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type_fiche: minerai
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produit: Germanium
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schema: Germanium
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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 germanium est un métalloïde gris-blanc, élément numéro 32 du tableau périodique, découvert en 1886 par Clemens Winkler. Ni vraiment métal ni non-métal, il se distingue par ses propriétés semi-conductrices exceptionnelles qui en font un matériau stratégique pour l'électronique avancée. Sa production est principalement issue de deux sources : comme sous-produit de la métallurgie du zinc (environ 80%) et, dans une moindre mesure, du traitement des cendres de certains charbons. Le traitement du germanium implique des procédés hydrométallurgiques complexes suivis de multiples étapes de purification pour atteindre les niveaux de pureté extrêmes (jusqu'à 99,99999%) requis pour les applications électroniques. L'affinité chimique du germanium pour l'oxygène nécessite des précautions particulières lors de sa manipulation. Les technologies de traitement ont considérablement évolué depuis les années 1950, notamment avec le développement de la fusion de zone qui permet d'obtenir des monocristaux d'une pureté sans précédent, avec seulement un atome d'impureté pour 10^10 atomes de germanium.
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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 primaire | Récupération du germanium à partir des résidus de calcination des minerais de zinc (0,5% Ge) ou traitement des cendres de certains charbons | 100% |
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| Lixiviation | Attaque des résidus par solutions acides (acide sulfurique) pour solubiliser le germanium sous forme Ge(IV) | 100% |
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| Extraction sélective | Extraction liquide-liquide avec extractants organiques spécifiques (β-dodécényl-hydroxy-8-quinoléine/Kelex 100) en milieu acide (pH<2) | 90% |
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| Purification intermédiaire | Lavage de la phase organique avec de l'eau pour éliminer les impuretés métalliques (zinc, fer) | 85% |
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| Élution | Récupération du germanium par contact avec solution alcaline (NaOH 1-3M) ou acide fluorhydrique dilué (1-10%) | 80% |
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| Chloration | Conversion en tétrachlorure de germanium (GeCl₄) par traitement avec chlore ou acide chlorhydrique | 75% |
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| Hydrolyse et réduction | Hydrolyse du GeCl₄ en GeO₂, puis réduction par hydrogène pour obtenir du germanium métallique | 70% |
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| Purification finale | Fusion de zone pour atteindre des puretés extrêmes (1 atome d'impureté pour 10^10 atomes de germanium) | 65% |
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_Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion du germanium initial qui passe par chaque étape. La diminution progressive reflète les pertes inhérentes au processus et les dérivations vers certaines applications spécifiques qui n'exigent pas les niveaux de pureté les plus élevés._
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```yaml
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Extraction_Germanium:
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Chine_Extraction_Germanium:
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nom_du_pays: Chine
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part_de_marche: 94%
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acteurs:
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YunnanChihong_Chine_Extraction_Germanium:
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nom_de_l_acteur: Yunnan Chihong Germanium and Zinc Co Ltd
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part_de_marche: 20%
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pays_d_origine: Chine
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||
YunnanLincang_Chine_Extraction_Germanium:
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nom_de_l_acteur: Yunnan Lincang Xinyuan Germanium Industry Co Ltd
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part_de_marche: 19%
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||
pays_d_origine: Chine
|
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Russie_Extraction_Germanium:
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||
nom_du_pays: Russie
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part_de_marche: 4%
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acteurs:
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JSCGermanium_Russie_Extraction_Germanium:
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nom_de_l_acteur: JSC Germanium
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part_de_marche: 4%
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pays_d_origine: Russie
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EtatsUnis_Extraction_Germanium:
|
||
nom_du_pays: États-Unis
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part_de_marche: 1%
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acteurs:
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TeckResources_EtatsUnis_Extraction_Germanium:
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||
nom_de_l_acteur: Teck Resources
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part_de_marche: 1%
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pays_d_origine: Canada
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||
```
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## Principaux producteurs - Extraction
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<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-EXTRACTION -->
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||
| **Pays d'implantation** | **Entreprise** | **Pays d'origine** | **Part de marché** |
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| :-- | :-- | :-- | :-- |
