Je vous préviens dès maintenant. Je crois qu’on peut à la fois être un fervent défenseur des véhicules électriques, et pourtant regretter la présence de terres rares dans tous les moteurs électriques de toutes les voitures électriques du marché (à l’exception de la Renault Zoé et des anciens modèles S et X de Tesla).

La raison ?

Très simple :

• Les terres rares sont si mal comprises qu’aujourd’hui qu’il n’est pas rare de croiser quelqu’un qui s’offusque leur prétendue rareté. Alors qu’en réalité, vous le verrez, elles sont bel et bien rares.
• Les terres rares sont aussi le synonyme d’un impact environnemental non maîtrisé en même temps que d’une perte de souveraineté dans nos approvisionnements au profit de la Chine. Or vous le découvrirez, cette perte de souveraineté est un très gros problème.
• Enfin, l’usage des terres rares est parfaitement évitable dans les véhicules électriques. Ce qui laisse songeur quand on vient de lire les deux points précédents et qu’on constate que les terres rares équipent quasiment tous les véhicules électriques.

Autrement dit, les véhicules électriques auraient tout intérêt à se passer des terres rares dès à présent. Et je vais vous le prouver.

C’est quoi les terres rares ?

Les terres rares sont des minerais qui intéressent de nombreuses industries, comme celles de la mobilité, du médical ou de l’armement.

On les retrouve ainsi dans les aimants permanents, les catalyses, les alliages, la céramique, le polissage et les luminophores. Mais aujourd’hui, c’est l’usage des terres rares dans les aimants permanents des moteurs de véhicules électriques qui fait débat (notamment dans les fameux moteurs brushless).

Le coupable ?

L’impact environnemental de ces terres rares, qui est largement discutable.

Mais si les terres rares suscitent tant d’engouement, c’est parce qu’elles présentent des particularités électromagnétiques qui les rendent particulièrement séduisantes. J’y reviendrai un peu plus longuement dans cet article.

Mais avant, nous devons nous mettre d’accord sur ce que sont réellement les terres rares.

Quelles sont les 17 terres rares ?

Les terres rares sont une famille de 17 métaux, dont voici les noms :

• Le lanthane,
• Le cérium,
• Le praséodyme,
• Le néodyme,
• Le prométhium,
• Le samarium,
• L’europium,
• Le gadolinium,
• Le terbium,
• Le dysprosium,
• L’holmium,
• L’erbium,
• Le thulium,
• L’ytterbium,
• Le lutécium,
• Le scandium,
• Et l’yttrium.

Mais ce qu’il y a de beau avec ces 17 terres rares, c’est que seulement 3 d’entre elles représentent 85% du marché^[1] : le cérium (avec 40,2%), le lanthane (27,8%) et le néodyme (17,6%).

À la lecture de cette répartition pour le moins inégale, quelque chose doit nous sauter aux yeux.

C’est que parmi les 3 terres rares les plus utilisées, seul le néodyme est utilisé dans les aimants permanents qui équipent les moteurs des voitures électriques. À noter que ces aimants permanents sont constitués de 2 autres terres rares : le dysprosium et le praséodyme.

Quant aux 2 autres terres rares les plus exploitées sur terre (le cérium et le lanthane donc), elles sont utilisées dans des usages extérieurs à la voiture électrique. Je parle ici des catalyses, des polissages ou en éléments d’alliages de certains métaux.

On peut donc constater que si les terres rares sont si décriées dans les aimants permanents des moteurs de véhicules électriques, elles sont aussi utilisées dans bien d’autres domaines. Et la mobilité électrique apparaît presque comme un sous-domaine de leur utilisation.

Mais ça ne doit pas être une raison pour ne pas se pencher sur le sujet. Car je crois que chacun doit faire son maximum pour réduire son empreinte environnementale. Et la mobilité électrique n’est évidemment pas dispensée.

Quoi qu’il en soit, avant de chercher à en savoir plus sur ces minerais si précieux, je crois qu’il est bon de se demander pourquoi on les dénomme ainsi.

D’abord car « terres rares » est une drôle d’appellation. Ensuite, car cette appellation peut paraître trompeuse.

Est-ce que les terres rares sont rares ?

Les terres rares sont à la fois rares, et pas si rares que ça.

Mais la raison qui nous a poussé à les appeler ainsi, c’est qu’elles ont été découvertes au 18^ème siècle.

Par la difficulté qu’elles présentaient à l’époque pour être isolées et purifiées, par l’absence de gisements riches comme ceux du fer, et par leur dispersion dans la croûte terrestre, on a alors conclu que ces minerais étaient rares.

En réalité, ils ne le sont pas tant que ça.

On les retrouve en effet partout sur notre planète.

