FTE 2015 Importer

La plupart de la production primaire de cadmium se fait en Asie. Les principaux producteurs sont la Chine, la Corée et le Japon. La production secondaire représente environ 20% de la production mondiale (voir Tableau 9). La consommation est surtout localisée en Belgique9 , Chine, Inde et Japon.

La production de batteries NiCd représente plus de 80% de la consommation mondiale du cadmium. Les autres usages, par ordre décroissant de consommation au niveau mondial, sont les pigments, les revêtements et le placage, des stabilisants pour les matières plastiques et des alliages non ferreux (USGS 2016).

Tableau 9. Production mondiale par les raffineries de cadmium (tonnes de Cd)

[9] La seconde place de la Belgique est liée à la présence de l'usine du groupe Floridienne, qui importe du cadmium dont celui recyclé par la société SNAM en France, pour le transformer en différents sels ou poudres qui sont ensuite, en grande partie, exportés.

Source: USGS (2016, 2008)

Le prix annuel moyen du cadmium a diminué pour la quatrième année consécutive, diminuant de 46% en 2015 par rapport à celui de 2014 à environ 1,05 US$ le kilogramme. La baisse des prix a été attribuée à une offre excédentaire de cadmium sur le marché (voir Figure 3), à une demande réduite en Inde et à un recul de la production de piles au nickel-cadmium en Chine, car une augmentation des réglementations environnementales nationales a entraîné plusieurs fermetures d'installations (USGS 2016).

Figure 3. Production mondiale et prix du cadmium

Source: USGS 2016

2.1.2.PROCEDE DE PRODUCTION

Le cadmium est principalement associé au minerai de zinc, avec une teneur en Cd comprise entre 0,01 et 0,05% et donc il est un coproduit de la métallurgie du Zn, avec un rendement de1,8 à 6 kg de cadmium par tonne de zinc. Le cadmium est également présent dans des minerais de plomb et de cuivre, ainsi que dans des phosphates naturels (Societe Chimique de France n.d.).

La production de cadmium est une activité industrielle connexe à celle du zinc. Le cadmium est récupéré par filtration du gaz provenant de la pyrométallurgie ou récupéré des effluents de l'hydrométallurgie du zinc.

2.1.3.PRODUCTION EN FRANCE

La production de Cd en Europe (2000-2002) est estimée à environ 1114t.an^-1 et le commerce (import/export) est d'environ 2850 t.an^-1 disponible pour les diverses utilisations (Joint Research Centre 2007).

En 2015, la France n'a plus de production minière de cadmium depuis la fermeture du gisement de Saint-Salvy (81). Le cadmium français est obtenu par recyclage principalement des accumulateurs nickel-cadmium (voir section sur le recyclage).

Les exportations sont estimées à 7t vers l'Allemagne et le Portugal, et les importations sont estimés à 62t en provenance de Chine, des Etats Unis et de Russie (Societe Chimique de France n.d.).

2.1.4.METALLURGIE DU ZINC

La métallurgie du zinc est réalisée en France par la société Umicore (ex Union minière) à l'usine d'Auby. La production de cadmium liée à la métallurgie du zinc était de 664 tonnes en 1981. En 2011, suite à l'interdiction de Cd dans les alliages (Europen Commission 2011) Umicore a cessé la production d'alliages contenant du cadmium en Europe et vise pour 2016 la vente de ses installations en France (La Voix du Nord 2015).

2.1.5.RECYCLAGE

En 2015, le taux de recyclage de cadmium est estimé, à l'échelle mondiale, à 20%, principalement à partir de accumulateurs de nickel-cadmium (Societe Chimique de France n.d.).

Le recyclage des accumulateurs nickel-cadmium est notamment assuré en France par la Société Nouvelle d'Affinage de Métaux (SNAM), filiale du groupe belge Floridienne. Celle-ci emploie 100 personnes à temps plein. Les sources de cadmium traitées par la SNAM sont, outre les accumulateurs et piles, des poudres provenant de systèmes d'assainissement de l'air des usines de la métallurgie et divers déchets de production industrielle. Le procédé de recyclage est divisé sur deux sites : Saint Quentin Fallavier (38) où est réalisée la collecte et le tri des sources ; et à Viviez (12) où un procédé thermique permet la séparation du cadmium dans un environnement confiné.

