La mine de graphite de Lac des Iles fête ses 35 ans

PERSPECTIVES No.10 | Mars 2025

Évoluer avec un monde en mutation

La mine de graphite du Lac des Iles ("LDI") a produit sa première pelletée de minerai graphiteux au printemps 1989. À l'époque, elle servait des clients dans un monde très différent de celui dans lequel nous vivons aujourd'hui. Le mur de Berlin était sur le point de tomber et des décennies de conflits géopolitiques allaient bientôt s'orienter vers la mondialisation et les économies de marché. Le graphite était fermement ancré en tant que matériau industriel, notamment en tant qu'élément clé des briques réfractaires résistantes à la chaleur pour l'industrie sidérurgique mondiale et en tant qu'additif aux plaquettes de frein des automobiles pour ses qualités lubrifiantes. La gestion de la chaleur et les propriétés conductrices du graphite suscitaient de plus en plus l'intérêt des fabricants d'électronique pour des applications dans les ordinateurs portables, les téléphones cellulaires et d'autres appareils électroniques, mais son rôle dans les batteries et les véhicules électriques n'en était qu'à ses balbutiements.

Seul producteur de graphite en Amérique du Nord

LDI a parcouru un long chemin depuis lors - elle était et est toujours le seul producteur de graphite lamellaire d'Amérique du Nord et fournira plus de 20 % du marché industriel américain en 2024 - mais les plans de sa trajectoire future sont très différents de la route qui l'a menée jusqu'ici.

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LDI célèbre son 35e anniversaire tout en servant ses clients dans un monde en proie à des tensions géopolitiques accrues et croissantes. Le graphite naturel a ainsi été déclaré minéral critique parce qu'il est essentiel à l'électrification à grande échelle et que l'approvisionnement est contrôlé par la Chine. Le graphite est le principal composant des batteries lithium-ion qui alimentent la révolution des véhicules électriques. En d'autres termes, sans graphite, il n'y a pas de batterie Li-Ion, et il n'y a pas de voiture électrique. Benchmark Mineral Intelligence a estimé que 31 mines de graphite devraient être construites d'ici 2030 pour répondre à la demande. (Figure 1)

Minéraux critiques et stratégiques au Québec

Lac des Iles (LDI) figure au premier rang dans le cercle vert lime
et est la seule mine de graphite en production au Québec et en Amérique du Nord.
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Chronologie des utilisations du graphite

20e SIÈCLE

Années 1900-1930 : Les premières utilisations industrielles

  • 1900s : Le graphite est largement utilisé dans les crayons, les lubrifiants et les matériaux réfractaires pour la sidérurgie et les fonderies.
  • 1920s : Utilisation accrue dans les creusets et les moules en raison de sa résistance aux températures élevées et de son inertie chimique.
  • 1930s : Croissance de la demande de graphite synthétique, en particulier pour les applications électriques telles que les balais de carbone dans les moteurs et les générateurs.

Années 1940-1960 : Croissance de la technologie

  • 1940s : Développement du graphite synthétique de haute pureté pour l'industrie nucléaire.
  • 1950s : Utilisation croissante dans l'aérospatiale pour les boucliers thermiques et les composants structurels en raison de sa légèreté et de ses propriétés thermiques.
  • 1960s : Introduction du graphite dans les piles alcalines pour améliorer la conductivité des cathodes.

Années 1970-1980 : Percées dans les domaines de l'énergie et de l'électronique

  • 1970s : La recherche sur l'intercalation du lithium dans le graphite jette les bases de la technologie des batteries lithium-ion.
  • 1980s : Des anodes en graphite sont mises au point, permettant la commercialisation de batteries lithium-ion rechargeables.