Mais par commodité, on a préféré garder ce nom de « terres rares ». Aussi peu fidèle soit-il à la réalité des choses.

Pour autant, la relative abondance des terres rares n’est pas une raison de se moquer de ceux qui s’inquiètent de leur épuisement. Car ceux-là ont saisi une nuance cruciale qu’elles illustrent à merveille : la différence entre ressources et réserves.

En effet, si on observe les terres rares avec la lumière de cette nuance, elles nous apparaissent à nouveau comme relativement rares.

Laissez-moi vous expliquer pourquoi.

Les ressources d’un minerai témoignent de la quantité totale de ce minerai présente dans le sol terrestre. De ce point de vue, on sait que les terres rares sont assez courantes sur notre planète. On peut donc dire que s’agissant des ressources, les terres rares ne sont pas rares.

Mais les ressources ne veulent rien dire si on n’intègre pas la notion de réserves.

Car les réservent témoignent quant à elles des gisements que nous sommes capables d’exploiter. Les réserves représentent donc la quantité de minerais que nous pouvons sortir de notre sol de manière pérenne et sans perdre d’argent.

Les réserves rassemblent donc toutes les ressources dont l’exploitation est rentable.

Si leur excavation coûte plus cher que leur vente, alors on n’a plus aucune raison de s’embêter à creuser des mines. C’est d’ailleurs ce qu’il se passe régulièrement avec le pétrole et les fameux pics pétroliers.

Le problème des terres rares, c’est qu’en termes de réserves, elles méritent bien leur nom.

En effet, dieu sait que leur exploitation est laborieuse, tant elles sont diluées dans des tonnes et des tonnes de roches dont on ne sait que faire. Pour vous donner une idée de la tâche herculéenne qu’elles représentent, il faut remuer 16 tonnes de roches pour produire un kilogramme de cérium, et 1 200 tonnes de roches pour produire un kilogramme de lutécium^[2].

C’est tout bonnement énorme.

Et on imagine bien que pour être rentable, l’exploitation des réserves de terres rares n’a d’autre choix que de faire payer cher aux industries qui sont intéressées par les propriétés de ces minerais d’exception.

Mais si les terres rares sont extrêmement chères (certaines coûtent 9 000 fois plus que le fer), leur prix ne peut pas être infini. Et pour ne pas être infini, il faut maîtriser leur rareté, et donc prendre soin de ne pas vider les réserves rentables de néodyme, cérium & Cie.

L’objectif est simple : ne pas aboutir aux absurdités qu’on connaît avec le pétrole.

Quoi qu’il en soit, la rareté des terres rares est un sujet complexe.

Mais avant de passer aux grands sujets qui nous intéressent (vous savez, les sujets qui passent au journal de 20h), j’aimerais faire un dernier point sémantique.

Le problème des terres rares

Les terres rares qu’on retrouve dans les aimants permanents de nos véhicules électriques sont pointées du doigt pour 3 raisons :

• leur provenance,
• leur difficulté d’approvisionnement,
• et leur impact environnemental.

Ce que nous allons faire est donc très simple : nous allons regarder ces 3 points de friction, et voir si les terres rares sont si diaboliques que ça.

Quels sont les grands pays producteurs de terres rares ?

La Chine est la plus grande productrice de terres rares, avec 58% de la production mondiale en 2020^[3].

La production de terres rares est donc répartie très inégalement sur Terre. Il est en effet infiniment rare de voir un seul pays s’arroger plus de la moitié de la production mondiale d’une famille entière de 17 minerais.

Mais le plus gros problème n’est pas nécessairement dans l’asymétrie de la production.

C’est que cette asymétrie de la production n’est pas directement liée à une asymétrie des réserves. En effet, si la Chine produit 58% de ces minerais, elle n’en possède en réalité que 37% des réserves mondiales.

Pas si loin derrière, on retrouve :

• Le Vietnam (18%),
• le Brésil (18%),
• la Russie (10%),
• l’Inde (6%),
• l’Australie (3%),
• et les Etats-Unis (1%).

Notons qu’aucun pays de l’Union Européenne n’apparaît donc dans ce classement, ce qui nous donne déjà une petite idée du problème que les terres rares représentent pour nous.

Dans un monde équitable, il faudrait que le pays qui possède 37% des réserves représente 37% de la production mondiale. Et si ce n’est pas le cas et qu’il existe un déséquilibre entre la part des réserves et la part de production (comme c’est le cas avec la Chine), ça veut dire qu’il y a anguille sous roche.

Et cette anguille sous roche, c’est que le pays en question applique une stratégie agressive de conquête économique afin de dévorer la concurrence. C’est le jeu de la libre concurrence, certes. Mais quand on sait que la Chine représente 80% des importations américaines de terres rares, on comprend que ça va coincer.

