Que sont les métaux des terres rares ?
Réponse courte : les terres rares forment un groupe de 17 éléments : les 15 lanthanides (du lanthane au lutécium) plus le scandium et l'yttrium. Elles ne sont pas vraiment rares (le néodyme est plus fréquent que le plomb), mais elles sont dispersées et mélangées dans le minerai et chimiquement difficiles à séparer. Pour les aimants, les plus importantes sont le néodyme, le praséodyme, le dysprosium, le terbium et le samarium.
Quelles terres rares contiennent les aimants ?
| Élément | Symbole | Rôle dans les aimants |
|---|---|---|
| Néodyme | Nd | composant principal des aimants NdFeB |
| Praséodyme | Pr | remplace en partie le néodyme (« PrNd ») |
| Dysprosium | Dy | augmente la coercivité et la tenue en température (H, SH, UH) |
| Terbium | Tb | comme le dysprosium, encore plus efficace mais plus cher |
| Samarium | Sm | base des aimants samarium-cobalt (SmCo) |
| Gadolinium | Gd | produit de contraste IRM ; absent des aimants standard |
Terres rares légères et lourdes
- Légères (notamment lanthane, cérium, praséodyme, néodyme) : relativement abondantes.
- Lourdes (notamment dysprosium, terbium, yttrium) : bien plus rares et chères. Elles proviennent surtout des argiles à adsorption ionique du sud de la Chine et du Myanmar.
C'est pourquoi les aimants pour hautes températures (avec dysprosium ou terbium) sont plus chers que les grades N ordinaires. Les usines modernes n'appliquent plus le dysprosium que le long des joints de grains (diffusion aux joints de grains), ce qui en réduit fortement la quantité nécessaire.
Pourquoi sont-elles stratégiques ?
- Concentration : la Chine assure env. 70 % de l'extraction et près de 90 % de la séparation et de la production d'aimants.
- Restrictions à l'exportation : depuis 2025, la Chine exige des licences d'exportation pour, entre autres, le dysprosium, le terbium et le samarium ainsi que pour les aimants qui en contiennent.
- Demande croissante : voitures électriques, éoliennes et robots utilisent beaucoup d'aimants en néodyme.
- Europe : le Critical Raw Materials Act (2024) vise qu'en 2030 au moins 10 % des matières premières critiques soient extraites dans l'UE, 40 % transformées et 25 % recyclées, et que pas plus de 65 % proviennent d'un seul pays.
Extraction et environnement
Le minerai ne contient généralement que quelques pour cent de terres rares. La séparation nécessite des centaines d'étapes d'extraction liquide-liquide. Cela produit des effluents acides et, avec la monazite, des résidus radioactifs dus au thorium. Des règles environnementales plus strictes et le recyclage doivent en réduire l'impact. Le recyclage des aimants issus de disques durs, moteurs et éoliennes est techniquement possible, mais reste à petite échelle.
Questions fréquentes
Les terres rares sont-elles vraiment rares ?
Non. Le cérium est à peu près aussi fréquent que le cuivre, et le néodyme plus que le plomb. Les gisements riches et exploitables, eux, sont rares.
Existe-t-il des aimants sans terres rares ?
Oui : les aimants ferrite, AlNiCo et caoutchouc. Ils sont toutefois bien plus faibles. Voir néodyme, ferrite ou samarium-cobalt ?
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