La SNAM a connu une baisse importante de sa production les huit dernières années, passant de 1000 tonnes à 100 tonnes aujourd'hui. Pur à 99,99 %, ce cadmium est vendu majoritairement à des producteurs d'accumulateurs nickel-cadmium.

La société SAFT, premier producteur européen d'accumulateurs nickel-cadmium à usage industriel, ne recycle pas ces derniers sur le territoire français mais confie cette tâche à une filiale suédoise.

SNAM et la filiale suédoise de SAFT-AB représentent ensemble près de 80 % de la capacité européenne de recyclage. Les 20 % restant sont constitués par l'opérateur ACCUREC en Allemagne (Commission européenne 2003c ; Joint Research Centre 2007).

FTE 2015 Importer

Les utilisations du cadmium métal dans les secteurs autorisés sont les suivantes (INRS 2013) :

• fabrication de poudre d'oxyde de cadmium à partir de cadmium métallique, utilisée comme catalyseur de réactions de polymérisation ;
• électrode négative dans les accumulateurs électriques rechargeables au nickel-cadmium ; (au cours de ces dernières années, les deux utilisations mentionnées ci-dessus ont consommé la majorité de la production mondiale de cadmium alors que les autres utilisations sont en forte diminution) ;
• revêtement anticorrosion des métaux (acier, fonte, alliages de cuivre, aluminium...) ; le cadmiage est généralement réalisé par électrolyse, mais le trempage et la pulvérisation sont possibles ;
• constituants de nombreux alliages : à bas point de fusion (alliage d'étain-plomb-bismuth-cadmium) ; cependant l'utilisation de cadmium comme composant d'alliages tend à diminuer au profit d'alliages exempts de cadmium.
• matières premières pour la préparation d'autres composés du cadmium, notamment des sels d'acides organiques utilisés comme stabilisants pour plastiques (oxyde, chlorure, nitrate) ;

• pigments pour peintures, plastiques, encres, émaux (sulfure, sulfoséléniure), utilisations en nette diminution ;
• constituants de nombreux matériels électriques : batteries (CdO), cellules solaires ou photoélectriques, redresseurs, contacteurs, semi-conducteurs (oxyde, hydroxyde, sulfate, sulfure, séléniure).
• utilisation des composés minéraux du cadmium dans les secteurs autorisés où leur emploi demeure techniquement indispensable : secteurs de l'aéronautique, l'aérospatiale, l'exploitation minière, secteurs « off-shore », du nucléaire, de la défense et la fabrication des contacts électriques.

En France, la consommation de cadmium est estimée à 1 800 t.an^-1 (National Resources Canada), mais il s'agit d'un chiffre ancien (1994) qui est probablement nettement surestimé à l'heure actuelle. 50 % de cette consommation serait consacrée à des applications industrielles et 50 % à des applications domestiques.

L'utilisation du cadmium est globalement en déclin. L'utilisation pour les accumulateurs et piles est très largement aujourd'hui la principale application du cadmium (ADEME 2015; HELCOM 2002) et elle est elle-même en déclin. En Europe, l'utilisation de Cd atteint 2638 tonnes réparties : 75,2% pour les batteries NiCd, 14,9% pour les pigments, 5% pour les stabilisateurs et 5% pour les alliages et les plaques (Joint Research Centre 2007).

PILES ET ACCUMULATEURS (PA)

Le couple électrochimique nickel-cadmium est employé dans la fabrication des accumulateurs et piles. Dans cette application, c'est la forme hydroxyde Cd(OH)2 du cadmium, obtenue à partir de l'oxyde CdO, qui est utilisée. Cet usage représentait environ trois quarts des usages totaux de Cd dans l'UE en 1996 (Commission européenne 2003a). En 2002 il est estimé à 83,5% (Joint Research Centre 2007) ; cette proportion n'était que de 55 % en 1990.

