Les Terres Rares sont un ensemble d’éléments chimiques particuliers, qui, utilisées en faible quantité, sont les « vitamines » indispensables au développement de nouvelles technologies, en particulier de technologies vertes. On peut penser notamment à leur utilisation dans les aimants de haute performance (pour les véhicules électriques, les éoliennes off-shore), les systèmes de dépollution des véhicules essence et diesel (les pots catalytiques et les systèmes d’élimination des suies). Elles sont également utilisées dans les systèmes d’éclairage à économie d’énergie (les lampes dites « basse consommation » et les LEDs), ou les dispositifs d’examens médicaux (IRM – Imagerie par Résonance Magnétique, et PET Scan – Tomographie par Émission de Positrons). Les Terres Rares sont – pour la plupart – relativement abondantes. Néanmoins, leur exploitation, du minerai jusqu’à la production industrielle de matériau « utilisable », nécessite une haute technicité et des investissements importants. Afin d’illustrer cette problématique, nous prendrons l’exemple du développement industriel des luminophores. Les luminophores sont les éléments « actifs » du système d’émission de la lumière, ils sont aujourd’hui principalement utilisés dans les lampes (lampes fluorescentes, lampes LEDs) et les écrans (écrans plasma, et rétro-éclairage des écrans LCD).
Nous aborderons dans un premier temps les enjeux de l’extraction et de la séparation des terres rares, ainsi que les solutions techniques mises en œuvre, en incluant les nouveaux procédés de recyclage. Ensuite, nous aborderons la synthèse de matériaux luminophores avancés, en explicitant les étapes inhérentes à chaque échelle de travail, du laboratoire de recherche à l’échelle de la production industrielle. Des exemples historiques mettront en évidence les luminophores clés qui ont rendu possibles les ruptures technologiques, comme par exemple les premiers écrans cathodiques en couleur, les lampes fluorescentes les plus performantes, ou encore les lampes LEDs à haute qualité de lumière.
