Année
2025-2026
25 Mn - Manganèse - CPE Lyon - 2025-2026 - Partie 1
1. Données générales sur l'élément
1.1 Notions Chimiques autour de l’élément
Exemples d’Informations attendues : Nom, symbole, Nombre atomique, groupe, période, configuration électronique , Masse atomique, isotopes Étymologie du symbole, étymologie du nom de l'élément.
Ajouter les références à la littérature pertinente. Il est possible que cette référence puisse vous aider : https://lelementarium.fr/
Pour la bibliographie , suivre la note en annexe sur les conventions bibliographiques de format général [TYP-AUT-aaaa]
Autres informations générales sur l'élément
Le manganèse (Mn) est un métal de transition gris argenté.
Le nom manganèse provient du nom grec d’un district de Thessalie appelé Magnesia. Cette région était extrêmement riche en manganèse, et ce, sous différentes formes.[3]
L´élément apparaît au groupe VII B du tableau périodique et au bloc d. Son numéro atomique est 25 et sa masse atomique relative est d’environ 54,94 g·mol⁻¹. [2]
Dans la nature, il existe principalement sous la forme de l’isotope stable 55Mn. Sa configuration électronique fondamentale est [Ar] 3d⁵ 4s², ce qui explique la diversité de ses états d’oxydation. Le manganèse possède plusieurs états d’oxydation, dont les plus fréquents sont +II, +III, +IV, +VI et +VII, l’état +II étant le plus stable en solution aqueuse tandis que les états élevés présentent un fort pouvoir oxydant. [1]
Sur le plan physique, il s’agit d’un métal dur, relativement fragile, de densité proche de 7,2 g·cm⁻³, avec un point de fusion d’environ 1244 °C et un point d’ébullition proche de 1962 °C. [1]
Chimiquement, il participe souvent à des réactions d’oxydoréduction et forme de nombreux composés ioniques et complexes, parmi lesquels le dioxyde de manganèse (MnO₂), l’ion permanganate (MnO₄⁻) et le sulfate de manganèse (MnSO₄). Dans la nature, le manganèse est présent dans plus d’une centaine de minéraux, notamment la pyrolusite (MnO₂), principal minerai du métal, ainsi que la rhodochrosite, l’hausmannite et la rhodonite. [2]
Enfin, il présente un comportement paramagnétique dû à la présence d’électrons non appariés dans le sous-niveau d. [1]
1.2. Quantité sur Terre et modèles
Le site "wiki éléments-Terre" propose déjà un texte sur cette section. A vous de trouver la donnée demandée pour l’élément en question ainsi que la référence à partir de laquelle vous avez tiré l’abondance.
L'abondance est généralement exprimée en % et si possible en valeur absolue (en masse) dans croute terrestre (et autres réservoirs terrestres majeurs éventuels). Nous vous proposons de voir si cette référence peut vous être utile
Bihouix, Philippe, and De Guillebon, Benoît. Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défi pour la société. N.p., EDP Sciences, 2013.
Grandes lignes des localisations géographiques de la distribution sur terre si utile
Afin d’estimer la quantité d’un élément dans un référentiel, la notion d’abondance permet de donner un ordre de grandeur. En effet, l’abondance représente la quantité relative d’un élément dans un référentiel. Par exemple, dans la croûte terrestre, l’abondance de l’élément à remplir : XX est de nn% [LIV-BIH-2013].
Quantité sur Terre et modèles
A. Quantité sur Terre
Il existe différentes sources de manganèse dans le monde. Certaines sont exploitées et leurs réserves sont estimées, tandis que d’autres ne sont pas encore exploitables sur les plans économique et technique.
Parmi les réserves mondiales connues, le manganèse est estimé à environ 1 700 Mt. Cependant, les ressources réelles sont plus importantes, car elles incluent des gisements de basse teneur qui ne sont pas pris en compte dans ces estimations, ainsi que les nodules polymétalliques. Ces derniers, présents au fond des océans, contiennent entre 15 et 30 % de manganèse et constituent une source potentielle importante. [1]
Malgré l’absence de quantification précise de la quantité totale de manganèse sur Terre, son abondance dans la croûte terrestre est estimée à environ 0,0085 %.
En termes de répartition géographique, l’Afrique concentre une part importante des réserves en Afrique du Sud, au Brésil, en Australie et en Chine.[2]
B. Les modèles
L’évaluation de la disponibilité du manganèse sur Terre dépend de plusieurs facteurs. Elle repose sur des modèles basés sur des données de production, de réserves et de consommation. En effet, la disponibilité du manganèse ne dépend pas uniquement des quantités de réserves connues. Ces modèles permettent d’estimer la durée d’exploitation des ressources et d’analyser les facteurs susceptibles d’influencer leur disponibilité future [1] ; [3].
Un modèle simple consiste à estimer la durée des réserves en divisant les réserves totales par la production annuelle. Ainsi, avec environ 1 700 Mt de manganèse et une production annuelle d’environ 20 Mt, la durée des réserves est estimée à environ 80 ans. Ce calcul donne un ordre de grandeur, mais reste théorique car il ne prend pas en compte l’évolution de la demande [1].
L’évolution de la disponibilité du manganèse dépend en grande partie de la demande mondiale. Celle-ci devrait fortement augmenter dans les prochaines années, notamment en raison de la croissance de l’urbanisation à l’échelle mondiale. Le développement des villes entraîne une hausse des besoins en construction, secteur qui consomme d’importantes quantités d’acier, lui-même dépendant du manganèse dans la fabrication d’alliages.