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||
*(cette section sera remplie automatiquement)*
|
||
<!---- AUTO-END:TABLEAU-EXTRACTION -->
|
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**Unités** : t/an
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**Total** : 180
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```yaml
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Reserves_Germanium:
|
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Chine_Reserves_Germanium:
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||
nom_du_pays: Chine
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part_de_marche: 92%
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||
acteurs:
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{}
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```
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## Principaux pays - Réserves
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<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-RESERVES -->
|
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| **Pays d'implantation** | **Part de marché** |
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| :-- | :-- |
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||
*(cette section sera remplie automatiquement)*
|
||
<!---- AUTO-END:TABLEAU-RESERVES -->
|
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||
**Unités** : t
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**Total** : 380000
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```yaml
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Traitement_Germanium:
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Japon_Traitement_Germanium:
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nom_du_pays: Japon
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part_de_marche: 5%
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acteurs:
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TeckResources_Japon_Traitement_Germanium:
|
||
nom_de_l_acteur: Teck Resources
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||
part_de_marche: 5%
|
||
pays_d_origine: Canada
|
||
Chine_Traitement_Germanium:
|
||
nom_du_pays: Chine
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part_de_marche: 50%
|
||
acteurs:
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YunnanGermanium_Chine_Traitement_Germanium:
|
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nom_de_l_acteur: Yunnan Germanium
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part_de_marche: 30%
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||
pays_d_origine: Chine
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YunnanChihong_Chine_Traitement_Germanium:
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||
nom_de_l_acteur: Yunnan Chihong Zinc
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||
part_de_marche: 20%
|
||
pays_d_origine: Chine
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Belgique_Traitement_Germanium:
|
||
nom_du_pays: Belgique
|
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part_de_marche: 17%
|
||
acteurs:
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Umicore_Belgique_Traitement_Germanium:
|
||
nom_de_l_acteur: Umicore
|
||
part_de_marche: 17%
|
||
pays_d_origine: Belgique
|
||
Russie_Traitement_Germanium:
|
||
nom_du_pays: Russie
|
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part_de_marche: 10%
|
||
acteurs:
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GermaniyJSC_Russie_Traitement_Germanium:
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||
nom_de_l_acteur: Germaniy JSC
|
||
part_de_marche: 10%
|
||
pays_d_origine: Russie
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Canada_Traitement_Germanium:
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nom_du_pays: Canada
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part_de_marche: 7%
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||
acteurs:
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CinqNPlus_Canada_Traitement_Germanium:
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nom_de_l_acteur: 5N Plus
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||
part_de_marche: 7%
|
||
pays_d_origine: Canada
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Allemagne_Traitement_Germanium:
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||
nom_du_pays: Allemagne
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part_de_marche: 1%
|
||
acteurs:
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PPMPure_Allemagne_Traitement_Germanium:
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||
nom_de_l_acteur: PPM Pure Metals
|
||
part_de_marche: 1%
|
||
pays_d_origine: Allemagne
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||
EtatsUnis_Traitement_Germanium:
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||
nom_du_pays: États-Unis
|
||
part_de_marche: 10%
|
||
acteurs:
|
||
IndiumCorporation_EtatsUnis_Traitement_Germanium:
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||
nom_de_l_acteur: Indium Corporation
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||
part_de_marche: 10%
|
||
pays_d_origine: États-Unis
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```
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||
## Principaux producteurs - Traitement
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<!---- AUTO-BEGIN:TABLEAU-TRAITEMENT -->
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| **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** : 150
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_Note: La capacité de traitement fait référence à la quantité de germanium pouvant être produite annuellement. Les données reflètent les capacités installées et les origines estimées des matières premières traitées._
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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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| Concentration dans les sources | Le germanium est présent à très faible concentration dans les minerais de zinc (5-300 ppm) et dans les charbons (1-100 ppm) | Production limitée par les sources disponibles |