Du fait de la règlementation européenne les applications grand public sont en décroissance rapide, alors que les applications industrielles (ferroviaire, aviation, véhicules électriques) se maintiennent. Les accumulateurs Ni-Cd ne représentent cependant que 2 % des accumulateurs industriels, leur immense majorité étant au plomb (Commission européenne 2003a).

La société française SAFT (groupe Total) est un acteur majeur de ce marché. Seul fabricant français, elle emploie 4 140 personnes dans le monde (Google Finance 2016). Son chiffre d'affaires global est d'environ 45 millions d'euros ; la moitié environ est réalisée en France. La production d'accumulateurs Ni-Cd pour l'industrie représente 50 % à 60 % de son activité (premier rang en Europe). En France, l'activité de production de SAFT qui concerne les batteries Ni-Cd est répartie sur deux sites industriels : Bordeaux et Poitiers.

Le cadmium consommé par SAFT est principalement issu du recyclage : de France (SNAM) ou d'Europe (filiale suédoise de SAFT, société allemande de recyclage).

L'emploi du couple Ni-Cd subsiste pour des piles et batteries rechargeables dans les secteurs encore variés (même si des technologies alternatives tendent à le supplanter) :

• Industrie : systèmes de secours par batteries pour raffineries, centrales électriques, installations pétrolières et gazières off-shore ou on-shore, postes de transformation, d'infrastructures d'aéroports ou de bâtiments
• Aviation (démarrages en direct des moteurs et des groupes auxiliaires de puissance (Auxiliary Power Unit), stabilisation du réseau et secours énergie)
• Transports ferroviaires : alimentations d'urgence et de secours, démarrage de moteurs, traction par récupération de l'énergie au freinage et signalisation
• Véhicules électriques et hybrides
• Equipement des réseaux de télécommunications et d'énergie : stockage de l'énergie renouvelable,
• Applications militaires et spatiales.

En France, Le nombre d'accumulateurs Ni-Cd industriels mis sur le marché a diminué de 10 %. Ces accumulateurs représentent 27 % des PA industriels mis sur le marché en 2014. Une évolution à la baisse au profit d'autres natures est prévue pour les prochaines années, en réponse à la limitation réglementaire de l'utilisation du cadmium imposée par la directive européenne 2013/56/UE (ADEME 2014).

L'utilisation pour le grand public est désormais marginale pour des batteries de téléphones mobiles et d'ordinateurs portables. En revanche, leur emploi reste important pour les outils portables (Noréus, 2000). Aucune usine de fabrication de PA portables n'est installée en France. Environ la moitié des PA portables proviennent de l'Union européenne (Belgique, Allemagne, Europe de l'Est) et la moitié d'Asie et des États-Unis (ADEME 2014). On estime que les piles et accumulateurs NiCd portables contiennent en moyenne 13 % de cadmium en poids et les industriels 8 % (Commission européenne 2003a).

PIGMENTS ET STABILISANTS

Les pigments de cadmium sont des colorants inorganiques stables qui peuvent être produits dans une gamme de nuances brillantes de jaune, orange, rouge et marron. Leur plus grande utilisation est dans les plastiques, mais ils ont également une application significative dans la céramique, les verres et les peintures spécialisées (peintures d'artistes). Ces usages sont limités par la directive 91/338/EEC « directive Cadmium » ainsi que par la réglementation REACH, plusieurs pigments étant des substances soumises à autorisation (European Chemicals Agency 2012b; European Chemicals Agency 2012c; ECHA 2013; ECHA 2015; European Chemicals Agency 2012a).

