Les métaux dans notre quotidien

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Les métaux stratégiques - Les ressources du XXI^ème siècle

On ne mesure pas forcément l’importance des métaux rares dans notre quotidien, pourtant ils sont omniprésents : de nombreux métaux sont présents par exemple dans les téléphones portables ou dans les ordinateurs (écrans, batteries, mémoires...), dans le domaine de la santé (médicaments contre les troubles du comportement, agents de contraste en imagerie médicale), dans le domaine des énergies renouvelables (panneaux solaires, aimants permanents des éoliennes), dans le domaine de l’automobile (pour réduire la taille des moteurs, moteurs électriques). On ne les perçoit pas car ils sont utilisés en faible quantité dans chacun de ces appareils, mais ils sont fondamentaux et souvent irremplaçables de par leurs propriétés.

Sommaire

1 À quoi servent les métaux ?
2 Qu'est-ce qu'une ressource? Qu'est-ce qu'un métal ?
3 Qu'est-ce qu'un métal rare ? critique ? stratégique ?
4 Quelle est l'histoire des métaux ?
- 4.1 L'utilisation des métaux par l'Homme :
  - 4.1.1 Depuis la préhistoire
  - 4.1.2 Depuis le XXème siècle
- 4.2 D'où viennent-ils? Comment se forment-ils ? Quel est leur avenir?
5 Jeu n°1
6 Notes
7 Liens externes

À quoi servent les métaux ?

Vous êtes-vous déjà interrogé sur les constituants de votre téléviseur, four ou encore ordinateur?

Cette section vous aidera a y voir un peu plus clair sur tous ces objets du quotidien qui contiennent un nombre considérable de métaux. Trois exemples ont été choisis pour illustrer les utilisations des métaux dans la vie de tous les jours: la cuisine, le salon et la salle de bain.

Quels métaux sont utilisés dans la vie de tous les jours ?
dans la cuisine ?	dans le salon ?	dans la salle de bains ?

Qu'est-ce qu'une ressource? Qu'est-ce qu'un métal ?

Une ressource géologique est la matière première extraite du sous-sol permettant de subvenir aux besoins des êtres vivants.
La matière première est une matière produite par la nature et qui peut être extraite et subir des transformations pour être utilisée.
Un minerai ^[1] est une roche contenant des substances utiles en proportion suffisamment intéressante pour justifier l'exploitation et la transformation afin de fournir de la matière première pour les usages agricoles et industriels.
Un gisement est une concentration naturellement élevée de minerais.

Structure d'un atome

La définition dans le petit Larousse d'un métal est la suivante : "n.m. Élément chimique caractérisé par une forte conductivité thermique et électrique, un éclat particulier dit « éclat métallique » (dû à la réflexion de la lumière sur sa surface, le faisant "briller"), une aptitude à la déformation et une tendance marquée à former des cations." Pour bien comprendre cette définition, il faut revoir la structure d'un atome, représentée sur la figure ci-contre. Un atome est un élément neutre possédant un noyau, contenant des protons chargés positivement et des neutrons ne possédant pas de charges, autour duquel gravitent des électrons chargés négativement. Lorsqu'un atome perd ou gagne un électron, il perd sa neutralité et devient un ion. S'il devient positif (en perdant des électrons) c'est un cation, s'il devient négatif (en gagnant des électrons) c'est un anion. Un ion peut faire des liaisons avec d’autres ions portant une charge opposée.

Le métal le plus abondant sur Terre est le fer. Les métaux les plus connus sont l'or, l'argent, le fer, le cuivre, l'aluminium et le zinc. Mais il existe en tout 87 métaux dans les 112 éléments du tableau périodique. Parmi ces 87 métaux, 41 sont considérés comme "stratégiques" par la Commission européenne.

Qu'est-ce qu'un métal rare ? critique ? stratégique ?

Les métaux rares sont caractérisés ainsi :

ce sont des métaux non ferreux présents en faible quantité.
essentiellement sous la forme de sous-produits (associés à d’autres éléments majoritaires).
par une valeur économique élevée, voire très élevée.
par une forte importance industrielle aux vues des technologies de l’époque considérée - ce dernier critère menant à la définition d’un métal dit critique ou stratégique.

Un métal critique connaît des risques élevés de déficit si aucune percée scientifique ou technologique ne permet l'identification de nouvelles sources ou sa substitution par un autre métal. La notion de métal critique dépend de l'industrie considérée et évolue rapidement dans le temps. Il est difficile de prévoir des dizaines d'années à l'avance le prix d'un métal critique, qui dépend énormément des avancées technologiques. Par exemple, le rhodium est peu substituable dans l’automobile et son prix est élevé, tandis que dans la joaillerie, il est remplaçable et sa valeur en bijouterie a beaucoup diminué. ^[2]

Enfin un métal stratégique s’éloigne de critères géologiques ou bien de marché et répond à des ambitions politiques essentielles de l’État. Les minerais de fer, cuivre et sable sont abondants mais sont stratégiques pour la politique d’urbanisation chinoise. En France, à l’exception de l’uranium qui bénéficie d’une loi, d’un décret et de directives classifiées, il n’existe pas à proprement parler d’autres matières stratégiques.

Quelle est l'histoire des métaux ?

L'utilisation des métaux par l'Homme :

Depuis la préhistoire

Frise chronologique

Depuis le XXème siècle

Aujourd'hui les métaux remplissent des fonctions sociales importantes dans différents domaines :

La production d'énergie : les éoliennes, les panneaux solaires, les ampoules basses consommations...
Le transport : les voitures, les camions, les avions, les trains et les bateaux.
Le bâtiment : matériaux de construction, ...
La médecine : création de nouveaux équipements médicaux
La communication : les téléphones portables, les ordinateurs, ...
L'agriculture
...

D'où viennent-ils? Comment se forment-ils ? Quel est leur avenir?

L'histoire d'un métal est découpée en plusieurs parties :

Formation du gisement sous forme pure ou associée avec d'autres éléments sous forme d'oxyde comme le Zinc, par exemple.
Extraction du sol
Transformation : minéralurgie (valorisation du minerai) et métallurgie (création du métal).
Utilisation du métal pour créer un objet.
Recyclage du métal pour être réinséré dans le cycle.

Ce cycle s'appelle le cycle de vie d'un métal. Bien connaître la transformation et le recyclage des métaux permet une meilleure valorisation. Si ce cycle est bien connu, il est alors plus facile de valoriser au mieux cette ressource. Le cycle de vie des métaux communs (comme le fer et le cuivre) sont bien connus. En ce qui concerne les métaux stratégiques, les cycles de vie ne sont pas encore complets et font l'objet de nombreuses études.