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| Rendement d'extraction | Les procédés d'extraction par solvant ont une efficacité de 80-90% selon la technologie employée | ~15-30 t perdues dans les résidus |
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| Considérations économiques | L'extraction n'est rentable que lorsque les prix du germanium justifient l'investissement dans les équipements de récupération | Production modulée selon le marché |
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| Stocks stratégiques | Conservation de matériaux par certains pays et entreprises pour assurer l'approvisionnement futur | ~10-20 t stockées annuellement |
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_Note: La production de germanium est intrinsèquement liée à celle d'autres métaux, principalement le zinc. Le germanium n'est extrait que lorsque sa concentration et sa valeur économique justifient l'investissement dans des circuits de récupération spécifiques._
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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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| Dioxyde de germanium brut | 90-99% | - | 0% | Matière première pour raffinage | 100% | 1× |
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| Germanium métallique | 99,99% (4N) | Substrats pour électronique simple | 60% | Catalyseurs, alliages spéciaux | 40% | 10× |
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| Germanium haute pureté | 99,9999% (6N) | Semi-conducteurs, détecteurs infrarouges | 80% | Optique infrarouge, fibres optiques | 20% | 25× |
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| Germanium ultra-pur | >99,99999% (7N+) | Cellules photovoltaïques de haute performance | 90% | Applications spatiales, recherche | 10% | 50× |
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| Monocristaux de germanium | >99,999999% (8N+) | Processeurs, mémoires avancées, détecteurs | 95% | Applications quantiques | 5% | 100× |
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| Germanium-silicium (GeSi) | Composition variable | Dispositifs électroniques haute vitesse, télécom 5G/6G | 100% | - | 0% | 75× |
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| Arséniure de gallium-germanium | Composition variable | Cellules solaires multi-jonctions, photonique | 95% | Spatial, défense | 5% | 150× |
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_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 dioxyde de germanium brut initial._
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## Projections 2025-2035
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### Extraction
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| Année | Demande Numérique (tonnes) | Demande numérique (%) | Demande Autres Usages (tonnes) | Demande Autres usages (%) | Production (tonnes) | Recyclage (tonnes) | Déficit/Surplus (tonnes) |
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| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
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| 2025 | 6.8 | 5% | 129.2 | 95% | 145 | 43.5 | 52.5 |
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| 2030 | 8.6 | 5% | 163.4 | 95% | 155 | 46.5 | 29.5 |
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| 2035 | 10.9 | 5% | 207.1 | 95% | 165 | 49.5 | -3.5 |
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Note : Ces projections sont basées sur une croissance annuelle estimée de la demande de 4.8% par an.
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### Traitement
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| Année | Capacité de traitement (t) | Demande numérique (t) | Demande autres usages (t) | Taux d'utilisation des capacités (%) | Déficit/Surplus (t) |
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| :-- | :-- | :-- | :-- | :-- | :-- |
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| 2025 | 170 | 130 | 30 | 94% | +10 |
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| 2030 | 200 | 165 | 35 | 100% | 0 |
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| 2035 | 240 | 200 | 40 | 100% | 0 |
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_Note: Les projections sont basées sur une croissance annuelle estimée à 4-5% pour la capacité de traitement et 5-6% pour la demande numérique, portée par les technologies de télécommunication 5G/6G, l'infrarouge avancé, et les cellules solaires multi-jonctions. Le taux d'utilisation des capacités devrait augmenter progressivement, créant potentiellement des tensions sur le marché après 2030._
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## Matrice des risques
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### Exteraction
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| Impact/Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
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| :-- | :-- | :-- | :-- |
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| Fort | | | R1, R2 |
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| Moyen | | R4, R5 | R3 |
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| Faible | | | |
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R1 : Concentration géographique extrême de la production en Chine (93.5% de la production mondiale)
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R2 : Restrictions d'exportation imposées par la Chine en décembre 2024, ciblant spécifiquement les États-Unis
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R3 : Dépendance à la production de zinc et au charbon (le germanium étant principalement un sous-produit)
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R4 : Volatilité des prix due à la faible liquidité du marché et aux tensions géopolitiques
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R5 : Risque de substitution dans certaines applications électroniques par le silicium ou l'arséniure de gallium
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La classification est basée sur l'impact potentiel sur l'approvisionnement et la probabilité d'occurrence. Les risques dans la catégorie "Fort/Fort" représentent les menaces les plus importantes et immédiates pour la chaîne d'approvisionnement du germanium.