Par ailleurs, la demande pourrait également être renforcée par le développement de l’électromobilité. Le manganèse est en effet utilisé dans certaines batteries lithium-ion. Toutefois, cet usage reste aujourd’hui minoritaire, représentant moins de 10 % du marché, soit quelques centaines de milliers de tonnes [1].
D’autres facteurs peuvent également influencer la disponibilité du manganèse. Le recyclage joue un rôle important, notamment à travers les ferrailles issues de la production d’acier, bien que seule une faible part du manganèse soit réellement récupérée. De nouveaux projets d’extraction à partir de déchets miniers se développent également, ce qui pourrait contribuer à augmenter l’offre à l’avenir [1].
Ainsi, si les modèles simples permettent d’obtenir une première estimation, ils doivent être complétés par une analyse plus globale intégrant l’évolution de la demande, les progrès technologiques et les capacités de recyclage afin d’évaluer plus précisément la disponibilité future du manganèse.
Ce graphique montre une augmentation continue de la production mondiale de manganèse depuis les années 2000, ce qui reflète la hausse de la demande liée notamment à l’urbanisation et à l’industrialisation. Cette tendance confirme que les modèles de disponibilité doivent prendre en compte une consommation croissante, ce qui peut réduire la durée théorique des réserves.
Niveau d'abondance
Abondant (> 0,1%)
[LIV-BIH-2013] Bihouix, Philippe, and De Guillebon, Benoît. Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défi pour la société. N.p., EDP Sciences, 2013.
Autres références section 1.2:
[1] [WEB-MIN-2023] BRGM / Mineralinfo, « Fiche substance – Manganèse », Mineralinfo. Consulté le : 18/03/26 [En ligne]. Disponible sur :
https://www.mineralinfo.fr/sites/default/files/2025-06/Fiche_Mn_2023_publique_DRAFT_TA.pdf
[2] [WEB-ECH-2024] Elements Chimiques, « Abondance terrestre des éléments », Elements Chimiques. Consulté le : 18/03/26 [En ligne]. Disponible sur :
https://www.elementschimiques.fr/?fr/proprietes/abondances/abondance-terrestre
[3] [WEB-LEL-2024] L’Élémentarium, « Archives de l’élément Manganèse », L’Élémentarium. Consulté le : 18/03/26 [En ligne]. Disponible sur :
https://lelementarium.fr/element-fiche/manganese/
2. Maintenant et ici
Modèles utilisés pour l'analyse détaillée :
Ici, nous étudierons les flux de matière d’origine anthropique liés à un élément chimique en reprenant des catégories présentes dans le modèle de Graedel du cycle global d’un élément, voir Figure 1.2.1 [ART-GLA-2019].

Figure 2.1 - Modèle simplifié d'analyse des flux de matière d'origine anthropique liés au cycle global d’un élément [ART-GLA-2019].
Nous essayerons de faire ressortir surtout la relation entre la quantité de l'élément présente sur Terre, et:
les réserves de cet élément
la production (extraction /transformation /raffinage) de cet élément
les procédés des transformations
les usages plus communs
l’effet de ces équilibres sur l’environnement et
la présence éventuelle de conflits sociétaux liés à ce dynamique
Ces analyses se basent sur plusieurs définitions dont par exemple celle de Réserve : «Une Réserve (ou réserve prouvée de façon plus précise) est une ressource identifiée et explorée, que l’on peut effectivement extraire (légalement, et techniquement) au prix actuel. »
Cette façon de poser le problème définit donc aussi un « ici » (même si cet « ici » reste souvent impensé), autant pour qui écrit et pour qui lit ce site, parce qu’ielles s’appuient sur cette définition qui est située dans une façon parmi d’autres de concevoir un rapport au monde. L’analyse sera donc exposée en partageant les données qui relèvent de la définition de Réserve dans cette section (section 2) sous le titre de “maintenant et ici”.
Les données qui relèvent d’autres aspects (tels que les prévisions pour les utilisations à venir et les (nouvelles?) technologies associées , les effets attendus – environnementaux et sociaux -, ainsi que les scenarios proposées), seront présentées dans la section suivante (section 3) sous le titre “Demain et ailleurs”
2.1 Réserves et ressources sur Terre
Exemples d'Informations attendues : Quantité de Réserves pour l’élément, quantité de ressources pour l’élément, précisions sur les conditions pour lesquelles ces quantités ont été estimées. Des figures, avec par exemple la carte avec les principales réserves ou ressources sont les bienvenues
La notion de réserves base (ou possible) est utile pour se rendre compte des quantités identifiées d'un élément sur terre. Elle est définie par la quantité connue et démontrée d'un élément, non exploitable économiquement à l'heure actuelle.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve de base ...
Le manganèse est un élément relativement abondant dans la croûte terrestre, où il représente environ 0,1 % de sa composition [2][3]. Il est largement distribué dans l’environnement, notamment dans l’air, les sols, les roches et les eaux naturelles [1].
En raison de sa forte réactivité chimique, le manganèse n’existe pas à l’état métallique dans la nature. Il est uniquement présent sous forme de composés minéraux, principalement associés à l’oxygène, au soufre ou au carbone [4]. Il peut adopter plusieurs états d’oxydation, allant de -III à +VII, bien que les formes Mn (II) et Mn (IV) soient les plus courantes dans les milieux naturels [7][1].
Dans les sols et les roches, le manganèse se présente principalement sous forme d’oxydes, de carbonates et de silicates. Il est particulièrement présent dans les roches sédimentaires et métamorphiques [3]. Sa concentration peut varier en fonction des conditions géologiques et de l’influence d’activités humaines, notamment industrielles [8].
