17 KiB
Fiche minerai : Dysprosium
| Version | Date | Commentaire |
|---|---|---|
| 1.0 | 22 avril 2025 | Version initiale |
Présentation synthétique
Le dysprosium est un métal lanthanide rare de couleur blanc-argenté, découvert en 1886 par le Français Lecoq de Boisbaudran. Ce métal au nom issu du grec "dysprositos" (difficile à obtenir) se caractérise par sa malléabilité, sa ductilité, sa forte réactivité à l'air et à l'eau, et ses remarquables propriétés magnétiques. Classé parmi les terres rares lourdes, il est faiblement concentré dans la croûte terrestre (environ 0,3 ppm). Le dysprosium se distingue par sa capacité à renforcer considérablement la résistance à la démagnétisation à haute température des aimants permanents, propriété qui représente 98% de ses applications et en fait un élément stratégique pour les technologies de pointe. Sa production mondiale est largement dominée par la Chine, qui maintient une situation de quasi-monopole sur l'ensemble de la chaîne de valeur, depuis l'extraction jusqu'à la transformation en produits finis.
Secteurs d'utilisation
| Secteur | Type d'usage | Part estimée |
|---|---|---|
| Énergie renouvelable | Aimants permanents pour générateurs d'éoliennes (NdFeB) | 35 % |
| Automobile | Moteurs électriques pour véhicules (améliore la résistance thermique des aimants) | 30 % |
| Numérique | Disques durs, haut-parleurs, smartphones (aimants miniaturisés) | 15 % |
| Militaire | Systèmes de guidage de missiles et technologies radar | 10 % |
| Autres | Lasers médicaux, éclairage LED, réfrigération magnétique | 10 % |
Note : Répartition basée sur les applications industrielles dominantes (source : [1][7][11]).
Procédés de traitement
| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
|---|---|---|
| Extraction minière | Extraction des minerais contenant du dysprosium (principalement bastnæsite, monazite, xenotime et loparite) | 100% |
| Concentration | Enrichissement du minerai par flottation, séparation magnétique et gravimétrique | 95% |
| Lixiviation | Dissolution sélective dans des solutions acides (acide chlorhydrique, nitrique, acétique ou sulfurique) | 90% |
| Séparation primaire | Extraction liquide-liquide utilisant des extractants spécifiques (AAODMDP, D2EHPA, Cyphos IL 104 ou Cyanex 923) | 85% |
| Purification | Élimination des impuretés par précipitation sélective, échange d'ions ou extraction par solvant | 80% |
| Séparation du dysprosium | Séparation des autres terres rares par chromatographie à échange d'ions, exploitation de l'état d'oxydation IV du cérium | 75% |
| Désextraction | Récupération du dysprosium dans la phase aqueuse par agents de désextraction (EDTA, nitrate d'ammonium) | 70% |
| Précipitation | Formation de composés solides (oxalates, carbonates ou fluorures de dysprosium) | 65% |
| Calcination | Conversion des précipités en oxydes de dysprosium (Dy₂O₃) par traitement thermique | 60% |
| Réduction métallique | Réduction de l'oxyde ou des halogénures par calcium métallique sous atmosphère inerte (argon) | 55% |
Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion approximative de matière première qui passe à l'étape suivante.