La consommation mondiale de pigments de cadmium a suivi le développement de l'industrie des plastiques et a atteint environ 6000 tonnes en 1975 (European Chemicals Agency 2012e). Les pigments à base d'oxyde de cadmium CdO, représentaient environ 20 % des usages totaux de Cd dans l'UE en 1996 (15 % pour les pigments et 5 % pour les stabilisants) (Commission européenne 2003a). Ces deux pourcentages sont en forte baisse depuis 1990. Depuis lors, leur utilisation a été réduite en raison de leurs propriétés dangereuses, et de l'apparition de produits de substitution de haute qualité, en particulier, les pigments organiques thermostables jaunes et rouges. En 2003, l'EU-16 estimait une consommation de 499 tonnes métriques de Cd dans les pigments (Joint Research Centre 2007).

Les pigments de cadmium sont également utilisés pour colorer les glaçures, céramiques et émaux. Dans les deux cas, des températures de cuisson élevées sont nécessaires. Ceci exclut les pigments organiques et réduit le nombre de pigments inorganiques appropriés. Pour les teintes jaunes, il y a différentes alternatives, mais le sulfoséléniure de cadmium est le seul pigment rouge brillant utilisable selon l'industrie concernée. Les pigments de cadmium sont appropriés pour toutes les finitions de surface des céramiques.

Les pigments de cadmium ont aussi un certain nombre d'autres utilisations mineures dans le caoutchouc, le papier et les encres, bien que ceux-ci faibles en termes de consommation de cadmium (European Chemicals Agency 2012e). Il y a une seule société fabricant des pigments de cadmium en France (Eurometaux, 2004) (Micron Couleurs à Narbonne).

Le cadmium (CdO) est ou a été utilisé pour fabriquer des stabilisants incorporés notamment dans les plastiques. Cet usage est en déclin compte tenu des dispositions de la directive 91/338/CEE. L'usage de composés au cadmium comme stabilisant du PVC a cessé dans les pays de l'Union européenne en mars 2001, conformément à l'engagement volontaire de l'industrie du PVC.

CHARGES DE BRASAGE10

L'Annexe XVII de REACH sur le Cd restreint son utilisation dans les charges de brasage, celles-ci ne devant pas être mises sur le marché si la concentration de cadmium (exprimée en Cd métal) est égale ou supérieure à 0,01% en poids (European Chemicals Agency 2012d).

[10] Le brasage est une opération d'assemblage de pièces métalliques au moyen d'un métal d'apport à l'état liquide, dont la température de fusion est inférieure à celle des pièces à assembler Le brasage de métal d'apport peut se présenter sous forme de fil, poudre, pâtes,…

L'incorporation de cadmium dans les charges de brasage présente trois avantages essentiels : (i) elle réduit la température de brasage, (ii) elle raccourcit la durée du processus de brasage et (iii) elle réduit le coût de brasage. La charge la plus répandue utilise 25% de cadmium et 42% d'argent avec le cuivre à environ 17% et le zinc 16%, car cela offre la meilleure combinaison des caractéristiques de température de fusion, la vitesse et le coût (European Chemicals Agency 2012d).

La consommation européenne d'alliages de brasage contenant du cadmium (pour l'utilisation professionnelle et grand public) était de 90 à140 tonnes en 2010, représentant une quantité de cadmium d'environ 22,5 à 35 tonnes. Les principaux usages des alliages de soudure étaient l'outillage, les échangeurs de chaleur, la réfrigération, la plomberie et les composants électriques. Ces utilisations sont plus répandues dans les pays d'Europe du Sud comme la France, l'Espagne, l'Italie et le Portugal (European Chemicals Agency 2012d). La restriction REACH Annexe XVII devrait inciter la réduction de ces applications.

Une dérogation concerne les applications des charges de brasage utilisées dans la défense et l'aérospatiale pour des raisons de sécurité.

A demande de British Compressed Gases Association (BCGA) l'usage de charges contenant du cadmium a été accordée pour la production de systèmes d'acétylène à haute pression, du fait que l'absence de cadmium se traduirait par des joints de qualité inférieure, ce qui augmenterait le risque d'explosion (European Chemicals Agency 2012d).

