Le Japon s’apprête à exploiter les terres rares des grands fonds pour réduire sa dépendance à la Chine

Les terres rares des grands fonds près de Minamitorishima passent de la théorie aux essais

Le Japon prépare une première mondiale : remonter des boues riches en terres rares depuis les grands fonds marins, près de Minamitorishima, un atoll isolé situé à environ 1 900 à 2 000 kilomètres au sud-est de Tokyo. Les responsables gouvernementaux prévoient de commencer les essais d’extraction en janvier 2026, à des profondeurs de 5 000 à 6 000 mètres. L’objectif n’est pas de dégager rapidement des bénéfices, mais de garantir un approvisionnement intérieur stable en métaux essentiels aux véhicules électriques, aux éoliennes, aux smartphones, aux équipements médicaux et aux armes de pointe. Ces essais interviennent après le durcissement par la Chine de ses contrôles à l’exportation sur plusieurs terres rares cruciales, une décision qui a inquiété les constructeurs automobiles et les fabricants d’électronique du monde entier.

La ressource visée par le Japon est inhabituelle. Des études menées dans la zone économique exclusive japonaise ont repéré des couches de boue fortement concentrées en terres rares, notamment en éléments lourds et moyens, rares et coûteux. Des chercheurs estiment que les réserves autour de Minamitorishima atteignent environ 16 millions de tonnes, avec des teneurs qui, pour certains éléments, dépassent celles des gisements terrestres habituels. Une analyse publiée en 2018 par des scientifiques japonais indiquait que le gisement pourrait fournir certaines terres rares pendant des centaines d’années, soit entre 420 et 780 ans selon l’élément. Ce potentiel fait de Minamitorishima un atout stratégique, alors que s’intensifie la course mondiale aux minéraux critiques.

Le plus difficile sera de transformer ce potentiel en approvisionnement. L’exploitation minière à 6 000 mètres de profondeur n’a jamais été menée à grande échelle. Pour les essais, des conduites seront descendues depuis un navire de recherche océanographique exploité par l’Agence japonaise pour les sciences et technologies marines et terrestres. Elles serviront à remonter la boue à la surface, avant son transport vers le continent pour analyse et séparation d’éléments tels que le dysprosium, le terbium, le néodyme et le gadolinium. Si les essais sont concluants, le Japon prévoit de passer à un système pilote en janvier 2027, capable de récupérer environ 350 tonnes de boue par jour. Les responsables ne cachent pas les compromis à faire : chaque expédition coûtera cher, les marges d’ingénierie sont faibles et de nouvelles capacités de raffinage seront nécessaires avant que le moindre métal n’arrive dans les usines. Les premières livraisons commerciales sont visées pour 2028, mais leur réussite dépendra de la technologie, des prix et du soutien des pouvoirs publics.

Pourquoi ces métaux sont essentiels à la vie moderne

Les terres rares forment une famille de 17 éléments métalliques qui permettent de rendre l’électronique moderne et les équipements liés aux énergies propres plus compacts, plus robustes et plus efficaces. Parmi les plus connus figurent le néodyme, le praséodyme et le samarium, indispensables aux puissants aimants permanents des moteurs de véhicules électriques et des générateurs d’éoliennes. Des éléments plus lourds, comme le dysprosium et le terbium, permettent à ces aimants de conserver leurs performances à haute température, un point essentiel pour les chaînes de traction et les composants aéronautiques. D’autres éléments, dont l’yttrium, l’europium et le gadolinium, servent à fabriquer des écrans, des lasers, des équipements d’imagerie médicale et des alliages spécialisés.

La Chine domine à la fois l’extraction et le traitement des terres rares, en particulier leur raffinage en oxydes, en métaux et en alliages pour aimants réellement utilisés par les fabricants. Cette concentration crée un goulet d’étranglement. Cette année, Pékin a étendu ses contrôles à l’exportation à plusieurs terres rares moyennes et lourdes, dans le prolongement de restrictions antérieures. Ces mesures perturbent la planification des approvisionnements, accentuent la volatilité des prix et accroissent les risques géopolitiques pour les fabricants. Les États-Unis ont réagi en brandissant la menace de nouveaux droits de douane, tandis que les gouvernements alliés ont appelé à coordonner leurs efforts pour diversifier les approvisionnements.

