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20 KiB
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type_fiche: minerai
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produit: Titane
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schema: Titane
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version: 1.0
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date: 2025-04-22
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commentaire: Version initiale
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auteur: Stéphan Peccini
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sources_communes:
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- Objectif_final_v0-7.pdf §2 (méthodologie de calcul)
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- …
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# Fiche {{ type_fiche }} {{ produit }}
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| Version | Date | Commentaire |
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| :-- | :-- | :-- |
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| {{ version }} | {{ date }} | {{ commentaire }} |
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## Présentation synthétique
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Le titane est un métal de transition léger, résistant et de couleur gris argenté qui présente des propriétés exceptionnelles expliquant son importance stratégique. Avec une densité de 4,51 g/cm³ (environ 60% de celle de l'acier), une excellente résistance mécanique et une remarquable résistance à la corrosion grâce à sa couche d'oxyde protectrice naturelle, le titane offre le meilleur rapport résistance/poids parmi les métaux structurels. Sa biocompatibilité en fait un matériau de choix pour les applications médicales, tandis que sa tenue en température jusqu'à 400°C et sa résistance aux environnements agressifs lui permettent de s'imposer dans les secteurs aéronautique et chimique. La transformation du titane à partir de ses minerais (principalement le rutile et l'ilménite) nécessite des procédés métallurgiques complexes et énergivores, notamment le procédé Kroll, dominant depuis les années 1950. Les traitements thermiques et de surface du titane requièrent des précautions particulières en raison de sa réactivité avec l'oxygène, l'azote et l'hydrogène à haute température, ce qui nécessite l'utilisation d'atmosphères contrôlées ou protectrices. La grande "hérédité structurale" du titane, c'est-à-dire la conservation de ses caractéristiques microstructurales au cours des transformations, rend ses propriétés finales fortement dépendantes de l'historique complet des traitements subis.
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## Procédés de traitement
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| Étape | Description du procédé | Part utilisée |
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| :-- | :-- | :-- |
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| Extraction minière | Extraction des minerais de titane (principalement rutile TiO₂ et ilménite FeTiO₃) | 100% |
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| Enrichissement | Concentration du minerai pour éliminer les impuretés et augmenter la teneur en titane | 95% |
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| Carbochloration | Conversion du TiO₂ en tétrachlorure de titane (TiCl₄) par réaction avec le chlore et le carbone à 800-1000°C selon: TiO₂ + 2C + 2Cl₂ → TiCl₄ + 2CO | 90% |
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| Purification | Distillation fractionnée du TiCl₄ pour éliminer les impuretés | 98% |
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| Réduction Kroll | Réduction du TiCl₄ par le magnésium à 800-850°C en atmosphère inerte selon: TiCl₄ + 2Mg → Ti + 2MgCl₂ | 85% |
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| Récupération de l'éponge | Séparation du titane (forme d'éponge poreuse) du chlorure de magnésium par distillation sous vide ou lixiviation acide | 99% |
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| Compactage/fusion | Fusion de l'éponge en lingots dans un four à arc sous vide ou sous argon | 97% |
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| Refusion | Refusions multiples pour assurer l'homogénéité et éliminer les inclusions | 99% |
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| Transformation primaire | Forgeage, laminage pour obtenir des produits semi-finis (barres, plaques, tôles) | 92% |
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| Traitements thermiques | Recuits, détensionnements, traitements de mise en solution et vieillissement selon l'alliage et les propriétés souhaitées | 99% |
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| Traitements de surface | Anodisation, nitruration, décapage chimique, dégraissage, etc. selon les applications finales | 99% |
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_Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion approximative de matière première qui passe à l'étape suivante._
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## Secteurs d'utilisation
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| Secteur | Type d'usage | Part estimée |
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| :-- | :-- | :-- |
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| Numérique | Fabrication de composants électroniques spécifiques, connecteurs résistants à la corrosion et applications pour le stockage de données | 1% |
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| Pigments | Production de dioxyde de titane (TiO₂) comme pigment blanc pour peintures, plastiques, papiers et encres d'impression | 94% |
