Zirconium : pas seulement bling

Par Tom Vulcain

Pour tous les futurs mariés aux prises avec des difficultés financières, 1976 a été une année signal.

Les diamants peuvent bien être le meilleur ami d'une fille, mais ils peuvent être un anathème pour le solde bancaire. À partir de cette année-là, pour tous ces hommes souhaitant offrir à leurs futures épouses une magnifique bague de fiançailles, il y avait une alternative abordable (divulguée ou non) à ce diamant traditionnel : la zircone cubique. (Les journaux de l'époque étaient remplis de pages entières vantant ses vertus. Et vous pouvez encore parfois voir des publicités étranges.)

La zircone cubique (CZ), ou la forme cristalline cubique synthétisée de l'oxyde de zirconium, est disponible dans pratiquement toutes les couleurs et est optiquement impeccable. Et comme il est si bon marché à produire, la taille n'est pas un problème ; des pierres en vrac, dans une variété de formes, de tailles et de couleurs, peuvent être achetées à des prix allant de 100 $ à 300 $ le carat.

Et ce qui est génial, c'est que, pour un œil non averti, CZ ressemble au vrai McCoy.

Pas seulement le deuxième meilleur ami d'une fille

Le zirconium (numéro atomique 40) lui-même, dont CZ n'est qu'une forme d'oxyde, est un métal doux, brillant, blanc argenté avec un point de fusion très élevé. Et bien qu'il ait un certain nombre d'utilisations importantes sous forme métallique, le zirconium ne se trouve jamais dans la nature en tant que métal libre. Parmi les métaux de la croûte terrestre, il n'est pas rare, étant même trois fois plus abondant que le cuivre.

Indépendamment de son utilisation dans les diamants simulés, qui consomment une quantité infime de l'élément, le zirconium et ses composés ont une grande variété d'autres utilisations, beaucoup plus importantes. Celles-ci vont de son utilisation dans les frittes céramiques utilisées pour fabriquer des sanitaires (bidets, cuvettes et lavabos), des carreaux et de la vaisselle, à son utilisation, sous forme métallique, dans des barres de combustible nucléaire et des alliages spéciaux. Dans les composés chimiques et en tant que métal, le zirconium se trouve également dans tout, des catalyseurs automobiles et des piles à combustible aux abrasifs, et de l'électronique aux alliages industriels à haute performance.

Bien que trouvé dans un certain nombre d'autres minéraux, les deux principales sources de zirconium sont les minéraux zircon (silicate de zirconium - ZrSiO4) et baddeleyite (une autre forme d'oxyde de zirconium - ZrO2). Le sable de zircon, cependant, est de loin la principale source minérale de zirconium, qu'il finisse sous forme de métal, d'oxyde ou de composé chimique.

Le sable de zircon est généralement récupéré à partir de sables minéraux, soit en tant que produit principal, soit en tant que sous-/co-produit, par exemple, de la production de minerai de titane. (Les sables minéraux font généralement référence à des "concentrations de minéraux lourds (HM) dans un environnement alluvial (ancienne plage ou système fluvial)" et sont extraits soit à sec, soit à l'eau, à l'aide de roues à godets, de bulldozers, de chargeuses frontales, de grattoirs et de pompes d'aspiration.)

Source : Iluka Resources Limited

D'où viennent les concentrés de zirconium ?

L'US Geological Survey (USGS) identifie seulement trois pays (Australie - 42 % ; Afrique du Sud - 30 % ; Chine - 12 %) comme représentant environ 84 % de la production mondiale de concentrés de zirconium en 2008.

* Chiffres non divulgués Source : USGS

Alors que la grande majorité de ces concentrés proviennent d'exploitations de sables minéraux, la mine de Kovdorsky GOK sur la péninsule russe de Kola produit en fait de la baddeleyite comme sous-produit de ses exploitations d'apatite et de magnétite.

La production nationale de zircon aux États-Unis provient de l'extraction de minéraux lourds à deux endroits : à Stony Creek en Virginie et à Starke en Floride. Bien que les chiffres ne soient pas facilement disponibles pour la somme totale de la production de zircon aux États-Unis (les chiffres de la production de zircon de DuPont en Floride ne sont pas disponibles), Iluka Resources Inc. (détenue par la société australienne basée à Perth Iluka Resources Ltd (Iluka)) a produit quelque 70 000 tonnes de zircon à partir de son exploitation de sables minéraux lourds en Virginie.

