Nous arrivons à un moment charnière quant à la façon de concevoir nos différents modes de vie à travers le globe. Les pays développés font face à deux transitions capitales : écologique d’abord, numérique ensuite. Ces deux transitions influenceront fortement les politiques industrielles, sociales et économiques futures de ces pays. Il y a néanmoins un facteur qui, à première vue salvateur, fait converger les regards des chefs d’État et des grandes entreprises transnationales vers un unique modèle transitionnel. Ce modèle serait incarné par les terres rares, composées de 17 métaux présents à l'extraction comme à l’utilisation partout sur la planète. À ce jour, les études des sols ont détecté des gisements majoritairement au Brésil, en Russie, en Chine, aux États-Unis et en Australie. Mais aussi en offshore, notamment au large du Japon. Ces terres rares sont omniprésentes, notamment dans les semi-conducteurs, microprocesseurs ou LED qui font ensuite fonctionner des équipements numériques classiques comme les ordinateurs, les téléphones ou encore les télévisions, mais aussi des équipements plus techniques comme de l’armement, l’aviation ou encore des équipements de santé comme les scanners. De plus elles sont également une composante importante dans les technologies permettant la construction ou l’optimisation des systèmes de production d’énergie renouvelable comme l’éoliens et le photovoltaïques. Un problème se pose malgré tout : l’extraction et la production de ces métaux, cruciaux pour nos sociétés, est très inégalement réparties. En 2023, la Chine, avec environ 30% à 40 % des réserves mondiales estimées, produisait 85 % des terres rares mises sur le marché. Il s'agit ici d'un problème de souveraineté : de nombreuses technologies modernes se basent sur ces métaux comme matières premières principales pour leur conception, dans des domaines où la souveraineté est primordiale, comme l’armement, et d’autres où elle commence à le devenir, comme l’industrie. Il sera donc crucial de comprendre pourquoi et comment les terres rares s'imposent comme un enjeu climatique et technologique dans des relations commerciales et diplomatiques de plus en plus marquées par le nationalisme et des coopérations opportunistes. Nous articulerons notre analyse avec un coup d’œil sur la place de ces métaux dans la transition écologique entre dynamiques économiques et la réduction des émissions de carbone, tout en concurrençant le modèle chinois, actuellement dominant. Pour se faire nous aborderons d’abord le rôle des terres rares dans la productions d’énergies renouvelable puis ensuite en passant en revue le rôle des terres rares dans l’utilisation des technologies vertes avant de finir par l’étude de la possible porte de sortie incarnée par la lune. 

Les enjeux climatiques autour des terres rares sont très importants, car ces métaux ont permis de concevoir ce qu'on appelle les aimants permanents. Ces aimants sont à l'origine d'un certain nombre d’avancées technologiques modernes et sont, dans la plupart des cas, fabriqués à partir de néodyme, l’un des 17 métaux rares extrait en grande majorité des mines chinoises. Ces aimants sont utilisés car ils offrent un meilleur rapport magnétique taille/puissance et résistent mieux aux sources classiques de fluctuation comme la chaleur ou le frottement, contrairement aux aimants classiques fait de fer, d’aluminium et de cobalt. Dans le cas de la production d’énergie renouvelable, les aimants permanents jouent un rôle crucial dans deux secteurs clés du renouvelable : l’éolien et le photovoltaïque.

Le rôle des terres rares dans la production d’énergies renouvelables 

L’éolien

Dans le domaine de l’éolien, ces aimants permanents transforment l’énergie du rotor (c’est-à-dire l’énergie mécanique) en énergie électrique. Le premier pôle magnétique du rotor actionne ensuite une turbine au second pôle magnétique. En plus de leur grande résistance aux fluctuations magnétiques, les aimants permanents présentent d'autres avantages : ils ne nécessitent pas d’alimentation électrique permanente pour émettre un champ magnétique et ils permettent de créer de l’énergie même à faible vitesse de vent, sans avoir recours à un multiplicateur. Enfin, ils nécessitent beaucoup moins de besoin de maintenance car ils sont plus fiables et plus stables. Globalement, les propriétés des aimants permanents permettent de réduire drastiquement les coûts d’entretien et d’exploitation, tout en améliorant le rendement. Ainsi, même si cette technologie est relativement coûteuse, les terres rares utilisées, notamment dans les modèles offshores, permettent une rentabilité importante. 

Le photovoltaïque.

Ces aimants sont également utilisés dans la production d’énergie solaire, où ils jouent un rôle dans la conversion du courant continu (produit par les panneaux solaires) en courant alternatif propre à l’utilisation des ménages. Ils présentent entre autres les mêmes avantages que dans le domaine de l’éolien c’est à dire une réduction des coûts d’entretien et une amélioration du rendement puisque ces aimants sont particulièrement efficaces dans la production d’énergie solaire lorsqu’il y a peu d’exposition au soleil. Enfin les aimants permanents, plus stables et fiables, permettent de produire de l’énergie sans stimulation électrique.