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| Aérospatial | Fabrication d'alliages légers à haute résistance pour structures d'aéronefs, moteurs et composants spatiaux | 3% |
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| Médical | Implants biocompatibles pour prothèses articulaires, instruments chirurgicaux et dispositifs médicaux | 1% |
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| Industrie chimique | Équipements résistants à la corrosion pour installations pétrolières, désalinisation et transformation chimique | 1% |
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_Note: La répartition montre que l'usage principal est sous forme d'oxyde de titane (pigment) plutôt que de métal. Le secteur numérique utilise principalement du titane métallique pour des applications spécifiques nécessitant résistance à la corrosion et légèreté._
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```yaml
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Extraction_Titane:
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Inde_Extraction_Titane:
|
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nom_du_pays: Inde
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part_de_marche: 4%
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||
acteurs:
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IndianRare_Inde_Extraction_Titane:
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||
nom_de_l_acteur: Indian Rare Earths Limited
|
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part_de_marche: 3%
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||
pays_d_origine: Inde
|
||
Chine_Extraction_Titane:
|
||
nom_du_pays: Chine
|
||
part_de_marche: 15%
|
||
acteurs:
|
||
PangangGroup_Chine_Extraction_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Pangang Group Vanadium Titanium
|
||
part_de_marche: 10%
|
||
pays_d_origine: Chine
|
||
Australie_Extraction_Titane:
|
||
nom_du_pays: Australie
|
||
part_de_marche: 20%
|
||
acteurs:
|
||
IlukaResources_Australie_Extraction_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Iluka Resources
|
||
part_de_marche: 9%
|
||
pays_d_origine: Australie
|
||
Ukraine_Extraction_Titane:
|
||
nom_du_pays: Ukraine
|
||
part_de_marche: 5%
|
||
acteurs:
|
||
ValkiIlmenit_Ukraine_Extraction_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: ValkiIlmenit
|
||
part_de_marche: 3%
|
||
pays_d_origine: Ukraine
|
||
AfriqueDuSud_Extraction_Titane:
|
||
nom_du_pays: Afrique du Sud
|
||
part_de_marche: 24%
|
||
acteurs:
|
||
RichardsBay_AfriqueDuSud_Extraction_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Richards Bay Minerals
|
||
part_de_marche: 12%
|
||
pays_d_origine: Royaume-Uni
|
||
Canada_Extraction_Titane:
|
||
nom_du_pays: Canada
|
||
part_de_marche: 5%
|
||
acteurs:
|
||
RioTinto_Canada_Extraction_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Rio Tinto Fer et Titane
|
||
part_de_marche: 5%
|
||
pays_d_origine: Royaume-Uni
|
||
```
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||
## 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 : 9200000
|
||
|
||
```yaml
|
||
Reserves_Titane:
|
||
AfriqueDuSud_Reserves_Titane:
|
||
nom_du_pays: Afrique du Sud
|
||
part_de_marche: 24%
|
||
acteurs:
|
||
{}
|
||
Australie_Reserves_Titane:
|
||
nom_du_pays: Australie
|
||
part_de_marche: 23%
|
||
acteurs:
|
||
{}
|
||
Inde_Reserves_Titane:
|
||
nom_du_pays: Inde
|
||
part_de_marche: 11%
|
||
acteurs:
|
||
{}
|
||
Chine_Reserves_Titane:
|
||
nom_du_pays: Chine
|
||
part_de_marche: 31%
|
||
acteurs:
|
||
{}
|
||
Ukraine_Reserves_Titane:
|
||
nom_du_pays: Ukraine
|
||
part_de_marche: 1%
|
||
acteurs:
|
||
{}
|
||
Canada_Reserves_Titane:
|
||
nom_du_pays: Canada
|
||
part_de_marche: 4%
|
||
acteurs:
|
||
{}
|
||
Mozambique_Reserves_Titane:
|
||
nom_du_pays: Mozambique
|
||
part_de_marche: 2%
|
||
acteurs:
|
||
{}
|
||
```
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||
## Principaux pays - Réserves
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||
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||
<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-RESERVES -->
|
||
| Pays d'implantation | Part de marché |
|
||
| :-- | :-- |
|
||
*(cette section sera remplie automatiquement)*
|
||
<!---- AUTO-END:TABLEAU-RESERVES -->
|
||
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||
Unités : t
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||
Total : 750000000
|
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||
```yaml
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||
Traitement_Titane:
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Inde_Traitement_Titane:
|
||
nom_du_pays: Inde
|
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part_de_marche: 6%
|
||
acteurs:
|
||
KeralaMinerals_Inde_Traitement_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Kerala Minerals
|
||
part_de_marche: 6%
|
||
pays_d_origine: Inde
|
||
minerai_origine:
|
||
pays: Inde
|
||
pourcentage: 100%
|
||
Chine_Traitement_Titane:
|
||
nom_du_pays: Chine
|
||
part_de_marche: 18%
|
||
acteurs:
|
||
BaojiTitanium_Chine_Traitement_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Baoji Titanium
|
||
part_de_marche: 10%
|
||
pays_d_origine: Chine
|
||
minerai_origine:
|
||
pays: Chine
|
||
pourcentage: 60%
|
||
minerai_origine_2:
|
||
pays: Australie
|
||
pourcentage: 25%
|
||
YunhaiSpecial_Chine_Traitement_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Yunhai Special Metals
|
||
part_de_marche: 8%
|
||
pays_d_origine: Chine
|
||
minerai_origine:
|
||
pays: Chine
|
||
pourcentage: 75%
|
||
minerai_origine_2:
|
||
pays: Australie
|
||
pourcentage: 15%
|
||
Ukraine_Traitement_Titane:
|
||
nom_du_pays: Ukraine
|
||
part_de_marche: 6%
|
||
acteurs:
|
||
ZaporozhyeTitanium_Ukraine_Traitement_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Zaporozhye Titanium
