Les aimants permanents faisant appel aux terres rares utilisent une grande partie de l'exploitation minière de terres rares qui sont au cœur d'une compétition économique mondiale..
Les aimants permanents représentent 20 % du volume et 72 % de la valeur des différentes utilisations des terres rares en 2018..
Les terres rares permettent la miniaturisation d’aimants très performants, ce qui en multiplie les applications..
Ils sont utilisés dans de nombreux secteurs de pointe en électronique, en électrotechnique, en mécanique (par exemple pour réduire le volume et le poids des moteurs et générateurs électriques).
Depuis 1980, le volume de production de ces aimants a augmenté de façon spectaculaire.
Histoire Les alliages de cobalt et de terres rares sont à l'origine de la fabrication d'aimants, premiers de ce type, trois à dix fois plus puissants que ceux que l'on savait faire avec d'autres alliages..
Les aimants aux terres rares sont de deux types : les aimants samarium-cobalt (Sm-Co) ;
les aimants à base de néodyme, de fer et de bore (NdFeB).
La puissance maximale (rémanence × force coercitive). d'un aimant est quantifiée par le () (()), qui est mesuré en mégagauss-œrsteds (). Plus le () est élevé, plus l'aimant est puissant. Les aimants en céramique ont un () de 3,5, les Sm-Co ont un () de 26, les NdFeB sont les plus puissants des aimants de terres rares avec un () de 40. et jusqu'à plus de 50. Le mégagauss-œrsted du système CGS est relié. à l'unité d'énergie volumique maximale (kilojoules par mètre cube) du Système international de mesures (SI).
En 1966, le docteur Karl Strnat découvre les premiers aimants samarium-cobalt (Sm-Co)Le canon magnétique - mines2010-26, sur studylibfr.com..
Dans les années 1980, les aimants de terres rare au néodyme (NdFeB) ont été inventés par le Japonais Masato Sagawa chez Sumitomo Special Metals et par l'Américain John Croat de General Motors.
En 1972, General Electric, Bell Telephone et Philips commencent à commercialiser des aimants aux terres rares.
Jusqu'à la fin des années 1990, les États-Unis, le Japon et l'Europe constituaient 90 % du marché des aimants aux terres rares. La vente de Magnequench par General Motors, en échange de la construction d'une usine automobile à Shanghai, marque le début du basculement vers la Chine du centre de gravité de la valeur ajoutée de la filière.
À la fin des années 1980, le groupe japonais Hitachi détient le brevet d'application des aimants de terres rares. Le brevet Hitachi est venu à échéance en 2014 et cette entreprise a demandé une extension de la validité de son brevet jusqu'en 2029..
Les aimants permanents au néodyme-fer-bore sont dopés au dysprosium, des quantités qui varient entre 2 et 11 % en fonction de la plage de température que l'on veut pour le fonctionnement de l'aimant.
En 2016, les aimants permanents sont l’application principale des terres rares au niveau mondial. Ils représentent 89 % des applications pour le néodyme et 98,5 % pour le dysprosium.
En 2023, les aimants permanents connaissent une très forte croissance. L'éolien et la mobilité bas carbone en consomment 35% du marché mondial, dont la Chine assure 91% de la production. La consommation sera multipliée par trois d'ici 2030 pour l'éolien, et par dix pour les véhicules électriques. Cette forte croissance pourrait se heurter à une offre limitée des terres rares.
Dépendance Jusque dans les années 1990, la mine de Mountain Pass aux États-Unis couvrait la majeure partie de la consommation mondiale de terres rares.
La fabrication des aimants permanents représente 23 % des usages des terres rares. Ces aimants que l’on retrouve dans des moteurs et générateurs électriques dont les éoliennes en mer, et sur les machines terrestres de grande puissance, les téléphones mobiles dont les smartphones et tablettes, l'électroménager, les équipements électriques et électroniques, certaines voitures électriques, les deux-roues électriques, des technologies militaires Ces aimants sont donc à l'origine d'une grosse part de l'extraction minière des terres rares en 2018.. ..