Le Japon a déjà vécu une situation similaire. En 2010, une crise diplomatique a entraîné une forte baisse des exportations chinoises de terres rares vers le Japon. À l’époque, le pays dépendait de la Chine pour environ 90 % de ses besoins. Les efforts de diversification menés depuis, notamment grâce à de nouveaux contrats en Australie, en Inde et au Kazakhstan, ainsi qu’à des investissements dans des raffineries en Malaisie et au Vietnam, ont ramené cette part à un peu moins de 60 %. La vulnérabilité demeure. Même une interruption de courte durée peut se répercuter sur les chaînes de production, comme l’a montré l’arrêt temporaire de certaines opérations d’assemblage de Nissan et Suzuki lorsque des contrôles à l’exportation ont été imposés plus tôt cette année.

Ce qui distingue Minamitorishima

La ressource de Minamitorishima n’est ni un gisement terrestre classique, ni un champ de minéraux en roche dure. C’est de la boue. Les échantillons prélevés dans les carottes et les relevés révèlent un mélange inhabituel, avec de fortes concentrations de terres rares lourdes et moyennes. C’est important, car les éléments lourds sont plus rares et se vendent plus cher. La boue contient également moins de sous-produits radioactifs que de nombreux minerais terrestres de terres rares, ce qui réduit certains risques liés au traitement et les difficultés de gestion des déchets.

La géographie est à la fois un atout et un handicap. Le gisement se trouve dans la zone économique exclusive du Japon, ce qui permet à Tokyo de contrôler son exploration et son exploitation. Le site est isolé, à environ 100 à 150 kilomètres de l’atoll, par 5 000 à 6 000 mètres de fond. Cet éloignement complique la logistique et les interventions d’urgence, tandis que cette profondeur extrême repousse les limites de l’ingénierie offshore actuelle. Contrairement aux nodules de manganèse présents sur les fonds marins dans d’autres parties du Pacifique, la ressource visée ici est une boue à grains fins qui doit être pompée sous forme de mélange fluide. Pour atteindre une échelle économiquement viable, les ingénieurs devront en récupérer plusieurs milliers de tonnes par jour lors de toute future exploitation.

Une composition riche en éléments lourds

Les analyses soulignent la présence de dysprosium et de terbium dans la boue de Minamitorishima, en plus du néodyme et du gadolinium. Cette composition riche en éléments lourds la distingue de nombreux gisements terrestres hors de Chine, souvent plus riches en éléments légers. Les ressources marines du Japon ne se limitent pas aux boues contenant des terres rares. Une étude distincte dirigée par des chercheurs japonais a identifié plus de 200 millions de tonnes de nodules de manganèse contenant d’importantes quantités de cobalt et de nickel, à environ 5 500 mètres de profondeur dans le Pacifique au sens large. Les estimations font état d’environ 610 000 tonnes de cobalt, soit quelque 75 ans de consommation japonaise au rythme actuel, et d’environ 740 000 tonnes de nickel, soit quelque 11 ans de la demande intérieure. Ces chiffres soulignent la valeur stratégique plus large des ressources des fonds marins, tout en rappelant l’ampleur du défi technique.

Comment le Japon prévoit d’exploiter les fonds à 6 000 mètres

Le projet gouvernemental est piloté par une plateforme nationale consacrée aux innovations dans le domaine océanique, en collaboration avec l’Agence japonaise pour les sciences et technologies marines et terrestres. Des conduites descendues depuis un navire de recherche serviront à remonter la boue des fonds marins jusqu’à la surface. Le navire, notamment le Chikyu, navire de forage ultra-profond, peut transporter de lourdes charges et déployer de longues colonnes de conduites. Les premiers essais viseront à démontrer la faisabilité du procédé. Une opération devrait permettre de récupérer environ 35 tonnes de boue pour des analyses en laboratoire, qui pourraient contenir quelques dizaines de kilogrammes de terres rares. En cas de succès, la voie serait ouverte à un système pilote en 2027, conçu pour traiter 350 tonnes par jour, un volume adapté à des essais de séparation et de raffinage à grande échelle.

