Les terres rares, des enjeux en haute technologie par Jacques Lucas 13 05 13
Les terres rares, des enjeux en haute technologie par Jacques Lucas
Jacques Lucas, professeur émérite au laboratoire verre et céramique de l’université de Rennes, membre de l’Académie des Sciences a fait pénétrer les adhérents de l’UTL dans le monde convoité des terres rares le 13 mai.
Il y a 40 ans personne ne s’occupait des « terres rares », ces minéraux, découverts à partir du 18ème siècle, devenus aujourd’hui des enjeux stratégiques car utilisés dans les industries de haute technologie. Ils ne sont pas si rares mais, aussi répandus que beaucoup de métaux usuels dans l’écorce terrestre, ils soufrent de faibles concentration et de difficultés de séparation. Ils se retrouvent sur le tableau périodique des éléments minéraux à une quinzaine entre le numéro atomique 57 et le numéro 71. Ils ont tous une chimie très voisine. Ce sont les électrons qui décident de la physique et de la personnalité de chaque terre rare. La technique de séparation dans laquelle les Français ont brillé dès le 19ème siècle, est basée sur les différences de taille, du lanthane au lutétium. L’usine Rhodiacéta de La Rochelle occupe le premier rang dans cette technique de cristallisation fractionnée.
Les domaines d’utilisation industrielle se sont multipliés durant ces dernières années. L’yttrium est à l’origine d’alliages de très forte résistance. Des aimants très puissants à base de samarium associé au cobalt ou mieux, de néodyme associé au Fer, se retrouvent dans les moteurs électriques des voitures hybrides et dans les alternateurs des éoliennes. L’alliage de lanthane et de nickel stocke l’hydrogène en hydrure dans les batteries des voitures hybrides prolongeant leur fonctionnement. L’oxyde de cérium transforme les hydrocarbures imbrulés des pots catalytiques.
Excitées par une énergie lumineuse les terres rares deviennent luminescentes dans les diodes, les lampes LED, les ampoules fluo-compactes, les projecteurs, les tubes cathodiques des écrans télé. Le laser néodyme perce, découpe, marque, soude. Il est utilisé en chirurgie oculaire. Les travaux de Charles Kao, prix Nobel en 2009, sur la transmission de la lumière dans les fibres optiques ont- débouché sur une amplification du signal par l’erbium sur des centaines de kilomètres. Le néodyme colore aussi les lunettes de soleil.
L’exploitation des terres rares crée de graves altérations de l’environnement. L’extraction d’une tonne d’oxydes suppose 1300t de déchets : métaux lourds, produits toxiques, acide sulfurique, éléments radioactifs. Plusieurs mines ont fermé comme celle de Mountain Pass en Californie. Les Chinois, grâce au gisement de Bayan Obo en Mongolie intérieure, maîtrisent 95% de la production actuelle et règnent sur les exportations aux prix très spéculatifs. De nouveaux concurrents comme le Canada et l’Australie pointent le nez.