1990s : La révolution du lithium-ion

    • 1991 : Sony et Asahi Kasei commercialisent la première batterie lithium-ion, utilisant le graphite comme matériau d'anode. Cette innovation a révolutionné l'électronique portable en fournissant une source d'énergie légère et à haute densité énergétique.
    • 1990s : La demande de graphite a explosé dans le secteur de l'électronique, notamment pour les téléphones mobiles, les ordinateurs portables et d'autres appareils portatifs.
21e SIÈCLE

2000s : Expansion dans le domaine de l'énergie et des énergies renouvelables

  • 2000s : Les batteries lithium-ion gagnent du terrain dans l'électronique grand public et les premiers véhicules électriques (par exemple, la Toyota Prius hybride).
  • Milieu des années 2000 : Le graphite devient un matériau essentiel pour les systèmes de stockage des énergies renouvelables, en complément des installations solaires et éoliennes.

2010s : Véhicules électriques et Gigafactories

  • Le marché des véhicules électriques s'accélère avec le lancement de la Model S de Tesla et d'autres voitures électriques, ce qui stimule la demande de graphite de qualité batterie.
  • Les gigafactories, comme celle de Tesla dans le Nevada, soulignent l'importance de la production de graphite à grande échelle.
  • Le graphite est officiellement classé comme minéral stratégique par le gouvernement américain lorsqu'il a été inclus dans la première liste de minéraux jugés essentiels à la sécurité nationale.

2020s : Le graphite dans la transition vers l'énergie verte

  • 2020-Présent :
    • Expansion significative de la production de graphite pour répondre à la demande croissante du marché des véhicules électriques et du stockage de l'énergie à l'échelle du réseau.
    • Les projets de stockage d'énergie à l'échelle du réseau intègrent la technologie lithium-ion avec des anodes en graphite.
  • 2023-2025 : Une attention accrue aux sources de graphite naturel pour atténuer les risques liés à la chaîne d'approvisionnement, la production de graphite synthétique restant très énergivore.

Perspectives d'avenir

  • 2030 et au-delà : Percées attendues dans les technologies des batteries de nouvelle génération et utilisation accrue dans le stockage de l'hydrogène, les piles à combustible et les composites avancés.

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Réimaginer et réinventer

Ce sont des prévisions de ce type qui ont incité Northern à se réimaginer, non pas comme un développeur traditionnel de mines à actif unique des décennies passées, basé sur son projet Bissett Creek en Ontario, mais comme un fournisseur agile et intégré de graphite, de la mine à la batterie, pour l'industrie florissante des véhicules électriques au Canada, aux États-Unis et en Europe. Le premier pas de Northern dans cette direction a été l'acquisition audacieuse, en 2022, de LDI et de la mine de graphite Okanjande en Namibie.

Avec Bissett Creek, Okanjande a fourni à Northern un deuxième projet de développement à grande échelle qui est proche des infrastructures dans une juridiction stable et qui est également entièrement autorisé. Ce projet a permis à la société de devenir un important fournisseur de graphite pour l'industrie des batteries et des véhicules électriques.

2022 | L'ACQUISITION

Avril 2022 : Northern Graphite acquiert 100 % de LDI, ainsi que Okanjande et d'autres actifs, dans le but de prolonger la durée de vie de la mine de LDI et de l'intégrer dans une stratégie de mise sur le marché.

Performance opérationnelle : L'usine LDI fonctionne 5 jours par semaine, atteignant des objectifs quotidiens de 1 000 tonnes broyées et de 60 tonnes de concentré de graphite.

Production annuelle : ~15 000 tpa, avec la capacité d'atteindre 25 000 tpa

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Au moment de l'acquisition, LDI était considérée comme un actif en déclin dont la durée de vie restante de la mine était courte. Ce que Northern a vu, en revanche, c'est un actif productif stable, avec une clientèle fidèle et traditionnelle, une usine et un parc à résidus entièrement autorisés, ainsi qu'un potentiel d'exploration important, à la fois sur le site de LDI et dans les régions environnantes. Tout cela laissait présager un potentiel de prolongation de la durée de vie de la mine et d'augmentation de la production bien plus important qu'il n'y paraissait au premier abord, et les attentes portent déjà leurs fruits. Un important programme de forage a permis d'augmenter considérablement les ressources et de créer le potentiel nécessaire à une extension significative de la durée de vie de la mine. Les résultats d'un deuxième programme sont en cours de compilation et les objectifs de la société sont de prolonger la durée de vie de la mine LDI, d'augmenter la production et de l'accroître de manière significative en tirant parti d'une infrastructure établie et autorisée afin de réduire considérablement le délai d'introduction de nouveaux approvisionnements.

