Recycler les aimants permanents Terres rares : un enjeu industriel et géopolitique pour l’Europe

Cette rencontre était organisée dans le cadre d’un cycle de conférences organisé avec le projet Pôle Automobile Européen-e-green.

Le projet PAE-e-green, dont l’introduction a été faite par Pierre Duysinx, Professeur ordinaire, Ingénierie des Véhicules à l’ULiège, et Pierre Dewallef, Professeur au Département d'aérospatiale et mécanique de la Faculté des Sciences appliquées à l’ULiège, s’inscrit dans un contexte de mutation profonde de la mobilité au sein de la Grande Région. 

Ce territoire, historiquement ancré dans l’industrie automobile liée aux combustibles fossiles, doit aujourd’hui relever les défis de l’électromobilité tout en identifiant les opportunités de création de valeur et de compétences nouvelles. L’objectif central de cette initiative est d'optimiser le cycle de vie des véhicules électriques afin de réduire leur empreinte environnementale, tant au niveau des émissions de gaz à effet de serre que de l'utilisation des ressources. Dans cette optique, la gestion des Terres Rares et des aimants permanents est devenue un enjeu stratégique majeur qui était encore largement ignoré il y a une décennie.

David Bastin, Principal Investigator & Lab Manager à la Faculté des Sciences Appliquées, GeMMe, ULiège, a exposé la complexité technique et géopolitique liée à ces matériaux essentiels. Il existe cinq grandes familles d’aimants permanents, mais ce sont les aimants Néodyme-Fer-Bore (NdFeB) qui dominent le marché de la mobilité électrique en raison de leur exceptionnelle densité énergétique. Ces aimants contiennent environ 30 % de Terres Rares, principalement du néodyme, mais aussi du dysprosium ou du terbium, qui permettent aux aimants de conserver leurs propriétés magnétiques à des températures dépassant les 200°C. Les besoins mondiaux sont en explosion : alors que la demande était de 125 000 tonnes en 2019, on prévoit qu'elle atteindra 200 000 tonnes d'ici 2030, tirée par les moteurs des véhicules électriques qui utilisent entre 1 et 2,5 kg d’aimants chacun, et par l’éolien (offshore principalement), où une seule turbine peut contenir jusqu’à deux tonnes d’aimants.

Cependant, cette dépendance technologique se double d'une vulnérabilité géopolitique extrême. La Chine, qui possède environ 40 % des réserves mondiales, maîtrise en réalité plus de 90 % de la chaîne de valeur, de l'extraction au raffinage jusqu’à la fabrication finale des aimants. Cette domination permet à Pékin d'imposer des taxes à l'exportation et des primes de risque qui font que le prix des Terres Rares à Rotterdam peut être deux à trois fois supérieur au prix pratiqué sur le marché intérieur chinois. De plus, la Chine restreint l'exportation non seulement des matières premières, mais aussi des technologies et des équipements nécessaires à leur transformation. Face à ce monopole, David Bastin souligne que l'Europe doit redévelopper ses propres capacités, notamment via des innovations comme la « diffusion aux joints de grains », qui permet de réduire de 30 à 50 % l'utilisation de Terres Rares lourdes, ou encore par le recyclage. Trois voies de recyclage coexistent : la voie directe par réutilisation des poudres, la voie pyrométallurgique par refusion, et la voie hydrométallurgique par mise en solution et précipitation d'oxydes de haute pureté. Cette dernière fait l'objet d'un pilote industriel à l'ULiège, REEFINE, capable de traiter divers flux, des aimants de voitures aux trottinettes. Des projets européens comme PERMANET et MAGELLAN ont également pour objectif de développer des expertises et solutions de recyclage locales.

Grégory Lewis, Chief Innovation Officer chez Groupe Comet, a ensuite apporté le regard de l'industriel confronté à la réalité du terrain et à la complexification croissante des gisements de déchets. Le Groupe Comet, qui traite plus d'un million de tonnes de déchets métalliques par an, observe une évolution rapide des produits arrivant en fin de vie : des véhicules thermiques classiques, nous sommes passés aux hybrides, puis aux électriques et bientôt à l'hydrogène. Aujourd'hui, un recycleur ne peut plus se contenter des outils du passé car les déchets électroniques contiennent désormais la quasi-totalité du tableau périodique de Mendeleïev. Le défi spécifique des aimants permanents réside dans leur nature même : lors du broyage automatique d'un véhicule, les aimants se brisent et se collent magnétiquement à la ferraille, ce qui entraîne leur dilution et leur perte définitive dans les filières sidérurgiques classiques.

Pour contrer cette perte de valeur, le Groupe Comet a dû réimaginer ses procédés en intégrant des étapes de démantèlement sélectif avant le broyage. La viabilité économique de cette extraction manuelle est toutefois précaire et dépend étroitement du coût de la main-d'œuvre et de la quantité d'aimants récupérables par unité de temps. Grégory Lewis précise que si l'extraction est rentable pour un véhicule électrique (environ 3 € par kilo d'aimant extrait), elle devient prohibitive pour de petits objets comme des écouteurs, où le coût grimperait à 1000 € par kilo. C'est ici que l'intégration de l'économie sociale, via la structure Comet Services, devient un levier stratégique en permettant une remise à l'emploi tout en offrant un avantage compétitif sur le marché du démantèlement.

Actuellement, le gisement le plus accessible pour les recycleurs n'est pas l'automobile électrique, qui bénéficie souvent d'une seconde vie à l'étranger, mais la mobilité légère comme les vélos et trottinettes électriques. Pour ces flux, Comet a mis en place un processus incluant l'extraction des roues motorisées, le retrait manuel des bobines de cuivre, puis un traitement thermique de démagnétisation pour libérer les aimants de leurs supports. Cependant, la diversité des designs industriels - aimants collés, sertis ou revêtus de polymères - complique considérablement l'automatisation du tri. Bien que Comet génère actuellement environ 2 à 3 tonnes d'aimants par an, l'entreprise se prépare à l'augmentation des volumes provenant des véhicules électriques et de l'éolien en s’inscrivant dans des partenariats stratégiques et projets d’envergure (comme REEFINE et MAGELLAN).

En conclusion, la transition vers l'électromobilité impose une vision où le recyclage ne sera qu'un appui à la mine primaire, car même avec des taux de collecte et de récupération optimaux, le recyclage ne pourra couvrir qu'une fraction des besoins futurs. La souveraineté européenne passera nécessairement par une combinaison de partenariats internationaux pour l'accès aux gisements primaires et le développement d'une filière de recyclage performante, capable de transformer les déchets d'aujourd'hui en ressources stratégiques pour l'industrie de demain. Le passage d'une économie linéaire à une économie circulaire pour les terres rares est donc à la fois un impératif environnemental et une nécessité géopolitique pour garantir l'autonomie de l'industrie automobile européenne.

Ce compte-rendu a été rédigé avec l’aide de l’IA.