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Encore des questions récurrentes, à propos des "Terres Rares". Qu'est-ce que c'est ? Pourquoi sont elles rares etc., etc...

Mine de Terres rares.jpg

LES TERRES RARES

Terres rares raffinées - BRGM.jpg

Note liminaire :

vous trouverez souvent le sigle, REE (Rare Earth Element),  dans la littérature pour désigner les Terres rares.

Pourquoi "Terres" et pourquoi "Rares" ?

Leur nom Terres rares s’explique par l’époque de leurs découvertes successives au 18 et 19ème siècles dans des minerais d’oxydes réfractaires au feu, que l’on appelait « terres » en ce temps-là.
Ces minerais étaient peu courants, très dispersés et difficiles à séparer, on les considérait donc comme « rares ». Leurs propriétés géochimiques sont la cause de leur répartition très inégale dans la croûte terrestre avec des concentrations très faibles et donc économiquement peu rentables.

Qu'est-ce donc que les "Terres rares" ?

Les terres rares sont un groupe de dix-sept éléments chimiques regroupés ensemble dans le tableau périodique. Le groupe se compose de l’yttrium et des 15 éléments lanthanides, lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, prométhium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium. Le scandium se trouve dans la plupart des gisements de terres rares et est classé comme un élément de terres rares par l’Union Internationale de Chimie Pure et Appliquée qui l’inclut dans sa définition des terres rares.

 

Les terres rares sont toutes des métaux, et le groupe est souvent appelé « métaux de Terres rares » ou encore « éléments de Terre rares » . Ces métaux ont de nombreuses propriétés similaires, ce qui les amène souvent à être trouvés ensemble dans les gisements. Ils sont également appelés « oxydes de terres rares » parce que beaucoup d’entre eux sont généralement vendus comme composés oxydes.

Terres rares tableau 2.png
Tableau des éléments de Terres Rares.jpg

Sous leur forme élémentaire, les Terres rares ont un aspect métallique et sont assez tendres, malléables et ductiles. Ces éléments sont chimiquement assez réactifs, surtout à des températures élevées ou lorsqu'ils sont finement divisés.

 

Ce sont les structures internes de ces dix-sept atomes qui sont très originales. À la différence des autres éléments du tableau périodique, les terres rares ont des électrons internes, “cachés” à l’intérieur de l’atome. Ces électrons sont appelés 4f. Ils donnent à chaque terre rare des propriétés physiques exceptionnelles, très différentes d’ailleurs les unes des autres.
Leurs propriétés électromagnétiques proviennent de leur configuration électronique avec remplissage progressif de la sous-couche 4f, à l'origine du phénomène appelé contraction des lanthanides.

sept niveaux d électrons.png

Les Terres rares sont-elles réellement "rares" ?

Les terres rares ne sont pas aussi « rares » que leur nom l’indique. Le thulium et le lutétium sont les deux éléments de terres rares les moins abondants - mais leur abondance moyenne dans la croûte terrestre est près de 200 fois supérieure à l’abondance de l’or  [1]. Cependant, ces métaux sont très difficiles à extraire car il est inhabituel de les trouver à des concentrations suffisamment élevées pour une extraction économique.

C'est le projet Manhattan, la mise au point de la première bombe atomique, qui provoque la production en grandes quantités, le chimiste canadien Frank Spedding [2] mettant au point des techniques de séparation par