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Fiches/Documents/Minerai/Fiche minerai graphite.md

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minerai Graphite Graphite 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 graphite est l'une des formes allotropiques naturelles du carbone, avec une structure cristalline en feuillets (structure hexagonale) qui lui confère des propriétés uniques combinant caractéristiques métalliques (conductivité thermique et électrique) et non-métalliques (cristallisation en feuillets, dureté anisotrope). Matériau noir, tendre (dureté Mohs 1-2), à éclat sub-métallique et toucher onctueux, il se distingue par son excellente conductivité électrique et thermique, sa résistance aux températures extrêmes (sublimation à 3825°C à pression atmosphérique), son inertie chimique et ses propriétés lubrifiantes.

Le graphite existe sous deux formes principales : naturel (extrait de gisements miniers) et synthétique (produit par pyrolyse de matières carbonées). La transformation du graphite implique des procédés mécaniques et chimiques variés pour obtenir des produits aux caractéristiques adaptées à diverses applications industrielles, des simples mines de crayon aux technologies de pointe comme les batteries lithium-ion, en passant par les matériaux réfractaires et les lubrifiants industriels.

Procédés de traitement

Étape Description du procédé Part utilisée
Extraction minière Extraction du minerai brut contenant du graphite, généralement par méthodes à ciel ouvert ou souterraines classiques 100%
Concassage et broyage Concassage grossier pour le graphite en paillettes, broyage fin pour le graphite amorphe 95%
Classification Séparation par tamisage et classification pneumatique pour obtenir des fractions granulométriques spécifiques 90%
Enrichissement par flottation Séparation du graphite (naturellement hydrophobe) des gangues minérales par flottation, permettant d'enrichir des minerais à 5% jusqu'à des concentrés à 80-90% 85%
Séchage Élimination de l'humidité résiduelle des concentrés 80%
Purification chimique Traitement par acides (H₂SO₄, HNO₃, HCl, HF) pour éliminer les impuretés minérales (silice, carbonates, etc.) et atteindre des teneurs jusqu'à 99,95% de carbone 75%
Purification thermique Traitement à haute température (1000-3100°C) pour éliminer les impuretés volatiles 70%
Micronisation/Exfoliation Broyage fin par techniques spécifiques (jet milling, air milling, ball milling) pour obtenir des particules de taille contrôlée ou expansion du graphite 65%
Sphéroïdisation Traitement mécanique pour transformer les paillettes en particules sphériques (pour batteries) 60%
Traitements de surface Enrobage ou modification de surface pour applications spécifiques 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
Batteries Matériau d'anode dans les batteries lithium-ion pour véhicules électriques et stockage d'énergie 35%
Acier Agent réfractaire et lubrifiant dans la production d'acier 30%
Numérique Batteries pour appareils électroniques, dissipateurs thermiques, et fabrication de creusets pour wafers 10%
Lubrifiants Additif pour réduire la friction dans les applications industrielles 5%
Creusets (wafers) Fabrication de creusets en graphite pour la production de semi-conducteurs 5%
Autres Crayons, freins, piles à combustible, graphène 15%

Note : Les parts sont basées sur les données 2024. Le secteur numérique inclut les applications électroniques et les creusets pour wafers.

Extraction_Graphite:
  Chine_Extraction_Graphite:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 79%
    acteurs:
      ChinaMinmetals_Chine_Extraction_Graphite:
        nom_de_l_acteur: China Minmetals
        part_de_marche: 15%
        pays_d_origine: Chine
      QingdaoBlack_Chine_Extraction_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Qingdao Black Dragon Graphite
        part_de_marche: 10%
        pays_d_origine: Chine
  Bresil_Extraction_Graphite:
    nom_du_pays: Brésil
    part_de_marche: 5%
    acteurs:
      SouthStar_Bresil_Extraction_Graphite:
        nom_de_l_acteur: South Star Battery Metals
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Canada
  Mozambique_Extraction_Graphite:
    nom_du_pays: Mozambique
    part_de_marche: 6%
    acteurs:
      SyrahResources_Mozambique_Extraction_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Syrah Resources
        part_de_marche: 5%
        pays_d_origine: Australie
  Tanzanie_Extraction_Graphite:
    nom_du_pays: Tanzanie
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      WalkaboutResources_Tanzanie_Extraction_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Walkabout Resources
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Australie
  Madagascar_Extraction_Graphite:
    nom_du_pays: Madagascar
    part_de_marche: 6%
    acteurs:
      EtablissementGallois_Madagascar_Extraction_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Établissement Gallois
        part_de_marche: 3%
        pays_d_origine: Madagascar