Le nucléaire.

Dans l’industrie nucléaire, les terres rares occupent également une place importante. Même si elles ne sont pas directement impliquées dans la production d’énergie nucléaire, elles sont utilisées dans des instruments de mesure et de captage de l’énergie produite par les réacteurs. Le cérium, l’europium et le samarium sont des exemples de minéraux utilisés pour leurs capacités à absorber des neutrons lors du processus de fission nucléaire. Ils sont utilisés dans ce que l’on nomme les barres de contrôle, qui jouent un rôle crucial dans la production et la régulation de l’énergie nucléaire, permettant aux opérateurs de moduler l’intensité de la fission nucléaire. En cas de problème, ces barres peuvent stopper toute réaction en chaîne, comme cela a été le cas lors de l’accident de Fukushima en 2012, où le système SCRAM a permis d’arrêter le réacteur.

Grâce à l’amélioration de ces technologies, la part de l’éolien et du solaire dans le mix énergétique mondial a atteint 7500 TWh en 2021, contre seulement 96 TWh en 2000. Cela représente une croissance significative. Selon l’institut Sapiens, en glissement annuel, la part du photovoltaïque et de l’éolien ont respectivement augmenté de +32,2 % et +13 % entre 2022 et 2023. Ces chiffres sont encourageants, mais ils révèlent un problème de taille : la domination des entreprises chinoises dans la production et la vente de ces technologies. En 2023, la Chine produisait 80 % des systèmes photovoltaïques présent sur le marché mondial, grâce à des entreprises comme LONGi Solar, JA Solar, et Trina Solar. Cela pose un problème de souveraineté : si nous laissons la Chine produire en masse ces technologies nous risquons de nous exposer à des fluctuations de prix et à un manque d’approvisionnement, même si paradoxalement la transition écologique n’en serait que plus palpable si l’on omet le désastre écologique provoqué par l’extraction de ces métaux. Le président de La Fabrique de l’industrie rappelait en commission sénatoriale que « l'uranium est à peu près équitablement réparti sur la planète, sans qu'un pays puisse se prévaloir d'une position dominante. Cela n'est pas le cas pour les aimants permanents des éoliennes, qui sont faits de terres rares à 90 % chinoises. Il existe des terres rares en Europe, mais sommes-nous disposés à ouvrir des mines de terres rares sur le sol européen, sachant qu'elles sont extrêmement polluantes ? ».

Le rôle des terres rares dans l’utilisation des technologies vertes

Les terres rares dans l’industrie automobile…

Les terres rares ne sont pas seulement utiles dans le secteur des énergies renouvelables, elles occupent également une place importante dans d’autres domaines environnementaux et technologiques, comme les véhicules électriques. Contrairement à une croyance populaire, les terres rares ne sont pas primordiales dans la construction des batteries. Il y a une quinzaine d’années les véhicules hybrides de première génération, comme la Toyota Prius, utilisaient des moteurs et des batteries contenant des métaux rares. Les terres rares et donc les aimants permanents permettent de miniaturiser les systèmes embarqués, ce qui présente de nombreux avantages : réduction du poids total du véhicule pour de meilleures performances ainsi qu’une réduction du nombre de pièces utilisées, ce qui diminue les risques de panne ou de casse. Dans les modèles haut de gamme, les terres rares représentent environ 30 % des pièces utilisées pour construire un moteur électrique.

Face à la domination chinoise.

Les constructeurs automobiles occidentaux cherchent à réduire leur dépendance vis-à-vis des terres rares, principalement en raison de l’influence chinoise sur l’approvisionnement et la production de ces matières premières. La Chine, qui produit 50 % des véhicules électriques mondiaux (soit 9 millions de véhicules vendus en 2023), domine ce marché grâce à des entreprises comme NIO, XPeng, et Li Auto, largement subventionnées par le gouvernement chinois. Pour contrer cette concurrence, les entreprises occidentales investissent dans des technologies visant à limiter, voire à remplacer, l’utilisation des terres rares dans leurs moteurs. Par exemple, Renault a conçu la ZOE sans utiliser de terres rares, tandis que Tesla développe un moteur sans ces métaux. Toyota, en collaboration avec l’entreprise nippone NEDO, a réussi à réduire de 50 % l’utilisation des terres rares dans un moteur électrique. Ces efforts d’investissement et de progrès techniques sont cruciaux pour les industriels occidentaux et pour l’emprunte carbone, l’extraction et la transformation se faisant sous les normes européennes ou américaines. Contrairement à la Chine qui elle n’applique ou ne se soucie pas de ces règles exerçant donc une concurrence déloyale. La Chine commence à exporter massivement ses véhicules électriques en Europe, où ils sont moins chers grâce aux exonération fiscale de Pékin qui sont estimés entre 25 et 50 milliards d’euro sur les dix dernières années. Cette stratégie permet de maintenir les prix de ces véhicules artificiellement bas de façon à acquérir le plus de part de marchés sur différents continents comme le rappelait la présidente de la commission européenne dans son discours devant le parlement européen. Dans une logique de compétition commercial et de croissance industrielle européenne l’avis de la présidente n’est pas complètement décalé, mais sur ce sujet il ne s’agirait pas de voir plus loin qu’une simple compétition commerciale ?