Conduites, pompage et mélange fluide

La boue des fonds marins a une consistance argileuse. Pour la remonter dans une colonne d’eau de 5 000 à 6 000 mètres, les opérateurs doivent la mélanger à de l’eau de mer pour obtenir un mélange fluide stable. Celui-ci doit circuler dans une conduite plus longue que les colonnes généralement utilisées pour les opérations pétrolières en eaux profondes. Nombre de colonnes montantes utilisées dans le secteur pétrolier atteignent environ 3 500 mètres. Une conduite plus longue est plus lourde et davantage exposée aux vibrations. Les ingénieurs ont modélisé sa dynamique pour éviter les mouvements de résonance susceptibles de provoquer de la fatigue. Les équipements installés sur les fonds marins doivent être robustes mais simples, car leur maintenance à cette profondeur est risquée et lente. Des équipes japonaises ont mis au point des machines capables de broyer la boue en particules d’environ 4 millimètres ou moins, afin d’en faciliter le pompage tout en limitant la consommation d’énergie. La conception du système tient compte des couches de sédiments meubles sous la boue et prévoit des fondations qui ne s’enfonceront pas et ne s’effondreront pas sous la charge.

Du navire au continent

Une fois à bord, le mélange sera déshydraté puis transporté vers le continent pour en séparer les terres rares sous forme d’oxydes et de métaux. Les responsables ont évoqué l’installation, lors de phases ultérieures, d’une petite unité de prétraitement à Minamitorishima afin de réduire les volumes transportés. Les boues des grands fonds contiennent relativement peu de thorium et d’uranium radioactifs par rapport à de nombreux minerais terrestres, ce qui peut simplifier la gestion des déchets. Les étapes intermédiaires restent néanmoins complexes. De nouvelles capacités de raffinage sont indispensables, car la séparation des terres rares nécessite plusieurs opérations successives d’extraction par solvant, un contrôle rigoureux du pH et une assurance qualité stricte pour atteindre les niveaux de pureté requis pour les aimants haute performance et les composants électroniques.

Risques environnementaux et débat scientifique

L’exploitation minière des grands fonds fait débat. Des scientifiques alertent sur la méconnaissance des écosystèmes des plaines abyssales et leur lente régénération. Les panaches de sédiments soulevés par les collecteurs et les pompes peuvent étouffer les organismes filtreurs et modifier la chimie de l’eau. Le bruit des équipements lourds risque d’affecter les mammifères marins et les poissons. Des inquiétudes portent aussi sur la distance parcourue par les particules fines dans la colonne d’eau et sur une éventuelle entrée de métaux traces dans les chaînes alimentaires. Ces risques sont difficiles à quantifier, faute d’études contrôlées à l’échelle envisagée pour les opérations commerciales.

Le programme japonais progresse par étapes, ce qui laisse le temps de recueillir des données environnementales et d’adapter les méthodes. Les essais d’exploitation à Minamitorishima permettront de cartographier le comportement des panaches dans les courants locaux et de mesurer la redéposition des sédiments. Les ingénieurs pourront ajuster les débits des pompes, les têtes des collecteurs et les points de rejet pour limiter la dispersion des particules. Pour évaluer les futures demandes d’autorisation, les autorités examineront l’étendue des zones concernées, le calendrier saisonnier et le suivi de la biodiversité. Les arguments scientifiques en faveur de la prudence sont solides, et le débat sur le niveau de risque acceptable accompagnera les avancées techniques.

Les règles internationales évoluent également. L’Autorité internationale des fonds marins prévoit d’adopter un code minier pour les activités menées dans les eaux internationales. Le site de Minamitorishima se trouvant dans les eaux japonaises, il relève du droit national. Les normes mondiales et les attentes des prêteurs influencent néanmoins le financement et les accords d’achat. Plusieurs grandes banques ont déjà durci leurs règles de financement des projets d’exploitation des grands fonds, dans l’attente d’une meilleure compréhension de leurs conséquences environnementales.