Principaux producteurs - Extraction
Unités : tonnes/an
Total : 1835
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Part de marché |
|---|---|---|---|
| Chine | China Northern Rare Earth Group | Chine | 75 % |
| Chine | Total | Chine | 98 % |
| Australie | Northern Minerals | Australie | 2 % |
| Australie | Total | Australie | 2 % |
| États-Unis | MP Materials | États-Unis | 0 % |
| États-Unis | Total | États-Unis | 0 % |
Principaux pays - Réserves
Unités : tonnes
Total : 43000
| Pays d'implantation | Part de marché |
|---|---|
| Chine | 70 % |
| Australie | 14 % |
| Myanmar | 12 % |
| États-Unis | 5 % |
Principaux producteurs - Traitement
Unités : tonnes/an
Total : 900
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Origine du minerai | Part de marché |
|---|---|---|---|---|
| Chine | China Minmetals | Chine | Chine_geographique (95%) | 39 % |
| Chine | Northern Rare Earth | Chine | Chine_geographique (100%) | 20 % |
| Chine | Total | Chine | 59 % | |
| Malaisie | Lynas Advanced Materials | Australie | Australie_geographique (100%) | 13 % |
| Malaisie | Total | Malaisie | 13 % | |
| États-Unis | MP Materials | États-Unis | EtatsUnis_geographique (100%) | 10 % |
| États-Unis | Total | États-Unis | 10 % | |
| Estonie | NPM Silmet | Canada | 6 % | |
| Estonie | Total | Estonie | 6 % | |
| Inde | Indian Rare Earths | Inde | 5 % | |
| Inde | Total | Inde | 5 % | |
| Russie | Solikamsk Magnesium | Russie | 4 % | |
| Russie | Total | Russie | 4 % |
Note: La production de dysprosium est étroitement liée à celle des autres terres rares, créant une interdépendance complexe entre l'offre et la demande des différents éléments.
Chaîne de valeur et applications
| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Concentré de dysprosium | 60-70% Dy₂O₃ | - | 0% | Matière première pour raffinage | 100% | 1× |
| Oxyde de dysprosium | >99% Dy₂O₃ | - | 0% | Production de dérivés, additif pour céramiques | 100% | 5× |
| Fluorure/chlorure de dysprosium | >99% DyF₃/DyCl₃ | - | 0% | Intermédiaire pour production de métal | 100% | 4× |
| Dysprosium métal | >99% Dy | Composants pour stockage de données | 20% | Additif pour aimants permanents, alliages spéciaux | 80% | 15× |
| Poudre de dysprosium | 99,9% Dy | Cibles de pulvérisation pour électronique | 30% | Production d'aimants, métallurgie | 70% | 12× |
| Ferro-dysprosium | 75-80% Dy | - | 0% | Additif pour aimants Nd-Fe-B haute température | 100% | 8× |
| Alliages Nd-Fe-B dopés au Dy | 3-12% Dy | Disques durs, capteurs | 40% | Moteurs électriques, éoliennes, véhicules hybrides | 60% | 20× |
| Nanoparticules de Dy | >99,9% | Capteurs magnétiques, mémoires | 70% | Applications biomédicales, catalyseurs | 30% | 25× |
Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. L'utilisation dans les aimants permanents représente environ 98% de la consommation mondiale de dysprosium.
Projections 2025–2035 – Extraction
| Année | Demande Numérique | Demande Numérique (%) | Demande Autres Usages | Demande Autres (%) | Production | Recyclage | Déficit/Surplus |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2025 | 275 | 15 % | 1 565 | 85 % | 1 835 | 30 | +25 |
| 2030 | 385 | 16 % | 2 015 | 84 % | 2 100 | 60 | -240 |
| 2035 | 550 | 18 % | 2 500 | 82 % | 2 300 | 150 | -600 |
Projections basées sur un TCAC de 5.3 % [1][7]. Recyclage estimé à 1.5 % en 2025, 3 % en 2030, 6 % en 2035 (source : [7][13]).
Projections 2025-2035 - Traitement
| Année | Capacité de traitement (t) | Demande numérique (t) | Demande autres usages (t) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (t) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2025 | 1 100 | 200 | 850 | 95 | +50 |
| 2030 | 1 500 | 350 | 1 100 | 97 | +50 |
| 2035 | 1 800 | 450 | 1 300 | 97 | +50 |
Note: Les projections montrent une croissance soutenue de la demande, particulièrement pour les applications dans les aimants permanents destinés aux véhicules électriques et aux éoliennes.