|
||
part_de_marche: 6%
|
||
pays_d_origine: Ukraine
|
||
minerai_origine:
|
||
pays: Ukraine
|
||
pourcentage: 90%
|
||
Russie_Traitement_Titane:
|
||
nom_du_pays: Russie
|
||
part_de_marche: 25%
|
||
acteurs:
|
||
VSMPOAVISMA_Russie_Traitement_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: VSMPOAVISMA
|
||
part_de_marche: 25%
|
||
pays_d_origine: Russie
|
||
minerai_origine:
|
||
pays: Ukraine
|
||
pourcentage: 20%
|
||
Japon_Traitement_Titane:
|
||
nom_du_pays: Japon
|
||
part_de_marche: 11%
|
||
acteurs:
|
||
TohoTitanium_Japon_Traitement_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Toho Titanium
|
||
part_de_marche: 11%
|
||
pays_d_origine: Japon
|
||
minerai_origine:
|
||
pays: Inde
|
||
pourcentage: 10%
|
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minerai_origine_2:
|
||
pays: Australie
|
||
pourcentage: 55%
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Kazakhstan_Traitement_Titane:
|
||
nom_du_pays: Kazakhstan
|
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part_de_marche: 9%
|
||
acteurs:
|
||
UKTMP_Kazakhstan_Traitement_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: UKTMP
|
||
part_de_marche: 9%
|
||
pays_d_origine: Kazakhstan
|
||
EtatsUnis_Traitement_Titane:
|
||
nom_du_pays: États-Unis
|
||
part_de_marche: 15%
|
||
acteurs:
|
||
Timet_EtatsUnis_Traitement_Titane:
|
||
nom_de_l_acteur: Timet
|
||
part_de_marche: 15%
|
||
pays_d_origine: États-Unis
|
||
minerai_origine:
|
||
pays: Inde
|
||
pourcentage: 15%
|
||
minerai_origine_2:
|
||
pays: Australie
|
||
pourcentage: 40%
|
||
minerai_origine_3:
|
||
pays: Afrique du Sud
|
||
pourcentage: 30%
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```
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## Principaux producteurs - Traitement
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<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-TRAITEMENT -->
|
||
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Origine du minerai | Part de marché |
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||
| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
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||
*(cette section sera remplie automatiquement)*
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||
<!---- AUTO-END:TABLEAU-TRAITEMENT -->
|
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Unités : t/an
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Total : 159000
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_Note: Les capacités indiquent la production d'éponge de titane et de produits transformés. La baisse de production en Ukraine due au conflit a modifié les parts de marché depuis 2022._
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## Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement
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| Facteur | Description | Impact estimé (t) |
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| :-- | :-- | :-- |
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| Recyclage | Le titane est hautement recyclable, les chutes d'usinage et de fabrication sont réintroduites dans le processus | ~35 000 t/an |
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| Efficacité du procédé Kroll | Procédé complexe et relativement inefficace avec pertes significatives | Rendement global ~45-50% |
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| Sous-capacité | Nombre important d'installations fonctionnant sous leur capacité nominale | ~15-20% de la capacité installée |
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| Stock stratégique | Gestion des stocks par les pays producteurs pour raisons stratégiques | ±10 000 t/an (variable) |
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| Qualité variable des minerais | Variation importante des teneurs en TiO₂ des différentes sources | Impact sur l'efficacité d'extraction |
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_Note: La capacité totale de traitement excède légèrement la production effective en raison des facteurs d'inefficacité du procédé et de sous-utilisation des installations._
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## Chaîne de valeur et applications
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| Produit intermédiaire | Pureté typique | Applications numériques | Part numérique | Autres applications | Part autres usages | Valeur ajoutée relative |
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| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
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| Éponge de titane | 99-99,5% | - | 0% | Matière première pour la fusion | 100% | 1× |
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| Titane commercialement pur (grades 1-4) | 99,5+% | Boîtiers de serveurs, disques durs | 15% | Applications chimiques, médicales, marines | 85% | 1,5× |
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| Alliage Ti-6Al-4V (TA6V) | - | Boîtiers d'ordinateurs, smartphones haut de gamme | 20% | Aéronautique, prothèses médicales, automobile | 80% | 2,5× |
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||
| Alliages β-métastables | - | Blindage électromagnétique pour électronique | 25% | Aéronautique, ressorts, applications médicales | 75% | 3× |
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| Titane nitruré (TiN) | - | Contacts électriques, barrières de diffusion | 65% | Outils de coupe, pièces d'usure | 35% | 4× |
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| Titane anodisé | - | Boîtiers d'appareils électroniques | 70% | Bijouterie, médical, décoration | 30% | 2× |
