Des terres rares en abondance pour les technologies vertes ?

Abondamment utilisées dans les technologie de pointe, et notamment « vertes », les terres rares sont... trop rares. La quasi-totalité vient de Chine et on commence à parler de pénurie. Une technique de récupération, simple et efficace, pourrait changer la donne.

C’est en peaufinant un procédé de récupération du dioxyde de titane (TiO₂) dans les déchets industriels que l’équipe du professeur Animesh Jha a réalisé cette percée à la Faculté d’Ingénierie de Leeds. Les membres de cette équipe ont en effet réalisé qu’ils pouvaient récupérer les terres rares contenues dans ce dioxyde de titane, et ce de manière simple et peu coûteuse.

Les terres rares, appelées aussi lanthanides, sont des éléments chimiques qui ne sont pas vraiment rares mais qui sont très réactifs. Il est donc rare de trouver ces oxydes sous forme pure ou concentrée. Parmi les quelques gisements connus, le plus rentable se trouve en Chine, en Mongolie intérieure.

Des terres rares… omniprésentes dans la technologie de pointe

L’énumération de ces éléments sonne comme une récitation de latin : lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, prométhéum, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium. Mais ils sont bien vivants dans l’industrie puisqu’ils sont essentiels à la plupart des technologies de pointe.

Selon Animesh Jha, qui a dirigé l’étude de la faculté d’Ingénierie de Leeds, « ces matériaux sont […] largement utilisés dans les moteurs de voitures et l’électronique, les industries militaire et nucléaire. En fait, ils interviennent dans tant de technologies de pointe que la demande supplémentaire pour leurs applications dérivées devrait dépasser les approvisionnements ».

Or la Chine assure 96% de la production mondiale de cette matière première, qu’elle contrôle de manière stricte (quota, taxe à l’exportation) pour la réserver à son industrie. Le néodyme permet en effet de produire des aimants surpuissants pour moteur électrique et donc pour les éoliennes et turbines hydroélectriques, ou encore pour les voitures hybrides et électriques. Quant au terbium, il sert à la production de lampes basse consommation et d’écrans informatiques.

Les lampes basse consommation utilisent le terbium, une terre rare, comme pigment. © Richard Holden CC by-nc-sa

« Le Moyen-Orient a du pétrole, la Chine a des terres rares », Deng Xiaoping, 1992

« Il y a un sérieux risque que les technologies qui pourraient avoir un impact environnemental majeur soient freinées par la pénurie de ces matières premières essentielles », affirme Animesh Jha, avant d’annoncer que son « nouveau procédé, qui est lui-même plus "vert" que les techniques actuelles, pourrait rendre ce risque moins probable ».

« Notre taux de récupération varie entre 60 et 80%, bien qu’avec de meilleurs procédés industriels nous pourrions être capable d’augmenter ce taux à l’avenir. Mais déjà, la récupération des oxydes de néodyme (Nd), de cérium (Ce) et de lanthane (La) à partir de déchets de production – qui sont très souvent associés avec les minéraux d’oxyde de titane – représente un double bénéfice environnemental impressionnant ». Ce procédé permettrait en effet de recycler les effluents industriels pour les dépolluer et de produire du titane et des terres rares.

A l’échelle industrielle, ce nouveau procédé pourrait briser le monopole chinois. Il assurerait ainsi l’indépendance géopolitique du développement des technologies vertes et des technologies de l’information et de la communication (TIC), actuellement en pleine croissance et porteuses de promesses de développement durable.