Économie, coûts et financement

Ce projet mené par le gouvernement s’inscrit dans une politique économique et de sécurité nationale. Il s’agit de créer une solution d’approvisionnement intérieur en minéraux critiques, même si les premiers coûts dépassent les prix du marché. Chaque expédition offshore devrait coûter plus de 150 millions de yens. Le système spécialisé de conduites pour 6 000 mètres de profondeur et les équipements associés coûtent de l’ordre de plusieurs dizaines de milliards de yens ; un marché d’approvisionnement aurait été conclu pour environ 12 milliards de yens. Passer d’une preuve de faisabilité à une installation pilote, puis à une exploitation régulière, nécessitera de nouveaux navires, des équipements sous-marins et des installations à terre. La facture d’investissement est lourde et la courbe d’apprentissage, raide.

La viabilité commerciale dépendra des prix et des politiques publiques. Si la demande d’aimants croît plus vite que prévu, ou si les contrôles à l’exportation se durcissent à nouveau, des prix plus élevés pourraient compenser les coûts de l’exploitation offshore. Une baisse des prix repousserait le seuil de rentabilité. Autre obstacle : le raffinage. La Chine détient l’essentiel des capacités mondiales de séparation, surtout pour les éléments lourds et moyens. Mettre en place une filière complète de raffinage au Japon ou dans des pays partenaires prendra du temps et nécessitera des contrats à long terme avec les fabricants d’aimants pour garantir les investissements. Le financement constitue une autre difficulté. Certains prêteurs internationaux ont restreint le financement des projets en eaux profondes dans l’attente d’évaluations environnementales complètes.

Les responsables insistent sur la nécessité de faire preuve de patience. Les volumes initiaux seront modestes, puis augmenteront si le système pilote se révèle fiable. L’objectif est d’acquérir un savoir-faire à chaque étape de la chaîne, de l’extraction aux oxydes, aux métaux et aux alliages pour aimants, même si les coûts unitaires initiaux sont supérieurs à ceux des importations. Le bénéfice serait de disposer d’une assurance contre les chocs d’approvisionnement et d’une base permettant d’accroître la production à mesure que la technologie progresse.

La Chine, les chaînes d’approvisionnement et la nouvelle géopolitique des minerais

La course aux terres rares est indissociable des enjeux politiques. En avril, la Chine a renforcé ses contrôles à l’exportation sur plusieurs terres rares moyennes et lourdes, comme le dysprosium et le terbium, indispensables aux aimants résistant aux hautes températures. Le 9 octobre, Pékin a élargi ces contrôles et ajouté d’autres éléments à la liste. À Washington, des responsables ont dénoncé une menace directe pour les chaînes d’approvisionnement industrielles. Les États-Unis ont laissé entendre qu’ils envisageaient des droits de douane supplémentaires pouvant atteindre 100 % sur les importations chinoises, tandis que les gouvernements alliés ont appelé à une coordination pour éviter la répétition des perturbations passées.

Le Japon s’emploie à nouer des partenariats plus larges. La coordination avec les États-Unis, l’Inde et l’Australie s’est accélérée, et Tokyo a également évoqué une coopération sur les chaînes d’approvisionnement avec l’Union européenne. Ces discussions portent sur l’exploration, le partage de données, le raffinage et la constitution de stocks. Ces efforts s’inscrivent dans une volonté plus large des économies avancées de répartir les risques entre différentes régions et de réduire les points de défaillance uniques dans l’approvisionnement en minéraux critiques.

Les pays voisins de la région explorent eux aussi les fonds marins. Les îles Cook, par exemple, ont ouvert certaines parties de leurs eaux à l’exploration de nodules riches en nickel, cobalt et manganèse. Alors que l’Autorité internationale des fonds marins rédige encore les règles applicables aux eaux internationales, des projets nationaux menés dans des zones économiques exclusives, comme celui du Japon, peuvent avancer dans le cadre des réglementations nationales. L’accueil réservé par les acheteurs aux matériaux issus des grands fonds dépendra des normes environnementales, de la traçabilité et de la confiance du public dans les dispositifs de suivi.

Le Japon peut-il bâtir une filière complète ?

