Séminaire de formation - Introduction

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Cette présentation a été conçue dans le cadre d'un séminaire de formation dédié aux journalistes sur l'industrie minière délivré par Damien Goetz, Directeur adjoint de Mines ParisTech en charge de la recherche. .

Publié dans : Économie & finance
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Séminaire de formation - Introduction

  1. 1. Séminaire de formation Industrie Minière Introduction : le rôle des ressources minérales dans l’économie mondiale – Illustration par quelques enjeux actuels majeurs 28-­‐29  Septembre  2015  
  2. 2. →  Les  pays  riches  se  sont  appuyée  sur  leurs  ressources  (minérales,  combus>bles  fossiles,   naturelle)  pour  leur  développement   →  Pour  les  pouvoirs  publics,  la  ques>on  de  la  sécurité  d’approvisionnement  est  une  ques>on   clé  pour  le  développement  économique  du  pays   Les ressources minérales : des intrants essentiels de l’économie
  3. 3. →  Pour  les  pouvoirs  publics,  la  ques>on  de  la  sécurité  d’approvisionnement  est  une  ques>on  clé  pour   le  développement  économique  du  pays   –  1783  :  Créa+on  de  l’Ecole  des  Mines  de  Paris,  pour  «  former  des  ingénieurs  des  mines  intelligents  » •  Produc+on  de  ressources  à  par+r  du  territoire  na+onal –  Garan+r  la  sécurité  d’approvisionnement •  Développement  à  l’interna+onal  des  entreprises  françaises  (jusqu’en  1980) •  Développement  d’un  réseau  interna+onal  de  professionnels  de  l’industrie  des  ressources   minérales  (CESMAT,  jusqu’en  2010) •  Intelligence  économique  sur  les  ressources  minérales  (Comes,  depuis  2011) Les ressources minérales : des intrants essentiels de l’économie
  4. 4. Les ressources minérales : des intrants essentiels de l’économie 12 t 16 t680 kg 360 kg 343 kg Geosciences/BRGM, n° 1, janvier 2005
  5. 5. Les ressources minérales : des intrants essentiels de l’économie
  6. 6. La palette du métallurgiste s’élargit de plus en plus
  7. 7. →  Energie  renouvelable   –  Indium  et  gallium  pour  le  photovoltaïque  couche  mince –  Terres  Rares  pour  les  aimants  des  éoliennes →  Développement  du  véhicule  électrique   –  Tension  sur  le  marché  du  cuivre –  Quel  développement  de  la  produc+on  de  lithium  ?   →  Technologies  propres   –  Les  pla+noïdes  pour  la  catalyse  et  le  pile  à  combus+ble De nouveaux défis pour de nouveaux développements
  8. 8. →  2  technologies  pour  le  PV  couche  mince  (2  microns,  au  lieu  de  200)   –  CIGS  :  Cuivre,  Indium,  Gallium,  Sélénium –  Cd-­‐Te  :  Cadmium,  Tellure →  Quasi-­‐exclusivement  des  sous-­‐produits   Energie renouvelable et PV couche mince Main  metals contained in   commercial  ores  and  their by-‐‑‒ products
  9. 9. →  CIGS  :  quels  besoins  en  ressources  minérales?     –  10%  Cu,  28%  In,  10%  Ga,  52%  Se –  Pour  une  puissance  de  1  GW  :  22  t  In,  8  t  Ga,  50  t  Se →  A  comparer  aux  ordres  de  grandeur  de  la  produc>on  mondiale  de  ces  métaux   Energie renouvelable et PV couche mince Métal  principal   Produc0on   Sous-­‐produit   Produc0on   Aluminium   39  Mt   Gallium   130  t   Zinc   11  Mt   Cadmium   20  000  t   Indium   600  t   Germanium   140  t   Copper   15,5  Mt   Selenium   1350  t   Tellure   <1000  t  
  10. 10. →  Comment  améliorer  la  connaissances  des  ressources   –  Evalua+on  des  sous-­‐produits  dans  les  évalua+ons  de  gisements →  Comment  augmenter  la  produc>on  de  ces  métaux?     –  Technique  de  valorisa+on  des  sous-­‐produits →  Comment  maîtriser  la  demande?     →  Comment  réduire  la  consomma>on  de  ces  substances?     →  Quels  subs>tuants?     Energie renouvelable et PV couche mince