Ainsi, bien que le manganèse soit largement répandu dans l’environnement, il se trouve toujours sous forme combinée, ce qui conditionne ses modes d’exploitation.
La notion de réserves (ou réserves prouvées) d’un élément, quant à elle, permet de mieux visualiser la quantité actuellement exploitable. Elle représente la partie des ressources ultimes de cet élément qui est économiquement ou légalement exploitable.
Dans le cas de l'élément étudié ici, la réserve ...
Le manganèse est extrait à partir de minerais spécifiques, dont le principal est la pyrolusite (MnO₂). D’autres minéraux peuvent également constituer des ressources exploitables, tels que la rhodochrosite (MnCO₃), la rhodonite (MnSiO₃), le psilomélane, l’hausmannite ou encore la braunite [4][9]. Toutefois, parmi les centaines de minéraux contenant du manganèse, seule une faible proportion présente des concentrations suffisantes pour permettre une exploitation économique [6].
Certains gisements présentent des dimensions particulièrement importantes. Par exemple, le gisement de Moanda, situé au Gabon, contient environ 250 millions de tonnes de minerai, ce qui en fait l’un des plus importants au monde [4]. En outre, des ressources potentielles de manganèse existent dans les fonds marins sous forme de nodules polymétalliques. Ces formations riches en métaux, dont le manganèse, représentent une réserve significative. Cependant, leur exploitation reste aujourd’hui limitée en raison de contraintes techniques, économiques et environnementales [5].
Les réserves mondiales de manganèse sont inégalement réparties et fortement concentrées dans un nombre limité de pays. Parmi les principaux producteurs figurent l’Afrique du Sud, le Gabon et l’Australie, qui dominent la production mondiale [4].
La production minière mondiale de manganèse est estimée à environ 20 millions de tonnes par an. L’Afrique du Sud représente environ 36 % de cette production, suivie du Gabon (23 %) et de l’Australie (16,5 %) [4]. D’autres pays comme le Brésil, la Chine, l’Inde ou encore l’Ukraine disposent également de réserves significatives.
Le manganèse est principalement utilisé dans l’industrie sidérurgique, où il améliore les propriétés mécaniques de l’acier. Cependant, son importance croît également dans le domaine des technologies énergétiques, notamment pour la fabrication des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques [4].
Ainsi, la demande mondiale en manganèse est en augmentation, ce qui renforce son caractère stratégique et soulève des enjeux liés à la gestion durable des ressources.
Références section 2.1:
[1] [WEB-ATS-2012] Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), 2012.Toxicological Profile for Manganese.
[2] [RAP-INE-2020], INERIS, «Manganèse et ses principaux composés» (2020)
[3] [WEB-CAN-2019] https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/publications/vie-saine/recommandations-pour-qualite-eau-potable-canada-document-technique-manganese.html
[4] [WEB-COL-2025] : https://www.mineralinfo.fr/fr/ecomine/marche-du-manganese-mutation-face-aux-fluctuations-industrielles-mondiales - consulté le 04/03/2026
[5] [WEB-MIN-2023], fiche Manganèse 2023, https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/manganese-mn
[6] [WEB-INT-2014] International Manganese Institute, 2014.
[7] [ART-KOH-2006] Kohl, P., Medlar, S., 2006.Occurrence of manganese in drinking water.
[8] [WEB-EPA-2004] U.S. Environmental Protection Agency (EPA), 2004.
[9] [WEB-LEL-2024] L’Élémentarium, « Archives de l’élément Manganèse », L’Élémentarium. Consulté le : 18/03/26 [En ligne]. Disponible sur :
https://lelementarium.fr/element-fiche/manganese/
2.2 Du gisement aux produits finis
Exemples d'Informations attendues :
⚙️ Grandes lignes des Procédés de transformation majeurs du gisement naturel majoritaire origine de l'élément jusqu'au(x)usage(s) les plus importants qui contiennent cet élément (ex. éléments de génie de procédés dans les étapes de : extraction/ transformation - purification vers forme élémentaire (si pertinent) ou intermédiaire majeure de la filière/ étapes successives vers usages finaux).
📊 Spécifier la gamme de teneur en élément du minerai ( pour les métaux, adapter m pour les non métaux) qui est compatible avec la réponse qui vient d'être donnée. Si plusieurs technologies coexistent pour exploiter des minerais ( pour les métaux, adapter pour les non métaux) à teneur différentes, les décrire séparément si possible. Des schémas de transformation sont les bienvenues.
📈 Production (exprimée en Tonnage) de l'élément transformé (spécifier année ). Grandes lignes des la distribution géographique de la production ( autres types d'aspects liée à une distribution inégale peuvent être mentionné si pertinent ex. pour quelle fraction de (quelle) population?). :… ?
Possibilité de sous- diviser cette section (2.2.1, 2.2., etc) selon la complexité des étapes de transformation -ex. intermédiaires de produits semi-finis à finis)
De la ressources aux produits finis
Le manganèse est extrait à partir de minerais spécifiques, dont le principal est la pyrolusite (MnO₂). D’autres minéraux peuvent également constituer des ressources exploitables, tels que la rhodochrosite (MnCO₃), la rhodonite (MnSiO₃), le psilomélane, l’hausmannite ou encore la braunite [4][9]. Toutefois, parmi les centaines de minéraux contenant du manganèse, seule une faible proportion présente des concentrations suffisantes pour permettre une exploitation économique [6].