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| Poudres de titane | 99,9+% | Fabrication additive d'électronique, encres conductrices | 35% | Fabrication additive aérospatiale, médicale | 65% | 5× |
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_Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique._
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## Projections 2025-2035
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### Extraction
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| Année | Dem. numérique (t) | Part | Dem. autres (t) | Part | Production (t) | Recyclage (t) | Déficit/Surplus |
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| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
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| 2025 | 100 000 | 1% | 9 900 000 | 99% | 9 500 000 | 800 000 | +300 000 |
|
||
| 2030 | 150 000 | 1,4% | 10 850 000 | 98,6% | 10 300 000 | 1 000 000 | +300 000 |
|
||
| 2035 | 220 000 | 1,9% | 11 780 000 | 98,1% | 11 100 000 | 1 300 000 | +400 000 |
|
||
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||
_Projections basées sur un taux de croissance annuel de 1,7% pour la production globale (source: MineralInfo), avec une croissance plus rapide (8% par an) pour le secteur numérique. Le recyclage du titane est relativement limité mais en progression. Le déficit/surplus est calculé selon la formule: Production + Recyclage - Demande numérique - Demande autres._
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### Traitement
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| Année | Capacité de traitement (kt) | Demande numérique (kt) | Demande autres usages (kt) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (kt) |
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| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
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| 2025 | 180 | 18 | 157 | 97 | +5 |
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| 2030 | 210 | 28 | 185 | 102 | -3 |
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| 2035 | 250 | 40 | 215 | 102 | -5 |
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_Note: Les projections montrent une croissance de la demande numérique, notamment pour les appareils mobiles haut de gamme et les infrastructures de serveurs, créant une pression sur l'approvisionnement à moyen terme._
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## Matrice des risques
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### Extraction
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| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
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| :-- | :-- | :-- | :-- |
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| Fort | | R1 (Géopolitique) | |
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| Moyen | R4 (Technologique) | R2 (Environnemental) | R3 (Marché) |
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| Faible | R5 (Social) | | |
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Détail des risques :
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- R1 : Concentration de la transformation du titane métallique en Chine, Russie et Japon créant une vulnérabilité d'approvisionnement - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
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- R2 : Impact environnemental de l'extraction des sables minéraux et du traitement des minerais - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
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- R3 : Volatilité des prix liée aux fluctuations de la demande industrielle, notamment aérospatiale - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
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||
- R4 : Développement de substituts pour certaines applications spécifiques - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
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||
- R5 : Tensions sociales dans certaines zones d'extraction minière - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)
|
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||
_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._
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<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-EXTRACTION -->
|
||
*(cette section sera remplie automatiquement)*
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<!---- AUTO-END:SECTION-IHH-EXTRACTION -->
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||
<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-RESERVES -->
|
||
*(cette section sera remplie automatiquement)*
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||
<!---- AUTO-END:SECTION-IHH-RESERVES -->
|
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||
### Traitement
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| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
|
||
| :-- | :-- | :-- | :-- |
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| Fort | | R1 (Concentration géopolitique) | R2 (Coût énergétique) |
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||
| Moyen | R3 (Procédés alternatifs) | R4 (Substitution) | R5 (Réglementations environnementales) |
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| Faible | R6 (Toxicité) | | |
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Détail des risques :
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- R1 : Concentration de la production d'éponge de titane dans un nombre limité de pays avec implications géopolitiques - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
|
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- R2 : Forte dépendance aux coûts énergétiques pour le procédé Kroll énergivore - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)
|
||