Peu de projets de graphite, si ce n'est aucun, peuvent se prévaloir d'une telle affirmation.

"Les propriétaires précédents n'avaient pas suffisamment investi dans l'exploration", explique Hugues Jacquemin, directeur général. "Après avoir examiné les données antérieures, nous avons décidé d'aller plus loin et nous avons déjà considérablement augmenté les ressources.

Prochaines étapes ? Réimaginer LDI pour aller au-delà de la mine de travail qui sert les clients industriels depuis plus de trois décennies et la réinventer en tant que cheval de course capable de suivre la croissance rapide et massive de la demande liée à l'évolution des véhicules électriques en fournissant du graphite de qualité batterie avec une faible empreinte carbone pour soutenir la transition énergétique mondiale. Chez Northern, nous aspirons à atteindre un flux de production neutre en carbone d'ici 2039, en partie grâce à nos efforts d'assainissement et de remise en état qui sont conçus pour rendre les terres empruntées à l'environnement d'une manière durable.

Bassin de résidus LDI, l'un des principaux projets d'assainissement en cours de la société

Le défi du financement

La route qui s'ouvre devant la société n'est cependant pas sans défis.

L'allongement de la durée de vie des mines et l'augmentation de la production ne pourront se faire qu'avec des capitaux supplémentaires qui s'avèrent difficiles à obtenir à un moment où les prix du graphite restent obstinément bas et où les marchés financiers sont faibles pour les petites sociétés.

À l'heure où nous écrivons ces lignes, les pays se démènent pour garantir des chaînes d'approvisionnement en minerais essentiels stables et indépendantes afin de soutenir la transition énergétique et d'atténuer la domination de la Chine dans la production et le traitement d'intrants clés pour les batteries. Et pourtant, malgré un scénario de demande à moyen et long terme en plein essor, de nombreux producteurs de minerais essentiels peinent à attirer des capitaux. La transition énergétique et l'évolution des véhicules électriques se déroulent à un rythme plus lent que prévu, ce qui a un impact sur l'enthousiasme des investisseurs et le financement, malgré les opportunités annoncées par les gouvernements et le secteur privé. En fait, les gouvernements et les partenaires stratégiques ont été très lents ou n'ont pas voulu s'engager, et l'équipe de direction de Northern a dû élaborer une stratégie de croissance modulaire pour LDI et la société, qui est plus lente que ce qui avait été prévu à l'origine, mais qui permet de dériver les investissements à chaque étape.

"Tôt ou tard, il faudra que quelqu'un prenne le relais si l'Occident veut vraiment disposer de sources d'approvisionnement stratégiques sûres, produites dans le respect de l'environnement".

Hugues Jacquemin

PDG, Northern Graphite

"Si nous ne sommes pas en mesure d'obtenir des capitaux supplémentaires, la Société sera obligée de mettre LDI en veilleuse à court terme tout en réduisant au maximum ses activités", a déclaré M. Jacquemin. "Cependant, nous savons que nous disposons d'une formule gagnante pour découvrir et prouver les ressources cachées de LDI, tirer parti de notre infrastructure existante et construire une plus grande mine qui fournira du graphite sur une longue période de temps pour répondre à la demande croissante du marché."