  11. 11. →  Les  aimants  de  forte  capacité  nécessitent  des   terres  rares   –  Aimants  Samarium-­‐Cobalt  (SmCo5  or   Sm2Co17) –  Aimants  Neodyme,  Iron,  Bore  (Nd2Fe14B,  33%   REE,  essne+ellement  Nd  ou  Pr,  dopé  avec  1  à   5%  Dy) Energie renouvelable et TR pour aimants d’éoliennes
  12. 12. →  Les  éoliennes  nécessitent  des  masses   significa>ves  d’aimants  permanents   –  2  t,  i.e  660  kg  de  TR,  pour  une  éolienne  de   3,5MW  de  puissance →  Mais  ne  représentent  qu’une  par>e  de  la   demande  en  aimants  :     –  1  kg  de  Nd  pour  un  véhicule  hybride –  Hauts  parleurs,  disques  durs Energie renouvelable et TR pour aimants d’éoliennes
  13. 13. →  Les  Terres  Rares  :  une   famille  d’éléments  que  l’on   trouve  toujours  ensembles   Energie renouvelable et TR pour aimants d’éoliennes simplified REO distributions 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% BN B .O bo BN S iC huan LP Kola XunW u Ion XinFeng Ion LongNan Ion XN P itinga Hvs Egs Nd Pr Ce La
  14. 14. →  Et  dont  la  Chine  contrôle  la  produc>on  mondiale   →  Quels  types  de  gisements  peuvent  contribuer  à  la   produc>on  du  monde  occidental?     →  Comment  réduire  l’impact  environnemental  de   l’exploita>on  des  TR  (hydro-­‐métallurgie  complexe,   associa>on  avec  U  et  Th)   →  Comment  assurer  une  développement  équilibré   des  différentes  TR?     Energie renouvelable et TR pour aimants d’éoliennes
  15. 15. →  Une  consomma>on  annuelle  de  cuivre  propor>onnelle  à  la  popula>on,  avec  un  coefficient   croissant  en  fonc>on  du  niveau  de  développement   Voitures électriques et tension sur le Cu
  16. 16. →  Donc  une  consomma>on  en  croissance   →  Avec  un  déclin  fort  des  teneurs  moyennes   exploitées,  dans  des  gisements  qui  abeignent   leur  limite  à  ciel  ouvert   Average  Copper  Grade  (source  :  Codelco)   Voitures électriques et tension sur le Cu
  17. 17. →  Le  développement  du  véhicule  électrique  induit  une  demande  de  cuivre  supplémentaire   –  Voiture  tradi+onnelle  :  15  kg  Cu –  Voiture  hybride  :  30-­‐40  kg  Cu –  Voiture  électrique  :  about  60  kg  Cu Voitures électriques et tension sur le Cu
  18. 18. →  Même  en  l’absence  de  problèmes  de  ressources,  le  cuivre  a  fait  son  entrée  dans   la  liste  des  métaux  cri>ques   Voitures électriques et tension sur le Cu
  19. 19. →  Comment  améliorer  la  rentabilité  des  gisements  de   type  porphyri-­‐copper  à  faible  teneur,  en  par>cuier   pour  permebre  le  passage  en  souterrain?     →  Comment  réduire  la  demande  de  cuivre  des   véhicules  électriques?   →  Même  en  l’absence  de  problèmes  de  ressources,  le  cuivre  a  fait  son  entrée  dans   la  liste  des  métaux  cri>ques   •  Inquiétudes  sur  la  capacité  à  développer  assez  rapidement  de  nouvelles   mines  pour  sa+sfaire  la  croissance  de  la  demande Voitures électriques et tension sur le Cu
  20. 20. →  La  technologie  Li-­‐Ion  s’impose  aujourd’hui  pour  le   développement  du  véhicule  électrique   Voitures électriques et production de Li
  21. 21. →  Une  baberie  Li-­‐Ion  comprend   –  2,5%  Li  (95%  dans  l’électrode  posi+ve,  par  exemple  sous  forme  de  LiCoO2,  et    5%  dans   l’électrolyte) –  20%  Co  (mCo  :  59,  mLi  :  7) →  En  moyenne,  une  voiture  électrique  nécessite  3  kg  de  Li   –  Il  faut  donc  3Mt  de  Li  pour  électrifier  1  milliard  de  voitures –  Il  faut  10g  de  Li  pour  un  ordinateur,  1g  pour  un  smartphone Voitures électriques et production de Li