TRAITEMENT DE SURFACE DES METAUX

Cet usage représentait environ 4 % des usages du Cd dans l'UE en 1996 et cette proportion a régressé de moitié entre 1990 et 1996 (Commission européenne 2003c). Le cadmium métal (Cd) est utilisé dans ce cas pour plusieurs raisons :

• conférer des propriétés particulières de résistance à la corrosion, supérieures à celles obtenues par des bains au zinc ;
• conférer des propriétés de faible coefficient de friction au métal, notamment pour des applications exigeantes de type aéronautique et militaires, comme pour les freins (automobile, aéronautique), les fixations (de trains d'atterrissage, des différents composants de munitions et d'armes,…) ;
• conférer des propriétés de résistance à l'oxydation et la corrosion et assurer une bonne conductivité électrique (pour des connecteurs électriques notamment).

La profession estime que les secteurs qui utilisent le cadmium sont à 90 % l'aéronautique et à 10 % le spatial, les autres applications étant très marginales.

PRODUCTION DE CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES

Le tellure de cadmium (CdTe) est utilisé dans les panneaux photovoltaïques à couche mince pour absorber et convertir la lumière du soleil en électricité. Le CdTe est maintenant le deuxième matériau de cellule solaire le plus utilisé après le silicium. L'efficacité des panneaux du module de couche mince est évaluée à 6,3% pour le silicium amorphe (a-Si) ; 10,9% pour le CdTe et 11 ;5% pour le diselénure de cuivre indium gallium (CIGS) (NREL 2012).

Le parc solaire photovoltaïque de l'UE atteignait en 2015 une puissance totale de 94,6 GW, pour une puissance mondiale qui dépassait les 227GW. Le marché européen reste toutefois peu diversifié. En 2015, il s'appuie essentiellement sur trois pays, le Royaume-Uni, l'Allemagne et la France.(Observ'ER 2016).

En France, en 2015-2016 plusieurs appels d'offres portant sur le développement des installations photovoltaïques de moyenne puissance (100 à 250 kWc) pour des bâtiments et des ombrières de parking, ont été lancé par le gouvernement (MEEM). Fin 2015,le grand parc photovoltaïque de Cestes (33) a été mis en service (Observ'ER 2016).

Le développement de cette filière suscite des incertitudes sur l'utilisation des substances dangereuses (plomb, mercure, cadmium...) dans les équipements électriques ou électroniques des panneaux, notamment pour ce qui concerne la fin de vie des installations (Grasland 2010).

L'analyse de cycle de vie de l'IEA (Frischknecht et al. 2015) sur les systèmes photovoltaïques présente quelques données sur l'utilisation de cadmium dans la production de laminés photovoltaïques de CdTe et sur les émissions associées (voir Tableau 10).

Tableau 10. Données d'utilisation et d'émission de composés du Cd pour la production de laminés photovoltaïques de CdTe (exprimées par m2 de laminé produit)

Source: NREL 2012

COMPOSANT D'ALLIAGES

Le cadmium métal (Cd) entre dans une assez grande variété d'alliages, dans des quantités en général faibles, comme par exemple dans le cuivre pour augmenter sa résistance sans baisser sa conductivité électrique. Cet usage est en forte chute dans l'UE : l'utilisation du cadmium dans des alliages a été, en quantité, divisée par 10 entre 1985 et 1996 (Commission européenne 2003b).

ENGRAIS

Les activités agricoles introduisent du cadmium dans les sols par usage des engrais phosphatés (Roberts 2014). Le cycle de l'eau et le labourage conduisent ensuite à une libération de ce polluant dans les hydrosystèmes. Le cadmium est un contaminant naturel des roches phosphatées et son contenu final dans l'engrais dépend à la fois du type de matière première et de la méthode de fabrication (Cichy et al. 2014).