Certains gisements présentent des dimensions particulièrement importantes. Par exemple, le gisement de Moanda, situé au Gabon, contient environ 250 millions de tonnes de minerai, ce qui en fait l’un des plus importants au monde [4]. En outre, des ressources potentielles de manganèse existent dans les fonds marins sous forme de nodules polymétalliques. Ces formations riches en métaux, dont le manganèse, représentent une réserve significative. Cependant, leur exploitation reste aujourd’hui limitée en raison de contraintes techniques, économiques et environnementales [5].
Les réserves mondiales de manganèse sont inégalement réparties et fortement concentrées dans un nombre limité de pays. Parmi les principaux producteurs figurent l’Afrique du Sud, le Gabon et l’Australie, qui dominent la production mondiale [4].
La production minière mondiale de manganèse est estimée à environ 20 millions de tonnes par an. L’Afrique du Sud représente environ 36 % de cette production, suivie du Gabon (23 %) et de l’Australie (16,5 %) [4]. D’autres pays comme le Brésil, la Chine, l’Inde ou encore l’Ukraine disposent également de réserves significatives.
Le manganèse est principalement utilisé dans l’industrie sidérurgique, où il améliore les propriétés mécaniques de l’acier. Cependant, son importance croît également dans le domaine des technologies énergétiques, notamment pour la fabrication des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques [4].
Ainsi, la demande mondiale en manganèse est en augmentation, ce qui renforce son caractère stratégique et soulève des enjeux liés à la gestion durable des ressources.
Références section 2.2:
[1] [WEB-COL-2025] https://www.mineralinfo.fr/fr/ecomine/marche-du-manganese-mutation-face-aux-fluctuations-industrielles-mondiales - consulté le 04/03/2026
[2] [RAP-BRG-2023] BRGM, Service géologique national, “Fiche substance Manganèse Décembre 2023” (2023),
[3] [RAP-SCR-2020] SCRREEN, “Factsheets updates based on the EU factsheets 2020 Manganese” (2020)
[4] [RAP-USG-2024] U.S. Geological Survey, “Mineral commodity summaries 2024: U.S. Geological Survey” (2024), https://doi.org/10.3133/mcs2024
[5] [WEB-LEL-2025] https://lelementarium.fr/element-fiche/manganese/ - consulté le 18/03/2026
[6] [RAP-INE-2020], INERIS, « Manganèse et ses principaux composés » (2020)
[7] [WEB-PRO-2025] : https://www.prominetech.com/fr/news/how-is-manganese-extracted-from-its-ore/ - consulté le 18/03/2026
[8] [ART-SOK-2025] : Irina Sokolova, Glen T. Nwaila, Mbuyu G. Ntunka, Sergii Klochkov, Simon Michaux, Emanuela Moscardini, Luigi Toro, Yousef Ghorbani, “From abundant resource to critical commodity: Forecasting manganese supply and assessing its sustainability”, Sustainable Materials and Technologies, 44 (2025), https://doi.org/10.1016/j.susmat.2025.e01349
2.3 Usages et services principaux
Exemples d'Informations attendues : Usages et services sociétaux les plus importants. Grandes lignes de la distribution géographique des utilisations
Usages et services principaux
La majorité des minerais de manganèse (plus de 90 %) est destinée à l’industrie sidérurgique, où ils sont utilisés comme produits d’addition afin d’améliorer la dureté, la résistance à la corrosion et la malléabilité des alliages. Le manganèse, notamment sous forme de MnO₂ et de MnSO₄, connaît également une forte croissance dans le secteur des batteries, en particulier pour les véhicules électriques et le stockage d’énergie (piles alcalines, batteries Li-ion LMO et NMC).
En dehors de la sidérurgie, il est utilisé en métallurgie non ferreuse pour renforcer les alliages d’aluminium, de cuivre et de zinc, dans l’industrie chimique pour la production de dioxyde de manganèse et comme catalyseur, en agriculture dans les engrais pour corriger les carences des sols, ainsi que dans les industries du verre et des céramiques comme colorant et désoxygénant. Il intervient aussi dans le secteur pharmaceutique pour son rôle biologique.[1] Enfin, on le retrouve dans l’alimentation animale, dans l’industrie textile comme agent de traitement et colorant, ainsi que comme additif antidétonant dans les carburants.[2]
- Les alliages de Mn issus de la sidérurgie sont principalement utilisés dans les bâtiments et la construction (43 %), dans la métallurgie, les transports, l’ingénierie, les batteries, ainsi que diverses applications.[3]
Références section 2.3:
Références section 2.5:
[1] [ART-KHA-2012] Manganese exposure from drinking water and children’s academic achievement : https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3282923/
[2] [ART-HOF-2007] Association between Manganese Exposure through Drinking Water and Infant Mortality in Bangladesh : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17637930/
[3] [ART-BOU-2011] Intellectual Impairment in School-Age Children Exposed to Manganese from Drinking Water : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20855239/
[4][WEB-CAN-2019]https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/publications/vie-saine/recommandations-pour-qualite-eau-potable-canada-document-technique-manganese.html
[5] [THE-TSI-2014] https://theses.fr/2014LORR0361
[6][ART-FAO-2016] Environmental risk assessment of manganese and its associated heavy metals in a steam impacted by manganese mining in South China https://www-tandfonline-com.docelec.univ-lyon1.fr/doi/full/10.1080/10807039.2016.1169915
2.4 Fins de vie
Exemples d'Informations attendues : Décrire les fins de vie ou les cycles de l'élément après ses usages les plus importants décrits plus haut, mentionner si pertinent réutilisation, recyclage
Fins de vie
Aujourd’hui, 50 % des métaux utilisés sont recyclés à moins de 1% [0]. Comme nous l’avons vu dans la partie « Usages et services principaux », le manganèse se retrouve principalement dans l’acier (90 %), et en plus faible proportion dans les canettes en aluminium, les batteries et les systèmes de stockage d’énergie. Nous pouvons distinguer deux types de recyclage du manganèse dans le monde, le recyclage de l’acier, et le recyclage de la black mass (batteries).
