnesium_Chine_Traitement_Magnesium:
        nom_de_l_acteur: Shaanxi Magnesium Group
        part_de_marche: 9%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
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        nom_de_l_acteur: Ningxia Huiye Magnesium
        part_de_marche: 7%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
  CoreeDuSud_Traitement_Magnesium:
    nom_du_pays: Corée du Sud
    part_de_marche: 1%
    acteurs:
      POSCO_CoreeDuSud_Traitement_Magnesium:
        nom_de_l_acteur: POSCO
        part_de_marche: 1%
        pays_d_origine: Corée du Sud
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 60%
  Ukraine_Traitement_Magnesium:
    nom_du_pays: Ukraine
    part_de_marche: 1%
    acteurs:
      ZaporozhyeTitanium_Ukraine_Traitement_Magnesium:
        nom_de_l_acteur: Zaporozhye Titanium
        part_de_marche: 1%
        pays_d_origine: Ukraine

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 : 1096000

Note: Les capacités indiquées représentent le magnésium métal. La production chinoise est dominée par le procédé Pidgeon, tandis que les producteurs occidentaux utilisent principalement l'électrolyse. Les données reflètent les capacités installées en 2024-2025.

Explication de l'écart entre capacités de production et production effective

Facteur Description Impact estimé (kt)
Taux d'utilisation des capacités Les installations fonctionnent généralement à 75-85% de leur capacité nominale en raison de périodes de maintenance, d'ajustements de production et de contraintes opérationnelles Réduction de ~200 kt
Considérations économiques Production ajustée selon la demande et les prix du marché, particulièrement pour les petits producteurs Réduction de ~50 kt
Contrôles environnementaux Limitations de production liées aux réglementations sur les émissions, particulièrement en Chine Réduction de ~40 kt
Contraintes énergétiques Le procédé Pidgeon et l'électrolyse étant très énergivores, les restrictions d'approvisionnement en électricité ou en combustibles peuvent limiter la production Réduction de ~30 kt

Note: Ces facteurs expliquent pourquoi la capacité mondiale installée (1,096 kt) est significativement supérieure à la production effective (~780 kt en 2024). Les ajustements de capacité sont plus prononcés en Chine où les considérations environnementales et énergétiques ont un impact croissant.

Chaîne de valeur et applications

Produit intermédiaire Pureté typique Applications numériques Part numérique Autres applications Part autres usages Valeur ajoutée relative
Magnésium brut 99,5-99,7% - 0% Matière première pour raffinage 100% 1×
Magnésium haute pureté 99,9-99,95% Composants électroniques, mémoires non volatiles 5% Alliages, désoxydant pour métaux 95% 1,5×
Alliages Mg-Al-Zn (AZ91, AZ31) Standards industriels Boîtiers d'appareils électroniques, dissipateurs thermiques 30% Pièces automobiles, aéronautiques 70% 2×
Alliages Mg-RE (terres rares) Standards industriels Matériaux pour stockage de données, composants électroniques haute performance 15% Aérospatiale, défense 85% 4×
Chlorure de magnésium 99-99,5% Batteries, condensateurs spéciaux 5% Dégivrage routier, traitement d'eau 95% 1,2×
Hydroxyde de magnésium >98% Traitement anti-corrosion des équipements électroniques 10% Retardateur de flamme, antiacide 90% 1,5×
Oxyde de magnésium >99% Isolation des composants électroniques 5% Réfractaires, suppléments nutritionnels 95% 2×

Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. Le magnésium métallique génère une valeur ajoutée modérée comparé à d'autres métaux, mais ses propriétés uniques le rendent irremplaçable dans certaines applications spécifiques.

Projections 2025-2035

Extraction

Année Dem. numérique (t) Part Dem. autres (t) Part Production (t) Recyclage (t) Déficit/Surplus
2025 55 000 6% 780 000 94% 1 200 000 50 000 +415 000
2030 90 000 8% 950 000 92% 1 350 000 80 000 +390 000
2035 150 000 12% 1 100 000 88% 1 500 000 120 000 +370 000

Projections basées sur une croissance annuelle estimée de 3% pour la production globale, 10% pour la demande numérique et 2% pour les autres usages. Le recyclage devrait connaître une progression significative avec le développement de l'économie circulaire, mais restera modeste par rapport à la production primaire. Le surplus important reflète la surcapacité actuelle du marché, qui devrait persister malgré la croissance de la demande.