Le règlement (CE) N°2003/2003 portait sur les engrais minéraux, mais n'a pas imposé de limite pour la teneur en Cd. La Commission européenne a proposé des valeurs limites plus strictes de transition de 60 à 20 mg Cd/kg P2O5 sur une période de 15 ans (Europen Commission 2004). Ces limites sont basées sur les conclusions d'une étude d'évaluation d'impact indiquant que les engrais contenant moins de 20 mg Cd/kg P2O5 ne devraient pas entraîner une accumulation de Cd à long terme dans le sol, ce qui par contre serait le cas avec des engrais contenant 60 mg Cd/kg P2O5.(Roberts 2014).

La teneur moyenne en Cd dans les engrais commercialisés dans l'UE est estimée à 45 mg Cd/kg P2O5. La valeur limite de 60 mg Cd/kg P2O5 (opinion de CSTEE11 dans la Commission Européenne) exclurait du marché environ 21% des engrais actuellement vendus, alors que l'introduction d'une valeur limite plus stricte de 20 mg Cd/kg P2O5 pourrait causer des changements importants sur le marché européen des engrais. Actuellement en Europe, une seule entreprise, Yara12 , commercialise des engrais à faible teneur en cadmium (Cichy et al. 2014).

APPORTS INDIRECTS

Le cadmium intervient, souvent de façon diffuse et à de faibles quantités dans un grand nombre de procédés et de produits industriels :

• la sidérurgie (émissions dans l'eau, dans l'air) ;
• la production de métaux non-ferreux ;
• la combustion de sources d'énergie fossiles (centrales thermiques, combustion industrielle, transport routier), du fait de sa présence dans les combustibles fossiles;
• l'incinération de déchets ménagers, les cimenteries.

[11] Scientific Committee on Toxicity, Ecotoxicity and the Environment (CSTEE)

[12] http://yara.com/

USAGES DIVERS

D'après les sources consultées (Joint Research Centre 2007; Commission européenne 2003b; OECD 1995), d'autres usages du cadmium sont:

• le traitement de surface du nickel ;
• les lampes à vapeur de cadmium ;
• le catalyseur (CdO) ;
• les composants électroniques. Cet usage était cependant normalement voué à disparaître après 2006 en raison de directives européennes (directives « EEE »). Cependant HELCOM (2002) estime qu'il peut progresser en raison de l'emploi dans les cellules photovoltaïques.

SYNTHESE DES UTILISATIONS

Historiquement, le cadmium a été utilisé pour les traitements de surface, la fabrication de batteries ou de matières plastiques. Un assez grand nombre de produits (peintures, laques, vernis, matériaux de construction, réactifs de laboratoire, électronique…) peuvent ou ont pu contenir du cadmium en faible quantité. Les toitures en zinc, notamment pour les plus anciennes, sont dans ce cas. (Commission européenne 2003b). Les plus importantes d'entre elles seraient les piles et accumulateurs, suivis par les engrais (HELCOM 2002). Ses usages ont été restreints depuis une vingtaine d'années.

Il est maintenant interdit dans les plastiques alimentaires. Il a été remplacé dans les piles et est prohibé dans les équipements électriques et électroniques.

Le cadmium est fortement règlementé dans son utilisation ainsi que dans la manipulation au milieu professionnel. Cependant, il reste présent dans un très grand nombre d'applications industrielles, mais à de très faibles quantités. Cet usage diffus deviendrait donc de plus en plus significatif (électroniques, engrais) par rapport aux usages établis (batteries, pigments), qui sont en général en perte de vitesse.

FTE 2015 Importer

Dans les eaux usées issues de l'industrie chimique, le taux d'élimination du cadmium et de ses composés sous influence de la coagulation est de 98 % (BREF Traitement des eaux).

Pour la production de cadmium recyclé, la société SNAM a mis un œuvre des installations de filtration d'air, par filtres à manches (entretien avec la société).

FTE 2015 Importer

Le taux d'élimination du cadmium à une station d'épuration urbaine est supérieur à 60 % et, la majorité du cadmium arrivant via les effluents, le cadmium est donc transféré dans les boues de la station (Commission européenne 2003b).