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<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-EXTRACTION -->
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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<!---- AUTO-END:SECTION-IHH-EXTRACTION -->
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<!---- AUTO-BEGIN:SECTION-IHH-RESERVES -->
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*(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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| :-- | :-- | :-- | :-- |
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| **Fort** | | R1 (Géopolitique-traitement) | R6 (Géopolitique-origine) |
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| **Moyen** | R4 (Substitution) | R2 (Environnemental) | R3 (Technologique) |
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| **Faible** | | R5 (Approvisionnement) | |
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**Détail des risques :**
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- **R1** : Concentration de la capacité de traitement en Chine (50%) créant une vulnérabilité stratégique pour les chaînes de valeur occidentales - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
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- **R2** : Impact environnemental des procédés d'extraction et de purification, notamment concernant l'utilisation d'acides concentrés et de solvants organiques - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
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- **R3** : Complexité technologique de la purification à des niveaux extrêmes limitant l'émergence de nouveaux acteurs - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
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- **R4** : Développement de matériaux alternatifs comme le silicium pour certaines applications - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
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- **R5** : Dépendance aux fluctuations du marché du zinc, principale source de germanium - Impact faible (2/5), Probabilité moyenne (3/5)
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- **R6** : Dépendance critique aux approvisionnements en concentrés de zinc chinois (59% des sources) avec risque de restrictions d'exportation - Impact fort (5/5), Probabilité forte (4/5)
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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 -->
|
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*(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 -->
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*(cette section sera remplie automatiquement)*
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<!---- AUTO-END:SECTION-IVC-MINERAI -->
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||
## Sources utilisées
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||
1. https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DERA/DE/Downloads/vortrag_germanium.pdf
|
||
2. https://www.z2data.com/insights/how-chinas-gallium-germanium-export-ban-is-disrupting-supply-chains
|
||
3. https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2023-03/brgm_plaquette_germanium_2011.pdf
|
||
4. https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-germanium.pdf
|
||
5. https://www.globsec.org/what-we-do/press-releases/globsec-china-export-ban
|
||
6. https://www.canada.ca/fr/environnement-changement-climatique/services/gestion-pollution/evaluation-substances-nouvelles/chimiques-polymeres/resumes-evaluation-risques/declaration-substances-nouvelles-17093.html
|
||
7. https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2024/mcs2024-germanium.pdf
|
||
8. https://www.fastmarkets.com/insights/chinas-tighter-gallium-germanium-export-controls-more-of-the-same-or-a-shift-in-approach/
|
||
9. https://agence-prd.ansm.sante.fr/php/ecodex/rcp/R0334867.htm
|
||
10. https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/08/Germanium-2022.pdf
|
||
11. https://www.csis.org/analysis/china-imposes-its-most-stringent-critical-minerals-export-restrictions-yet-amidst
|
||
12. https://www.lenntech.fr/francais/data-perio/ge.htm
|
||
13. https://www.statista.com/statistics/1445497/germanium-share-of-production-worldwide-by-country/
|
||
14. https://www.spglobal.com/market-intelligence/en/news-insights/research/china-responds-to-us-restrictions-with-export-ban-on-select-critical-minerals
|
||
15. https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/germanium-ge
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Méthode de calcul pour les projections :
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- La demande totale est basée sur les estimations de croissance du marché du germanium (4.8% par an, calculé à partir des données de croissance fournies dans la source).
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- La part du numérique est maintenue constante à 5% de la demande totale.
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- La production est supposée augmenter de 1.3% par an, tenant compte des limitations d'extraction et des contraintes géopolitiques.
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- Le recyclage est estimé à 30% de la demande totale, conformément aux informations des sources.
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||
- Le déficit/surplus est calculé comme : Production + Recyclage - Demande totale.
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1. Patent EP0046437A1 - Procédé d'extraction sélective du germanium - https://patents.google.com/patent/EP0046437A1/fr
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||
2. MineralInfo - Germanium Le - https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2023-03/brgm_plaquette_germanium_2011.pdf
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||
3. L'Élémentarium - Germanium 2019 - https://lelementarium.fr/wp-content/uploads/2018/08/Germanium-2019.pdf
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||
4. Patent EP0046437A1 - Extraction sélective du germanium - https://patents.google.com/patent/EP0046437B1/fr
|
||
5. Fisher Scientific - FICHES DE DONNEES DE SECURITE: Germanium ingot - https://www.fishersci.fr/store/msds?partNumber=11381248\&countryCode=FR\&language=fr
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||
6. PV Magazine - Procédé pour réduire le recours au Germanium dans les cellules GaAs - https://www.pv-magazine.fr/2019/10/09/procede-pour-reduire-le-recours-au-germanium-dans-les-cellules-gaas/
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||
7. Chemos - Fiche de Données de Sécurité: Germanium tetrachloride - https://www.chemos.de/import/data/msds/FR_fr/10038-98-9-A0048338-FR-fr.pdf
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||
8. Patent EP0046437A1 - Procédé d'extraction sélective du germanium - https://patentimages.storage.googleapis.com/da/4a/71/e8c09d51368f1d/EP0046437A1.pdf
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