Sortie du rapport scientifique 2005 vers une utilisation responsable des terres rares"

Le rapport de l’Expertise scientifique collective (ESCo) Terres rares

L’Expertise scientifique collective (ESCo) Terres rares, portée par la Mission pour l’expertise scientifique du CNRS (MPES), dresse dans un rapport sorti en décembre 2025 l’état des lieux des éléments de terres rares (ETR) dans le monde et analyse les défis et les opportunités d’une utilisation plus responsable des terres rares. 
La particularité de cette cellule est de faire intervenir des expert·es scientifiques de toutes les disciplines : sociologues, économistes, juristes, géologues, chimistes, physiciens, philosophes).

Les trois axes du rapport

Elle a permis de recenser les connaissances scientifiques sur les utilisations actuelles et futures des ETR autour de trois grands axes : 

1. Réduire, en incluant les substitutions envisageables (des ETR et des usages) ;
2. Recycler, notamment avec l’exploitation de la mine urbaine ;
3. Produire autrement, en explorant les approches plus respectueuses de l’environnement et des sources d’approvisionnement alternatives comme les déchets issus de l’exploitation d’autres minerais. 

L’expertise se base sur l’analyse rigoureuse de la littérature scientifique revue pas les pairs et  le CNRS a veillé au respect des principes de compétence, d’indépendance, d’impartialité et de transparence dans la conduite de cette expertise scientifique collective. 

Frédéric MAZALEYRAT, chargé d'étudier tout ce qui concerne les aimants permanents 

Le travail de Frédéric MAZALEYRAT, physicien et professeur au laboratoire Systèmes et applications des technologies de l'information et de l'énergie, Satie, est transdisciplinaire : il se situe à la frontière de la physique, de la sciences des matériaux et du génie électrique. « C'est mon travail pionnier sur les aimants sans ETR en 2005 (totalement incompris à l'époque) et la reprise de ces travaux avec Muriel Tyrman (Lauréate de la bourse l’Oréal France Pour les Femmes et la Science en 2017) et ceux qui ont suivi qui a attiré l'attention des pilotes de l'ESCo, suite à quoi ils m'ont recruté alors qu'ils n'avaient pas prévu de spécialiste des matériaux magnétiques. »

En effet, son expertise se situe à la fois dans la synthèse, l'élaboration, l'analyse structurale, les propriétés physiques et fonctionnelles, leur modélisation en vue des applications et son rôle a été d'étudier tout ce qui concerne les aimants permanents :

• réduire la quantité d'ETR lourd dans les aimants au néodyme (Nd-Fe-B) ;
• substituer partiellement le Nd par d'autres ETR ;
• les propriétés des aimants Nd-Fe-B recyclés ;
• les aimants permanents sans terres rares ;
• la réduction de l'utilisation d'aimants Nd-Fe-B dans les éoliennes et les moteurs de véhicules électriques ou hybrides.

Pour le dernier point, il a été assisté par un expert contributeur en la personne de Yacine AMARA, professeur à l'Université du Havre et ancien doctorant de SATIE.

« Même s'ils ne représentent que 37% des usages des ETR, les aimants mènent le marché car ils demandent beaucoup de Nd (300 g par kg d'aimant) qui n'est présent qu'à hauteur de 20% dans le minerai et parce qu'ils jouent un rôle important dans la décarbonation des transports et des quantités d'objets divers. »

Il revient sur la pluridisciplinarité du rapport : « Nous avons bien sûr travaillé individuellement sur nos sujets d'expertise, mais pendant les presque 2 ans de travail, l'ESCO organisait des séminaires de 2 ou 3 jours tous les deux mois pendant lesquels nous échangions avec les diverses disciplines. Personnellement j'ai beaucoup plus travaillé avec un collègue chimiste, mais nous avons beaucoup appris avec les collègues géologues et les collègues spécialisés en chimie de l'extraction et nous avons pu éclairer nos collègues des Sciences humaines et sociales (SHS) sur les obstacles technologiques et les limitations physiques à la substitution, car il faut bien comprendre qu'on peut faire sans ETR mais souvent beaucoup moins bien.
Pour chacun d'entre nous ces échanges ont été extrêmement enrichissants. Même si j'avais depuis longtemps conscience des aspects géopolitiques et économiques liées à la ressource et au raffinement, j'ai acquis des connaissances bien plus précises sur ces sujet et découvert d'autres enjeux relevant du droit, de la sociologie, de l'économie de la circularité, etc.  pour finalement embrasser le sujet dans sa totalité. Une chance comme ça ne présente qu'une fois dans une carrière ! »

