A l’instar de l’or, il n’existe pas un mais plusieurs types de gisements de terres rares. Cependant à contrario, on ne trouve jamais de terres rares sous forme naturellement métallique, puisqu’elles sont toujours incluses dans les cristaux de minéraux particuliers, impliquant l’emploi de techniques de séparation spécifiques, onéreuses et souvent polluantes.

Certains gisements sont issus de processus magmatiques très particuliers, comme les massifs volcaniques de carbonatite, qui représentent la première source mondiale de terres rares légères. C’est le cas par exemple de Bayan Obo en Chine, aujourd’hui le plus important gisement de terres rares — soit 60% des réserves mondiales connues. Néanmoins, ce sont les terres rares lourdes qui sont les plus recherchées car elles apportent une valeur ajoutée supérieure dans les applications technologiques. Cette catégorie de terres rares se trouve dans un unique type de gisement : les argiles ioniques chinoises.

Parmi les gisements liés à des processus géologiques de surface, les gisements d’argiles du sud de la Chine n’ont, à l’heure actuelle, pas d’équivalent à l’échelle mondiale. Elles sont issues de l’altération importante des granites enrichis en terres rares. Le climat souvent tropical favorise l’érosion de ces roches donnant par processus de sédimentation, des argiles résiduelles riches en lanthanides. Ces argiles représentent actuellement 99% de l’offre mondiale en terres rares lourdes.

Il y’a aujourd’hui deux principaux procédés permettant d’extraire les terres rares de la roche. Le premier, le plus largement utilisé, est l’extraction par voie humide consistant à attaquer celle-ci avec un acide particulier — choisi selon la composition de la roche du gisement. Ce traitement permet de dissoudre le minerai et d’obtenir une solution liquide contenant les fameux éléments. On effectue une séparation et une purification liquide-liquide — ou lixiviation— qui consiste à ajouter à la solution riche en terres rares un solvant non-miscible afin de faire migrer les précieux métaux qui seront ensuite aisément récupérés.

Le second procédé d’extraction utilisé consiste à broyer les roches jusqu’à obtenir une poudre qui sera ensuite également purifiée par lixiviation. Ces procédés sont assez agressifs pour l’environnement. La recherche de nouvelles techniques d’extraction devra donc répondre aux enjeux aussi bien environnementales qu’économiques.

Antonin Laroussinie