En plus des pays qui produisent déjà du zircon, il existe un certain nombre d'autres pays qui abritent désormais de nouveaux projets de zircon en cours de construction ou d'exploration de minéraux lourds pour le zircon, soit en tant que produit principal, soit en tant que sous-produit. (Il reste à voir, cependant, si tous sont effectivement commandés et mis en production.)

Ceux-ci inclus:

Organiser

Projet/Pays

Société en développement

En cours de construction

Projet QMM/Madagascar

Rio Tinto

BFS* Terminé

Projet Grande Côte Zircon/Sénégal

Dépôts minéraux limités

Kwalé/Kenya

Ressources Tiomin Inc

Couloir Sables/Mozambique

BHP Billiton

Fort McMurray/Canada

Société de titane

* Recherche étendue d'abord

En outre, Kenmare produit désormais du zircon (entre autres) à partir de son exploitation minière de Moma au Mozambique. Et il existe également un certain nombre d'autres projets dans les pays qui produisent déjà le minerai pour accroître la production dans ces pays.

Où va le zircon ?

Les deux plus grands consommateurs de zircon par région en 2007 étaient l'Europe et la Chine, représentant chacun environ 30 % de la demande mondiale cette année-là. Et, selon Iluka, sur la période de 10 ans allant de 1998 à 2008, la part de la Chine dans la consommation mondiale de zircon est passée d'environ 16 % à plus de 30 % en 2008. Entre 2004 et 2008, le taux de croissance annuel composé de toutes les importations chinoises de zircon était de 15,8 %.

Source : TZMI

Croissance de la consommation de zircon

Source : Estimation d'Iluka pour 2008 et son analyse avec l'apport de données provenant de TZMI

Sur le marché mondial, outre l'augmentation significative de la demande de la Chine (et une augmentation notable de la demande de l'Inde) au cours des dernières années, il y a eu une demande croissante de la part d'autres économies et régions en développement. Dans le même temps, la demande des économies et régions développées est restée relativement stable. Qu'il s'agisse d'une économie ou d'une région en développement ou développée, les utilisations finales les plus importantes du zircon restent la céramique, la zircone et les composés chimiques du zirconium.

En janvier 2008, Iluka a commandé un rapport aux consultants TZMI qui analysait les tendances de consommation (depuis 1990 et projetées jusqu'en 2015) de zircon à la fois par région et par utilisation finale et a produit deux graphiques pour les illustrer. Ils sont indicatifs à la fois de la croissance historique du marché au cours des 19 dernières années et des attentes de TZMI à ce moment-là d'une croissance future significative du marché.

Zircon - Tendances régionales de consommation (1990-2005)

Source : TZMI

Zircon - Tendances de consommation d'utilisation finale (1990-2005)

Deux utilisations finales étendues

Deux utilisations finales particulières du zircon méritent un examen plus approfondi : dans la céramique et dans l'industrie nucléaire.

Céramique

Le zircon est principalement utilisé dans la céramique et, conformément aux chiffres de la consommation finale mondiale de zircon, 54 % de la consommation totale de zircon de la Chine est destinée à la céramique. (Cependant, il est intéressant de noter que sa deuxième plus grande utilisation en Chine - environ 27 % de la consommation totale du pays - concerne la zircone et les produits chimiques, contre un chiffre mondial d'environ 15 %.)

La Chine produit donc un grand nombre de carreaux et d'accessoires en céramique. En effet, fin 2007, la Chine produisait quelque 40 % de l'ensemble des carreaux de céramique du monde. Et, selon TZMI, en 2007, seuls 40 % d'entre eux étaient de qualité moyenne ou élevée.

L'industrie nucléaire

Pour l'industrie nucléaire, le zirconium métallique (dérivé de produits chimiques à base de zirconium, généralement par réduction du tétrachlorure de zirconium (ZrCl4) et donc inclus dans la catégorie d'utilisation finale "Zircone (ZrO2) et produits chimiques" dans les illustrations précédentes) a les propriétés extrêmement utiles non seulement d'avoir une faible section efficace d'absorption pour les neutrons (c'est-à-dire d'être transparent aux neutrons), mais aussi d'être très résistant à la corrosion, en particulier à haute température - un avantage dans les industries nucléaire et chimique.