• Consultez le résumé de l’expertise scientifique collective (© CNRS - PDF - 1,1 Mo).
• Consultez le rapport (© CNRS - PDF - 7,6 Mo).

Les usages des éléments de terres rares (ETR)

Souvent confondues avec d’autres métaux, les terres-rares correspondent à un ensemble de 17 métaux du tableau périodique des éléments chimiques, appelés éléments de terres-rares (ETR).
Ces ETR ont des propriétés particulières, ils sont utilisés par un grand nombre de secteurs industriels (transports, santé, numérique etc.) dont certains, comme l’énergie ou la défense, sont stratégiques. Un tiers de la consommation concerne la fabrication d’aimants permanents, dispositifs-clé pour les générateurs d’éoliennes marines et les moteurs de véhicules électriques, dont ils permettent d’améliorer le rendement. 
On retrouve également des aimants à ETR dans les moteurs des drones, les disques durs, les haut-parleurs de téléphone, les aspirateurs et jusque dans les sacs à main. 
Les ETR entrent aussi dans la composition des fibres optiques ou de certains alliages métalliques destinés à l’aéronautique, dans les lasers, les pots catalytiques ou encore en tant qu’agent de contraste pour l’IRM médicale. Enfin, les ETR ont des usages strictement industriels comme la catalyse en pétrochimie ou en tant que poudres de polissage pour les optiques de précision notamment (lentilles, écrans, pare-brises etc.).

L’approvisionnement des ETRS, un enjeu prioritaire pour les pays

L’approvisionnement en éléments de terres rares (ETR) est de plus en plus sous tension pour les filières industrielles. 
L’approvisionnement de ces métaux constitue donc un enjeu prioritaire pour les pays que ce soit d’ordre industriel, technologique, géopolitique, économique, environnemental ou sanitaire. Les pouvoirs publics et les industriels ont besoin d’une nouvelle stratégie pour disposer d’ETR. 

Une dépendance aux ETR raffiné en Chine

La production mondiale d’ETR augmente en moyenne de 13% par an depuis 2015 (×2 tous les 6 ans).
Cette forte demande induit une dépendance croissante vis-à-vis des gisements primaires. 
Or l’extraction des ETR se limite à quelques mines dans le monde. 
En 2024, 70% de l’extraction et 90% du raffinage sont réalisés en Chine qui possède 35% des ressources du sous-sol, devant 5 pays à 9-11% tous situés en dehors de l’Europe.
La production et une transformation quasi-exclusivement chinoises exposent l’Europe à les risques géopolitiques et industriels. 

Il existe par ailleurs un potentiel primaire bien identifié dans des roches magmatiques de l’Europe du Nord, en Suède (Kiruna) et en Norvège. Le seul site européen, situé en Suède, ne sera exploitable que d’ici 5 à 10 ans. 
Le Groenland possède aussi 8 gisements d’ETR de grande taille non exploités (proche 34,79 Mt). Enfin, la présence des ressources au Brésil, 2e pays en ressources primaires, pourrait laisser entrevoir un potentiel d’ETR à proximité, en Guyane.

La France n’a pas de gisement exploitable à court terme. Les ressources minérales offshores (nodules métalliques marins) pourraient constituer une source d’approvisionnement en ETR, mais les dommages écologiques seraient trop importants et il est impossible de savoir si les fonds marins peuvent retourner à l’équilibre après exploitation. 

