Cadmium (Cd)

Possibles dans plusieurs applications, à des coûts plus élevés, cependant fortement encouragées par les réglementations.

Substitutions de substances

• Pigments à base de Cd : aisément substitués dans les plastiques,plastiques,(ex sulfure de cérium). Difficulté dans certaines applications, notamment dans le secteur artistique.
• Revêtement en Cd : revêtements alternatifs en zinc, zinc nickel, aluminium ou étain.
• Stabilisants BaCd pour plastiques : remplaçables par des stabilisants à base de BaZn ou CaZn.

Substitutions de technologies

• Accumulateurs et piles NiCd : remplaçables par des technologies de Li ion et NiMH.
• Cellules PV à couches minces de CdTe : substituables par des cellules PV de silicium et de séléniure de cuivre indium gallium.
• Engrais : alternatives encore peu développées, des recherches sont menées sur la décadmination des engrais ou sur leur remplacement par des fertilisants biologiques.

Substitution actuellement impossible pour des raisons de sécurité dans certaines applications

• Pigments : difficulté à trouver des alternatives présentant des qualités anticorrosion et de résistance à l’érosion similaires à celles des revêtements et pigments composés de cadmium, indispensables pour les équipements de sécurité.
• Accumulateurs NiCd : non substituables dans les systèmes d’urgence, d’alarme, ainsi que dans les équipements médicaux.
• Secteurs concernés : aéronautique, aérospatial, exploitation minière, nucléaire, défense, médical et fabrication des contacts électriques.

• Taux de recyclage dans le monde estimé a 20% en 2016, principalement à partir des batteries NiCd.
• Dans l’UE, l’efficacité du recyclage des batteries NiCd est de 80 à 85%, avec environ 99% du Cd recyclé.
• Autre possibilité de recyclage à partir de déchets d’alliage de Cu Cd, d’alliages non ferreux et de poussières des fours à arc électriques contenant du cadmium.
• Le recyclage est effectué par pyrométallurgie ou hydrométallurgie par des sociétés telles que Retriev Technologies dans l’Ohio aux Etats Unis, SNAM, Euro Dieuze (qui ne valorise pas le Cd), Accurec ainsi que l’usine d’Oskarshamn, filiale suédoise de SAFT dans l’UE.
• Possibilité de recyclage des cellules PV de CdTe, avec jusqu’à 95% pour les matériaux semi-conducteurs.

Établissements des prix

• Pas de cotation publique sur les marchés boursiers. Prix établis par négociations directes de contrats entre producteurs et transformateurs ou utilisateurs. Fourchettes de prix publiées quotidiennement par Argus Media.

Variations des prix dans l’UE (Cd métal 99,95%)

• Prix moyen 2019 (janvier août 2019) : 2,73 US$/kg
• Évolution du prix sur 1 an : +5%
• Évolution du prix depuis 2000-2001 : +313%
• Ordre de grandeur de la valeur du marché du cd métal 2017 (2 730 US$/t, prix moyen 2019 × 26 391 t, production métallurgique en 2017) : 7,2 M US$.

Restrictions au commerce international

• Europe : un amendement en 2016 prévoit la suppression des batteries NiCd du marché dans l’UE, avec quelques exceptions pour les applications ou la substitution n’est pas possible. Depuis 1988, les régulations se multiplient pour éliminer le Cd dans la mesure du possible.
• Corée du Sud: les panneaux solaires composés de cellules PV de CdTe ne sont pas certifiés pour la vente, une évaluation de l’impact environnemental du CdTe menée en 2014 ayant jugé dangereuse son utilisation.
• Les régulations gouvernementales concernant les engrais et les produits commerciaux se multiplient du fait de la toxicité du métal et de ses composés. Des restrictions sont imposées sur les teneurs en cadmium, notamment aux Etats-Unis et en Australie. Au Brésil, la teneur en Cd dans les bijoux, jouets et accessoires est limitée à 0,03%.
• ISO standards fixe le niveau de Cd permis dans les lingots de zinc. La contamination par le cadmium des produits galvanisés est limitée à 0,003%.