La diversification des approvisionnements n’est qu’une première étape. Pour assurer une véritable résilience, le Japon doit développer davantage ses capacités intermédiaires et aval. Cela suppose des installations de séparation des éléments lourds et moyens, de métallurgie et de production d’alliages pour aimants. Le Japon a soutenu des investissements en Malaisie et au Vietnam pour développer le raffinage hors de Chine, mais les éléments lourds restent le maillon le plus contraint de la chaîne. La boue de Minamitorishima est prometteuse à cet égard, à condition de pouvoir en séparer les éléments efficacement et avec un niveau de pureté comparable.

La réduction de la demande constitue un autre levier. Des chercheurs et des fabricants développent des aimants utilisant moins de terres rares, voire aucune. Les premiers modèles peuvent remplacer une partie du dysprosium ou recourir à d’autres compositions faisant appel à des éléments moins difficiles à obtenir, au prix toutefois de compromis sur la taille ou les performances. Le recyclage progresse également. Nissan et l’université Waseda mettent au point des procédés de récupération des terres rares à partir de moteurs en fin de vie et de rebuts d’aimants. Le Japon a renforcé ses stocks stratégiques et mis en place des systèmes de collecte et de retraitement des composants de valeur issus de produits usagés. Ces mesures permettent de gagner du temps, mais elles ne comblent pas l’écart creusé par l’avance chinoise dans le traitement.

La logistique sera aussi importante que la métallurgie. Minamitorishima est éloigné des pôles industriels ; de petites améliorations dans la planification des navires, le prétraitement sur place et la mise en conteneurs peuvent donc réduire les coûts. Les responsables ont évoqué la possibilité de construire une raffinerie simple près de l’atoll lors de phases ultérieures, afin de réduire les volumes expédiés vers le continent. Si le système pilote atteint ses objectifs en 2027, les livraisons aux entreprises privées pourraient commencer vers 2028. Le dernier défi sera de fournir aux fabricants d’aimants un matériau conforme à leurs exigences et de qualité constante. Si le Japon le relève, il disposera d’une véritable source alternative pour certains des métaux les plus stratégiques de l’économie moderne.

À retenir

• Le Japon commencera en janvier 2026 des essais d’extraction de boues riches en terres rares, à 5 000 à 6 000 mètres de profondeur au large de Minamitorishima, une première mondiale à cette profondeur.
• Les études estiment le gisement à environ 16 millions de tonnes de terres rares, avec une forte proportion d’éléments lourds et moyens comme le dysprosium et le terbium.
• L’objectif est de créer un approvisionnement intérieur pour renforcer la sécurité nationale. Un système pilote devrait traiter 350 tonnes de boue par jour à partir de janvier 2027, et des livraisons au secteur privé pourraient commencer en 2028.
• Les défis techniques comprennent une conduite de 6 000 mètres, le transport d’un mélange fluide stable, les équipements installés sur les fonds marins et la création de nouvelles capacités de raffinage à terre.
• Les risques environnementaux concernent principalement les panaches de sédiments et les écosystèmes des grands fonds. Des essais par étapes doivent permettre de recueillir des données et d’adapter les méthodes.
• Les coûts sont élevés : chaque expédition dépasse 150 millions de yens et les équipements spécialisés coûtent plusieurs dizaines de milliards de yens.
• Les contrôles chinois à l’exportation de terres rares en avril et le 9 octobre ont mis en évidence la vulnérabilité des chaînes d’approvisionnement. Le Japon a ramené sa dépendance à la Chine d’environ 90 % en 2010 à un peu moins de 60 % aujourd’hui.
• Le Japon élargit ses partenariats avec les États-Unis, l’Inde, l’Australie et l’Union européenne, tandis que l’Autorité internationale des fonds marins fait avancer les règles applicables aux eaux internationales.
• Le recyclage, la recherche sur les matériaux de substitution et les stocks stratégiques font partie du plan japonais, mais les capacités de raffinage des éléments lourds restent limitées hors de Chine.
• Si les essais sont concluants, Minamitorishima pourrait devenir une source durable de minéraux critiques et un rempart contre de futurs chocs d’approvisionnement.