Néanmoins, la France dispose de ressources secondaires importantes :

• Les déchets des produits d’usage : mine urbaine (aimants des moteurs de voitures électriques, des déchets électroniques etc.), mobilisable via le recyclage ;
• Les déchets miniers et de l’industrie (cendres de charbon sous-produits de centrales, résidus bauxite issus de l’extraction de l’alumine) qui représenteraient plus de 150 kt d’ETR.

Un impact écologique fort

L’impact environnemental global de l’extraction des ETR est plus important que celui d’autres métaux. Associés à des éléments radioactifs dans le sous-sol, les ETR nécessitent de nombreuses étapes fortement consommatrices en eau et en produits chimiques pour leur séparation. 
Les processus d’extraction et les déchets générés représentent un risque avéré pour l’environnement principalement autour des zones fortement contaminées (site d’extraction ou de transformation). 
De ce fait, les activités d’extraction et de transformation et les risques sanitaires associés créent localement de fortes tensions sociales.

Peu de recyclage malgré un potentiel important

Le taux d’ETR recyclés stagne à 1% au niveau mondial depuis 2010. Or un générateur d’éolienne marine contient autant de terres rares que deux millions de téléphones portables (soit entre 150 et 500 kg selon sa puissance) ; les ETR constituent donc aujourd’hui un maillon clé de la transition énergétique.  

Pourtant, les analyses de cycle de vie et de flux de matières montrent que les procédés de recyclage des ETR ont une empreinte carbone inférieure à celle de l’extraction primaire. 
Le développement de technologies innovantes de pré-traitement et de raffinage (hydrométallurgie, bioprocédés etc.) ou de boucles courtes de recyclage (d’aimant à aimant par exemple) réduisent aussi significativement l’impact environnemental et affichent de hauts rendements de récupération, mais nécessitent des incrémentations pour un déploiement industriel. 
La faisabilité technique est avérée, le potentiel du recyclage est important et les déchets d’usage sont une ressource secondaire crédible pour constituer une « mine urbaine », plus responsable.

Moins d’ETR et une sobriété d’usage

La sécurisation de l’approvisionnement européen en ETR pourrait s’appuyer sur trois stratégies :

• L’exploitation minière en Europe qui ne pourra se faire qu’après un débat préalable et sincère sur les effets environnementaux, la finalité et le partage des bénéfices avec les populations locales ;
• La réduction du recours aux ETR via la technologie et la sobriété d’usage, qui appelle une réflexion sur les priorités d’usages qui nécessite de clarifier ce qui relève d’un usage essentiel ;
• La filière de recyclage qui demande une législation, une traçabilité, une organisation de la collecte, des infrastructures et une économie à stabiliser (incitations, subvention limitant les effets de la volatilité des cours des ETR).

Quelles sont les prochaines étapes après la sortie du rapport ?

Le rapport est proposé aux décideurs politiques et industriels, aux chercheurs et aux citoyens comme somme de connaissances fiable sur laquelle s'appuyer pour prendre des décisions.

Frédéric MAZALEYRAT précise : « Nous ne formulons aucune recommandation, aucune opinion, nous disons juste l'état de la science. Nous pouvons évaluer la crédibilité ou la faisabilité de telle ou telle solution, c'est à ceux qui s'empare de ce rapport de décider. 
En janvier 2026, nous déposeront le rapport complet sur HAL (plusieurs centaines de pages) et nous allons travailler à la rédaction d'un article de revue pour un journal scientifique international. »

Les aimants, un thème de thèses au Satie

En 2017, Muriel TYRMAN, doctorante au laboratoire Satie, a soutenu sa thèse intitulée "Vers une alternative aux aimants à base de terres rares : hexaferrites nanostructurés et alliages Mn-Al" en juin 20217 à l'ENS Paris-Saclay. Elle est également lauréate 2017 de la bourse l’Oréal-Unesco Pour les Femmes et la Science.

En 2026, Adel SASSI va soutenir sa thèse sur sur les aimants ferrites.