L'augmentation de la production de LDI tout en maintenant les opérations aussi légères que possible est au cœur de la stratégie de Northern. Cette stratégie comprend également l'avancement du projet Bissett Creek au Canada et du projet Okanjande en Namibie, ainsi que la construction d'une usine à Baie-Comeau, au Québec, pour transformer le concentré de la mine de graphite en matériau d'anode de batterie ("BAM") pour les constructeurs automobiles du Canada, des États-Unis et de l'Europe. Actuellement, ce traitement en aval est presque entièrement effectué en Chine et des entreprises comme Northern sont parmi les seules à essayer de combler le vide avec une solution occidentale sûre et stable pour les fabricants de batteries/véhicules électriques.

Avancer sur les catalyseurs de croissance : L'exploration nourrit l'optimisme

Depuis l'acquisition de la mine en 2022, la société a fait avancer ses plans de développement de LDI sur tous les fronts, même si c'est à un rythme plus lent que souhaité.

 

2023 | LE PROGRAMME D'EXPLORATION | CONFIRMATION BAM

Mai 2023 : Une campagne de forage de 8 000 mètres est lancée pour explorer les zones sous-développées et prolonger la durée de vie de la mine. Les résultats montrent un potentiel important de minéralisation supplémentaire.

Octobre 2023 : Northern reçoit la confirmation que les tests permettent de vérifier que le graphite LDI convient à la production de matériaux d'anode de batterie (BAM). Northern fait progresser les plans d'une usine de BAM à Baie-Comeau.

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En 2023, Northern a achevé une campagne de forage de 8 000 mètres qui a ciblé des zones non testées et des anomalies historiques autour de LDI. Les résultats ont été positifs et ont permis à Northern de publier une nouvelle estimation élargie des ressources au début de 2024 et de démontrer le potentiel d'extension de la durée de vie de la mine. Les ressources minérales indiquées totalisent environ 3,29 millions de tonnes (" Mt ") à une teneur moyenne de 6,4 % de Cg, contenant environ 213 000 tonnes de Cg. Bien que les aspects économiques doivent encore être confirmés par des études de faisabilité, ces résultats ont donné à la société suffisamment de confiance pour commencer à planifier la première nouvelle fosse de la mine depuis plus d'une décennie.

Max Meier, directeur de l'exploitation, Northern Graphite discute des forages

"Nous ne connaîtrons pas avec certitude la quantité de graphite que nous avons ici tant que tous les résultats ne seront pas disponibles, mais nous en savons assez maintenant pour être confiants dans l'élaboration d'un nouveau plan minier", a déclaré Maximilian Meier, directeur des opérations par intérim.

Une deuxième campagne de forage (4 343 mètres) qui a débuté en novembre 2024 a ciblé 10 des 11 anomalies qui n'ont pas été forées lors de la première campagne et qui longent la limite ouest du bail minier, adjacente à la fosse existante. Le programme est terminé et la diagraphie et l'analyse des carottes sont en cours. La 11ème cible fera l'objet d'un futur programme de forage.

 

2024 | EXPANSION DES RESSOURCES | AUGMENTATION DE LA PRODUCTION | MAINTENANCE DE L'USINE

Janvier 2024 : L'estimation actualisée des ressources ajoute au moins 8 ans à la durée de vie de la mine. 

Avril 2024 : L'usine passe à un horaire de fonctionnement de 7 jours/semaine, ce qui se traduit par une augmentation de 59 % de la production au cours du deuxième trimestre. 

Novembre 2024 : Fermeture planifiée pour maintenance de l'usine afin d'augmenter le débit. Les opérations ont repris en janvier 2025 avec une capacité améliorée.

Décembre 2024 : Deuxième campagne de forage à l'extérieur de la fosse existante. Délimitation d'une nouvelle fosse.

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La nouvelle fosse : Augmentation de la production

Le développement d'une nouvelle fosse adjacente à la fosse actuelle est au cœur du plan d'expansion de LDI. Alors même que la collecte et l'analyse des données se poursuivent dans le but d'accroître les ressources et la production futures, la société élabore un plan de fosse de haut niveau basé sur les ressources déjà délimitées en 2023.