Traitement

Année Capacité de traitement (kt) Demande numérique (kt) Demande autres usages (kt) Taux d'utilisation des capacités (%) Déficit/Surplus (kt)
2025 1 100 55 780 76% +265
2030 1 300 90 950 80% +260
2035 1 500 150 1 100 83% +250

Note: La demande numérique devrait connaître une croissance significative, stimulée par le développement des composants électroniques légers et des systèmes de stockage d'énergie avancés. La surcapacité actuelle devrait diminuer progressivement avec l'augmentation de la demande, notamment dans les secteurs de l'automobile électrique et de l'aéronautique légère. Les projections supposent une amélioration continue de l'efficacité énergétique des procédés existants et une adoption croissante de technologies plus vertes.

Matrice des risques

Extraction

Impact/Probabilité Faible Moyen Fort
Fort R1 R2
Moyen R5 R3 R4
Faible

Détail des risques :

  • R1 : Concentration géographique de la production (>85% en Chine) créant une vulnérabilité stratégique pour les chaînes d'approvisionnement occidentales
  • R2 : Impact environnemental du procédé Pidgeon dominant en Chine, avec d'importantes émissions de CO₂ (jusqu'à 25 tonnes de CO₂ par tonne de magnésium produite)
  • R3 : Fluctuations importantes des prix dues aux politiques industrielles chinoises et aux coûts énergétiques variables
  • R4 : Forte intensité énergétique de la production (tant pour l'électrolyse que pour la réduction thermique) exposant le secteur aux variations des prix de l'énergie
  • R5 : Développement potentiel de matériaux alternatifs dans certaines applications d'allègement (composites avancés, alliages d'aluminium optimisés)

Échelle d'évaluation: Impact de 1 (très faible) à 5 (très élevé); Probabilité de 1 (très faible) à 5 (très élevée).

(cette section sera remplie automatiquement)

(cette section sera remplie automatiquement)

Traitement

Impact/Probabilité Faible Moyen Fort
Fort R1 (Géopolitique-traitement) R6 (Énergétique)
Moyen R5 (Technologique) R2 (Environnemental) R3 (Économique)
Faible R4 (Substitution)

Détail des risques :

  • R1 : Concentration de la production en Chine (>70%) créant une vulnérabilité stratégique pour les chaînes industrielles occidentales - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R2 : Impact environnemental du procédé Pidgeon avec émissions élevées de CO₂ et consommation énergétique importante - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R3 : Volatilité des prix liée à la dominance chinoise et aux fluctuations des coûts énergétiques - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
  • R4 : Remplacement par des matériaux composites ou d'autres métaux légers dans certaines applications - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R5 : Développement de nouveaux procédés d'extraction et de traitement moins énergivores rendant obsolètes les installations existantes - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
  • R6 : Dépendance critique aux approvisionnements énergétiques (électricité, combustibles) pour la production, avec risques d'interruption ou d'augmentation des coûts - Impact fort (5/5), Probabilité forte (4/5)

(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. MineralInfo - Magnésium (Mg) - https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/magnesium-mg
  2. BRGM - Les ressources en minéraux de magnésium et leur métallurgie - http://infoterre.brgm.fr/rapports/79-SGN-146-MTX.pdf
  3. L'Élémentarium - Magnésium - https://lelementarium.fr/element-fiche/magnesium/
  4. Société Chimique de France - Magnésium - https://new.societechimiquedefrance.fr/produits/magnesium/
  5. Techniques de l'Ingénieur - Métallurgie du magnésium - https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/elaboration-et-recyclage-des-metaux-non-ferreux-42370210/metallurgie-du-magnesium-m2350/
  6. USGS - Magnesium Compounds - https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-magnesium-compounds.pdf
  7. Statista - Magnésite produite par pays du monde - https://fr.statista.com/statistiques/565289/principaux-pays-de-la-production-mondiale-de-magnesite/
  8. Techniques de l'Ingénieur - Extraction du magnésium métal - https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/elaboration-et-recyclage-des-metaux-non-ferreux-42370210/metallurgie-du-magnesium-m2350/extraction-du-magnesium-metal-m2350v2niv10005.html