Mais ce qui est terrible dans cette histoire, c’est qu’on nous avait prévenu.

Car voilà ce que Deng Xiaoping disait en 1992 :

Les terres rares sont à la Chine ce que le pétrole est au Moyen-Orient.

40 ans plus tard, la Chine a effectivement gagné sa place de nouveau Moyen-Orient.

Et nous, qui faisons la promotion des véhicules électriques car ils permettent de se libérer de l’emprise du pétrole, sommes en train de nous libérer d’une dépendance (celle des pays producteurs de pétrole) pour nous lier à une autre (celle de la Chine).

Enfin, pas tout le monde.

Car il existe des solutions pour libérer la mobilité électrique des terres rares. Et nous y participons activement sur ce site, en faisant la promotion des moteurs électriques sans terres rares (les moteurs à induction par exemple).

Mais nous en reparlerons dans la conclusion de cet article, car nous n’en avons pas fini.

Nous avons en effet vu que les terres rares présentent un problème de dépendance à la Chine. Mais il n’y a pas que ça. Il y a aussi l’impossibilité de s’approvisionner en minerais sans craindre de financer les mafias chinoises.

Le casse-tête global de l’approvisionnement

Le deuxième problème des terres rares, c’est qu’elles sont si indispensables qu’elles se paient le luxe de ne respecter aucune norme, quelle qu’elle soit.

En effet, ceux qui tentent de s’approvisionner en terres rares le savent : il est presque impossible de garantir une traçabilité des filières de terres rares. Si bien que quand une entreprise qui fabrique des aimants permanents achète du néodyme, elle est souvent incapable de connaître la mine d’extraction.

Aujourd’hui, on estime ainsi que le tiers de terres rares en circulation sur terre sont issues du marché noir^[2].

Effarant.

Surtout quand on se rappelle que ceux qui tiennent le marché noir sont souvent des mafias, qui n’ont cure des normes sociales et environnementales.

Mais rassurez-vous.

Il n’y pas nécessairement besoin que les producteurs de minerais ne soient pas déclarés pour qu’ils outrepassent les normes environnementales en vigueur dans notre vieille Europe. Ils polluent en effet les sols et les eaux avec des boues remplies de métaux lourds et de cocktails chimiques en tous genres, sans être inquiétés outre mesure.

Comment est-il possible qu’on laisse passer ça ?

Simplement car les terres rares nous sont indispensables aujourd’hui.

Si on ne regarde que l’industrie automobile actuelle, la Renault Zoé est la seule voiture électrique neuve qui ne possède pas de terres rares dans sa motorisation, grâce à l’absence d’aimants permanents dans son moteur.

Or si on ne regarde que les chiffres de 2019, la Zoe ne représente que 3,1% des ventes mondiales de voitures électriques^[4].

Ce que ce chiffre témoigne est impressionnant : 96,9% des voitures électriques fonctionnent grâce aux terres rares, car les moteurs à aimants permanents affichent des performances telles que les constructeurs refusent à tout prix de s’en passer.

À tout prix.

Au prix donc d’une traçabilité impossible et de la conscience cruelle (mais inévitable) qu’avec leurs voitures électriques « propres », ils salissent la Chine. Et puis s’ils ne sont pas satisfaits, les fournisseurs chinois pourront leur rétorquer qu’ils aillent voir ailleurs.

Manque de chance, il n’y pas beaucoup de fournisseurs de terres rares ailleurs qu’en Chine.

Voilà donc ce qu’on reproche à ces précieux minerais.

Ils sont d’une opacité terrible. Et ils viennent de l’autre côté du globe, à des endroits que nous sommes incapables de situer sur une carte. Ce qui a pour conséquence immédiate de tuer dans l’œuf toute ambition écologique de la part des constructeurs de véhicules électriques.

À ce propos, on accuse souvent les terres rares d’être une catastrophe écologique.

Mais manque de chance pour les partisans de la fin de terres rares, ce n’est pas entièrement vrai. C’est ce que nous allons voir dès à présent.

Quel est l’impact écologique des terres rares ?

L’impact écologique des terres rares est inégal.

En effet, les terres rares sont d’excellentes élèves du changement climatique, puisque leur production ne rejette pas tant de gaz à effet de serre que ça^[5].

Car pour produire 1 kg de néodyme à Sichuan, on n’émet que 41 kg d’équivalent CO₂ (et 82 kg dans les provinces du sud de la Chine). Or les véhicules électriques ne contiennent qu’entre 200 et 661 grammes de néodyme^[6].

Soit des émissions qui se situent entre 8,2 et 54,2 kg d’équivalent CO₂ par véhicule électrique.