"Si tout s'aligne, nous pourrions nous retrouver avec une grande fosse", déclare Karl Dessureault, directeur de la mine, tout en soulignant la nécessité de mener des études approfondies pour déterminer la faisabilité de la fosse. "Nous sommes confiants en ce qui concerne le graphite, mais la teneur, l'épaisseur et les aspects économiques sont les questions clés.

Max Meier, directeur de l'exploitation de Northern Graphite, présente le projet de nouvelle mine.

Étant donné que la nouvelle fosse sera située sur le bail d'exploitation existant et qu'il s'agit essentiellement d'une extension de la fosse existante, l'exploitation de la phase I pourrait commencer dans les six mois suivant une décision de construction qui est sujette à un financement. L'objectif est de pouvoir commencer les travaux dès que possible et d'assurer un flux continu de minerai vers l'usine à mesure que les réserves existantes s'épuisent. La phase II de l'exploitation de la nouvelle fosse pourrait commencer dans un délai supplémentaire de huit à dix mois, sous réserve de l'obtention des autorisations et du financement.

Karl Dessureault, directeur de la mine,
sur le forage et l'économie de la mine

Une nouvelle fosse à LDI pourrait n'être qu'un début. La société possède également le gisement Mousseau, qui se trouve à une distance raisonnable par camion de l'usine de LDI, où le traitement pourrait être effectué si le projet était développé. La capacité de production de LDI pourrait ainsi être augmentée de manière significative à l'avenir.

L'expansion de LDI, le développement du gisement Bissett Creek de la société en Ontario et la réouverture de la mine Okanjande en Namibie, qui a obtenu tous les permis nécessaires, permettraient à Northern de produire jusqu'à 100 000 tonnes par an de graphite de qualité batterie, avec un potentiel d'expansion modulaire. Là encore, le financement sera essentiel pour atteindre les objectifs de production actuels et futurs.

"Nous sommes en pourparlers permanents avec les gouvernements, les investisseurs privés et les partenaires potentiels au Canada, aux États-Unis et à l'étranger pour trouver une formule de financement qui soit acceptable et qui fonctionne pour toutes les parties dans ce qui s'avère être l'un des marchés financiers les plus difficiles depuis des décennies", a déclaré M. Jacquemin. "Cette situation affecte tous nos projets, comme c'est le cas pour d'autres développeurs de minéraux essentiels, mais tôt ou tard, quelqu'un devra prendre les devants si l'Occident veut vraiment disposer de sources d'approvisionnement stratégiques sûres, produites d'une manière durable sur le plan environnemental.

Revitaliser les infrastructures pour répondre à la demande croissante

Extraire davantage de graphite du sol n'est que la moitié de la bataille. Pour répondre à une demande qui dépasse déjà l'offre, Northern a dû revitaliser son infrastructure existante.

Le passage d'une plus grande quantité de minerai dans le broyeur et le passage à un programme de sept jours par semaine en 2024 ont mis au jour des limitations et des déficiences dans le broyeur qui ont eu un impact sur la disponibilité, son indicateur de performance le plus important, et ont conduit à un arrêt de maintenance intense de deux mois.

"Il y a des tâches qui prennent plus de temps que ce qui peut être fait lors d'un arrêt régulier de six heures entre les équipes", a déclaré M. Meier à propos de la décision de fermer l'usine pour une maintenance et des réparations approfondies afin de la ramener à sa capacité nominale de 25 000 tonnes par an. L'expansion est essentielle pour répondre à la demande actuelle des clients industriels, améliorer la rentabilité de l'entreprise et répondre à la prochaine vague de demande des gigafactories de batteries.

Dominic Bilodeau avec de nouvelles cellules de flottaison

L'entretien du broyeur comprenait tout, du nettoyage et du réglage de base au remplacement de pièces telles que les plaques et les axes des concasseurs. Dans certains cas, les fabricants d'origine des équipements à remplacer n'existaient plus, ce qui a conduit l'équipe de LDI à les fabriquer elle-même.

