fr.wedoany.com Rapport : Avec la transition énergétique mondiale, l'électrification des véhicules et le développement de l'intelligence artificielle qui stimulent la demande explosive de terres rares et de métaux rares, les entreprises nord-américaines de l'aluminium et de gestion des déchets accélèrent la récupération de matériaux critiques tels que le scandium, le gallium et les terres rares à partir des résidus de bauxite (boues rouges). ElementUSA prévoit d'investir 850 millions de dollars pour construire une installation d'une capacité annuelle de production d'un million de tonnes de scandium, de gallium et de terres rares. Rio Tinto a déjà réussi à extraire les premiers lots de gallium primaire et prévoit une capacité de production commerciale de 40 tonnes par an. Alcoa et METLEN avancent également dans leurs projets de production de gallium. Ces initiatives visent à réduire la dépendance totale des États-Unis vis-à-vis des importations de terres rares et de métaux critiques, la Chine fournissant actuellement plus de 90 % du traitement et du raffinage mondiaux des terres rares, ainsi que 98 % de l'approvisionnement primaire en gallium.

Les éléments de terres rares sont un groupe de 17 métaux lourds mous, comprenant 15 lanthanides ainsi que le scandium et l'yttrium, généralement divisés en terres rares légères et lourdes. Le scandium est le plus critique pour l'industrie de l'aluminium, utilisé dans la fabrication d'alliages d'aluminium aérospatiaux pour améliorer le rendement énergétique, la résistance à la corrosion et la résistance à la fatigue. Des chercheurs, dont Wu, ont découvert que les éléments de terres rares peuvent réduire la taille des grains des alliages d'aluminium jusqu'à 50 %, augmenter la résistance à la traction et améliorer la stabilité à haute température. Le lithium et le gallium ont également une importance stratégique : le lithium est utilisé dans les batteries lithium-ion, et en 2024, les batteries représentaient 87 % de la demande totale de lithium ; le gallium présente des avantages significatifs dans les semi-conducteurs composés et les circuits intégrés, et la Chine extrait et produit actuellement 98 % de l'approvisionnement primaire mondial en gallium.

Le terme « terres rares » provient de la difficulté à extraire ces éléments, et non de leur abondance dans la croûte terrestre. La Chine assure plus de 90 % du traitement et du raffinage des terres rares, et les gisements mondiaux à haute teneur se limitent principalement à la Chine, aux États-Unis, à l'Australie, à la Russie, à l'Inde et au Brésil. Selon les données de l'USGS, en 2025, la production minière chinoise de terres rares était de 270 000 tonnes, avec des réserves de 44 millions de tonnes ; la production américaine était de 51 000 tonnes, avec des réserves de 1,9 million de tonnes. Les États-Unis sont le deuxième producteur mondial de terres rares, leur mine Mountain Pass étant exploitée par MP Materials Corp. et détenant, jusqu'en 2022, des réserves prouvées et probables de 18,9 millions de tonnes de minerai, contenant environ 1,36 million de tonnes d'oxydes de terres rares, avec une teneur moyenne de 7,06 %, produisant chaque année entre 42 000 et 43 000 tonnes de concentré de terres rares, soit plus de 15 % de la production mondiale. Les États-Unis investissent activement dans de nouveaux projets, notamment la construction de la mine à ciel ouvert Round Top Mountain au Texas par Texas Mineral Resources, acquise par USA Rare Earth, qui devrait extraire près de 40 000 tonnes de matières premières de terres rares et de métaux critiques par jour d'ici 2030. Rare Element Resources Ltd. a commencé l'exploitation de son usine pilote de traitement et de séparation des terres rares à Upton, dans le Wyoming, en mars 2026, et fait progresser le projet de terres rares Bear Lodge. Terves LLC, une filiale de REalloys, a obtenu un contrat de la Defense Logistics Agency pour développer la production modulaire de samarium et de gadolinium, avec un objectif de 300 tonnes par an, et collabore avec le Saskatchewan Research Council pour construire la plus grande usine de métallisation de terres rares lourdes en dehors de la Chine. Le Canada a ouvert sa première mine de terres rares, Nechalacho, en juin 2021, exploitée par Vital Metals, qui avait produit 28 000 tonnes de minerai de la fosse North Tardiff en septembre 2021. Les ressources mesurées et indiquées de la zone Tardiff sont de 192,7 millions de tonnes, avec une teneur en oxydes de terres rares totaux (TREO) de 1,3 %, contenant 2,5 millions de tonnes de TREO. Une étude préliminaire de 2025 a révélé que Tardiff pourrait produire 56 000 tonnes de concentré de terres rares par an pendant les 11 premières années de vie de la mine, avec une teneur de 26,4 % TREO et 3,3 % d'oxyde de niobium. Le pays compte plus de 20 projets actifs de terres rares, avec des réserves et ressources totales de 15,2 millions de tonnes d'oxydes de terres rares.

