Terres rares : des recherches qui ne cessent de progresser

La semaine dernière, nous vous parlions de Robert Sansone un adolescent de 17 ans qui avait réussi à développer un moteur de voiture électrique à réluctance synchrone, capable de se passer de terres rares. Mais ces métaux, ne sont pas seulement présents dans les moteurs de voitures électriques, nous les retrouvons de manière beaucoup plus étendue dans la plupart de nos appareils électroniques.

Pour ceux qui ne seraient pas familier avec la notion de terres rares, une petite explication s’impose. Samarium, Terbium, Holmium ou encore néodyme, ces noms qui semblent de primes abords un peu farfelus, sont en fait des métaux spécifiques qui appartiennent à la famille des « 17 terres rares ». Ces derniers proviennent principalement de gisements situés en Chine, aux États-Unis, en Birmanie, en Australie et à Madagascar.

Dans cet article, nous allons nous intéresser plus spécifiquement au néodyme, que l’on utilise pour fabriquer des aimants surpuissants utiles à la production d’éoliennes, de véhicules électriques, de panneaux solaires, de téléviseurs, d’enceintes, de smartphones et même de petites centrales hydrauliques. Comme de nombreuses autres terres rares, son exploitation (en plus de son extraction) représente une réelle menace pour l’environnement, car sa purification nécessite un long processus chimique, qui rejette des substances toxiques dans l’eau, l’air et le sol.

C’est pourquoi, de nombreux chercheurs planchent actuellement sur des moyens viables pour remplacer ou recycler ces terres rares. En Pennsylvanie (États-Unis), l’équipe du chercheur Amir Sheikhi, professeur assistant en ingénierie chimique à l’université de Penn State, a trouvé le moyen de séparer le néodyme des déchets électroniques grâce à des légumes.

Terres rares : des légumes au service des déchets électroniques

Quel est le lien entre une tomate, un épi de maïs et des objets électroniques ? La réponse : l’équipe d’Amir Sheiki de l'université américaine de Penn State. Si ce combo peut sembler assez étonnant de primes abords, force est de constater que leur méthode est assez révolutionnaire et étonnante en plus d’être très technique.

Les déchets comme les épis de maïs, la pâte de bois, le coton et les pelures de tomates finissent souvent dans des décharges ou dans du compost. Nous voulions transformer ces déchets en particules micro ou nanométriques capables d'extraire des terres rares de certains déchets électroniques. En utilisant des matériaux organiques comme plate-forme, nous avons créé des particules hautement fonctionnelles qui peuvent se fixer à des métaux comme le néodyme et les séparer du fluide qui les entoure. Via des interactions électrostatiques, les matériaux à micro et nano échelle chargés négativement se lient aux ions néodyme chargés positivement, ce qui a pour conséquence de les séparer. - Amir Sheiki

Pour mieux comprendre les dires du professeur, quelques explications sont sans doute nécessaires. Dans le cadre de ce projet, l’équipe de Penn State a donc choisi de broyer des pelures de tomates, des épis de maïs, de la pâte de bois, du papier de coton et de les tremper dans l’eau, pour ensuite les désintégrer et les séparer en trois fractions distinctes de matériaux bio fonctionnels : des micros produits, des nanoparticules et des biopolymères solubilisés. L’ajout de ces matériaux à des solutions contenant des déchets électroniques à pour conséquence de déclencher un processus de séparation, entraînant la capture d’échantillons de néodyme.

Amir Sheiki espère pouvoir tester ce procédé sur de plus grands échantillons à échelle industrielle, en plus de vouloir trouver d'autres matériaux organiques permettant la séparation de terres rares et de métaux précieux. Ce procédé, bien qu’il soit encore en phase préliminaire, représente une avancée non négligeable d’un point de vue environnemental et économique, puisque jusqu’ici le recyclage des terres rares était moins rentable que leur extraction pour les multinationales du secteur.