  22. 22. Source USGS 2012 USGS 2010 USGS 2008 MIR 2007 K. Evans 2008 CEA 2010 SQM Réserves (Mt) 13,0 9,9 4,1 6,8       Ressources (Mt) 34,0 25,5 14,0 15,0 28,5 38 à 43 56,0 →  Les  ressources  mondiales  sont  suffisantes  pour  sa>sfaire  les  besoins   Voitures électriques et production de Li
  23. 23. →  Mais   –  Les  réserves  sont  concentrées     géographiquement  (Amérique  du  Sud) –  Les  ressources  le  sont  encore  plus  (plus  de  50%   des  34  Mt  sont  en  Colombie  et  au  Chili) Chili,  7500   Brésil,  64   Australie,  970   Argen>ne,  850   Chine  ,  3500   Reste  du   Monde,  116   Réserves  mondiales  de  Lithium   (source  USGS,  kt)   Voitures électriques et production de Li
  24. 24. →  Mais   –  Les  ressources  et  réserves  comprennent  deux  types  de  gisements  très  différents  : •  Les  salars •  Les  gisements  de  Li  minéral  (Spodumène  :  LiAlSi2O6) Voitures électriques et production de Li
  25. 25. →  Les  deux  types  de  gisements  n’ont  pas  du  tout  les  mêmes  coûts  de  produc>on   –  2000  $/t  Li2CO3  pour  les  salars –  6500  $/t  Li2CO3  pour  les  gisements  minéraux →  Les  producteurs  actuels  contrôlent  le  marché  mondial  à  par>r  des  salars   →  Comment  gérer  le  développement  de  la  filière  Li  minéral?     Voitures électriques et production de Li
  26. 26. Platinoïdes et technologies propres →  Les  pla>noïdes  sont  inévitables  dans  la  purifica>on  des  gaz  de  combus>on   –  Pla+ne  pour  la  catalyse  des  moteurs  diesel  (environ  2g  par  voiture) –  Paladium  pour  la  catalyse  des  voitures  essence →  Le  pla>ne  est  incontournable  dans  la  pile  à  combus>on   –  Environ  0.8g/kW  aujourd’hui →  Les  ressources  sont  très  importantes   –  Durée  de  vie  sta+que  supérieure  à  300  ans
  27. 27. →  Mais  les  ressources  sont  hyper  concentrées   géographiquement  en  Afrique  du  Sud  (88%)  et   Russie   →  Comment  garan>r  la  sécurité  d’approvisionnement   des  industriels  consommateurs?     Platinoïdes et technologies propres
  28. 28. →  L’industrie  minière  :     –  exploite  une  ressource  naturelle  minérale –  le  plus  souvent  lui  fait  subir  une  première  transforma+on –  commercialise  une  ma+ère  première  minérale,  qui  sera  transformée  par  d’autres   industries →  Du  gisement  à  la  première  transforma>on  d’une  ressource  naturelle  minérale   L’industrie minière : une industrie de transformation
  29. 29. →  Qui  valorise  des  produits  de  nature  différente…   L’industrie minière : une industrie de transformation
  30. 30. Minéraux énergétiques Minerais métalliques Minéraux non-métalliques Minéraux industriels Matériaux de construction Par ex. Sel, potasse, soufre, kaolin, argile plastique, sable siliceux, bentonite, carbonates industriels, fluorite, baryte, magnésie Par ex. sable et graviers, agrégats de roches concassées, calcaires et argiles pour ciment, argile à brique, gypse, pierre de taille, ardoise Par ex. fer, acier, aluminium, cuivre, zinc, plomb, nickel, or, argent, platine Pétrole, gaz naturel, charbon, uranium Centrales électriques, chauffage, transports, chimie organique et matières plastiques Industrie manufacturière, construction, aciéries, industrie électrique, électronique, bijouterie, monnaie Empierrement routier, ciment et béton, briques, tuiles, tuyaux, plâtre, produits en ciment Industrie manufacturière, construction, aciéries, industrie électrique, électronique, bijouterie, monnaie
