Voici un terme que l’on retrouve de plus en plus dans les journaux et les magazines à juste titre car c’est la Chine qui fournit aujourd’hui 96% des terres rares à l industrie mondiale. J’ai donc voulu éclaircir dans ce billet ce que sont les terres rares et pourquoi elles constituent un enjeu stratégique économique majeur pour la planète étant donné qu’elles sont un pivot des technologies vertes.
Terres Rares
Si vous vous souvenez du tableau de Mendeleïev, on apprend que chaque colonne constitue un ensemble d’éléments chimiques ayant des propriétés voisines. Les terres rares sont représentées par la troisième colonne de ce tableau et sont constituées de 17 métaux qui se finissent pour la plupart en « ium » ou « dyme ». En voici la liste: Sc(Scandium), Y(Yttrium), La(Lanthane), Ce(Cérium), Pr(Praséodyme), Nd(Néodyme), Pm(Prométhium), Sm(Samarium), Eu(Europium), Gd(Gadolinium), Tb(Terbium), Dy(Dysprosium), Ho(Holmium), Er(Erbium), Tm(Thulium), Yb(Ytterbium), Sc (Scandium), Y(Yttrium), La (Lanthane), Ce(Cérium), Pr(Praséodyme), Nd(Néodyme), Pm(Prométhium), Sm(Samarium), Eu(Europium), Gd(Gadolinium), Tb(Terbium), Dy(Dysprosium), Ho(Holmium), Er(Erbium), Tm(Thulium), Yb(Ytterbium), Lu(Lutécium).
Je parie que vous n’en connaissez pratiquement aucun alors que sans eux, notre quotidien serait bien différent puisque ces métaux sont indispensables à nos petits appareils mobiles qui nous sont si chers tels nos téléphones portables et autres tablettes numériques!
Selon une enquête du magazine L’Expansion en 2011, les cours des terres rares affichaient des hausses comprises entre 500 et 2000 % sur un an. Par exemple, le néodyme utilisé pour les aimants permanents des génératrices d’éoliennes a vu son prix multiplié par 20 entre 2003 et 2010 !! Cet ensemble de matériaux est devenu dans les dernières années un marché clef pour les technologies high-tech et les technologies vertes.
Répartition de la production des terres rares entre la Chine et le reste du Monde depuis 1950
Les applications
Les applications des terres rares sont innombrables dans des domaines très variés. En général elles sont utilisées en proportions « infimes » mais leur application pour des produits de masse fait que la demande mondiale augmente rapidement. On les retrouve par exemple dans la plupart des applications mobiles comme les téléphones portables et les tablettes numériques comme l’iPad. Les militaires sont de gros consommateurs également avec la fabrication d’aimants permanents pour des missiles et des systèmes guidage (Samarium, Néodyme) ou bien pour le fuselage des avions de chasse (Yttrium). Les technologies vertes sont évident le secteur qui augmentent le plus rapidement avec la fabrication indispensables d’aimants permanents pour les génératrices d’éolienne (Néodyme), les ampoules basses consommation ou les batteries pour voitures électriques. On les retrouve aussi dans les nouvelles générations de panneaux solaires CIGS utilisant de l’indium qui est lui aussi utilisé dans tous les écrans plats et les ordinateurs portables (environ 2g d’Indium par ordinateur portable). Les pots catalytiques des voitures sont également réalisés avec des terres rares.
Le problème écologique
Tous ces métaux ne sont pas si rares que ça en fait, on en trouve partout dans la croute terrestre et les chinois ne possèdent « que » 37% des réserves mondiales exploitables. Cependant, les terres rares sont relativement difficiles à extraire car très polluants. Les procédés d’extraction sont donc chers dans les pays développés où les normes écologiques et sanitaires sont assez strictes. La Chine étant plus « souple » que nous en matière écologique (comprenez que c’est le dernier de leur souci), ils sont tout à fait disposer à contaminer des populations entières pour extraire ces métaux et les vendre à des occidentaux pour fabriquer leurs petits appareils électroniques et développer des technologies « vertes ». En effet, l’extraction et le raffinage des terres rares produisent des poussières métalliques entrainant des maladies pulmonaires et il est nécessaire d’utiliser de très nombreux produits chimiques dangereux. De plus, on peut également observer la libération d’éléments radioactifs dans certains cas comme pour le Thorium. Aloys Ligault, chargé de campagne sur la Responsabilité sociale et environnementale aux Amis de la Terre nous dit la chose suivante : « Autour des usines chinoises, les déchets radioactifs de roches s’accumulent, les vapeurs de soufre, de fluor imprègnent l’air et les rejets de métaux lourds polluent les rivières« .
