Silicium métal (Si)

Réserves connues et évolution

• Non estimées précisément. La ressource en quartz (SiO₂) est très importante, cependant, pour des raisons technico-économiques, le silicium métal n’est à ce jour produit qu’à partir de quartz de très haute pureté (> 98% SiO₂)

Répartition géographique des réserves

• Non connue

Perspectives d’évolution de la production

• Production croissante due à la demande robuste des secteurs des silicones, de l’aluminium, et des semi-conducteurs (solaires et électroniques). D’autres usages pourraient se développer (batteries Li-on au Si). A noter que le marché du ferrosilicium a, lui, été décroissant depuis 2011 en raison d’une demande en baisse, due en partie aux teneurs plus faibles dans les aciers (bien que la demande d’aciers au Si augmente). La tension sur les matières premières à court terme est limitée, d’une part car les capacités de production de FeSi sont aisément converties en Si métal, d’autres part car les capacités de production sont bien supérieures à la demande 2018
• Les principaux freins au développement de la production de silicium métal sont la forte dépendance à un apport intensif et continu en électricité (11-14 kWh/kg Si), le coût des matières premières, ainsi que les impacts environnementaux liés à la consommation de combustibles fossiles (charbon, houille, coke)

Substitutions

• Le silicium métal n’est pas substituable en tant que substance dans la plupart de ses usages. En revanche, il peut exister des alternatives techniques dans les alliages, la chimie, et les applications solaires et électroniques (cellules à couches minces CdTe et CIGS, wafer au germanium, etc.), à un coût souvent supérieur
• A noter que certains substituts tels que le cadmium peuvent présenter une toxicité significative qu’il est nécessaire de neutraliser

Taux de recyclage

• Recyclage en fin de vie quasi inexistant, hormis le silicium contenu dans les alliages recyclés (non estimé)
• Le recyclage des panneaux solaires et composants électroniques pour le silicium est techniquement possible, mais peu attrayant en raison des faibles quantités présentes dans les produits, et de la difficulté à séparer le silicium des autres composants
• Certains résidus de production du Si métal peuvent être recyclés en boucle courte. Certains acteurs (e.g. RoSi Solar) étudient des solutions pour recycler le silicium extra pur (polysilicium) sous forme de résidus de découpe ou de boues

Établissements des prix

• Le prix du quartz de haute pureté s’établit à 50-100 $/t.
• Le prix du silicium est établi entre producteurs et consommateurs, en direct ou par l’intermédiaire de traders. Argus Media publie les prix du silicium métal vendu sur les bourses chinoises, européennes et états-uniennes.

Variations des prix

• Prix moyen 2018 (silicium métal 98,5%-99% min (4-4-1) d.p. (UE): € 2 107 / t
• Évolution du prix moyen annuel sur 1 an (2017-2018) : + 2 %
• Ordre de grandeur de la valeur du marché du silicium métal (prix moyen × production) : 6,3 G€

Restrictions au commerce international

• Europe : taxe anti-dumping à l’importation depuis la Chine (16,3 % à 16,8 %) sur le silicium métal de pureté < 99,99%
• Etats-Unis : taxe à l’importation depuis la Chine (139 %) sur le silicium métal de pureté < 99,99%. La réglementation douanière est très dynamique dans ce pays. De fortes taxes (jusqu’à 135%) sur les imports du Brésil, de Norvège, d’Australie et du Kazakhstan ont par exemple été déclarées par l’administration Trump en mars 2018, puis retirées en avril 2018
• Canada : taxe à l’importation depuis la Chine (235 %) sur le silicium métal de pureté < 99,99%
• Il existe par ailleurs des taxes à l’importation depuis certains pays asiatiques sur les composants photovoltaïques au silicium cristallin. Aux Etats-Unis : taxes jusqu’à 30 % depuis la Chine. En Europe : taxes de 27 % à 65 % depuis la Chine, la Malaisie, et Taïwan
• D’autres taxes sur le silicium pourraient apparaître ou disparaître en cours d’année, suivant l’evolution des rapports de force commerciaux entre les pays producteurs et consommateurs, notamment Chine et Etats-Unis

Réglementation REACH

• Le silicium métal n’est pas classé comme substance dangereuse par l’ECHA (Agence européenne des produits chimiques)

Production minière française

• Production minière 2018 : environ 230 kt de quartz, soit 106 kt Si contenu, dédiée à la production française du silicium métal (estimée sur la base d’une consommation de 2,8 tonnes de quartz par tonne de silicium métal, de 55 % du quartz provenant de France, et d’un contenu en Si dans le quartz de 46 %)
• Part de la production minière mondiale 2018 : environ 3 % (selon l’estimation de la production mondiale)
• Production minière historique : non évaluée
• Ressources évaluées en France métropolitaine : sur la base de la production 2018, les carriers estiment des ressources correspondant à plusieurs dizaines d'années

Production métallurgique française

• Production métallurgique 2018 : 150 kt de silicium métal
• Part de la production métallurgique mondiale 2018 : environ 5 %

Entreprises françaises impliquées dans la chaîne de valeur du silicium métal

• Mines et carrières : Imerys, CM Quartz, Decremps, Fulchiron, Sibelco
• Métallurgie : FerroPem, filiale française du groupe Ferroglobe
• Produits intermédiaires : Aucune industrie de raffinage du silicium métallurgique
• Industries aval dépendantes du silicium métal : aluminium (Trimet, Liberty House), silicones (Elkem), modules solaires (Photowatt, Voltec), électronique (Soitec, STmicroelectronics, Sil’Tronix)

Commerce extérieur français

• 125 kt exportées par FerroPem en 2018

Consommation française apparente en 2018

• production + importations – exportations = 53 kt

Recyclage en France

• Gisement collectable : non estimé, mais grandissant avec les panneaux photovoltaïques et les semiconducteurs. PV Cycle est l’éco-organisme agréé pour collecter les panneaux solaires en fin de vie
• Gisement collecté : très faible. En 2018, Véolia a construit, en France, la première usine européenne de recyclage de panneaux solaires. Cependant, les techniques de recyclage du silicium sont toujours à l’étude