La société minière publique suédoise LKAB a annoncé il y a un mois qu’elle avait localisé « le plus grand gisement de métaux de terres rares d’Europe ». Le puits était situé près de Kiruna, dans l’extrême nord de la Suède, où la société exploite déjà une énorme mine de minerai de fer.
Les médias ont sauté dessus. Terres rares (éléments de terres rares, ETR) suscitent un intérêt croissant. Notamment parce qu’ils sont cruciaux pour les technologies vertes – comme les batteries – qui doivent remplacer les énergies fossiles. L’UE dépend désormais presque entièrement de la Chine pour ces minerais. Mais elle veut monter sa propre industrie pour l’extraire et la transformer. Parce que trop de dépendance nous rend vulnérables, comme l’a montré la guerre entre la Russie et l’Ukraine pour le pétrole et le gaz.
Dans un communiqué de presse LKAB a écrit que le gisement pourrait répondre à la future demande de l’UE en métaux de terres rares nécessaires à la production d’aimants dans les voitures électriques et les éoliennes, entre autres. C’était comme si l’Europe avait été sauvée. Mais est-ce vrai ?
Rapport mutuel
Les cinq géologues interrogés pour cet article sont assez prudents. Tous les cinq ont participé au projet qui a inventorié les gisements européens contenant des métaux de terres rares entre 2013 et 2017 – ont-ils écrit un article de revue environ dans Avis sur la géologie des minerais. Sur le site du projet (Eurare) le carte finale 76 gisements, répartis en trois catégories. En anglais: ressources, dépôts et occurrences. La dernière catégorie est de loin la plus nombreuse. « Les occurrences sont des endroits où la présence d’éléments de terres rares a été décrite, mais on ne sait rien de leur concentration », explique Kathryn Goodenough du British Geological Survey. La connaissance de la concentration est cruciale, car elle détermine également si l’exploitation minière a un sens économique. De plus, le rapport des métaux de terres rares – un groupe de 17 éléments – est également important, dit Goodenough. Parce qu’ils sont très similaires chimiquement, ils se produisent souvent ensemble dans la roche. Mais leur relation peut varier considérablement. Et la demande de praséodyme (Pr), de néodyme (Nd) et de dysprosium (Dy) notamment devrait fortement augmenter. Donc, vous voulez ceux qui obtiennent un score élevé dans le ratio.
La catégorie suivante, dépôts, dit Goodenough, « ont le potentiel d’être extraits économiquement ». Mais des recherches supplémentaires sont encore nécessaires pour déterminer la concentration des métaux des terres rares et leur relation mutuelle. « Une telle exploration est généralement coûteuse car elle nécessite souvent des forages profonds », déclare Goodenough. Une telle exploration a eu lieu dans la catégorie des ressources. Une estimation officielle de la concentration en terres rares a été faite.
Dans le communiqué, la société ne dit rien sur la concentration constatée
Par Kalvig géologue
Le gisement, désormais « localisé » par LKAB, figurait déjà sur la carte de l’UE en 2017. occurrence. LKAB y a mené des explorations ces dernières années. « Mais dans le communiqué de presse, la société ne dit rien sur la concentration des métaux de terres rares trouvés ou sur leur ratio », explique Per Kalvig du Geological Survey of Denmark and Greenland. Il est donc difficile d’estimer la valeur de la découverte.
Une autre complication est le type de roche dans laquelle LKAB a trouvé les métaux des terres rares, explique Anouk Borst, affiliée à la KU Leuven et au Musée royal de l’Afrique centrale à Tervuren. Il se compose d’oxyde de fer et d’apatite minérale contenant du phosphate. Les métaux de terres rares se trouvent principalement dans cette apatite. LKAB le décrit comme un avantage. Il peut extraire du minerai de fer et également extraire des métaux de terres rares et du phosphate de l’apatite. Ce dernier est un composant essentiel des engrais et, comme les métaux des terres rares, figure sur la liste européenne des matières premières critiques. Mais Borst dit que ce serait la première fois que des métaux de terres rares seraient extraits commercialement de l’apatite.
Du mauvais pied
Dans un article récent Kathryn Goodenough désigne deux types de roches comme « les entrepôts » d’éléments de terres rares : la carbonatite et la roche magmatique alcaline. « Ils se produisent souvent dans le même cadre géologique », explique Borst. Elle explique que le nom de terres rares vous induit en erreur. « On dirait qu’ils sont très rares. Ils ne le sont pas », dit-elle. Les métaux de terres rares sont très courants dans la croûte terrestre, mais généralement à de faibles concentrations. Dans certains endroits, cependant, leurs concentrations ont augmenté. « Cet enrichissement se produit à travers ce que nous appelons des processus primaires et secondaires qui ont eu lieu au cours des derniers milliards d’années. » Les processus primaires ont à voir avec le mouvement des plaques terrestres et le comportement du magma avec celles-ci. Lorsque les continents s’éloignent, une sorte de magma émerge qui peut former la roche carbonatite lorsqu’elle se solidifie. Celui-ci contient souvent des concentrations élevées de métaux de terres rares. La plus grande mine de Chine d’où sont extraits des métaux de terres rares est une telle mine de carbonatite.