Usages et services principaux
Avec les données à disposition, la quantité totale de manganèse recyclé peut uniquement être déduite de la quantité d’acier recyclé [1-2]. Mais lors de la refonte de la ferraille, seul 37 % [3] du bâtiment manganèse se retrouve dans le produit fini. Lorsqu’il est chauffé à haute température, il a tendance à s’oxyder. Une grande partie se retrouve donc dans les scories (déchets de fusion), et le recyclage des scories n’est aujourd’hui pas économiquement viable.
Néanmoins, ces scories peuvent être revalorisées et réutilisées dans des projets de BTP, notamment en tant que sous-couches routières ou dans les enrobés bitumineux [4].
Le recyclage de l’acier :
L’acier usagé, en fin de vie, se retrouve principalement dans des décharges, qui s’occupent de le récupérer et de le vendre. La collecte et le tri se font auprès des industries, lors des démolitions de bâtiments ou auprès des centres de tri ménagers. La majorité de l’acier récupéré est de l’acier au carbone, qui représente 90 % des usages. La proportion de manganèse dans cet acier est comprise entre 0,3 et 1,65 %. Les autres types d’acier que l’on retrouve sont des aciers inoxydables (3 %), des aciers alliés (6 %) et des aciers à outil (moins de 1 %), qui contiennent tous entre 1 et 10 % de manganèse.
Ces faibles recyclages sont notamment dus à la complexité des méthodes de recyclage existantes. Le premier point important est que le manganèse n’est souvent pas voulu lors des recyclages et la priorité est mise sur les autres métaux comme le lithium. Ce graphique illustre la proportion de manganèse récupéré lors de différents recyclages des batteries.
Figure 1. [ART-PAR-2025] A Material Flow Analysis of Electric Vehicle Lithium-ion Batteries : Sustainable Supply Chain Management Strategies, Sustainability, Volume 17, Issue 10, Article 4560- https://doi.org/10.3390/su17104560
En effet, la méthode la plus utilisée aujourd’hui est l’hydrométallurgie. Cette méthode n’est utilisée seulement pour le recyclage des batteries et représente le recyclage de 98 % des black mass. Avec cette méthode, 95 % du manganèse peut être recyclé. [6]. Le principal problème est que seulement 10 % du manganèse est utilisé pour fabriquer des batteries (Figure 2) donc cette technique de recyclage n’a pas de forte influence sur le recyclage du manganèse.
Figure 2. Marché du recyclage du Mn par source de déchet en 2023. [ART-MAR-2025] Verified Market Reports, Manganese Recycling Market Size, Market Growth & Forecast 2033- https://www.verifiedmarketreports.com/product/manganese-recycling-market/
Cette méthode consiste à attaquer la black mass avec de l’acide sulfurique et un agent réducteur, puis d’utiliser un solvant d’extraction avec un pH modifié selon le métal à extraire.
Figure 3. [ART-DEM-2023] Hydrometallurgical recycling technologies for NMC Li-ion battery cathodes: current industrial practice and new R&D trends, RSC Sustainability, Volume 1, Issue 5, Pages 1932–1951. https://doi.org/10.1039/D3SU00142C
Cette méthode présente de nombreux inconvénients pour le manganèse car elle est principalement utilisée pour récupérer les autres métaux de la black mass et tend ainsi dégrader le manganèse. Elle pose également des problèmes d’ordre écologique et économique.[7]. Il est également important de noter que ces techniques de recyclage n’existent que très peu en Europe et sont totalement absentes en France. En effet, 50 % du recyclage se fait en Asie dont 40% en Chine.
Ainsi, le recyclage du manganèse apparaît inégal selon les régions. Cependant une autre méthode beaucoup plus écologique et économique est utilisée dans une seule usine au monde située à Lyon. Cette technique repose sur une hydrométallurgie dite « verte ». [8] Elle consiste à utiliser du CO2 émis par d’autres usines pour remplacer l’acide sulfurique comme agent de précipitation dans la méthode classique. Cette méthode est beaucoup moins polluante et coûteuse que la méthode traditionnelle et l’objectif de cette technique est d’apporter à la France une souveraineté en matière de recyclage. Cette méthode viserait à remettre sur le marché 8 000 t/an de manganèse. Il est également important de noter que le faible taux de recyclage du manganèse est en parti dû à l’absence de réglementation sur ce dernier, contrairement au lithium.
Références section 2.4:
Références section 2.5:
[1] [ART-KHA-2012] Manganese exposure from drinking water and children’s academic achievement : https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3282923/
[2] [ART-HOF-2007] Association between Manganese Exposure through Drinking Water and Infant Mortality in Bangladesh : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17637930/
[3] [ART-BOU-2011] Intellectual Impairment in School-Age Children Exposed to Manganese from Drinking Water : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20855239/
[4][WEB-CAN-2019]https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/publications/vie-saine/recommandations-pour-qualite-eau-potable-canada-document-technique-manganese.html
[5] [THE-TSI-2014] https://theses.fr/2014LORR0361
[6][ART-FAO-2016] Environmental risk assessment of manganese and its associated heavy metals in a steam impacted by manganese mining in South China https://www-tandfonline-com.docelec.univ-lyon1.fr/doi/full/10.1080/10807039.2016.1169915
2.5 Impacts Environnementaux et Sociaux
Exemples d'Informations attendues : Impacts sociétaux et environnementaux (à toutes les phases de vie ou du cycle de vie de l'élément :
🔹 i) autour de ses usages les plus importants décrits au point II-1.