En 2013, la production mondiale d'aimants permanents est localisée à 81 % en Chine, complétée par le Japon, avec une toute petite partie aux États-Unis et en Europe.
En 2025, la demande chinoise en oxyde de néodyme pour la fabrication d’aimants permanents pourrait dépasser de neuf mille tonnes sa production totale (la Chine serait importatrice nette de certaines terres rares alors qu’elle en produit 85 %). Une accélération tirée par l’émergence des énergies renouvelables, grandes consommatrices de ces aimants. Mais également par la multiplication des appareils électroniques et mobiles..
La demande en terres rares ne peut que croître tant que d'autres technologies ne pourront les remplacer. Par exemple de 2004 à 2013, le cours du dysprosium a explosé de % et ils peuvent aussi faire l'objet de spéculations.
En 2019, la Chine a placé les terres rares au cœur de la guerre commerciale avec les États-Unis. En 2020, la Chine assurait 80 % de la production mondiale des aimants au néodyme...
Selon le document Ressources minérales : les terres raresBRGM, « Ressources minérales : les terres rares », 10 juin 2021. du Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), les États-Unis et la Birmanie ont (re)lancé la production minière des terres rares. L’Australie, les États-Unis et l’Europe portent maintenant leurs efforts sur des capacités de raffinage, nécessaires en particulier pour la fabrique des aimants, compétitives vis-à-vis de la Chine, pour en disposer à l’horizon 2030.
La seule mine de terres rares américaine dans le désert des Mojaves, en Californie, est relancée en 2018 avec le soutien du gouvernement américain. Les États-Unis assurent en 2022 près de 16 % de la production mondiale de terres rares. MP Materials opère la mine de Mountain Pass pour un marché mondial demandeur d'aimants aux terres rares notamment pour les moteurs électriques et les éoliennes... Un accord est signé en entre MP Materials et General Motors pour la fourniture d’aimants au néodyme utilisés dans la production de ses voitures électriques.. L'usine d’aimants de terres rares sera située à Fort Worth, au Texas. Le début de la production est prévu pour fin 2023 pour une capacité de production prévue d’environ mille tonnes d’aimants néodyme-fer-bore par an, suffisante pour environ électriques. MP Materials a obtenu de dollars du ministère de la Défense pour la mise en place d’une chaîne d’approvisionnement nationale complète pour les aimants permanents, l’entreprise investit de dollars dans ce projet..
En Suède, pour faire face à la demande croissante de métaux stratégiques, indispensables à la transition écologique, la société LKAB décide de retraiter ses déchets miniers pour en extraire du phosphore ainsi que des terres rares (néodyme, praséodyme, et dysprosium), qui pourraient couvrir jusqu’à 30 % des besoins européens..
En , l'Alliance for Automotive Innovation, qui représente notamment General Motors, Toyota, Volkswagen et Hyundai, adresse une lettre au gouvernement américain dans un contexte de restrictions à l'exportation mises en place par le gouvernement chinois et de risque de pénurie pouvant perturber la production de véhicules non seulement en Amérique du Nord, mais également dans le reste du mondeAlain McKenna, Une pénurie de métaux chinois guette les constructeurs automobiles américains, journalsaint-francois.ca, journalsaint-francois.ca, 4 juin 2025.
En 2025, à Narva, au Nord-Est de l'Estonie, la plus grande usine de production d'aimants permanents aux terres rares d'Europe entre en opération avec le soutien financier de l'Union européenne d'un montant de d'euros. Elle appartient à l'industriel canadien Neo Performance Materials et permettra de développer les capacités industrielles européennes dans ce domaine avec l'objectif d'atteindre d'aimants par an tout en diminuant l'approvisionnement en terre rare dépendant de la Chine.