Les ressources lunaires.

Nous venons de voir au cours des exposés suivant à quel point les ressources critiques étaient parfois rares, parfois très difficile et couteuse à l’extraction. Récemment certaines études et analyses ont fait état d’une présence assez importante de ressources primordiales dans les industries modernes comme l’Hélium-3, le Yttrium ou encore le Scandium sur la lune.

Hélium-3

Ces ressources sont primordiales à plusieurs échelles, écologique d’abord et souverainiste ensuite. L’hélium-3 qui est un isotope de l’hélium un isotope se définissant comme un élément de même numéro atomique mais avec une masse différente. Ça lui donne un intérêt stratégique dans la fusion nucléaire notamment. Premièrement car les réactions nucléaires utilisant l’hélium-3 produisent peu de déchets radioactifs, réduisant de fait les risques environnementaux ainsi que sanitaires associés aux déchets nucléaires. Ensuite en l’absence de neutrons énergétiques dans la réaction de fusion, les infrastructures de réacteurs comme les parois et les équipements subissent moins de dégâts, augmentant leur durabilité et baissant les couts d’utilisation et d’entretien par la même occasion. Si maîtrisée, l’isotope hélium-3 pourrait fournir une énergie nucléaire quasiment illimitée pour alimenter en électricité les grosses industries ou encore les foyers et ménage des pays producteurs. Cette perspective en fait un élément clé pour l’énergie nucléaire. 

L’Yttrium 

L’Yttrium lui est utilisé dans une multitude de domaine comme l’industrie électronique avec son rôle comme luminophore dans les LED, les téléviseurs ou encore smartphone comme luminophore permettant d’obtenir sur nos écrans des couleurs vives. Aussi utilisé comme supraconducteurs mais le rôle de l’yttrium dans la transition écologique est bien plus important que son rôle annexe dans l’industrie technologique. L’yttrium est intégré dans des systèmes de production très pointu et nécessaire à la transition écologique, comme les électrolyseurs qui permettent de décomposer l’eau en hydrogène et oxygène. Il contribue à rendre ces dispositifs plus efficaces, plus durables et moins coûteux en réduisant la consommation d’énergie et en augmentant leur résistance et rend donc la production d’hydrogène vert plus efficace. L’yttrium aide à fournir une énergie propre utilisable dans les transports à pile à combustible que l’on trouve dans les voitures, les trains ou les navires de fret. Plusieurs entreprises ont investi dans ce modèle de production d’énergie renouvelable NEL Hydrogen, Siemens Energy, et ITM Power. Ainsi que plusieurs pays dont le Japon, la Corée du Sud et surtout l’Allemagne qui mise énormément dessus depuis sa sortie du nucléaire et la guerre en Ukraine qui l’a coupé des approvisionnements en gaz russe. Néanmoins un problème se place lorsque nous abordons le cas de l’yttrium, en effet ce dernier est extrêmement rare sur la surface de la terre, les réserves sont très mince alors nous nous penchons vers d’autres sources d’apprivoisement notamment la lune. 

Le Scandium 

Une dernière ressource se trouve en quantité sur la lune notamment le scandium qui a lui plusieurs rôle clés dans la transition écologique. Effectivement se dernier à une utilité clé dans ce processus, il permet grâce à un renforcement des électrodes, un prolongement de la durée de vie des piles à combustibles. Des piles présentes comme nous l’avons dit précédemment dans énormément de système de transport (train, navire et voiture). Le scandium trouve une autre utilité notamment dans la production d’énergie solaire. Le scandium améliore la résistance des composants solaires dans des environnements à haute température, optimisant donc leurs performances dans des conditions extrêmes de plus les panneaux intégrant des matériaux à base de scandium captent mieux l'énergie lumineuse, augmentant leurs capacités à produire de l’électricité. Mais un problème se pose pour tous ces éléments ils sont extrêmement rares sur terre, leurs réserves ne permettent pas de s’en servir à échelle industrielle car la rareté les amène à couter extrêmement cher. 

L’exploration lunaire et la collaboration occidentale.

