Terres rares ou les 17 minéraux

Chasse au gaspillage

Les prix flambent pour les métaux rares essentiels à la construction de produits technologiques. De fait, les fabricants expérimentent de nouveaux procédés de fabrication pour réduire le recours à ces éléments.

Des téléphones portables aux moteurs à réaction, la fabrication de produits technologiques repose sur un approvisionnement ininterrompu de métaux parfois rares. Alors que la demande et les prix de certains métaux s’envolent et que les interruptions de livraison menacent de ralentir la production, plusieurs entreprises s’efforcent de réduire leur consommation. Ces métaux peuvent être effectivement très rares – comme le rhénium – ou plus abondants mais d’extraction difficile – comme les terres rares, nom donné aux 17 minéraux utilisés dans la fabrication de produits comme l’iPhone, les aspirateurs ou les ampoules à basse consommation. La Chine contrôle plus de 90 % de la production mondiale de terres rares et la réduction brutale des quotas d’exportation – décidée l’année dernière par Pékin pour renforcer son contrôle sur le secteur – a porté un coup dur à l’ensemble du marché qui a vu le prix de ces métaux monter en flèche. Résultat, certaines entreprises comme General Electric (GE) et Toyota essaient à présent de réduire leurs besoins pour ces métaux.
La stratégie de GE consiste essentiellement à limiter les gaspillages : faire plus avec moins, recycler et mettre au point des substituts. L’idée est de rééditer avec les terres rares ce que GE a fait avec le rhénium contenu dans les superalliages utilisés pour la fabrication de ses moteurs à réaction et ses turbines à gaz. Sous-produit d’un sous-produit du cuivre, le rhénium est l’un des éléments chimiques les plus rares. Il a notamment pour particularité d’augmenter la résistance de l’acier soumis à des forces ou des températures extrêmes. Lorsque la demande a commencé à dépasser l’offre et que les prix ont été multipliés par dix – atteignant plus de 6000 dollars, les 450 grammes il y a cinq ans –, GE a décidé de lancer un programme de recherche afin de réduire sa consommation. En utilisant dans de plus grandes proportions des agents aux propriétés similaires mais moins chers ou plus abondants, comme le nickel ou le molybdène. GE a réussi à réduire ses besoins en rhénium de 6% à 3% pour sa production de moteurs à réaction.
La société a également découvert qu’elle pouvait réduire le nombre de composants à base d’alliages de rhénium sans diminuer la performance de ses produits. Tout en diminuant sa consommation de rhénium de deux tiers, GE a mis en place un partenariat international de recyclage entre fabricants de moteurs à réaction afin de limiter leurs besoins de nouveaux métaux.
Forte de ce succès, la société américaine espère trouver des substituts à d’autres métaux rares. GE cherche notamment à réduire ses besoins en néodyme, composant essentiel entrant dans la fabrication des puissants aimants utilisés dans les éoliennes.
Le prix de ce métal est passé de 19,45 dollars le kilo début 2009 à 455 dollars le kilo aujourd’hui. Un scientifique aurait trouvé une solution permettant à GE de diminuer sa consommation de néodyme. Celui-ci a utilisé le savoir-faire de la société en matière de nanotechnologies pour fabriquer de nouveaux matériaux magnétiques et réduire de manière significative les quantités de néodyme précisément utilisé pour ses propriétés [magnétiques].
D’autres entreprises cherchent même à se passer entièrement des technologies nécessitant des terres rares. Toyota, qui utilise des aimants à néodyme pour le moteur de la Prius, sa voiture hybride électrique, a indiqué travailler sur un projet de moteur électrique plus efficace et n’utilisant pas de terres rares. Le constructeur japonais a également un projet de coentreprise pour lancer l’année prochaine sa première voiture fonctionnant sans aimant permanent. C’est la société californienne, Tesla Motors de Palo Alto, qui fournira le moteur et la batterie de la voiture électrique RAV4. 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 le directeur d’Amex Laboratory, un centre de recherche sur les terres rares.

Synthèse E et M / C.I