Principaux producteurs - Extraction

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

Unités : t/an

Total : 1600000

Reserves_Graphite:
  Russie_Reserves_Graphite:
    nom_du_pays: Russie
    part_de_marche: 5%
    acteurs:
      {}
  Chine_Reserves_Graphite:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 28%
    acteurs:
      {}
  Mozambique_Reserves_Graphite:
    nom_du_pays: Mozambique
    part_de_marche: 9%
    acteurs:
      {}
  Inde_Reserves_Graphite:
    nom_du_pays: Inde
    part_de_marche: 3%
    acteurs:
      {}
  Tanzanie_Reserves_Graphite:
    nom_du_pays: Tanzanie
    part_de_marche: 6%
    acteurs:
      {}
  Bresil_Reserves_Graphite:
    nom_du_pays: Brésil
    part_de_marche: 26%
    acteurs:
      {}
  Madagascar_Reserves_Graphite:
    nom_du_pays: Madagascar
    part_de_marche: 9%
    acteurs:
      {}

Principaux pays - Réserves

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

Unités : t

Total : 280000000

Traitement_Graphite:
  Chine_Traitement_Graphite:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 79%
    acteurs:
      BTRNew_Chine_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: BTR New Energy
        part_de_marche: 16%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
      AoyuGraphite_Chine_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Aoyu Graphite
        part_de_marche: 20%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
  Madagascar_Traitement_Graphite:
    nom_du_pays: Madagascar
    part_de_marche: 5%
    acteurs:
      EtablissementsGallois_Madagascar_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Établissements Gallois
        part_de_marche: 3%
        pays_d_origine: France
        minerai_origine:
          pays: Madagascar
          pourcentage: 100%
      TirupatiGraphite_Madagascar_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Tirupati Graphite
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Inde
        minerai_origine:
          pays: Madagascar
          pourcentage: 100%
  Mozambique_Traitement_Graphite:
    nom_du_pays: Mozambique
    part_de_marche: 5%
    acteurs:
      SyrahResources_Mozambique_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Syrah Resources
        part_de_marche: 5%
        pays_d_origine: Australie
        minerai_origine:
          pays: Mozambique
          pourcentage: 100%
  Bresil_Traitement_Graphite:
    nom_du_pays: Brésil
    part_de_marche: 3%
    acteurs:
      Nacionalde_Bresil_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Nacional de Grafite
        part_de_marche: 3%
        pays_d_origine: Brésil
        minerai_origine:
          pays: Brésil
          pourcentage: 100%
  Allemagne_Traitement_Graphite:
    nom_du_pays: Allemagne
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      SGLCarbon_Allemagne_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: SGL Carbon
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Allemagne
  Canada_Traitement_Graphite:
    nom_du_pays: Canada
    part_de_marche: 1%
    acteurs:
      NorthernGraphite_Canada_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Northern Graphite
        part_de_marche: 1%
        pays_d_origine: Canada
      NouveauMonde_Canada_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Nouveau Monde Graphite
        part_de_marche: 1%
        pays_d_origine: Canada
  Russie_Traitement_Graphite:
    nom_du_pays: Russie
    part_de_marche: 1%
    acteurs:
      Uralgraphite_Russie_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Uralgraphite
        part_de_marche: 1%
        pays_d_origine: Russie
  Japon_Traitement_Graphite:
    nom_du_pays: Japon
    part_de_marche: 2%
    acteurs:
      TokaiCarbon_Japon_Traitement_Graphite:
        nom_de_l_acteur: Tokai Carbon
        part_de_marche: 2%
        pays_d_origine: Japon

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 : 1609000

Note: Les capacités indiquées représentent principalement la production de graphite naturel. Les données pour le graphite synthétique (environ 1,5 million de tonnes supplémentaires) ne sont pas entièrement incluses dans ce tableau. La Chine domine la production mondiale, représentant environ 79% de la production de graphite naturel.

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

Facteur Description Impact estimé (kt)
Pertes lors du traitement Pertes de matière pendant les étapes de concentration et purification ~10-15% de la production minière
Teneurs variables des gisements Les teneurs en graphite des gisements varient considérablement (5-30%), nécessitant le traitement de volumes variables pour une même production Rendements variables selon les gisements
Production de graphite synthétique Une part importante du marché (environ 60%) est constituée de graphite synthétique produit à partir d'autres sources carbonées, indépendamment de l'extraction minière ~1500 kt/an
Recyclage Récupération limitée à partir de rebuts industriels Impact mineur (<5%)

Note: La production mondiale de graphite naturel est d'environ 1,6 million de tonnes, tandis que la production de graphite synthétique est d'environ 1,5 million de tonnes, pour une consommation totale d'environ 3,1 millions de tonnes.

Chaîne de valeur et applications

Produit intermédiaire Pureté typique Applications numériques Part numérique Autres applications Part autres usages Valeur ajoutée relative
Concentré standard 80-90% C - 0% Matière première pour purification 100% 1×
Concentré purifié 95-98% C - 0% Réfractaires, fonderie, métallurgie 100% 2×
Graphite de haute pureté 99-99,5% C Anodes de batteries 70% Applications nucléaires, électrodes 30% 5×
Graphite ultra-pur >99,95% C Semi-conducteurs, électronique de pointe 90% Applications scientifiques 10% 15×
Graphite expansé >98% C Dissipateurs thermiques pour électronique 50% Joints d'étanchéité, matériaux d'isolation 50% 6×
Graphite sphérique >99,95% C Anodes pour batteries lithium-ion 100% - 0% 20×
Graphite colloïdal >99% C Lubrifiants pour composants électroniques 40% Lubrifiants industriels, peintures 60% 8×
Graphène >99,9% C Composants électroniques avancés 90% Matériaux composites 10% 100×

Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. La valeur ajoutée est calculée par rapport au prix du concentré standard initial.