Les mines à ciel ouvert de Baotou en sont le plus sinistre symbole où des territoires entiers sont sinistrés à cause de cette activité minière qui en fait un des lieux les plus pollués de la planète selon le magazine Terre Sauvage. Il faut tout de même signaler que 75% des terres rares dans le monde sont produites à Baotou sans se préoccuper de l’environnement ni des populations locales (2.5 millions d’habitants à Baotou tout de même).
Pour conclure
Les technologies vertes et les appareils high-tech nécessitent des terres rares qui sont produites quasi exclusivement en Chine dans des conditions écologiques et sociales scandaleuses (d’où le paradoxe avec les technologies vertes !!). L’industrie continue néanmoins à augmenter sa demande ce qui a pour conséquence de faire exploser les prix et la Chine commence à limiter ses exportations, bien consciente de sa force de pression sur l’occident. Les USA, le Japon et l’Union Européenne ont ainsi déposé plainte à l’OMC à cause de ses limitations d’exportation au mois de mars 2012. Barack Obama a dit à cette occasion que « Si la Chine laissait simplement le marché fonctionner de lui-même, nous n’aurions pas d’objection […] mais ses politiques actuelles empêchent que cela se produise. Et elles vont à l’encontre des règles que la Chine a accepté de suivre ».
Benjamin, je cherche des éléments précis sur les applications des terres rares. La page Wikipédia, en anglais aussi, est peu explicite; Ton billet apparaît en bonne position Google, bravo ! Mais plusieurs questions restent en suspens pour moi : les appareils GSM ou les écrans plats ont-ils tjs utilisé des terres rares ou est-ce récent ? quel est le composant précis qui a besoin de terres rares (dire qu’il est utilisé dans un GSM est à mon sens trop imprécis). En termes d’aimant (ta spécialité avec le CERN!), il existe des aimants de turbine depuis 150 ans, qu’apportent les terres rares et depuis quand ? Voici qques-unes des questions que je me pose.
Bonjour Alexandre,
Concernant le néodyme, l’explication est relativement simple: cette terre rare alliée avec du Fer et du Bore permet la fabrication d’aimants permanents ayant un champ rémanent d’environ 1.3 Tesla contre des champs qui avoisinent les 0.3T avec des aimants classiques à base de ferrites. Pour la fabrication d’une génératrice (comme dans une éolienne), plus le champs est important, meilleur sera le rendement, donc une éolienne performante doit forcément contenir un aimant permanent fait avec du néodyme. Dans ce cas précis, il n’y a guerre d’autres candidats à l’heure actuel.
Pour les autres applications comme les smartphone et autres tablettes numériques je ne sais pas trop mais j’ai trouvé cela:
Les systèmes d’éclairage représentent le domaine où les chercheurs peinent le plus à trouver des substituts aux terres rares. Tous les produits allant des ampoules à basse consommation aux écrans d’ordinateurs en passant par les iPhones, nécessitent l’utilisation d’europium pour créer une lumière rouge et de terbium pour une lumière verte. “Il n’existe qu’une centaine d’éléments chimiques connus et nous savons quelle couleur produit chacun d’entre eux. Ces deux-là sont les seuls à produire ces deux couleurs”, explique Alex King, directeur d’Amex Laboratory, un centre de recherche sur les terres rares.
Les éoliennes 5 ou 7MW ne sont possible qu’ avec le neodyme , les nacelles serrait beaucoup trop imposante et une prise au vent trop importante renderais l installation trop dangereuse . Il fait savoir que les éoliennes 5 et 7MW font la même taille que les 1MW !
Le neodyme à un chang magnétique 10 fois supérieure aux aimants classique !
Merci pour cet article fort bien fait. J’ai une seule remarque (je suis chimiste) : les terres rares ne sont pas sur une colonne (n° 3) mais sur une ligne ( n° 6). Sur la case du Lanthane sont « empilés » tous les éléments de 57 à 71. Si l’on veut une représentation plus juste il faut ouvrir la classification pour les y coller, comme on le fait entre Ca et Ga pour y insérer les « métaux de transition ». La faute aux sous-couches d et f et à monsieur Kletchkowsky (orthographe non garantie). On associe souvent aux terres rares le scandium et l’yttrium qui ont effectivement des propriétés voisines.
Bonsoir.
Mes camarades et moi faisons un TPE sur les terres rares et nous aurions quelques questions à vous poser, car il y a des réponses que nous ne trouvons pas.
Les terres rares sont-elles composées d’autre chose que ces métaux?
Comment sont-elles formées?
Si vous aviez la réponse à l’une de ces question (ou aux deux), vous nous rendriez un grand service 😉
Merci d’avance, bonne soirée.
[…] métaux rares issus des terres rares sont devenus un enjeu stratégique majeur, car ils sont indispensables au développement des […]