On poursuit la série sur la fin des matières premières non renouvelables en se penchant aujourd’hui sur la fin du titane. Ce n’est pas pour demain mais l’occasion de découvrir un métal stratégique fort intéressant.
Le titane est une ressources naturelle dont les ressources vont, elles aussi, s’épuiser progressivement au fil du temps.
2137, la fin du titane (Ti22)
Le titane est un métal très intéressant, un matériau découvert en 1790 et considéré comme révolutionnaire (vu l’époque !). Un métal très en vue.
Le titane est un matériau amagnétique, de faible densité, biocompatible, très résistant dans bien des environnements. Trois qualités sont très appréciées par les industriels :
- sa résistance mécanique élevée (le quotient résistance à la traction / masse volumique)
- Sa capacité à se passiver en formant une mince film protecteur d’oxyde, lui confère étonnante résistance à la corrosion et aux attaques chimiques dans des environnements agressifs.
- Le titane résiste également fort bien à l’érosion due à des fluides chargés en produits abrasif (ex : sable dans l’eau de mer). De plus, le titane résiste parfaitement à tous les milieux naturels (atmosphère, eau de mer,…) et à de nombreux produits chimiques, en particulier à ceux qui contiennent du chlore
Une résistance titanesque !
Vous l’avez compris, le nom de ce métal n’a pas été donné par hasard mais en référence à la mythologie grecque et à la « force des Titans« . Résistant à tous les environnements les plus agressifs, le titane est digne d’un tel nom ! (2)
A quoi sert le titane
Le titane et les alliages de titane sont utilisés par l’industrie depuis qu’on sait le produire peu cher, c’est à dire depuis le début des années 50 avec des usages qui se sont multipliés.
95% du Titane servent sous forme de dioxyde de titane (TiO2) dans l’industrie du papier et des papiers pour le blanchiment mais il se trouve dans bien des filières industrielles qui aime l’usiner en pièces fines, légères et inoxydables :
- Bâtiment : le permet de réaliser des canalisations, des pompes, des couvertures ou structures de bâtiments, etc.
93% de la structure du BlackBird SR-71 est constituée de Titane
- Aéronautique et aérospatial :les alliages de titane sont utilisés pour leur exceptionnel rapport propriétés mécaniques / densité et leur bonne tenue en température jusqu’à 600°C. pour fabriquer des turbines et turboréacteurs. Le titante sert à faire des avions plus légers moins voraces en kérosène.
- Automobile : on se sert de la faible densité du titane, pour fabriquer des pièces allégées (bielles, ressorts, soupapes de moteurs…)Plus légères, les pièces en mouvement ont une moindre inertie. Son module d’élasticité 2 fois plus faible que celui de l’acier, le rende utile pour faire des ressorts .
- Armée: on se sert du titane et de ses propriétés mécaniques comme substitut à l’acier, notamment pour fabriquer des blindages.
- Dentisterie et chirurgie : métal biocompatible, inaltérable et peu dense, le titane sert pour fabriquer des prothèses. Il sert aussi à réaliser des prothèses de hanche, stimulateurs cardiaques, mâchoires artificielles, etc…
- Le titane sert également pour fabriquer des articles de sport (cannes de golf) , pour l’horlogerie, la lunetterie, etc.
Montre avec de la céramique de titane
Le marché et les réserves de titane
Lingot de titane quasi pur
Les minerais de titane sont relativement abondants et la pénurie ne menace pas à court terme. Le titane est effet le 7ème métal le plus abondant dans la croûte terrestre (0,63%) . On le trouve principalement sous 4 formes de minerais: le leucoxène, le rutile, l’ilmenite et les scories. Composé de 54% à 90% de TiO2 en masse
- La demande mondiale de titane, cyclique, avoisine 50 000 tonnes par an et est tiré par la forte demande de l’industrie aéronautique. Un Airbus A380, par exemple, contient 77 tonnes de titane ; un Boeing 787, 91 tonnes.
Les réserves de titane
Les 3 plus gros producteurs sont l’Australie, l’Afrique du Sud et le Canada, suivis par : États-Unis, Norvège, Chine et Ukraine. La réserve mondiale totale, à savoir celle qui n’est pas encore technologiquement et économiquement exploitable, est estimée à 2 milliards de tonnes. Les réserves prouvées de rutile et d’ilménite sont estimées à 600 millions de tonnes (3).
La production mondiale de titane (image //aciers.free.fr)
Le titane étant stratégique dans ses applications aérospatiales, aéronautiques et militaires, l’industrie qui permet de transformer le minerai en éponge de titane s’est développée dans des pays clés comme le Japon, les Etats-Unis, la Chine et la Russie. EADS, le géant européen de l’aéronautique, a signé un contrat de sécurisation de ses approvisionnements en titane avec le fabricant de titane russe VSMPO-AVISMA.
Ne pas confondre titane et … dioxyde de titane
Pigment blanc (dioxyde de titane)
Seulement 5% environ de la production annuelle mondiale de minerai de titane servent sous forme de métal. Les autres 95% de la production sont utilisés pour fabriquer des pigments blances (TiO2). Grâce à sa blancheur, à son indice de réfraction élevé et de sa forte capacité de diffusion de la lumière, le TiO2 est le pigment blanc le plus courant dans les peintures, papiers, plastiques, caoutchouc, et divers matériaux.
La production de mondiale de TiO2 est de 5 millions de tonnes par an.
La production de titane augmenterait de 4% par an en tendance, et 2008 aura été l’année où la capacité de production de lingots par l’industrie chinoise aura atteint le 2ème rang mondial, assez loin derrière les États-Unis. Le marché connait des flambées de prix (1) et le recyclage du titane devient un réel enjeu, même s’il ne figure qu’à la 13ème place des matériaux stratégiques les plus sensibles.
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Sur la disparition des ressources naturelles et la fin des matières premières non renouvelables.
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(1) « Au cours de la période allant de 2006 à 2008, une vive tension a surgi sur le marché du titane suite, d’une part, à une forte augmentation des besoins de l’aéronautique, d’autre part, à un accroissement des besoins de la Chine, notamment en ferro-titane, en particulier dans le bâtiment. La tension s’est traduite non seulement par le prix de l’éponge (titane pur issu du minerai), multiplié par dix sur la période, mais surtout par une diminution des disponibilités des produits semi-finis liée à des capacités de laminage limitées et saturées. Il ne s’agit nullement d’une raréfaction du minerai mais d’une dépendance de pays hors Union européenne. La France ne possède aucune source de matière première ni de filière de transformation du titane, sauf une unité en construction de la société Aubert et Duval, en association avec l’entreprise UKTM du Kazakhstan, qui exploite le minerai et assure la première transformation (éponge) de celui-ci. (rapport 309 du sénat sur les ressources stratégiques de la France)
(2) Le titane : résumé : le titane est principalement utilisé dans les alliages légers et résistants, et son oxyde est utilisé comme pigment blanc. On trouve cet élément dans de nombreux minerais mais ses principales sources sont le rutile et l’ilménite. Il appartient au groupe des titanes comme le e hafnium (Hf), le zirconium (Zr), et le rutherfordium (Rf).
(3) Réserves calculées en pourcentage de TiO2 utilisable et technologiquement extractible en 2005.
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