- R3 : Développement de procédés d'extraction alternatifs plus efficaces (électrolyse directe) - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
|
||
- R4 : Substitution par des alliages d'aluminium ou aciers haute performance - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
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||
- R5 : Renforcement des réglementations sur les processus d'extraction et de traitement à forte empreinte environnementale - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
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||
- R6 : Faible toxicité du titane métallique mais présence de sous-produits chlorés dans le processus - Impact faible (2/5), Probabilité faible (1/5)
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<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-TRAITEMENT -->
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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<!---- AUTO-END:SECTION-IHH-TRAITEMENT -->
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## Risque de substituabilité
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<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-ICS-MINERAI -->
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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<!---- AUTO-END:SECTION-ICS-MINERAI -->
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<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-ICS-COMPOSANT-MINERAI -->
|
||
*(cette section sera remplie automatiquement)*
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<!---- AUTO-END:SECTION-ICS-COMPOSANT-MINERAI -->
|
||
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||
## Vulnérabilité de concurrence
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<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IVC-MINERAI -->
|
||
*(cette section sera remplie automatiquement)*
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<!---- AUTO-END:SECTION-IVC-MINERAI -->
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||
## Sources
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||
1. MineralInfo - Titane (Ti) - https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/titane-ti
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||
2. L'Élémentarium - Titane - https://lelementarium.fr/element-fiche/titane-2/
|
||
3. Wikipédia - Titane - https://fr.wikipedia.org/wiki/Titane
|
||
4. Géologie Science - Minerai de titane - https://fr.geologyscience.com/ore-minerals/titanium-ore/
|
||
5. Gouvernement du Québec - Titane - https://vitrinelinguistique.oqlf.gouv.qc.ca/fiche-gdt/fiche/8400795/titane
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6. L'Encyclopédie Canadienne - Titane - https://www.thecanadianencyclopedia.ca/fr/article/titane
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7. MineralInfo - Le titane (Ti) – éléments de criticité - https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2023-03/fiche_criticite_titane_171017.pdf
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8. TITANIUM SERVICES - Caractéristiques technique du Titane - https://www.titane-services.eu/Caracteristiques-technique-du-Titane
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1. Bodycote - "Traitement thermique du titane et de ses alliages" (2018) - https://www.bodycote.com/wp-content/uploads/2018/02/FICHE_traitement_titane-7Juin12.pdf
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2. Geology Science - "Minerai de titane (Ti) | Minéraux, Formation, Occurrence, Dépôts" (2023) - https://fr.geologyscience.com/ore-minerals/titanium-ore/
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3. Wikipedia - "Kroll process" (2005) - https://en.wikipedia.org/wiki/Kroll_process
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4. Kaysuns - "Traitement thermique du titane et des alliages de titane" (2022) - https://www.kaysuns.com/fr/blog/traitement-thermique-du-titane-et-des-alliages-de-titane/
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5. PolyMedia - "Traitement de surface du titane et de ses alliages par voie humide" (2020) - https://www.polymedia.ch/fr/traitement-de-surface-du-titane-et-de-ses-alliages-par-voie-humide/
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6. Thermi-Lyon - "Quel traitement pour du titane ?" (2024) - https://www.groupe-thermi-lyon.com/blog/traitement-titane/
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7. Wikipedia - "Titane" (2002) - https://fr.wikipedia.org/wiki/Titane
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8. Kyocera SGS Europe - "Titanium Production Processes" - https://kyocera-sgstool.co.uk/titanium-resources/titanium-information-everything-you-need-to-know/titanium-production-processes/
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9. A3TS - "Anodisation du titane" (2022) - https://www.a3ts.org/fiches-procedes/anodisation-du-titane
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10. Institut für Seltene Erden - "Prix, occurrence, extraction et utilisations du titane" (2021) - https://fr.institut-seltene-erden.de/seltene-erden-und-metalle/strategische-metalle-2/titan/
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11. Metal-Ti - "5 applications du titane dans l'industrie du raffinage" (2024) - https://fr.metal-ti.net/news/5-applications-titanium-in-refining-industry-80635616.html
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12. Techniques de l'Ingénieur - "Traitements thermiques des alliages de titane" (2024) - https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/materiaux-th11/traitements-thermiques-des-aciers-des-alliages-et-des-fontes-42364210/traitements-thermiques-des-alliages-de-titane-m1335/traitements-d-adoucissement-m1335v3niv10005.html
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