Soutenance mémoire
BREVE PRESENTATION DES TERRES RARES
« Terre Rare » est un nom impropre pour désigner la série des 15 éléments chimiques de numéro atomiques Z = 57 à 71. Le lanthane Z = 57 et les lanthanides de numéro atomiques Z = 58 à 71.
Les éléments sont caractérisés par l’identité des couches externes dans leurs structures électroniques. Ce qui fait qu’il occupe la même case dans le tableau périodique de MENDELEIV. Historiquement, les premiers minerais de terres rares ont été découverts vers 1750 et le dernier élément appelé « Prométhium », a été identifié dans le fragment de fission de l’Uranium. Il est à noter que, le qualificatif rare est impropre car comme par exemple, le cérium est plus répandu que le cuivre, le moins abondant des terres rares (Thallium) est quatre fois plus abondant que l’Argent (Ag).
Classification et caractéristiques géologiques des terres rares
Suivant le degré de leur ressemblance avec le cérium et l’yttrium, les terres rares sont classé en deux grands groupes, qui sont les terres cériques et les terres yttriques.
Leur abondance mesurée par l’indice de Clarke est estimée à 0,015%. Elle est plus élevée que celle de certains métaux réputés communs comme Zn (0,013), Cu (0,007), Cd (0,0023), Pb (0,0016). Les terres rares de numéro atomiques impaires sont moins fréquentes que celles de numéros atomiques paires.
Les Nb, Ta, Zr, Ti, Th, U, Ca, Na, Sr, F, C, P constituent l’association géochimique la plus remarquable des terres rares. Géologiquement, les terres rares sont présentes dans les masses éruptives des granites, des syénites et des syénites feldspathoidiques, et également dans les pegmatites (pegmatite syénitique pour les terres cériques et pegmatite granitique pour les terres yttriques).
Réaction de formation des complexes
Un excès de nitrate conduit à la formation des complexes de la forme [Ln(NO3)5]²⁻ avec Ln = Nd, Eu. De même, un excès de DMSO additionné au composé Tb(NO3)3 donne la formation de complexe Tb(NO3)3(DMSO)3 Ce sont des exemples de nombreuse possibilité de formation de complexe avec les terres rares.
Propriété chimique des terres rares
La famille des lanthanides se caractérise au point de vue chimique, d’une manière fondamentale par la trivalence de tous ses éléments dans la plupart des composées stables. On observe en générale, dans le groupe des terres rares une décroissance du volume molaire des divers composés en fonction du numéro atomique de l’élément rares associés. Une telle décroissance est observée pour les fluorures, les oxydes, les sulfates octhydratés. Ce phénomène particulier est appelé : « la contraction lanthanidique ». Les éléments des terres rares sont fortement électropositifs et de plus, ce caractère décroît quand le numéro atomique croit.
INTERET DES TERRES RARES
Application traditionnelles
Elle couvre encore 90% du marché en volume :
Verres : les oxydes de terres peuvent colorer les verres : violet, avec 2 à 6% d’oxyde de néodyme ; vert clair, avec 2 à 6% d’oxyde de praséodyme ; rose pale, avec 2 à 5% d’oxyde d’erbium ; jaune clair à orange, avec CeO2 (1 à 3 %) associé à TiO2 ( 2 à 6%).
Brique réfractaire : Dans des briques réfractaires, on utilise à côté d’une série d’autres oxydes, par exemple l’oxyde d’aluminium et l’oxyde de silicium, l’oxyde d’yttrium (Y2O3). Cet oxyde possède une résistance très élevée à la chaleur et stabilise la structure cristalline.
Pierres à briquet : elles sont en ferrocérium, alliage de mischmétal avec 25 à 30% de fer. Le fort pouvoir réducteur des terres rares est utilisé dans cette application : les terres rares sont pyrophoriques (les fines particules arrachées par abrasion s’enflamment à l’air). Cette application est fortement concurrencée par les briquets à allumage piézo-électrique.
Métallurgie : utilise jusqu’à 26% de la production totale de terres rares, (9% en valeur d’utilisation) pour désoxyder et désulfurer l’acier (les métaux de terres rares sont très réducteurs). Elles permettent également, sous forme d’ajout de mischmétal ou de son siliciure, à des teneurs de 0,1 à 0,2%, la sphéroïsation du graphite dans la fonte nodulaire.