En 2025, à la suite de la guerre commerciale renforcée des États-Unis contre la Chine, la Chine, qui est à l'origine de 90% de la production mondiale d'aimants permanents aux terres rares, met en place des restrictions à l'exportation de sept terres rares, les entreprises chinoises exportatrices devront obtenir une licence d'exportation. l'Europe, les États-Unis et l'Inde pourraient être confrontés à une rupture de stocks d'aimants permanents.. Selon les données du Grand Continent citant l'Agence internationale de l'énergie, la Chine représente 60% du minage des terres rares, 91% du raffinage et 94% de la fabrication d'aimants.
En 2026, dans la perspective de réduire sa dépendance vis-à-vis de la Chine pour ces minerais stratégiques, le Japon déclare avoir découvert des terres rares lors d’une exploration en eaux profondes (6 000 mètres). La Chine a bloqué l’exportation vers le Japon de produits « à double usage » (applications duales) présentant de potentielles applications militaires..
Domaines d'application Éoliennes Parmi les filières renouvelables, « certains segments du marché de l’éolien » consomment des terres rares, à savoir les unités de production équipées de générateurs synchrones à aimants permanents. Apparus dans les années 2000, ces derniers visent à « améliorer les rendements de conversion, réduire le poids et les besoins de maintenance, et allonger la durée de vie des systèmes ». Les aimants permanents contiennent en particulier deux types de terres rares : du néodyme (à hauteur de 29 % à 32 % par kg) et du dysprosium (3 % à 6 % par kg)..
Certaines éoliennes en mer peuvent contenir de néodyme dans les aimants de chaque turbine pour améliorer leur fonctionnement tout en diminuant les coûts de maintenance..
Selon Grégory Gautier, président du Groupe MTL Index,
Fin 2018, l’ensemble du parc éolien français comptait environ 70 tonnes de néodyme et 13 tonnes de dysprosium. Soit moins de 1,5 % du marché annuel mondial de chacun de ces éléments..
La recherche et développement est sollicitée pour diminuer voire supprimer totalement la dépendance aux terres rares dans l'éolien.
Téléphonie mobile Selon une étude menée en 2014, les téléphones mobiles comportent en moyenne 1,7 % d'aimants dans leur composition. Cette étude ne prend cependant pas en compte les smartphones, qui étaient alors encore peu représentés dans les collectes de déchets..
Tous les téléphones contiennent au minimum de petits aimants dans le microphone et le haut-parleur.
Voitures électriques Les aimants aux terres rares sont déjà utilisés pour les véhicules à énergie fossile (pour les micro-moteurs électriques de rétroviseurs, les lève-vitres, les sièges).
La croissance des ventes de véhicules électriques et voitures électriques a renforcé l'intérêt pour la fabrication d'aimants compacts pour les moteurs électriques synchrones dit « sans balais » (néodyme, dysprosium, samarium).
Des véhicules de Toyota, Nissan, Mitsubishi, General Motors, PSA et BMW utilisent des moteurs avec aimants contenant des terres rares. Par exemple, la Toyota Prius comporte de néodyme pour les aimants de son moteur et une dizaine d'aimants au samarium..
Des constructeurs de véhicules électriques veulent se passer de terres rares, explique l’association AMPERes. Il suffit de remplacer le rôle des aimants par une bobine d’excitation. Ces constructeurs, tels Renault ou Tesla, utilisent cette technologie et leur moteur ne contient donc pas de terres rares.
Toyota cherche ainsi à développer pour ses voitures hybrides, un moteur à induction sans aimant.
Équipements électriques et électroniques Les aimants en terre rare sont largement utilisés dans l’industrie des outils électriques, des dispositifs médicaux tels que l’Imagerie par résonance magnétique (IRM), les disques durs d’ordinateurs, les isolateurs optiques, les appareils électroniques sans fil, les capteurs miniaturisés..
Trains à grande vitesse