Réglementation REACH

• Le cadmium et ses composés ont été classés comme substances extrêmement préoccupantes par la réglementation REACH, en raison de leurs effets cancérigènes, mutagènes et toxiques sur l’environnement, la santé et la reproduction.
• La directive européenne 2006/66/CE interdit l’usage au public des accumulateurs NiCd dans les applications électroniques. Sont concernés par cette interdiction depuis le 31/12/2016, les outils électroportatifs sans fil. Font objets d’exception les systèmes d’urgence et d’alarme, ainsi que les équipements médicaux. La collecte et le recyclage des accumulateurs NiCd industriels sont imposés par la législation et mis en place par les producteurs afin d’assurer la gestion des substances toxiques^.
• En 2012, la réglementation interdit l’accès au marché des mélanges et articles composés de matière plastique dont la concentration en Cd (exprimée en Cd métal) excède ou est égale à 0,01% en poids de matière plastique.
• En 2016 une modification de la réglementation européenne déclare interdites les peintures dont la concentration en Cd (exprimée en Cd métal) est supérieure ou égale à 0,01% en poids. Dans le cas de peinture contenant du zinc à 10% en poids, la teneur en Cd ne peut être supérieure ou égale à 0,1%. Sont interdits à la commercialisation également les produits peints dont la teneur en Cd n’est pas strictement inférieure à 0,1% en poids de peinture sur le produit. La substitution des pigments à base de cadmium par des pigments de vanadate de bismuth ou de sulfure de cérium est très fortement encouragée.
• La teneur en cadmium admissible est réduite à 60 mg Cd/kg d’engrais phosphate par une révision de la réglementation européenne en 2017. Cette limite devrait évoluer vers 40 mg Cd/kg P₂O₅ après 3 ans, puis vers 20 mg Cd/kg P₂O₅ après 12 ans. La teneur moyenne actuelle étant de 45 mg Cd/kg P₂O₅, cette perspective provoquerait d’importants changements dans le marché européen des engrais. ¹ La décadmination des engrais pourrait devenir nécessaire.
• Font objets d’exception aux restrictions les applications dans lesquelles le cadmium et ses composants ne peuvent être substitués pour des raisons de sécurité. Ceci concerne les secteurs de l’aéronautique, l’aérospatial, l’exploitation minière, le nucléaire, la défense et la fabrication des contacts électriques.
• Les modules photovoltaïques CdTe sont également exemptés.
• L'arrêté du 14 mai 2019 établit par le ministère du travail en France, fixe une valeur limite d’exposition professionnelle (VLEP) indicative sur 8 heures à 0,004 mg/m³ pour la fraction inhalable du cadmium et ses composés inorganiques.

Production minière française

• La France n’a plus de production minière de Cd depuis 1993, date de fermeture de la mine de zinc de Saint- Salvy (81). De son entrée en production en 1975 à la fin de 1990, ont été exploités 2,8 Mt de minerai à 11,7% Zn et 547 300 t de concentrés à 55% Zn, 750 g/t Ge, 350 g/t Ag, 0,6% Pb et 0,3% Cd.

Production métallurgique primaire française

• La production française de cadmium provient essentiellement du recyclage de batteries Ni-Cd.
• Production métallurgique 2018 : non disponible (cf. 8 - La filière industrielle en France)
• Part de la production métallurgique mondiale 2018 : <1%

Recyclage en France

• En 2013, 360 t de cadmium recyclées sont produites par la Société Nouvelle d’Affinage de Métaux SNAM, filiale de Floridienne (Belgique), soit 50% du marché de l’UE. De 2008 à 2016, sa production a baissée de 1 000 à 100 tonnes. Le cadmium obtenu, pur de 99,95% (3N5) à 99,9995% (5N+) est réutilisé par les producteurs d’accumulateurs NiCd essentiellement. La collecte et le tri ont lieu sur le site de Saint Quentin Fallavier (38) et la séparation par procédé thermique a lieu à Viviez (12).
• Le groupe Eurodieuze Industries, filiale de Veolia, réalise également le recyclage des accumulateurs NiCd par hydrométallurgie mais ne valorise pas le cadmium produit.
• Gisement collectable : non-estimé. Probablement voué à diminuer du fait des restrictions sur l’utilisation du cadmium et particulièrement des batteries NiCd.
• Gisement collecté : non estimé. La législation européenne imposant la collecte et le recyclage des produits contenant du cadmium, gisements collectables et collectés devraient être équivalents. Le recyclage du Cd dans les batteries NiCd est d’environ 99%.

La filière industrielle en France

Entreprises françaises impliquées dans la chaîne de valeur du cadmium métal

• Métallurgie : Nyrstar a mis fin à sa production d’alliages à base de cadmium en Europe, suite à l’interdiction prononcée par la commission européenne en 2011 concernant ces alliages. Sa production de cadmium s’élevait à 664 tonnes en 1981.¹ Néanmoins, il a été produit dans d’Auby, détenue par Nyrstar, 155 kt de zinc métal. De manière hypothétique et à raison de 3 kg Cd par tonne de zinc élaborée, cela équivaudrait à une production de cadmium de 465 t en 2018.
• Produits intermédiaires : industries liées aux domaines de l’électronique, l’énergie, l’aéronautique, l’aérospatial, la défense et du médical.
• Industries aval dépendantes du cadmium métal : La SAFT, filiale de Total, est le seul fabricant français d’accumulateurs Ni-Cd pour l’industrie. Ceci représente 50% à 60% de son activité en 2017. Le cadmium utilisé provient essentiellement du recyclage réalisé par la SNAM et de la filiale suédoise de SAFT.

Commerce extérieur, consommation française

Consommation française apparente en 2018 (production + importations – exportations)

• Consommation apparente de -352 t de Cd, prenant en compte le cadmium sous forme brute, les poudres de cadmium, l’oxyde de cadmium et les ouvrages en cadmium.
• En ajoutant à cela le cadmium contenu dans les accumulateurs NiCd, leur teneur en cadmium étant estimée à 8% en moyenne ¹⁸, la consommation apparente de Cd s’élève à -607 t.
• Chiffres peu significatifs car ne tiennent pas compte du cadmium contenu dans les scories, cendres, résidus, sulfates, et nitrates dont les teneurs en cadmium sont inconnues.
• L’importance de la Belgique dans le commerce extérieur est due à l’activité de l’usine Flaurea Chemicals située à Ath, détenue par le groupe Aurea. Le cadmium importé, en provenance notamment de la SNAM, est transformé en sels et poudres, et exportés par la suite.

Matrice de criticité