Matrice des risques - Extraction
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
|---|---|---|---|
| Fort | - | R2 (Environnemental) | R1 (Géopolitique) |
| Moyen | R4 (Recyclage) | R3 (Social) | - |
| Faible | - | R5 (Climatique) | - |
Détails des risques :
- R1 (Géopolitique) : La Chine contrôle 98 % de la production, avec risques d'embargos [4][10].
- R2 (Environnemental) : 2 000 tonnes de déchets toxiques par tonne de dysprosium extraite [9][12].
- R3 (Social) : Conditions de travail dangereuses au Myanmar (exposition aux produits chimiques) [14].
- R4 (Recyclage) : Taux de recyclage actuel <2 %, dépendant d'innovations technologiques [7][13].
- R5 (Climatique) : Stress hydrique dans les régions minières (impact sur l'extraction) [12].
Matrice des risques - Traitement
| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
|---|---|---|---|
| Fort | R1 (Concentration géographique) | R2 (Limitations d'approvisionnement) | |
| Moyen | R3 (Substitution) | R4 (Environnemental) | R5 (Tensions géopolitiques) |
| Faible | R6 (Toxicité) |
Détail des risques :
- R1 : Concentration de la production en Chine (>70%), créant une vulnérabilité dans la chaîne d'approvisionnement - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
- R2 : Limitations d'approvisionnement liées à la production comme sous-produit et aux contraintes d'extraction - Impact fort (5/5), Probabilité forte (4/5)
- R3 : Développement de technologies alternatives réduisant la dépendance au dysprosium dans les aimants - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
- R4 : Impact environnemental des procédés d'extraction et de séparation des terres rares - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
- R5 : Restrictions commerciales et instabilités géopolitiques affectant les flux d'approvisionnement - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
- R6 : Risques sanitaires limités du dysprosium comparés à d'autres métaux lourds - Impact faible (2/5), Probabilité faible (1/5)
Composants numériques liés
Le dysprosium est utilisé dans des composants numériques à forte densité magnétique, où il renforce la stabilité thermique des aimants permanents (NdFeB). Il intervient notamment dans :
- Disques durs haute densité (têtes de lecture)
- Capteurs de position et de mouvement (robotique, automobile)
- Systèmes d’actionneurs miniatures (haptique, microsystèmes embarqués)
- Systèmes audio haute fidélité (aimants stabilisés en température)
- Composants de puissance embarqués (défense, transport)
Ces composants sont critiques pour les infrastructures de stockage, les systèmes cyberphysiques embarqués, et les capteurs de contrôle automatisé.
Score de Vulnérabilité Concurrentielle (IVC)
| Élément | Valeur |
|---|---|
| Ratio entre la croisssance hors numérique et numérique | 2 |
| Croissance demande | +8 % |
| Croissance production | +3 % |
| Tension marché | 5.0 % |
| Part usage numérique final | 20 % |
| Numérique embarqué | 30 % |
| Autres secteurs | 50 % |
| Ratio de concurrence | 4.0 |
| Niveau des réserves | Très limité |
| Pondération réserves | 1.8 |
| IVC calculé | 72.0 |
| Poids IVC | 4 – Vulnérabilité critique |
Le dysprosium est fortement capté par la filière électrification (EV, éolien). Le numérique (disques, capteurs, nanoparticules) pourrait subir des effets d’éviction. La pression sur la chaîne est durable.
Criticité de substituabilité
| Critère | Valeur estimée | Pondération | Score pondéré |
|---|---|---|---|
| Faisabilité technique | 0.7 | 40% | 0.28 |
| Délai de substitution | 0.7 | 30% | 0.21 |
| Impact économique | 0.7 | 30% | 0.21 |
| Score total pondéré | — | — | 0.70 |
Substitution possible mais complexe, coûteuse, et risquant d’altérer les performances des capteurs ou des disques durs haute densité. Niveau de criticité élevé.