🔸 ii) autour de ses usages les plus impactant, néfastes ou bénéfiques (si différents du point i).
🏥 iii)autour des usages les plus importants pour la santé humaine. Exemple possibilité de structurer texte selon impact liées à extraction, production, fin de vie
Impacts Environnementaux et Sociaux
L’utilisation du manganèse a également un impact environnemental, que ce soit sur la santé humaine ou les milieux naturels. Dans le sud de la Chine, le taux de manganèse très élevé dans les sources d’eau potable est devenu une préoccupation majeure, en raison de sa toxicité. Le problème du manganèse est sa capacité à contenir d’autres métaux lourds lorsqu’il est sous forme d’oxyde, ce qui crée une matrice encore plus toxique. Ces métaux se retrouvent dans les milieux naturels lorsqu’ils sont emportés par les vapeurs et se diffusent dans le milieu (dépôt dans les sédiments, absorption par des plantes…).
Une étude a été menée sur une rivière (la rivière Heishui), impactée par l’extraction minière de manganèse, où plusieurs sites d’extraction sont présents à quelques kilomètres de la rivière. L’objectif était d’étudier le niveau de pollution de la rivière par rapport à différents métaux, dont le manganèse. Plusieurs échantillons ont été prélevés et analysés : de l’eau en surface, des sédiments, et des plantes aquatiques. Après détermination de leurs teneurs en manganèse et autres métaux lourds, les différents résultats ont été utilisés afin de déterminer des indices de quantification de pollution. Ces indices sont les suivants : indice de géo-accumulation, indice de risque écologique potentiel et mPEC-Q (mean probable effect concentration quotient).
Les résultats de l’étude montrent que la concentration en manganèse peut atteindre plus de dix fois la concentration limite des normes nationales de qualité d’eau potable. Les concentrations varient de 5 299,5 à 43 349,4 ppm, ce qui correspond à un facteur d’enrichissement de 106,6. Les concentrations en métaux lourds dépassent également les normes, en raison du manganèse qui les intègre à sa matrice. Les différents indices calculés renvoient tous des résultats de pollution élevée : l’indice de géo-accumulation montre un degré d’extrême pollution, l’indice de risque écologique met en évidence un risque extrêmement élevé, et le mPEC-Q montre une potentielle de toxicité de 75 à 81 %. Ces études montrent à quel point les environnements miniers peuvent facilement être pollués, et invitent à une sécurité plus accrue, que ce soit sur les sites miniers ou dans les milieux naturels autour de ces sites. [6]
Les conséquences écologiques et sociologiques du manganèse : Cas de la mine de Moanda
L’exploitation du manganèse à Moanda s’inscrit dans une logique productiviste qui se traduit par une transformation profonde et durable des milieux naturels. Cette activité minière est à l’origine d’une dégradation marquée des paysages, caractérisée par une métamorphose visible du relief et une pollution multiforme de l’environnement. En effet, les opérations d’extraction menées par la Compagnie Minière de l’Ogooué s’effectuent à la fois en surface et en profondeur, généralement entre 15 et 20 mètres, sur une large partie du plateau. Cette exploitation se fait au détriment du sol et du sous-sol, qui perdent progressivement leurs sédiments manganésifères. L’ampleur des travaux, impliquant le déplacement de millions de tonnes de stériles, donne naissance à un paysage profondément altéré, marqué par des excavations béantes comparables à des « trous de gruyère ». Cette transformation interroge directement le rapport entre l’homme et la nature, dans la mesure où l’exploitation semble se faire sans réelle considération pour la reconstitution des milieux détruits.
Parallèlement, la formation de terrils contribue fortement au remodelage du paysage. Ces monticules, constitués de déblais issus des couches recouvrant le minerai, notamment des terres végétales et de la cuirasse pisolithique, peuvent dépasser dix mètres de hauteur avec des pentes atteignant 30 à 35 %. Présents depuis plusieurs décennies dans différentes zones, certains datant de plus de trente ans, ils participent à une modification durable de la morphologie du plateau. Le plus imposant, constitué de déchets boueux provenant de la laverie, défigure particulièrement le paysage par sa taille et sa configuration. Ces terrils présentent en outre une végétation très irrégulière, signe d’une difficulté de recolonisation biologique.
Cette difficulté s’inscrit dans un phénomène plus large de dégradation des sols, qualifié de rhexistasie anthropogène. Bien que les sols ferralitiques de la région soient naturellement peu fertiles, ils possédaient initialement une certaine capacité de recolonisation par la végétation, notamment par la savane arbustive et les forêts relictuelles. Or, depuis le début de l’exploitation minière, les terrains dénudés peinent à être reconquis par la végétation, en raison de la perte de fertilité des sols remaniés. Malgré des précipitations abondantes, ces espaces restent durablement stériles, ce qui fait craindre leur transformation à long terme en zones impropres à toute activité agricole. Cette situation suscite d’ailleurs des contestations de la part des populations locales, qui dénoncent le manque d’efforts fournis par la société minière pour restaurer les sols et le paysage.