Les résidus de bauxite (boues rouges) sont un sous-produit du procédé Bayer pour la production d'alumine. Chaque tonne d'alumine produite génère environ 1,23 tonne de boues rouges, avec une production mondiale annuelle dépassant 170 millions de tonnes et un cumul de plus de 3 à 4 milliards de tonnes. En 2016, cinq raffineries d'alumine étaient en activité en Amérique du Nord ; d'ici 2026, seules l'usine Atalco à Gramercy, en Louisiane, et l'usine Rio Tinto Vaudreuil à Jonquière, au Québec, devraient continuer à fonctionner. La raffinerie Atalco, mise en service en 1957, a une capacité mensuelle de production d'alumine de 100 000 tonnes, et les boues rouges s'accumulent depuis plus de 30 ans dans six bassins de résidus. L'entreprise a investi 30 millions de dollars pour installer des filtres-presses Diemme Filtration GHT2500F, atteignant une siccité de plus de 73 % et une production de stockage à sec de 60 % à la mi-2025, réduisant le risque environnemental de plus de 35 %. L'usine Rio Tinto Vaudreuil, fondée en 1936, produit 1,5 million de tonnes d'alumine par an, générant environ 1 million de tonnes de résidus de bauxite par an, avec un stockage dépassant 40 à 70 millions de tonnes. Elle a investi 250 millions de dollars canadiens dans la construction d'une usine de filtration et d'optimisation, équipée de quatre filtres-presse de déshydratation Diemme de 85 tonnes. La concentration en éléments de terres rares dans les boues rouges est de 500 à 1 700 ppm (0,05 à 0,17 % en poids), soit deux à trois fois supérieure à celle de la croûte terrestre en raison de l'enrichissement par le procédé Bayer, comprenant principalement du cérium (300 à 700 ppm), du lanthane (80 à 150 ppm), du néodyme (90 à 130 ppm), du scandium (120 à 390 ppm) et de l'yttrium, le scandium représentant jusqu'à 95 % de la valeur économique des terres rares.

ElementUSA a annoncé pour la première fois en 2021 son projet de récupérer des terres rares et des métaux critiques à partir des boues rouges stockées à la raffinerie Atalco de Gramercy. Elle construit à proximité de la raffinerie une installation de récupération, de séparation et de concentration d'un coût de 850 millions de dollars, avec un objectif de capacité annuelle d'un million de tonnes de scandium, de gallium et de terres rares. L'entreprise a établi en septembre 2025 un accélérateur de ressources critiques de 30 000 pieds carrés à Cedar Park, au Texas, atteignant des taux d'extraction de 50 % pour les terres rares et de 30 % pour le scandium, avec un objectif de zéro déchet solide. Avec des réserves de 35 millions de tonnes sèches, la raffinerie de Gramercy peut soutenir l'extraction de terres rares pendant environ 30 ans. ElementUSA a signé un contrat en septembre 2022 avec LAlumina pour traiter jusqu'à 15 millions de tonnes de boues rouges. Le Département de la Défense américain a accordé 29,9 millions de dollars à ElementUSA en novembre 2025 pour établir une capacité d'extraction de scandium et de gallium à la raffinerie de Gramercy, qui extraira et purifiera jusqu'à 50 tonnes de gallium par an, devenant ainsi la première source majeure de gallium primaire aux États-Unis. ElementUSA a signé une lettre d'intention contraignante en décembre 2025 avec Metallium, comprenant jusqu'à 10,1 millions de dollars de financement non dilutif, pour déployer la technologie de chauffage par flash Joule. US Critical Materials (USCM) et l'Université Columbia ont signé en avril 2026 un accord de recherche parrainé de deux ans pour faire avancer le projet de production de gallium, scandium, titane et terres rares à partir de boues rouges, en étudiant des boues rouges provenant de différents sites et en effectuant leur caractérisation et le développement de procédés.

Rio Tinto a lancé un projet de R&D en décembre 2024 pour évaluer le potentiel d'extraction et de récupération du gallium à la raffinerie d'alumine Vaudreuil, et a réussi à extraire les premiers lots de gallium primaire en mai 2025 avec Indium Corporation. Une usine pilote sera mise en service en 2027 à la raffinerie de Saguenay, avec le projet de construire une usine de démonstration d'une capacité annuelle allant jusqu'à 4 tonnes de gallium sur le même site. Le gouvernement canadien a approuvé sous condition un financement non remboursable allant jusqu'à 18,95 millions de dollars canadiens. La capacité de l'usine à l'échelle commerciale pourrait atteindre 40 tonnes par an, soit 5 à 10 % de la production mondiale actuelle de gallium, et le gouvernement du Québec a fourni un soutien financier allant jusqu'à 7 millions de dollars canadiens.

Dans d'autres pays, Alcoa, en collaboration avec les gouvernements américain et australien, a annoncé en octobre 2025 son intention de faire avancer le développement d'une usine de gallium à la raffinerie d'alumine de Wagerup, en Australie occidentale. Une société ad hoc en coentreprise sera constituée avec Japan Australian Gallium Co. (une coentreprise du gouvernement japonais et de Sojitz Corporation) et sera exploitée par Alcoa. Cette usine devrait produire 100 tonnes de gallium par an. METLEN Energy & Metals a pris une décision finale d'investissement en janvier 2025 pour mettre en œuvre un projet de 295,5 millions d'euros dans l'usine d'Aluminium de Grèce à Saint-Nicolas, avec un objectif de capacité totale de 2 millions de tonnes de bauxite par an, 1,26 million de tonnes d'alumine (actuellement 865 000 tonnes) et, pour la première fois, 50 tonnes de gallium par an. Ce projet permettra à l'Europe de remplacer complètement les importations de gallium. Les travaux sur la bauxite devraient être mis en service en 2026, la production d'alumine et de gallium démarrant progressivement à partir de 2027, avec une exploitation complète en 2028.