Scénarios critiques projetés
Scénario 1 – Tensions géopolitiques Chine/Myanmar
- Type : Sanctions, embargo ou fermeture de frontière
- Impact : Rupture de flux entre sites miniers (Myanmar) et raffineurs chinois
- Effet : Baisse de disponibilité mondiale de Dy métal 4N
- Secteurs affectés : Aimants NdFeB, disques durs, composants militaires, capteurs de position
Scénario 2 – Incident industriel dans un centre de séparation
- Type : Contamination, incendie, accident chimique
- Impact : Arrêt d’un site de séparation ionique ou perte de lots
- Effet : Augmentation des prix ×2, redirection des flux vers applications stratégiques non numériques
- Secteurs affectés : Fabrication capteurs, robotique, défense, électronique embarquée
Sources utilisées
1. Sources institutionnelles et gouvernementales
- USGS - Mineral Commodity Summaries (2024)
- MineralInfo - Dysprosium (Dy) (2024)
- CEA - L'extraction liquide-liquide (2015)
2. Sources marché et industrie
- Future Market Insights - Dysprosium Market
- Mining Digital - Dysprosium Production
- Northern Minerals - First Producer Outside China (2023)
- Nasdaq - Rare Earths Reserves: Top 8 Countries
3. Sources scientifiques et académiques
- Busci - Étude de l'extraction du Dysprosium (2015)
- Semantic Scholar - Extraction Efficiency from Xenotime (2024)
- NCBI - Recovery and Separation from Waste Magnets (2022)
- NCBI - Enhanced Separation by Nonaqueous Solvent (2020)
4. Sources d’analyse, ONG et médias
- Yale E360 - Environmental Risks of Rare Earths
- Circularise - Rare Earths and Supply Chain Challenges
- Global Witness - Myanmar Rare Earth Boom
- Institut UTINAM - Dysprosium (2022)
- Seltene Erden Institut - Dysprosium powder 99,9%
Points de vigilance sur la cohérence des données
-
Extraction : la somme des parts par pays dans le tableau "Extraction" atteint 100 %, ce qui est cohérent. Cependant, les États-Unis sont mentionnés avec 0 %, ce qui suggère une production en développement mais encore marginale ou absente. À surveiller en cas d’évolution rapide du projet MP Materials.
-
Réserves : les pourcentages totalisent 101 %, ce qui peut s’expliquer par un arrondi cumulatif. Pas de contradiction majeure, mais le Myanmar (12 %) est présent ici alors qu’il n’apparaît pas dans les producteurs d’extraction. Cela suggère que ses ressources sont exploitées par des acteurs étrangers ou informels.
-
Traitement – Origine du minerai :
- NPM Silmet (Estonie) : le pays d'origine est le Canada, mais la part d'origine n'est pas précisée.
- Indian Rare Earths (Inde), Solikamsk Magnesium (Russie) : les origines ne sont pas précisées non plus.
→ Ces absences devraient être comblées par des hypothèses raisonnables ou une recherche complémentaire. À défaut, indiquer explicitement que la part est inconnue ou supposée faible (<5 %).
-
Origine incomplète par acteur : toutes les parts d’origine renseignées sont à 100 %, sauf :
- China Minmetals : 95 % depuis la Chine, les 5 % restants sont non spécifiés. Il faudrait rechercher une éventuelle diversification (ex. stock stratégique, importation depuis Myanmar ou recyclage domestique).
-
Cohérence Extraction / Traitement :
- Certains pays apparaissent dans le traitement sans être présents dans l’extraction (ex. Canada comme origine pour NPM Silmet).
- Cela est acceptable si le Canada est uniquement un pays d’origine du minerai, mais non un pays extracteur majeur selon les données consolidées.
-
Colonnes "Origine du minerai" vides : à traiter explicitement comme 0 % ou comme "non documenté". Toute cellule vide dans cette colonne devrait être justifiée ou complétée pour maintenir la traçabilité.