De ce fait, les alliages de zirconium sont particulièrement adaptés pour être utilisés dans les barres et les plaques qui forment les charpentes des assemblages de combustible nucléaire. De plus, le matériau est utilisé pour revêtir les boîtiers sans soudure ou "tiges" des pastilles de combustible à l'oxyde d'uranium. Selon l'énergéticien français Areva (OTC:ARVCF), le cœur d'un réacteur de 1 300 MW contient quelque 193 assemblages combustibles, chacun composé de 264 barres de combustible ; c'est-à-dire un total de 50 952 tiges. Avec chaque barre mesurant environ quatre mètres de long, cela représente environ 125 miles (200 000 mètres) de tubes en alliage de zirconium pour les barres de combustible seules.

Qu'il s'agisse d'un réacteur à eau bouillante, à eau sous pression, refroidi à l'eau légère russe ou CANDU (CANada Deutérium Uranium), vous trouverez le plus souvent des alliages de zirconium largement utilisés dans sa construction. En fait, les trois premières de ces utilisations, respectivement, 44 tonnes, 29,5 tonnes et 31,8 tonnes de métal zirconium et quelque part dans la région de 90% de tout le métal zirconium consommé est utilisé dans l'industrie de la production d'énergie nucléaire dans des alliages à haute teneur en zirconium.

Les producteurs de zircon

En 2008, 76 % du zircon mondial provenait de seulement sept grands producteurs, Iluka étant le plus important d'entre eux.

Symbole Bloomberg

Entreprise

Part de marché

HAUT : MOI

Iluka Resources Limited

34%

EXX :SJ

Ressources Exxaro Limitée

15%

RIO:LN/RIO:AU

Groupe Rio Tinto

9%

BLT:LN

BHP Billiton

9%

Entreprise privée

Ressources Bemax Limitée

4%

JJ : États-Unis

EI du Pont de Nemours et Compagnie (DuPont)

3%

Entreprise privée*

JV Tiwest

2%

-

Autres

24%

*Détenu à 50/50 entre Tronox Western Australia Pty Ltd et des filiales d'Exxaro Australia Sands Pty Ltd

Les perspectives du zircon (et du zirconium)

La consommation de zircon, comme celle de la plupart des autres matières premières, a été touchée par le ralentissement économique mondial. Cependant, l'offre (existante et potentielle) semble également avoir été touchée de la même manière, sinon plus, durement. Non seulement un certain nombre de fournisseurs en Afrique et en Australie (par exemple, Australian Zircon NL (Bloomberg Ticker—AZC:AU)) ont été confrontés à des difficultés financières, avec des baisses de production conséquentes, mais d'autres pays producteurs ont également été confrontés à des limitations de production. L'Indonésie, en particulier, a vu sa production de zircon chuter de plus de 40 % en 2008 par rapport au niveau de 2007.

Lors d'une présentation en juillet de cette année, Iluka, décrivant le marché du zircon au-delà de 2009, et en 2010 en tout cas, était d'avis que non seulement "la (r)reprise de l'économie mondiale [était] d'augmenter la demande de zircon de manière significative au-dessus des niveaux de 2009", mais aussi "(l)l'offre limitée de zircon provenant des sources existantes maintiendra l'étanchéité du marché mondial après 2009". C'était le point de vue repris par Exxaro qui, lors de la même conférence, était d'avis que « [l]e marché pour 2010 devrait rester serré ».

Ajoutez à cela les défis financiers particuliers auxquels sont confrontés à la fois les producteurs moins bien établis et les sociétés d'exploration, il est peut-être compréhensible que les grands producteurs, bien que méfiants à court terme, restent optimistes - s'ils peuvent surmonter le marasme économique actuel.