Projections 2025-2035

Extraction

Année Demande Numérique (tonnes) Demande numérique (%) Demande Autres Usages (tonnes) Demande Autres usages (%) Production (tonnes) Recyclage (tonnes) Déficit/Surplus (tonnes)
2025 160 000 10% 1 440 000 90% 1 600 000 16 000 -24 000
2030 275 000 12% 2 025 000 88% 2 200 000 50 000 -150 000
2035 450 000 15% 2 550 000 85% 2 800 000 120 000 -380 000

Méthode de calcul :

  • Demande totale : TCAC de 6,7% (source : Grand View Research).
  • Recyclage : TCAC de 9,1% (source : Allied Market Research).
  • Déficit = (Production + Recyclage) - Demande totale.

Traitement

Année Capacité de traitement (kt) Demande numérique (kt) Demande autres usages (kt) Taux d'utilisation des capacités (%) Déficit/Surplus (kt)
2025 3 500 1 600 1 800 97 +100
2030 4 800 2 600 2 100 98 +100
2035 6 000 3 700 2 200 98 +100

Note: Les projections montrent une croissance rapide de la demande numérique, principalement pour les batteries lithium-ion destinées aux véhicules électriques et au stockage d'énergie. La capacité de production devrait s'adapter progressivement à cette demande croissante, avec un léger surplus maintenu.

Matrice des risques

Extraction

Impact / Probabilité Faible Moyen Fort
Fort - R3 R1, R2
Moyen - R5 R4
Faible R6 - -

Détail des risques :

  • R1 : Dépendance à la Chine (77% de la production, 93% du raffinage).
  • R2 : Déficit mondial projeté de 777 000 tonnes d'ici 2030.
  • R3 : Instabilité géopolitique en Afrique (Madagascar, Mozambique).
  • R4 : Faible score ESG des mines (IEA).
  • R5 : Concurrence avec l'acier et les batteries pour l'accès au graphite.
  • R6 : Recyclage limité (seulement 9% du marché en 2033).

Classification :

  • Impact : Basé sur l'effet sur les prix et la disponibilité.
  • Probabilité : Basé sur les tendances géopolitiques et technologiques.

(cette section sera remplie automatiquement)

(cette section sera remplie automatiquement)

Traitement

Impact/Probabilité Faible Moyen Fort
Fort R1 (Concentration géographique) R2 (Demande batteries)
Moyen R3 (Substitution) R4 (Environnemental) R5 (Qualité)
Faible R6 (Technologique)

Détail des risques :

  • R1 : Concentration de la production en Chine (>79% pour le graphite naturel), créant une vulnérabilité géopolitique - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R2 : Croissance explosive de la demande pour les batteries lithium-ion dépassant les capacités d'adaptation de l'offre - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
  • R3 : Développement de technologies alternatives pour les batteries ne nécessitant pas de graphite - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
  • R4 : Impact environnemental des procédés de purification, notamment l'utilisation d'acide fluorhydrique - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R5 : Difficultés à maintenir la qualité constante requise pour les applications high-tech - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
  • R6 : Obsolescence des procédés de traitement actuels face à l'émergence de nouvelles technologies - 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 utilisées

  1. Graphite Market Report (Grand View Research, 2024)
  2. Top Graphite-Producing Countries (Investing News, 2024)
  3. Graphite Supply Gaps (Mining Technology, 2024)
  4. Recyclage du graphite (Allied Market Research, 2024)
  5. Restrictions chinoises (GraphiteHub, 2024)
  6. Projections de demande (Research and Markets, 2025)
  7. MineralInfo - "Le graphite" (2012) - https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2023-03/brgm_plaquette_graphite_2012.pdf
  8. La SIM - "Fiches détaillées - Graphite" - https://www.lasim.fr.nf/images/doc_gratuite/graphite.pdf
  9. Asbury Carbons - "Fiche de données de sécurité: Graphite naturel" (2020) - https://sds.chemtel.net/docs/Asbury Carbons Inc-0001931/Site SDS/SDS Natural Graphite Fine less than 95C - French - EU.pdf
  10. Di-Corp - "Fiche de données de sécurité: Graphite Powder" - https://www.di-corp.com/wp-content/uploads/2023/03/SDS_Graphite_Powder_FR.PDF
  11. L'Élémentarium - "Graphite" (2025) - https://lelementarium.fr/product/graphite/
  12. MineralInfo - "Le graphite naturel (C) – éléments de criticité" - https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2023-03/fiche_criticite_graphite_naturel_170109.pdf
  13. WO2001062666A1 - "Purification en surface du graphite naturel et effet des impuretes sur le broyage et la distribution granulometrique" - https://patents.google.com/patent/WO2001062666A1/fr
  14. USGS - "Mineral Commodity Summaries: Graphite" (2023)