Une étude d'évaluation des rendements des stations d'épuration (Choubert et al. 2011) montre un rendement compris entre 30% et 70% comme résultats de traitement de la filière « boues activées en aération prolongée » qui est la plus répandue en France.

FTE 2015 Importer

Accumulateurs et piles nickel-cadmium

Dans le domaine grand public (secteur des « portables »), le couple nickel-cadmium a déjà en grande partie été remplacé par différentes technologies adaptées aux petits appareils légers (technologies autour du lithium et du nickel, par exemple le Ni-MH, nickel métal hydrure utilisé pour les téléphones, ordinateurs portables, les outils portables).

La substitution devrait se poursuivre, également par des batteries au lithium, ce qui devrait conduire à une baisse des consommations globales de cadmium en France.

Pour les appareils plus lourds d'application industrielle, le remplacement des batteries NiCd par NiMH est prévisible. Hormis quelques applications particulières, il semble possible selon certaines sources (Noreus Drag 2000) d'achever la substitution des batteries Ni-Cd et de proposer leur interdiction.

Une façon d'éviter les rejets associés aux batteries est leur recyclage. Cette solution est en place en France. Les systèmes de recyclage ont cependant des limites : sur la base de diverses expériences en Europe, HELCOM (2002) estime qu'un taux maximal de recyclage est 60 % pour les petites piles et accumulateurs. La société SNAM entre 2014-2016 déclare un taux de réutilisation supérieur à 50%.

Pigments

Il n'existe pas de substitut du cadmium et de ses composés en monopigmentaire (selon la FIPEC). L'interdiction de ces substances induirait la disparition de certaines teintes qui seraient remplacées par des imitations moins bonnes pour les artistes (selon la FIPEC). En effet, l'ECHA puis la Commission Européenne ont estimé (décision (2015/C 356/01) qu'il n'y avait pas lieu d'interdire ce type de peintures. Par contre, pour les autres peintures, l'ECHA et la Commission ont considéré que des alternatives étaient disponibles et le Cd y est interdit (limite de 0,01% en poids sauf pour les peintures comportant au moins 10% de Zinc, pour lesquelles la limite est de 0,1%)16 .

De même, il semble que le cadmium soit aisément substituable dans les plastiques de grande consommation et que cette substitution a déjà été effectuée en Europe (OCDE), sauf cas particulier. Dans les plastiques, le sulfure de cérium est l'alternative au cadmium la plus utilisée.

[16] Décision du 12 Février 2016 modifiant l'Annexe XVII du Règlement REACH.

Brasage des métaux

L'analyse socio-économique sur l'usage de cadmium réalisé par RPA (2010) résume les types de charges de brasage sans cadmium qui peuvent être utilisées pour remplacer les alliages porteurs de cadmium pour diverses applications. Ils sont basés sur l'argent, le cuivre et les alliages de zinc. Pour des applications spécifiques, des additions de nickel et de manganèse ou de l'étain et/ou de silicium peuvent être utilisées. La plupart des fabricants d'alliages offrent actuellement des alternatives (parfois exclusivement) sans cadmium (European Chemicals Agency 2012d).

Les sociétés Umicore BrazeTec17 et ICdA ont déclaré que le brasage des métaux contenant du cadmium peut être remplacé par des alternatives sans cadmium dans plus de 99% des cas. Les alliages de brasage sans cadmium sont disponibles pour une température de brasage supérieure ou égale à 650 °C, mais pour le brasage à des températures dans l'intervalle 610-650 °C, on ne dispose pas d'alternative sans cadmium (European Chemicals Agency 2012d).

Pour la préparation des pièces, il est possible dans certains cas de remplacer les solutions de cadmium par le zinc ou des procédés mécaniques utilisant le zinc pour certains aciers (Commission européenne 2004a).

