Acide phosphorique

L'acide phosphorique, de formule H3PO4, est un composé cristallin incolore, très soluble dans l'eau. Sur le plan commercial, il se présente le plus souvent à une concentration de 52 à 54 % de P2O5. Il constitue le deuxième acide minéral mondial en termes de volume et de valeur, derrière l'acide sulfurique^[1]. Sa consommation s'oriente majoritairement vers la fabrication de sels de phosphate plutôt que vers un emploi direct sous forme acide.

Procédés de fabrication

Deux voies principales permettent de produire l'acide phosphorique^[2].

La voie humide, qui représente environ 95 % de la production dans l'Union européenne, part de minéraux phosphatés décomposés par un acide. Trois acides peuvent être employés — nitrique, chlorhydrique ou sulfurique — mais c'est l'attaque à l'acide sulfurique qui domine en raison de son importance volumique^[2]. Les procédés dihydraté, hémihydraté et leurs variantes en découlent. L'acide ainsi obtenu peut être purifié, généralement par extraction au solvant, pour produire des sels de qualité technique ou alimentaire. Dans l'UE, cette voie de purification est privilégiée à la voie thermique en raison des coûts énergétiques^[2].

La voie thermique utilise le phosphore élémentaire comme matière première. Ce dernier est produit à partir de roche phosphatée, de coke et de silice dans un four électrique à résistances. Le phosphore est ensuite brûlé en P2O5, puis hydraté en acide phosphorique. Cette méthode permet d'obtenir un acide plus pur^[2][3].

Quelle que soit la voie, la technologie doit s'adapter à la variabilité des matières premières. La plupart des minerais de phosphate nécessitent un enrichissement du minerai avant utilisation^[4]. En 2004, l'approvisionnement de l'UE en roche phosphatée provenait principalement du Maroc (47,5 %), de Russie (24,3 %), de Jordanie (8,1 %), de Syrie (6,2 %), de Tunisie (4,9 %), d'Israël (4,2 %) et d'Algérie (3,8 %)^[4].

Usages agronomiques et industriels

Environ 80 % de l'acide phosphorique sert à la production d'engrais, et 8 % aux compléments alimentaires pour animaux^[1]. Dans la filière engrais, il constitue l'intermédiaire obligé des principaux produits phosphatés finis : DAP (18 % N, 46 % P2O5), MAP (11 % N, 52 % P2O5) et TSP (46 % P2O5)^[5]. Le SSP, lui, est fabriqué directement par réaction de l'acide sulfurique sur la roche phosphatée, sans passer par l'acide phosphorique intermédiaire^[5].

Les qualités plus pures alimentent la production de phosphates industriels — sels de sodium, potassium, calcium et ammonium — ainsi que le traitement de surfaces métalliques. La qualité alimentaire sert à l'acidification des boissons et à la fabrication de sels alimentaires^[1].

Marché et commerce

La structure de la production européenne a fortement évolué : entre 1980 et 1992, le nombre d'usines en Europe occidentale est passé de 60 à environ 20, tandis que la taille moyenne doublait, passant de 80 000 t/an à 180 000 t P2O5/an^[1]. Cette concentration résulte de la fermeture de nombreuses unités relativement petites, dans un contexte de recul marqué de la consommation d'engrais en Europe occidentale à la fin des années 1980 et au début de la décennie suivante^[1]. Les raisons économiques poussent à implanter les usines à proximité des matières premières — soit sur le site de la mine de phosphate, soit près d'une source de soufre ou d'acide sulfurique^[1].

Aux États-Unis, en 2025, la production de minerai de phosphate a été réalisée par cinq entreprises exploitant dix mines dans quatre États, pour un produit marchand estimé à 20 Mt, valorisé à 1,9 milliard de dollars f.o.b. mine^[6]. Plus de 95 % de la roche phosphatée extraite dans le pays a servi à fabriquer de l'acide phosphorique par voie humide et de l'acide superphosphorique, intermédiaires pour engrais ammoniacaux phosphatés granulés et liquides ainsi que pour compléments alimentaires animaux^[6]. Environ 25 % de l'acide phosphorique de voie humide produit a été exporté sous forme de DAP granulaire, de MAP, d'acide phosphorique marchand et d'autres produits phosphatés^[6]. La consommation apparente de roche phosphatée aux États-Unis en 2025 a été estimée à 21 000 kt, en baisse de 7 % par rapport à 2024, en raison d'une diminution de la production d'acide phosphorique^[6].

Au niveau mondial, la capacité de production d'acide phosphorique atteignait 41 600 kt en 2004^[1]. En 2023, la production mondiale de roche phosphatée s'élevait à 216 Mt, dont 30 Mt exportées ; celle d'acide phosphorique à 85 Mt, dont 8 Mt exportées^[5]. La fabrication d'acide phosphorique consomme du soufre à parité pondérale : une tonne d'acide nécessite une tonne de soufre^[5].