  31. 31. →  Qui  sont  essen>els  au  fonc>onnement  de  nos  sociétés   →  Les  ressources  minérales  sont  essen>elles  pour  la  vie  humaine   –  Amendement  des  sols  qui  supportent  les  cultures  vivrières   –  Bâ+ments  et  infrastructures –  Fabrica+on  des  mul+ples  objets  nécessaires  au  transport,  à  la  communica+on,  à  la  protec+on  et  au   confort L’industrie minière : une industrie de transformation
  32. 32. →  Qui  sont  essen>els  au  fonc>onnement  de  nos  sociétés   →  Les  besoins  en  ma>ères  premières  minérales  sont  largement  fonc>on  du  niveau  de   développement  et  des  fluctua>ons  de  l'ac>vité  économique.  Ils  devraient  s'accroître  :     –  Augmenta+on  de  la  popula+on  (+40%  d’ici  2050) –  Augmenta+on  du  niveau  de  vie  moyen  des  popula+ons •  Processus  d'industrialisa+on  en  cours  dans  de  nombreux  pays   •  Poursuite  du  développement  urbain  dans  le  monde  en+er L’industrie minière : une industrie de transformation
  33. 33. Echelle de production des matières premières minérales 100  kt   10  kt   1  kt   10  t   100  Mt   10  Mt   1  Mt   100  kt   Charbon (6 Gt) Fer (2 Gt) Manganèse (35 Mt) Chrome (20 Mt) Cuivre (16 Mt) Zinc (11,5 Mt) Plomb (4 Mt) Nickel (1,6 Mt) Etain (350 kt) Molybdène (220 kt) Terres Rares (125 kt) Cobalt (70 kt) Tungstène (60 kt) Vanadium (60 kt) Uranium (44 kt) Lithium (27 kt) Argent (22 kt) Bismuth (8,2 kt) Or (2,5 kt) Tantale (1,2 kt) 100  t   Indium (570 t) Palladium (190 t) Platine (180 t) Béryllium (140 t) Germanium (130 t) Gallium (105 t) Rhénium (50 t)
  34. 34. Echelle des prix des matières premières minérales Or Platine Palladium Rhodium Argent Rhénium Béryllium Gallium Germanium Indium Tantale Terres rares Uranium Niobium Cobalt Molybdène Vanadium Lithium Bismuth Tungstène Etain Nickel Cuivre Plomb Zinc 100 $/t Manganèse Chrome Fer Charbon 10000 $/t 1000 $/t 100000 $/t 100 $/kg 10000 $/kg 1000 $/kg 100000 $/kg
  35. 35. Valeur des productions mondiales par substance
  36. 36. Valeur des productions mondiales par substance 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 Charbon Fer Or Cuivre Lignite Terres Rares Nickel Zinc Titane Manganèse Platine et Palladium Argent Diamant Plomb Molybdène Chrome Etain Magnésium Niobium Uranium Strontium Cobalt Antimoine Vanadium Tungstène Zirconium Lithium Tantale Indium Rhénium Bismuth Germanium Béryllium Gallium Valeur des marchés mondiaux en 2010 en M$ 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Terres Rares Nickel Zinc Titane Manganèse Platine et Palladium Argent Diamant Plomb Molybdène Chrome Etain Magnésium Niobium Uranium Strontium Cobalt Antimoine Vanadium Tungstène Zirconium Lithium Tantale Indium Rhénium Bismuth Germanium Béryllium Gallium Valeur des marchés mondiaux en 2010 en M$
  37. 37. →  Avec  des  spécificités  fortes   →  Gisement     –  A  la  base  des  résultats  économiques –  Une  localisa+on  imposée –  Une  durée  de  vie  limitée –  Un  objet  incertain –  Une  rela+on  par+culière  aux  pouvoirs  publics →  Commodités  /  Spécialités   –  Marché  des  commodités L’industrie minière : une industrie de transformation
  38. 38. →  Genèse  d’une  exploita>on  minière  :  de  l’ini>a>on  de  la  prospec>on  à  la  première  produc>on   –  Reconnaissance,  délimita+on  et  évalua+on  du  gisement –  Etudes  de  faisabilité  et  choix  techniques →  Exploita>on  minière  et  ges>on  de  l’incer>tude   –  Receses  des  entreprises  minières,  impact  des  incer+tudes  amont  (gisement)  et  aval  (marché) →  L’exploita>on  minière,  une  ac>vité  limitée  dans  le  temps   –  Des  ressources  finies –  Des  choix  technico-­‐économiques  (rythme  de  produc+on,  teneur  de  coupure) →  L’exploita>on  minière  dans  son  environnement  socio-­‐économique   Quatre thèmes pour le séminaire

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