Les impacts environnementaux se manifestent également de manière très marquée au niveau du réseau hydrographique, en particulier sur la rivière Moulili. L’exploitation du manganèse a entraîné un envasement généralisé de ce cours d’eau, conséquence directe de la présence d’une décharge minière installée à proximité de sa source. Cette décharge, composée de résidus miniers et de gangue, s’est transformée au fil des décennies en un terril massif dont les matériaux sont continuellement érodés par les eaux pluviales et les rejets de la laverie voisine. Les particules ainsi arrachées sont transportées vers la Moulili, provoquant une sédimentation importante qui affecte aussi bien le lit mineur que le lit majeur. Cette accumulation modifie profondément la physionomie du cours d’eau, qui passe d’un écoulement concentré dans un chenal unique à un système de chenaux diffus et tressés. À certains endroits, la sédimentation atteint des profondeurs de plus de quinze mètres et s’étend latéralement sur plusieurs centaines de mètres.
La nature des sédiments varie selon la distance au point de rejet. Les matériaux grossiers, riches en manganèse, se déposent à proximité du terril, tandis que les particules plus fines et très fines, assimilables à des limons, se retrouvent plus en aval, où elles s’accumulent facilement sur les surfaces planes. Cette dynamique sédimentaire a des conséquences importantes, notamment le rehaussement du lit de la rivière, au point que certaines infrastructures, comme un pont autrefois situé à dix mètres au-dessus du niveau de l’eau, sont aujourd’hui menacées d’engloutissement. Par ailleurs, les affluents de la Moulili se transforment progressivement en marécages ou en lacs artificiels à écoulement difficile, en raison de l’élévation du niveau du cours principal. Cette transformation favorise des phénomènes d’eutrophisation, caractérisés par une prolifération d’algues, une augmentation des nutriments et une diminution de l’oxygène dissous dans l’eau.
Ces perturbations du milieu aquatique s’inscrivent dans un système d’interactions plus large entre les différentes composantes de l’environnement. La dégradation de l’eau, des sols, de l’air, de la faune et de la flore est en effet interdépendante, chaque altération ayant des répercussions sur les autres. À cela s’ajoute un problème de pollution par les particules, lié à l’infiltration des eaux dans des terrains dénudés. Ce processus entraîne le transport de particules microscopiques issues du minerai, susceptibles de contaminer les nappes phréatiques. La présence de poches d’eau sous la couche manganésifère renforce ce risque d’imprégnation par les composés du minerai. Outre le manganèse, la présence d’uranium ainsi que de métaux lourds tels que le mercure et l’arsenic a été signalée dans certaines zones, notamment à Bangombé, ce qui soulève des inquiétudes quant à la qualité des eaux et aux risques pour la santé humaine.
Un autre exemple marquant de transformation du paysage est celui de certaines carrières, comme celle d’Oklo. Dans ce cas, l’absence de réhabilitation et la pauvreté de la roche mère en humus empêchent toute recolonisation végétale significative. La carrière, laissée à l’abandon, évolue progressivement vers un plan d’eau sous l’effet des précipitations, passant ainsi du statut de site d’extraction à celui de lac. Ce phénomène illustre une transformation durable et irréversible du paysage initial.
Sur le plan sociologique, l’exploitation minière a également profondément influencé l’organisation de l’espace et des sociétés locales. L’implantation des populations est étroitement liée à la présence de l’activité minière, ce qui se traduit par un paysage urbain fragmenté et fortement imbriqué avec celui de la mine. La proximité entre les zones d’habitation et les sites d’extraction répond à une logique économique visant à réduire les coûts de production en limitant les distances entre le lieu de travail et le domicile des ouvriers. Ce modèle, inspiré des villes minières du XIXe siècle, repose sur un système paternaliste dans lequel les travailleurs vivent à proximité immédiate de la mine, facilitant ainsi leur mobilisation et optimisant la rentabilité de l’exploitation. Cette organisation spatiale traduit une volonté de minimiser les coûts de transport et le temps de déplacement, conformément à une logique de rationalisation économique.
Cependant, cette proximité entre les populations et les sites miniers n’est pas sans conséquences. Elle expose les habitants à des risques sanitaires importants, notamment en cas de présence de substances dangereuses dans les minerais exploités. L’exemple de l’uranium est particulièrement révélateur, puisque l’exposition prolongée aux rayonnements radioactifs est susceptible de provoquer des cancers et d’autres pathologies graves. Ces risques concernent non seulement les travailleurs directement en contact avec le minerai, mais également les populations vivant à proximité des sites d’exploitation, parfois à seulement quelques dizaines de mètres.
Enfin, les dynamiques socio-économiques liées à l’exploitation minière se manifestent également par la dépendance des villes à cette activité. L’exemple de Mounana illustre cette réalité : autrefois ville prospère et en pleine expansion grâce à la mine, elle connaît un déclin progressif depuis l’arrêt des activités, se transformant peu à peu en une ville en déclin et en voie de dépeuplement. Cette évolution met en évidence la fragilité des systèmes urbains fortement dépendants d’une activité extractive unique.