Traitement de surface des métaux

D'après les sources et les organismes que nous avons consultés, il ressort que le cadmium semble ne plus être utilisé que dans les domaines de l'aéronautique et du militaire. Des solutions alternatives au cadmium (pour ces secteurs aéronautique et militaire) ont été recherchées dans les directions suivantes :

• Alliages de zinc dans des bains aqueux (avec du nickel, du cobalt, du fer, de l'étain). La solution ZnNi serait, après des difficultés passées de mise au point, maintenant qualifiée et mise en œuvre par Boeing, Airbus et d'autres constructeurs aéronautiques, pour plusieurs composants (Legg, 2016).).
• Différentes technologies utilisant l'Aluminium ont été développées :
  • Aluminium dans des bains organiques. La nécessité de recourir à un bain organique (solution de toluène pour le procédé AlumiplateTM) peut être un inconvénient environnemental.
  • Aluminium sous forme de vapeur ionisée (développé par Mc-Donell Douglas, utilisé dans l'industrie aérospatiale). Le dépôt d'une couche de chrome serait encore nécessaire pour améliorer les caractéristiques anticorrosion (Legg & et al. 2002, 2016).
  • Aluminium ou zinc dans des céramiques ou des polymères.
• Alliages au TItanium : ils remplaceraient le traitement au Cadmium de façon croissante dans l'industrie aéronautique (Legg, 2016).

[17] Umicore BrazeTec est le leader du marché en l'UE pour les alliages de brasage à l'argent, avec des installations de production en Chine, aux États-Unis et au Brésil. (European Chemicals Agency 2012d).

En revanche, ces produits ne rempliraient pas toujours les cahiers des charges associés aux utilisations industrielles. Dans de multiples applications particulièrement exigeantes sur la durée de vie du produit et sur sa résistance aux hautes températures (aviation, métro, chemin de fer), le couple électrochimique nickel-cadmium serait aujourd'hui le seul viable d'un point de vue technique et économique.

Il semble donc que des substituts aux cadmium sont disponibles, sauf pour les applications les plus exigeantes dans lesquelles toutes les performances des systèmes au cadmium sont nécessaires. Il est également clair qu'il n'y a pas une alternative unique qui puisse remplacer les traitements au cadmium.

Il apparaît également que les alternatives au Cadmium soient plus avancées et utilisées aux USA qu'en Europe, en raison de programmes initiés de longue date par le DoD (Department of Defence) pour les applications militaires, et toujours en cours. On trouvera des informations détaillées sur les alternatives en cours de validation et développement (notamment les compte-rendus de workshops), ainsi que sur les difficultés persistantes aux USA, dans les documents du programme américain ASSETSDEFENSE sur le site www.asetsdefense.org.

Engrais

Les alternatives aux fertilisants de cadmium sont encore peu disponibles (Hoxha 2016) et les recherches dans ce domaine proposent les solutions suivantes : (i) les fertilisants à faible teneur de Cd, (ii) les fertilisants biologiques et (iii) les traitement d'élimination du Cadmium des engrais.

Selon Fertilizers Europe il existe plusieurs technologies d'élimination du Cadmium des engrais, donc le coût est estimé à environ 12-50€/tP2O5 suivant les sources, ce qui représenterait entre 5 à 20% d'augmentation du prix des fertilisants (Hoxha 2016).

Des recherches en Allemagne auraient conclu à l'impossibilité de séparer le cadmium des nitrophosphates. Pour les autres types de phosphates, des essais de procédés alternatifs avec extraction du cadmium par solvants amine-kérosène ont été menés et le surcoût associé à ce procédé a été évalué (OCDE).

Le BREF « Chimie inorganique » (Commission européenne 2004b) mentionne la possibilité d'isoler des impuretés comme le cadmium lors de la production d'acide phosphorique par voie humide, avec une extraction liquide-liquide, mais il ne s'agit pour l'instant que d'une technique « émergente ».

Une autre possibilité est de privilégier des matières premières minérales peu riches en cadmium, solution déjà mise en œuvre par l'industrie (HELCOM 2002).

Dix pays européens ont mis en place des valeurs limites pour la teneur des engrais en cadmium (Roberts 2014) et la réglementation européenne est la plus stricte.