Notre tableau périodique menacé | Cercle scientifique | Fondation David Suzuki

Plusieurs éléments du tableau périodique sont appelés à disparaître sur Terre à cause de leur exploitation industrielle1

Le tableau périodique est au chimiste ce que la palette de couleurs est à l'artiste-peintre. Toutes les molécules qu'il synthétise, telles des œuvres d'art, sont formées de la même centaine d'éléments différents que nous retrouvons dans le petit tableau numéroté de notre enfance. En cette année 2011, proclamée année internationale de la chimie par l'Organisation des Nations Unies pour l'éducation, la science et la culture (UNESCO), j'aimerais vous présenter quelques-uns de ces éléments extrêmement présents dans nos vies, mais en voie de disparition sur Terre.

1.L'hélium (élément #2)

helium.jpgLe plus connu des gaz nobles s'échappe progressivement de l'atmosphère pour la même raison qu'il fait flotter les ballons au-dessus des fêtes d'enfants : il est extrêmement léger. Tout hélium relâché dans l'atmosphère s'échappe vers les cieux et est perdu à jamais. La seule façon de s'en procurer est de l'extraire de mines d'uranium car les seuls atomes d'hélium présents sur Terre sont formés lors de la désintégration d'éléments nucléaires lourds. Ce gaz est particulièrement utile car c'est le meilleur gaz refroidissant que l'on connaisse, capable d'atteindre des températures frôlant le zéro absolu (-273°C). Il est indispensable dans les appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour refroidir les puissants aimants supraconducteurs qu'ils contiennent. L'Académie nationale des sciences américaine estime que les réserves des États-Unis, le plus gros producteur d'hélium au monde, devraient être épuisées vers 20352. Certains scientifiques estiment d'ailleurs qu'afin de refléter la valeur réelle de cette précieuse ressource, un ballon de fête à l'hélium devrait se vendre à pas moins de 100 $ pièce3.

2. L'indium (élément #49)

lindium.jpgÀ moins de l'avoir imprimé, vous lisez probablement ce texte à travers une mince couche de l'épaisseur d'un cheveu de ce métal argenté et malléable qui recouvre les cristaux liquides de l'écran de votre ordinateur. En effet, lorsqu'il est mélangé à de l'étain et de l'oxygène, l'indium possède la très rare propriété d'être à la fois conducteur et transparent. Grâce à ce matériau, il est donc possible de contrôler électroniquement la couleur des pixels sans empêcher la lumière de l'écran de parvenir à nos yeux. Chaque écran ACL de 15 po contient environ 1g d'indium. Les réserves mondiales exploitables sont estimées actuellement à 6 000 tonnes4, dont plus de 25 % se trouvent au Canada. Autrement dit, il ne resterait plus que 6 milliards d'écrans affichage à cristaux liquides (ACL ou LCD en anglais) de 15 po à produire sur Terre avant d'épuiser nos ressources d'indium, et ce sans compter les téléphones intelligents, les écrans télés et même les panneaux solaires qui en contiennent tout autant. Bref, on estime les réserves mondiales suffisantes pour maintenir notre consommation d'écrans au rythme actuel pour encore une dizaine d'années5. Certes nous pourrions recycler, mais extraire une couche mince de 5 cent millièmes de mètres d'épaisseur d'un appareil aussi complexe qu'un écran n'a rien d'une sinécure, et il a fort à parier que l'énergie et les coûts de cette démarche rendra toute forme de recyclage futile.

3. Les terres rares (éléments #57 à 71)

lesterresrares.jpgElles portent bien leur nom. Ces éléments lourds ne se retrouvent qu'à certains endroits précis du globe. On les utilise pour créer les aimants permanents les plus puissants connus (néodyme, #60), pour amplifier les signaux dans les fibres optiques (erbium, #68), ou encore pour créer le pigment rouge dans nos écrans à cristaux liquides (europium, #63). À la faible quantité disponible sur Terre s'ajoute le fait que la Chine possède 97 % des gisements exploités actuellement et restreint son accès mondial6.

La fin de nos technologies?

Nos écrans plats s'éteindront-t-ils quand il n'y aura plus d'indium? Nos IRM disparaîtront-ils avec l'hélium de nos réserves? La réponse est probablement non. La créativité des chimistes nous apportera bien assez tôt des moyens de contourner les pénuries d'éléments. On peut faire des conducteurs transparents avec des nanotubes de carbone. Certains nouveaux aimants supraconducteurs peuvent être refroidis avec de l'azote, le gaz le plus abondant de l'atmosphère, plutôt que de l'hélium. Le problème concerne plutôt les technologies que nous ne possédons pas encore et qui pourraient éventuellement nécessiter ces éléments en voie de disparition. Par exemple, l'hélium qui s'échappe actuellement de l'atmosphère contient un sous-élément, l'hélium-3, qui pourrait être utilisé un jour pour produire l'énergie la plus propre qui soit par fusion nucléaire. Hélas, alors que nous avons peine à développer cette technologie, nos réserves de carburant s'envolent doucement.


1 Pour en savoir plus, consulter la chronique de B. A. Vu Van, M.P. Élie, et T. Gervais, « Le Code Chastenay » (prod. PIXCOM), Télé-Québec, 11 janvier 2011.

2 Yam, P., Scientific American, Oct. 2007

3 Connor, C., « Why the world is running out of helium », The Independent (UK), 23 Aug. 2010.

4 « Mineral Commodities Summary 2007: Indium », United States Geological Survey, 2007.

5 Rhodes C., « Indium shortage créâtes problems for solar cell manufacturers », oilprice.com , 8 oct. 2010

6 Humphries, M., « Rare Earth Elements: The Global Supply Chain », congressional research service, 30 sept. 2010

20 mars 2011

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