Le projet Artemis

Des missions d’exploration lunaire menées par des agences comme la NASA et l’ESA ont révélé que la Lune, en particulier les régions du pôle sud, pourrait offrir une alternative prometteuse. Ces régions abriteraient des réserves importantes d’oxydes métalliques, présents dans le régolithe (le sol lunaire), qui pourraient contenir des terres rares comme l’yttrium et le scandium. Ces ressources lunaires, bien qu’inaccessibles à court terme, pourraient à long terme réduire la pression exercée sur les gisements terrestres, tout en donnant aux nations impliquées un avantage stratégique. C’est dans ce contexte que le programme Artemis, piloté par la NASA en collaboration avec l’ESA et des partenaires privés tels que SpaceX et Blue Origin, prend sens. Bien que le programme soit officiellement présenté comme un projet scientifique et technologique visant à établir une présence humaine durable sur la Lune, il s’inscrit également dans une stratégie géopolitique implicite. L’objectif étant de développer des technologies capables d’identifier et de cartographier les concentrations exploitables de scandium et d’yttrium sur la Lune, mais aussi d’extraire ainsi que raffiner ces éléments dans des conditions de faible gravité, en tirant parti des innovations robotiques et des techniques minières adaptées à l’environnement lunaire. Le programme prévoit à long terme la construction d’une base lunaire durable, permettant des séjours plus longs pour les astronautes et ingénieurs. Cette base servirait non seulement de centre de recherche scientifique, mais aussi de plateforme logistique pour l’exploitation des ressources lunaires. Artemis III, qui vise le pôle Sud lunaire, est particulièrement stratégique, car cette région combine à la fois des ressources minérales potentielles. L’enjeu va bien au-delà de la simple exploration scientifique. La maîtrise des ressources lunaires pourrait permettre aux nations occidentales de construire une industrie d’extraction et de transformation indépendante du monopole chinois sur les terres rares. Cela s’inscrit dans une vision à long terme visant plusieurs objectifs. D’abord de sécuriser les chaînes d’approvisionnement pour des secteurs stratégiques (électronique, défense, énergies renouvelables) Puis de renforcer le leadership technologique et économique des États-Unis et de leurs alliés. Enfin ce projet permettrait de réduire les tensions géopolitiques liées à la dépendance excessive aux ressources chinoises.

Les limites juridiques.

Cependant, cette ambition s’accompagne de défis majeurs, notamment juridiques car l’espace est depuis le traité de l’espace de 1967 un espace commun à l’humanité. L’article 1 et 2 démontre le libre accès et la non appropriation de ces espaces par une quelconque puissance. Le traité de la Lune en 1979 lui précise que s’applique sur la surface lunaire le même cadre juridique que dans les eaux internationales. C’est en 2015 sans doute lors de la préparation de la mission ARTEMIS que la chambre des représentants américaine fait voter le SPACE ACT permettant aux entreprises américaines de s’approprier sans poursuite possible les ressources lunaires. 

En conclusion, les terres rares s'imposent comme un pivot incontournable des transitions écologique, mais aussi comme un catalyseur de tensions géopolitiques croissantes. Alors que leur rôle dans des secteurs cruciaux tels que les énergies renouvelables, leur inégale répartition et la domination chinoise dans leur extraction et leur transformation posent des défis stratégiques majeurs. Les efforts déployés par les puissances occidentales pour réduire cette dépendance, notamment via le programme Artemis ou encore la recherche et développement autour des énergies renouvelable reflètent une volonté de sécuriser leurs approvisionnements tout en affirmant leur souveraineté. Cependant, cette quête s’accompagne de nombreux dilemmes. Les considérations environnementales liées à l’extraction des terres rares sur Terre restent problématiques, et les défis techniques, financiers et juridiques entourant l’exploitation des ressources lunaires soulignent l’ampleur des obstacles à surmonter. De plus, le risque d’une nouvelle course à l’espace, motivée non plus par des idéaux scientifiques ou exploratoires, mais par des intérêts économiques et géopolitiques, soulève des questions sur l’avenir des collaborations internationales et sur le respect des traités régissant l’espace. Cette situation met en lumière une réalité plus vaste : la transition énergétique et numérique, bien qu'essentielle pour répondre aux défis climatiques et technologiques, dépend elle-même de ressources rares et non renouvelables. Cela souligne l’urgence d’investir dans des technologies alternatives, de promouvoir des pratiques plus durables, et de repenser nos modèles de production et de consommation à l’échelle globale. La gestion des terres rares, qu'elles soient terrestres ou lunaires, pourrait ainsi devenir le miroir des choix que nos sociétés feront face aux défis du XXIᵉ siècle : coopération ou rivalité, durabilité ou exploitation effrénée, innovation ou dépendance.