Ce chiffre est extrêmement faible.

Pour s’en rendre compte, il suffit de savoir que la production des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques actuels est coupable de 75 kg d’équivalent CO₂ par kWh^[7]. La batterie de 55 kWh de la Model 3 de Tesla rejette donc 4 125 kg d’équivalent CO₂ sur sa production.

C’est entre 76 et 503 fois plus que le néodyme de son moteur.

Autrement dit, s’il y a bien une qualité que les terres rares ont, c’est qu’elles ont un impact climatique négligeable. Et si elles sont si performantes sur ce point, c’est surtout qu’elles présentent des propriétés électromagnétiques si puissantes que leur quantité nécessaire est très faible.

Le problème, c’est que nous venons d’identifier leur seule qualité environnementale.

Car si on fait une analyse de cycle de vie rigoureuse, on constate que leur impact sur la toxicité humaine est beaucoup inquiétant. Et que leur empreinte sur les océans ou la déplétion des ressources fossiles n’est pas négligeable.

Pour le constater, une image vaut mille mots.

Observez seulement les colonnes bleues, puisque le cérium obtient les mêmes résultats que le néodyme (selon les auteurs de l’étude)^[5] :

On constate très bien que la colonne nommée « Global Warming » (réchauffement climatique) est plus petite que toutes les autres. Mais on ne peut que s’inquiéter de la hauteur bien supérieure de la colonne « Human Toxicity » (toxicité humaine).

Or il me semble que l’un des enjeux de la mobilité électrique, c’est bien de protéger l’humain.

Et si on doit persister à produire des véhicules qui sont toxiques pour lui, je me demande si on a bien compris la leçon.

Surtout qu’ici, c’est pernicieux : les terres rares sont toxiques pour l’humain lors de leur fabrication, et non pas lors de leur usage.

On produit donc des véhicules qui protègent la santé de ceux qui les utilisent (car à l’usage, la mobilité électrique est infiniment moins toxique que la mobilité thermique), mais on met en danger ceux qui les produisent.

Car comme souvent, ceux qui produisent les véhicules électriques ne sont pas ceux qui en jouissent.

Conclusion : si on peut éviter les terres rares, évitons-les

Après cette étude aussi rigoureuse que possible des terres rares, le bilan qu’on peut en faire est simple.

C’est que ces minerais aux propriétés fabuleuses présentent aujourd’hui des défauts rédhibitoires. Le monopole de la Chine en est un, l’opacité de l’approvisionnement en est un autre et leur impact sur la santé humaine est le coup de grâce.

Face à ces défauts, il est impossible de ne pas être révolté par leur omniprésence dans nos véhicules électriques.

D’autant qu’on le sait, il est parfaitement possible de s’en passer, grâce aux moteurs à induction, aux moteurs synchrones à rotor bobiné et aux moteurs à réluctance variable sans terres rares (car il en existe avec terres rares).

Mais en même temps, il est impossible de nier que dans de nombreux domaines vitaux, les terres rares sont absolument nécessaires. Je pense par exemple aux IRM, qui ne pourraient pas tourner sans terres rares.

Ma proposition est donc d’agir avec pragmatisme.

Dès qu’il existe des alternatives sans terres rares, je crois qu’il faut exiger de les choisir par défaut. Pour la mobilité électrique, ça veut donc dire qu’on doit arrêter avec les moteurs à aimants permanents contenant des terres rares (ça inclut donc les moteurs brushless).

Cette proposition nous permettra de réduire la pression sur les approvisionnements en terres rares afin de réduire notre dépendance à la Chine. Dès lors, on rééquilibrera le rapport de force et on pourra négocier avec les producteurs de terres rares pour qu’ils respectent les normes sociales et environnementales en vigueur par ailleurs.

Si vous êtes séduits par cette stratégie, voilà ce qu’il vous reste à faire :

• Vous pouvez partager cet article auprès des membres de votre entourage qui sont critiques envers les véhicules électriques sous le prétexte de la présence de terres rares. Car vous leur montrerez qu’il est possible de s’en passer.
• À l’inverse, vous pouvez envoyer cet article à ceux qui ont une confiance trop grande dans les véhicules électriques. Ceux qui oublient parfois que dans l’état actuel des choses, les terres rares contenues dans la plupart des véhicules électriques sont un allié à double tranchant.
• Enfin, vous pouvez peser de tout votre poids dans les discussions que vous aurez avec des décideurs. Pour leur montrer que les terres rares sont aujourd’hui la chaîne qui emprisonne l’Europe dans une situation de perte de souveraineté critique.

Plus on sera nombreux à agir dans ce sens, plus on a de chances de sortir l’Europe et les véhicules électriques de cette mauvaise passe.

Haut les cœurs !