À plus long terme, cependant, à deux égards seulement, les perspectives pour le zircon et le zirconium semblent bonnes. Pour le zircon en général, à mesure que les économies mondiales se redresseront, l'urbanisation et l'industrialisation continueront également de s'accélérer dans les régions en développement du monde. Cela s'accompagnera à la fois d'une amélioration du niveau de vie et de la demande d'une meilleure qualité. Étant donné que le principal moteur du zircon est l'industrie de la construction, avec son utilisation du minéral dans la céramique, le verre et l'acier (en particulier dans le secteur du logement), lorsque la reprise sera pleinement en cours, le long terme devrait s'améliorer. Ce sera notamment le cas en Chine, premier consommateur mondial de zircon, où la demande ne fera probablement qu'augmenter.

Dans les pays en développement, la demande de zirconium métal devrait croître au cours des prochaines années. Les barres de combustible nucléaire ont normalement besoin d'une durée de vie d'au moins six ans ; les tiges fabriquées à partir de zirconium semblent actuellement être les seules capables de faire le travail correctement. A ce jour, aucun substitut au métal dans ce contexte n'a été trouvé.

Selon les chiffres de la World Nuclear Association, en 2008, la production d'électricité nucléaire représentait 15 % de la production mondiale d'électricité. Il existe actuellement 436 réacteurs en exploitation dans le monde. Cependant, à l'avenir, l'industrie devrait connaître une croissance solide. Cinquante nouveaux réacteurs sont actuellement en cours de construction dans 13 pays différents, dont quelque 16 rien qu'en Chine. 137 autres sont en commande ou prévus, et 295 autres ont été proposés - 90 en Chine et 24 en Afrique du Sud. Tous ces éléments représentent une grande partie de la demande de métal zirconium.

Opportunités?

En termes d'entreprises bien établies, Iluka et Exxaro peuvent fournir une bonne exposition au zircon ; en effet, en 2008, ils représentaient ensemble près de 50 % du marché mondial du zircon. Mais, comme tout le monde dans l'industrie, les deux ont été touchés par les conditions défavorables qui prévalent sur le marché. De plus, ni l'un ni l'autre n'est la production de zircon leur seule activité ; chacun a également une exposition importante aux minéraux de titane.

L'environnement financier actuel n'a pas facilité les choses ni pour les producteurs moins bien établis ni pour les entreprises explorant, entre autres, le zircon. Pour ces entreprises, encore une fois, le zircon n'est qu'un des produits dérivés des gisements qu'elles développent ou qu'elles prospectent.

Avec leurs opérations de zircon largement réparties géographiquement, ces sociétés comprennent :

Téléscripteur

Entreprise

Opérations de zircon

AZC : UA

Zircon australien NL

Australie

PISTOLET : UA

Ressources Gunson Limitée

Australie

KMR : LN

Kenmare Resources PLC

Mozambique

MDL:AU

Dépôts minéraux limités

Sénégal

SRE:AU

Stirling Resources Limited (avec

Australie et Indonésie

(MZI:AU)

Matilda Zircon Limited)

TIO : CN

Ressources Tiomin Inc

Kenya

CIT : CN

Société de titane

Canada

En ce qui concerne le zirconium métallique et les produits fabriqués à partir de celui-ci (par exemple, les tôles d'alliage, les barres, les éponges, etc.), le plus grand producteur mondial de zirconium métallique est Areva, qui revendique environ 40 % de la production mondiale. Parmi les autres acteurs majeurs du marché du zirconium, citons, aux États-Unis, Wah Chang, détenue par Allegheny Technologies (ATI) et Westinghouse (dans son usine Western Zirconium, qui fait partie de son activité de combustibles nucléaires), qui a été acquise par Toshiba Corp (OTCPK : TOSBF) en 2006 pour quelque 600 milliards de yens. Et, en effet, il a été question récemment que Toshiba et d'autres acteurs du nucléaire (en particulier Mitsubishi Heavy Industries) pourraient encercler Areva pour récupérer des morceaux de l'entreprise en difficulté.

Ainsi, alors que le zirconium sera toujours présent sur ces bagues scintillantes, sa promesse pour l'avenir est plus fermement ancrée dans les nouveaux carreaux brillants, les salles de bains et le cœur de l'industrie de l'énergie nucléaire.

Ressources

Exxaro Resources Limited (Exxaro)

Iluka Resources Limited (Iluka)

Service géologique des États-Unis (USGS)

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