Le Titane n'est pas rare. Il est le 7eme métal le plus abondant sur la terre. On le trouve principalement sous quatre formes de minerais: le leucoxène, le rutile, l'ilmenite et les scories. Composé de 54% à 90% de TiO2 en masse, leur prix varie de 600 $/Tonne à 60$/tonne. 95% du Titane est utilisé sous forme de TiO2 dans l'industrie du papier et des papiers pour le blanchiment.

La filière de production.
Dans un premier temps, le minerai est transformé par un procédé de chloration puis réduit par réaction avec du magnésium, (procédé KROLL). On obtient alors "l'éponge de titane". Beaucoup d'études se concentrent sur cette phase pour en réduire les coûts.

Les procédés de fusion ont évolués. Une technique nommée VAR (Vacuum Arc Remelting) est remplacée par des techniques dites à foyer froid en s'appuyant sur une source de chaleur plasma ou faisceau d'électron. Ces nouvelles techniques dédiées notamment à l'aéronautique pour les pièces critiques, permettent d'obtenir des alliages purs.

Le procédé de fusion plasma nécessite une seule phase. Une fois les investissements amortis, il conduit à des réductions de coût. Ce procédé réduit également le nombre d'inclusions denses par décantation des déchets. Les 3 grands pays producteurs sont l'Australie, l'Afrique du Sud et le Canada. On trouve également des ressources aux USA, en Norvège, en Ukraine et en Chine. Les moyens de production de titane se sont mis en place dans les pays consommateurs pour des raisons de stratégie de défense ou de stratégie industrielle. Les fournisseurs d'éponges sont issus de 3 zones géographiques: l'Asie (Japon, Chine, Inde), Les pays de l'Est (Russie, Kazakhstan, Ukraine) et les USA.

Le marché
Les stratégies des utilisateurs dépendent des secteurs. Dans l'aéronautique, les accréditations sont gérées par les donneurs d'ordre jusqu'à la source d'éponge. Les relations contractuelles se font avec les fournisseurs de produits forgés, de pièces de fonderies... Certains acteurs ont déployés des stratégies d'approvisionnement sur le long terme au détriment du client. Par exemple, Boeing a rompu les accords passés avec RMI et Tinet. Dans les autres domaines, deux types de fonctionnement existent:
- Quantité supérieure à 10 tonnes => Le client s'approvisionne auprès des fabricants de produits plats et longs.
- Quantité inférieure à 10 tonnes => Le client s'approvisionne auprès de distributeurs, une soixantaine en France. Le temps de cycle de production est très élevé. Dans l'aéronautique, il va de 12 mois pour des produits plats à 24 mois pour des produits longs forgés ou usinés. Afin de réduire ces délais, certains prescripteurs mettent en place des systèmes de commande ouverte avec leur fournisseur (forge). Le fournisseur est ainsi informé des besoins du client avec un an d'avance.

La demande
Dans le cas de l'aéronautique, il est nécessaire de prendre en compte les temps de cycle très long, jusqu'à deux ans pour remonter à l'achat de titane. Les consommations estimées et calculées sur la base des livraisons en 2000 correspondent à des achats effectués en 1998. Une partie de cette matière est réintroduite dans la filière sous formes de copeaux d'usinage.

Les autres domaines d'application concernent notamment le bâtiment par un effet de mode, (Musée de Guggenheim à Bilbao) mais c'est encore plus courant au Japon. Le titane est alors utilisé comme matériau de surface sous la forme de tôles mince. Mais on retrouve le titane un peu partout dans une moindre mesure: - Sidérurgie: les aciers "bas carbone" - Lunetterie, 250 t par an. - L'informatique: les disques durs - Militaire: Blindage, canon léger...

Les prix
Ils n'ont guère bougé depuis la dernière guerre ! L'éponge peut se négocier à 5$/Kilo. Le marché libre est de l'ordre de 8 à 10$/Kilo. Un pic est apparu en 1997 et 1998, résultat du demande forte de Boeing et de la sorti du club de golf en titane.

Dans la chaîne de production du titane, différents développements ont déjà été menés dans l’objectif de réduire les coûts de production. Nous les résumons dans la figure cidessous :

Fig 1 : Baisse des coûts dans la chaîne de production du titane

Au niveau de la production d’éponge par le procédé Kroll, aucune amélioration du procédé ne permet à court terme d’envisager des perspectives de diminution significatives des coûts de production. Seule l’apparition de nouvelles technologies de rupture, telle le procédé FFC, peut avoir un réel impact sur les coûts de production.
Pour l’étage de production de lingot, les développements menés par les Américains sur les procédés de fusion à foyer froid EB, PAM ou ceux utilisant la fusion par induction (ISM), ont permis de baisser les coûts de production. Cette baisse n’est pas tant attribuée à l’outil de production lui-même (une fusion EB ou PAM est plus chère qu’une fusion VAR classique) qu’au fait que ces techniques permettent d’utiliser le scrap comme matière première. Ainsi le gain escompté sur la part matière vient compenser avantageusement la composante de surcoût due au procédé de fusion. Cette logique perd ses fondements si le prix du scrap devient trop élevé ou s’il y a pénurie de scrap.

Au niveau de la transformation, des réductions de coût ont été obtenues grâce à l’introduction de lingot de forme rectangulaire (slab) qui permettent d’éviter l’étape de forge des lingots qui sont traditionnellement de géométrie cylindrique. Les slabs peuvent s’adapter aux procédés EB, PAM et ISM alors que la technique VAR ne peut produire que des lingots cylindriques. Certaines applications comme celle des clubs de golf ont montré que le choix judicieux des techniques de fusion et de mise en oeuvre permet d’apporter des gains importants sur les coûts de production, en particulier si l’ensemble de la chaîne est très orienté vers le produit fini. Dans la figure suivante nous présentons une décomposition de coût mettant en avant les atouts d’un procédé ISM comparé au procédé VAR. La pièce produite par la technique ISM revient ici 60% moins chère que par le procédé VAR.