Application thérapeutiques
A dose convenable, l’application thérapeutique est surtout :
– L’action tonique du cérium stimulant l’activité des muscles lisses et le métabolisme général ;
– L’action antivomitive de l’oxalate de cérium et de sel de néodyme qui combat les nausées, les vomissements, le mal de mer, les troubles de la grossesse .
L’action anticoagulante : les terres rares présentent essentiellement une action antiprothrombique et agissent en premier stade de coagulation.
Domaines à haute technologie
L’avenir des terres rares se trouve dans les domaines à haute technologie, soit d’application industrielle récente, soit en voie de développement :
– Grenats de synthèse pour électronique et optique ;
– Aimants permanents au Samarium-Cobalt, ou terre rare-Cobalt ;
– Informatique : substrats et film contenant des terres rares pour mémoires à bulles;
– Stockage de l’hydrogène par un alliage Lanthane-Nickel (LaNi5), et d’autres secteurs en cours de développement (Industrie Nucléaire comme absorbeurs de neutrons, alliages magnétostrictifs, alliages et aciers réfractaires contenant de l’Yttrium, etc.) .
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I : BREVE PRESENTATION DES TERRES RARES
I.1 : Introduction
I.2 : Définition des terres rares
I.3 : Classification et caractéristiques géologiques des terres rares
I.4 : Chimie des terres rares
I.5 : Propriété chimique des terres rares
I.6 : Conclusion
CHAPITRE II : LES MINERAIS A BASE DES TERRES RARES
II.1 : Introduction
II.2 : Récapitulation des types connus des minerais à base de terres rares
II.3 : Localisation des terres rares à Madagascar
II.4 : Conclusion
CHAPITRE III : INTERET DES TERRES RARES
III.1 : Introduction
III.2 : Application traditionnelles
III.3 : Application thérapeutiques
III.4 : Domaines à haute technologie
III.5 : Application luminophore
III.6 : Autre application
III.7 : Conclusion
DEUXIEME PARTIE : TRAVAUX EXPERIMENTAUX SUR LES TERRES RARES
CHAPITRE I : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES DES TRAVAUX DE RECHERCHES SUR LES TERRES RARES
I.1 : Introduction
I.2 : Présentation des principaux travaux expérimentaux recensés sur les terres rares
I.3 : Conclusion
CHAPITRE II : DESCRIPTION DES PROCEDES D’ISOLEMENT DES METHODES D’ANALYSE DES TERRES RARES REALISABLES AU LABORATOIRE
II.1 : Introduction
II.2 : Présentation de mode d’attaque des minerais à base de terres rares
II.3 : Présentation des modes de séparation des produits d’attaque des minerais à base de terres rares
II.4 : Analyse et interprétation d’un procédé d’isolement systématique des terres rares à partir de la Bastnaésite
II.5 : Préparation mécanique des minerais à base des terres rares
II.6 : Conclusion
CHAPITRE III : METHODES SPECIFIQUES D’ANALYSE CHIMIQUE DES TERRES RARES
III.1 : Introduction
III.2 : Méthode d’analyse connus
III.3 : Description sommaire des méthodes instrumentales les plus performantes
III.4 : Schémas et caractéristiques des appareils nécessaires
III.5 : Conclusion
TROISIEME PARTIE: ETUDES ECONOMIQUES ET FINANCIERES
CHAPITRE I : RENSEIGNEMENTS GENERAUX DU PROJET
I.1 : Introduction
I.2 : Particularités du projet
I.3 : Caractéristiques du projet
I.4 : Le laboratoire d’analyse des minerais
CHAPITRE II : ETUDE DU MARCHE ET ASPECTS MARKETING
II.1 : Introduction
II.2 : Etude du marché
II.3 : Description du marché cible
II.4 : Marché mondial des terres rares
II.5 : Aspects marketing
CHAPITRE III : ESTIMATION DES OUTILS ET LES CRITERES D’EVALUATION DU PROJET
III.1 : Introduction
III.2 : Les outils d’évaluation
III. 3 : Les critères d’évaluation
III.4 : Etude organisationnelle
III.5 : Organigramme
III.6 : Chronogramme des activités
III.7 : Conclusion
CHAPITRE IV : ETUDES FINANCIERES ET EVALUATION DU PROJET
IV.1 : Introduction
IV.2 : Coût des investissements et financement
IV.3 : Politiques de rémunération
IV.4 : Les investissements et les comptes de gestion
IV.5 : Financement du projet
IV.6: Remboursement des dettes
IV.7 : Comptes de gestion
IV.8 : Etude de faisabilité financière du projet
IV.9 : Conclusion
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