"LDI est tout à fait unique dans cette pratique de reconstruction de machines, et nous sommes en mesure de le faire parce que nous avons des personnes qualifiées qui sont capables de moderniser et de réorganiser l'équipement", a déclaré Dominic Bilodeau, le surintendant de la maintenance et un ingénieur en automatisation qui a dirigé l'arrêt de la maintenance. "Cet arrêt était critique ", a-t-il expliqué, notant que les plans de l'ancien propriétaire de fermer la mine plus tôt que prévu ont eu pour conséquence que des travaux de maintenance critiques n'ont pas été effectués.

"Si vous êtes sur le point de vous débarrasser de votre voiture, vous ne faites pas de réparations coûteuses la semaine précédente. N'oublions pas que l'avenir de cette mine a changé au cours de l'année écoulée. Aujourd'hui, nous planifions une nouvelle fosse et nous devions préparer l'usine à cette nouvelle réalité ", a déclaré M. Bilodeau.

Pendant l'arrêt, l'équipe a répondu aux besoins de maintenance à court et à long terme, y compris en proposant des solutions innovantes pour relever les défis posés par le vieillissement des équipements. Par exemple, l'équipe de Northern a fabriqué sur place des cellules de flottation et d'autres composants, ce qui a permis d'améliorer l'efficacité et la rentabilité. "Parfois, il est plus économique et plus efficace de construire soi-même plutôt que d'acheter sur étagère", a déclaré M. Bilodeau.

Usine en service après redémarrage le 14 janvier 2025.

2025 | L'ANNÉE EN COURS

Janvier 2025 : L'entretien de l'usine est terminé et le traitement reprend.

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Se positionner pour la transition énergétique

Seul producteur de graphite lamellaire en Amérique du Nord, Lac des Iles se distingue dans une industrie où les producteurs occidentaux se démènent pour mettre en service de nouvelles productions de minéraux critiques comme le graphite et rattraper la Chine dans la course à la sécurité de l'approvisionnement. Bien que les ressources existent, les véritables obstacles sont le financement et les longs délais réglementaires - souvent plus d'une décennie - nécessaires pour mettre les mines en service, de la découverte à la construction et à l'exploitation, en passant par l'obtention des permis.

Il convient de rappeler que Benchmark Mineral Intelligence estime que 31 mines de graphite devront être construites pour répondre à la demande mondiale d'ici à 2030.

Étant donné qu'il faut des années, voire des décennies, pour qu'une mine soit autorisée et exploitée, la proposition de valeur de la production existante de Northern, ainsi que de ses projets avancés de Bissett Creek et de Mousseau au Canada, et du projet Okanjande en Namibie, qui a reçu tous les permis nécessaires, est évidente.

Figure 1

"Nous pouvons contribuer à éliminer le goulot d'étranglement. Nous entendons sans cesse dire à quel point la construction d'une mine est longue et coûteuse, et ici, à LDI, nous avons la possibilité d'étendre et de développer une mine de graphite entièrement autorisée et en exploitation, la seule en Amérique du Nord", a déclaré M. Jacquemin. "Si l'on ajoute à cela notre mine Okanjande en Namibie, dont l'exploitation est entièrement autorisée et qui peut être redémarrée dans les 18 mois, et notre projet Bissett Creek en Ontario, qui en est à un stade avancé, nous disposons d'une capacité de ressources vitale qui peut être mise en service relativement rapidement. Faisons en sorte que cela se produise !"

Hugues Jacquemin

Hugues Jacquemin

Directeur général, Northern Graphite Corporation

Hugues Jacquemin est le PDG de Northern Graphite et a plus de 30 ans d'expérience en tant que cadre supérieur dans le développement d'entreprises de matériaux spécialisés pour le compte de sociétés cotées au Fortune 500 et de sociétés de capital-investissement.

La recherche, la rédaction et la production de Perspectives sont assurées par Northern Graphite.

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