Ensuite, il y a les processus secondaires, explique Borst. Ceux-ci ont à voir avec l’altération tropicale de la roche qui est déjà riche en métaux de terres rares. Dans le sol altéré, ils se concentrent parfois davantage. « Par exemple, dans certains types d’argile », explique Borst. La Chine a extrait une partie importante de ses terres rares plus lourdes (y compris le dysprosium) de ces argiles au niveau national. « Mais il y a eu des protestations contre cela parce que de vastes étendues de terres sont déboisées lors de l’extraction et que des acides sont utilisés qui s’infiltrent à travers l’argile et sont très nocifs pour l’environnement. » Une partie de cette extraction, ainsi que la pollution, se sont maintenant déplacées vers le nord du Myanmar.
Une toute nouvelle histoire
L’extraction commerciale de terres rares à partir de minerai d’oxyde de fer et d’apatite, comme l’annonce maintenant LKAB, est une toute nouvelle histoire. L’avantage, c’est que des travaux sont déjà en cours là-dessus en Europe. En 2018, un consortium d’entreprises et d’instituts de recherche a été créé qui, soutenu par une subvention de 12,5 millions d’euros de Bruxelles, vise à développer une méthode pour extraire à la fois le phosphate et les métaux des terres rares de l’apatite. Outre le fabricant norvégien d’engrais Yara et le fabricant allemand d’aimants Vacuumschmelze, la start-up norvégienne Reetec y participe également. Reetec se concentre sur la purification et la séparation des métaux de terres rares de l’apatite. Après avoir mis en place une usine pilote en 2019, il a annoncé l’année dernière qu’il construirait une usine. Puis en novembre dernier, LKAB a annoncé qu’il avait racheté Reetec et était devenu un actionnaire majoritaire.
LKAB décrit la technologie développée par Reetec comme « efficace » et « respectueux de l’environnement ». Par exemple, l’acide chlorhydrique utilisé dans le procédé est récupéré. Le porte-parole de Reetec a déclaré par e-mail qu’il ne fournirait pas de détails ni de documents de base sur la technologie.
Si ce projet aboutit en Suède, la Chine ne restera vraiment pas les bras croisés
Par Kalvig géologue
Qu’est-ce que tout cela signifie maintenant? Per Kalvig considère comme un avantage que LKAB souhaite non seulement extraire des métaux de terres rares, mais également du minerai de fer et du phosphate. « Les métaux des terres rares sont un sous-produit », dit-il. Cela rend le projet moins sensible aux fluctuations des prix des terres rares et aux manipulations chinoises du marché. « Parce que si ce projet aboutit en Suède, la Chine ne restera vraiment pas les bras croisés. Cela a un plan B.
Le centre-ville a déménagé
Anouk Borst considère comme un avantage que le minerai de fer soit extrait à Kiruna depuis plus d’un siècle. La population le connaît bien – le centre-ville est maintenant, surtout, en train d’être déplacé en raison de l’expansion minière. « De plus, LKAB est une entreprise publique et la Suède a une bonne réputation. Il accorde une grande importance à la sécurité et à l’environnement. Mais le fait que LKAB n’ait rien annoncé sur la concentration des métaux des terres rares et leur relation mutuelle, elle y trouve un inconvénient. Elle a encore une thèse de l’étudiante suédoise à la maîtrise Marit Lindborn qui, après recherche, a conclu que l’apatite contient principalement beaucoup de lanthane, de cérium et de néodyme. « Le lanthane et le cérium sont déjà abondants et donnent peu. C’est principalement la quantité de néodyme, mais aussi de phosphate, qui déterminera si l’extraction de l’apatite devient rentable.
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Selon Daniel Oliveira du Laboratoire national d’énergie et de géologie du Portugal, le communiqué de presse de LKAB n’est « qu’un autre moyen d’intéresser des investisseurs potentiels ». En Europe, il y a eu des projets dans le passé qui semblaient prometteurs, mais qui ont échoué. C’est ce que dit Kathryn Goodenough.
Les deux gisements les plus prometteurs de l’inventaire européen précédent étaient Kvanefjeld dans le sud du Groenland et Norra Kärr dans le sud de la Suède – tous deux dans des roches magmatiques alcalines. « Ils semblaient être les gisements clés de l’indépendance européenne », dit-elle. Les deux projets ont depuis été arrêtés. À Norra Kärr, la communauté locale a protesté contre l’extraction. Et au Groenland, une loi a été adoptée en 2021 qui fixe une limite supérieure à la concentration d’uranium pouvant être contenue dans le matériau extrait (pas plus de 100 parties par million). Cette concentration est plus élevée à Kvanefjeld. Le Groenland a alors décidé de ne pas accorder de licence d’exploitation. La société qui veut exploiter Kvanefjeld travaillerait sur une nouvelle demande de permis. Il veut se débarrasser de l’uranium en toute sécurité.