Sur fond de querelle sino-japonaise qui menace leurs approvisionnements en terres-rares, les industries japonaises des batteries et des moteurs électriques se préparent à des changements radicaux dans leurs choix technologiques. Contrairement à leur nom générique, les terres-rares ou lanthanides ne sont pas rares sur terre. Des gisements étaient exploités en abondance en Californie et en Australie jusqu’à ce que les productions chinoises à bas coûts entraînent la fermeture de ces exploitations et conduisent la Chine à obtenir un quasi monopole mondial de production des terres rares (97% !! soit 120 mille tonnes sur une production mondiale de 124 mille). Il existe également des gisements de terres-rares associés au minerai d’uranium au Kazakhstan qui ne sont pour l’instant que partiellement exploités et valorisés. Le rationnement annoncé en ressources chinoises va tout naturellement faire grimper les cours de ces métaux et va ainsi réactiver les exploitations non chinoises dans le monde. Le Japon dont les approvisionnements dépendent à 90% des exportations chinoises, aurait réussi à obtenir de la part de la Chine 38000 tonnes de lanthanides en 2009. Il travaille d’autre part très activement avec le Kazakhstan pour compléter ses approvisionnements. L’américain Molycorp envisage pour sa part de reprendre ses exploitations de la Moutain Pass en Californie, sous condition qu’il obtienne certaines aides du Congrès qui attendent décision. En Australie le Groupe Arafura va lever un milliard de dollars australiens pour relancer ses productions avec pour objectif d’atteindre une production de 22 mille tonnes d’oxydes en 2013.
Accumulateur Toshiba de 60 Ah
Mais la meilleure des parades pour le Japon qui ne voudra pas dépendre pour ses approvisionnements de la Chine, sera de réduire ses consommations en lanthanides dans les moteurs, les batteries et le polissage des verres qui sont les trois applications consommatrices de terres rares.
– Dans le polissage des verres il utilise dans les 900 tonnes par an d’oxyde de cérium, la pâte de polissage pourrait être éventuellement remplacée par de l’oxyde de zirconium comme le propose certaines expériences en cours chez Kokonoe Electric qui commercialise ces pâtes à polir.
– Les moteurs à aimant permanent utilisant du néodyme et du dysprosium constituent un important débouché pour les terres rares avec une croissance potentielle importante des véhicules hybrides dont les volumes annuels devraient atteindre les 10 millions d’exemplaires avant 2020. Le NEDO avec l’aide de l’Université d’Hokkaido annonce qu’il sait définir un moteur de 50 kW à base de ferrites tout aussi performant et moins cher que les moteurs à aimant permanent aux lanthanides. Le secret repose sur des ferrites améliorées et un accroissement des électroaimants dans le moteur (LIRE les travaux déjà publiés sur le sujet).
– Enfin, le plus gros consommateur de terres-rares au Japon constitue l’industrie des batteries du type Ni-MH qui utilisent des alliages très sophistiqués pour former des hydrures métalliques au sein de l’électrode négative lors de la recharge des accumulateurs. Pour s’affranchir de ces alliages la riposte est évidente: limiter ou abandonner la technologie Ni-MH au profit de la technologie Li-Ion pour les applications les plus consommatrices en batteries telles que les véhicules hybrides et autres deux roues plus ou moins électrifiés. Il apparaît alors évident que le succès de la technologie SCiB de Toshiba provient largement de ce désamour du Ni-MH. Cette technologie, grâce à une électrode négative à base de titanate acceptant des charges très rapides, est le substitut idéal à la technologie Ni-MH pour les applications hybrides.
Toshiba avec d’énormes investissements joue, entre autres, la carte de la substitution des batteries Ni-MH. Il va lancer en production sa nouvelle usine de Kashiwazaki dont la capacité de production est prévue dans une première étape pour atteindre les 500 mille accumulateurs par mois de capacité typique de 20 Ah. Toshiba qui travaille déjà avec Volkswagen et discute avec Mitsubishi Motors, vient d’annoncer qu’il allait travailler sur un véhicule hybride pour Fiat et sur les poids lourds du futur avec Scania du Groupe VW. Il annonce également le développement d’un accumulateur de 60 Ah (FIG.) pour le stockage d’énergie ou les futurs véhicules électriques de large autonomie annonce le Nikkei Electronics. Ce nouveau produit présenterait une énergie volumique autour des 250 Wh/litre et sur la base d’une densité de l’ordre de 2 pour les accumulateurs au Li-Ion, ceci conduirait à une énergie massique vers les 120 Wh/kg
LIRE le rôle de Sumitomo dans les relations entre Japon et Kazakhstan.
LIRE l’info sur le projet Arafura en Australie.
Le 30 Septembre 2010
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