- Dans certains pays, bien que les minerais ne soient pas exploités, les nappes phréatiques sont polluées dues à l’altération et au lessivage naturel des roches des souterraines. C’est une pollution géogénique. La population consomme cette eau qui souvent n’est pas assez traitée voire non traitée. Les conséquences sur la population ne sont pas fondamentalement toxiques et mortelles, mais il existe un impact à long terme non négligeable, notamment sur la santé cognitive des enfants. Au Bangladesh une étude a été menée dans la ville de Araihazar, dans laquelle la concentration de manganèse dans l’eau de différents foyers et les résultats scolaires des enfants dans plusieurs matières dont les mathématiques, ont été corrélés. L’étude montre que de meilleurs résultats scolaires des enfants sont observées pour une eau d’une concentration inférieure à 400 µg/L, qui est le seul défini par l’Organisation mondiale de la Santé[1]. Une précédente étude menée dans la même ville montre un lien entre ce seuil de 400 µg/L et le taux de mortalité infantile, bien que ce soit une étude à prendre avec prudence car aucune étude scientifique rigoureuse ne démontre le lien entre les deux et les méthodes employées ont été effectuées rétrospectivement. [2]
Figure 2.5.
Une autre étude réalisée au Québec, sur le quotient intellectuel des enfants selon la concentration de manganèse dans l’eau du robinet mais aussi présente dans les cheveux des enfants va dans le sens de la première étude, et incite à ce que des directives nationales et internationales concernant les seuils de sécurité du manganèse soient réévaluées. [3]
Certains pays comme le Canada ont décidé de mettre à jour ses recommandations sur la teneur de manganèse présente dans l’eau du robinet, en fixant un seuil à 120 µg/L et en déconseillant notamment les nourrissons et les jeunes enfants plus sensible à la neurotoxicité du manganèse, de consommer cette eau si le seuil était dépassé. [4]
Références section 2.5:
Références section 2.5:
[1] [ART-KHA-2012] Manganese exposure from drinking water and children’s academic achievement : https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3282923/
[2] [ART-HOF-2007] Association between Manganese Exposure through Drinking Water and Infant Mortality in Bangladesh : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17637930/
[3] [ART-BOU-2011] Intellectual Impairment in School-Age Children Exposed to Manganese from Drinking Water : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20855239/
[4][WEB-CAN-2019]https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/publications/vie-saine/recommandations-pour-qualite-eau-potable-canada-document-technique-manganese.html
[5] [THE-TSI-2014] https://theses.fr/2014LORR0361
[6][ART-FAO-2016] Environmental risk assessment of manganese and its associated heavy metals in a steam impacted by manganese mining in South China https://www-tandfonline-com.docelec.univ-lyon1.fr/doi/full/10.1080/10807039.2016.1169915
2.6 Synthèse « MAINTENANT et ICI »
2.6.1 Synthèse Abondance, réserves et usages
Le manganèse est un élément abondant de la croûte terrestre (~0,1 %, présent dans les sols, roches, eau et air. Il n’existe pas à l’état pur mais sous forme de composés, notamment avec l’oxygène, le carbone ou le soufre. Ses états d’oxydation varient de +2 à +7, les formes Mn²⁺ et Mn⁴⁺ étant les plus courantes. On le trouve dans des minerais comme la pyrolusite ou la rhodochrosite.
La production est concentrée en Afrique du Sud, au Gabon et en Australie, ce qui en fait une ressource stratégique. Après extraction, le minerai est traité puis utilisé principalement en sidérurgie pour produire des alliages comme le ferromanganèse. Il est aussi utilisé dans les batteries lithium-ion, en association avec le nickel et le cobalt.
2.6.2 Synthèse Impacts environnementaux
Premièrement, le manganèse est un métal qui pose problème car, sous forme d'oxyde, il est capable d'absorber d'autres métaux lourds et de former une sorte de matrice toxique. Ces substances se dispersent ensuite dans l'environnement via les vapeurs, les sédiments ou encore les plantes. La concentration en manganèse des eaux de la rivière Heishui, en Chine, dépassait parfois plus de dix fois les normes nationales de qualité de l'eau potable, avec des valeurs allant de 5299,5 à 43349,4 ppm.
À tout cela s'ajoute un risque de contamination des nappes phréatiques. Les eaux de pluie s'infiltrent dans les terrains mis à nu par l'extraction et transportent avec elles des particules de minerai, dont certaines contiennent de l'uranium, du mercure ou encore de l'arsenic, notamment dans la zone de Bangombé. Ces polluants peuvent se retrouver dans les eaux souterraines, ce qui représente un vrai danger pour les populations locales qui en dépendent pour boire.
Le Canada a d'ailleurs déjà pris des mesures en ce sens, en fixant un seuil recommandé de 120 µg/L et en déconseillant aux nourrissons et aux jeunes enfants de consommer de l'eau au-delà de cette limite.
Niveau d'impacts environnementaux pour cet élément
Problèmes environnementaux globaux
2.6.3 Synthèse Conflits et impacts sociétaux
Même si le manganèse est présent dans plusieurs régions du monde, sa production reste concentrée dans quelques pays comme l’Afrique du Sud et le Gabon, ce qui crée une dépendance. Des tensions politiques, économiques ou logistiques peuvent alors perturber l’approvisionnement. La demande reste élevée, notamment pour la fabrication de l’acier utilisé dans la construction et les transports. Il est aussi employé dans certaines batteries lithium-ion, en association avec d’autres métaux comme le nickel ou le cobalt. Son exploitation pose des problèmes sociaux, avec des conditions de travail parfois difficiles et des bénéfices limités pour les populations locales, ainsi que des conflits liés à l’utilisation des terres. Le manganèse peut aussi avoir des effets sur la santé en cas de forte présence dans l’eau. Enfin, le recyclage reste insuffisant pour réduire la dépendance à l’extraction.
Niveau de conflit pour cet élément
Conflits sociaux