Tout comprendre des métaux rares : pourquoi nous en avons besoin (1/3)

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Les métaux rares sont d’une étonnante complexité dans notre société. Pourquoi en avons-nous besoin ?

Par François Jolain.

La réalité des métaux rares est loin des idées reçues ! Aborder ce sujet est d’une étonnante complexité. Or, nous assistons à une simplification voire une confusion dans la presse.

Nous allons donc tenter d’y remettre de l’ordre avec ce dossier en trois parties :

  • Pourquoi avons-nous besoin des métaux rares ? Quand sont-ils apparus dans nos vies ?
  • La géopolitique des métaux rares. Études de cas sur les moteurs, les batteries et l’électronique.
  • Le futur des métaux rares. À la conquête des métaux sur Terre, mer et ciel. En avons-nous réellement besoin ?

Pourquoi avons-nous besoin de métaux rares ?

Les métaux et les hommes ont une histoire vieille de plusieurs millénaires.

Il y a eu l’Âge du cuivre en 4000 av. J.-C. Puis, l’Homme a découvert l’étain durant l’Âge du bronze, lequel est un mélange de cuivre et d’étain, en 3000 av. J.-C. S’ensuivit l’Âge du fer en 1000 av. J.-C.

La présence des métaux dans les sociétés humaines ne date donc pas d’hier, mais jusqu’à l’époque moderne, l’humain se contentait de sept métaux (l’or, l’argent, le cuivre, l’étain, le mercure, le plomb et le fer) sur les 86 métaux que possède la nature.

Le décollage de la science et de l’industrie a révélé le potentiel métallurgique de notre planète. L’industrie s’est par exemple intéressée aux caractéristiques mécaniques des métaux, à commencer par un alliage très résistant : l’acier, qui est un mélange de fer et de carbone.

De nouvelles méthodes de fabrication sont apparues au XIXe siècle. Elles ont fait drastiquement baisser son coût de production et sont devenues le moteur de la révolution industrielle.

Puis d’autres métaux peu connus ont été utilisés : le tungstène, découvert en 1781, plus solide que l’acier et par conséquent utilisé dans les machines-outils pour usiner l’acier ; ou encore l’aluminium découvert en 1807, dont la légèreté lui a permis de trouver sa place dans l’aviation.

L’électronique et les terres rares

Mais c’est surtout l’électronique qui a entraîné la course aux métaux rares. D’abord pour leur qualité de conduction électrique, comme le cuivre, l’or ou l’étain. Puis pour leur qualité de semi-conducteur dont le plus célèbre : le silicium découvert en 1823 qui est à la base de toute l’informatique. D’autres sont utilisés par l’industrie pour leurs propriétés chimiques.

Le Français Gaston Planté a inventé la première batterie rechargeable au plomb en 1859. Cette technologie a été supplantée par le nickel en 1967. Aujourd’hui, le lithium, découvert en 1817, s’est imposé comme le meilleur métal pour les batteries.

Ici, nous devons faire un point sémantique : il existe les métaux, dont ceux abondant comme le fer ou le cuivre, puis les métaux rares moins abondants comme le lithium ou le cobalt et enfin les fameuses terres rares qui sont une sous-catégorie des métaux rares.

Tous possèdent des caractéristiques similaires entre eux, l’industrie les utilise pour leur propriété magnétique. Pour une même taille, les aimants en terre rare sont 100 fois plus puissants que les aimants à base de fer.

L’yttrium découvert en 1787 a été le premier à arriver dans nos foyers, il était utilisé dans les écrans à tube cathodique.

Autre exemple, la néodyme découverte en 1885 est massivement utilisée dans nos moteurs électriques depuis 1982.

Des millénaires pour trouver et utiliser sept métaux, et seulement trois siècles pour trouver les 79 autres restants. Toute notre avancée technologique repose sur l’existence de ces métaux rares aux noms imprononçables : europium, terbium, cobalt, holmium, thulium, lithium, etc.

Chaque métal dispose de propriétés mécaniques, électriques, magnétiques ou chimiques exceptionnelles, devenues indispensables à notre société. Ainsi, avec votre iPhone vous tenez 36 métaux dans le creux de votre main.

Maintenant que la Terre entière tourne aux métaux rares, la production se transforme en conflit géopolitique aux multiples facettes. Dans le prochain article, nous remonterons la filière de trois composants : les moteurs électriques, les batteries et les microprocesseurs pour comprendre les stratégies autour des métaux rares.
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