Les métaux du groupe du platine (PGM) et l’innovation écologique

Les métaux du groupe du platine dits MGP (ou PGM en anglais pour platinum group metals) sont 6 éléments particulièrement rares, résistants à la corrosion et catalyseurs:

On parle parfois aussi de « platinoïdes ». Ils ont des propriétés proches, sont tous rares et tendent même à être associés entre eux.

Histoire: la découverte des MGP

La première référence au platine date de 1557: l’humaniste italien Jules César Scaliger décrit un métal découvert en Amérique Centrale impossible à fondre. Considéré comme une imperfection du minerai d’argent par les Espagnols, il fut baptisé platine, pour « petit argent ».

C’est le platine qui a été étudié le premier, notamment avec les recherches de Karl Von Sickingen en 1772, qui a réussi à rendre le platine malléable en le dissolvant dans l’aqua regia (un mélange d’acides chlorhydrique et nitrique aussi appelée eau régale), puis en précipitant le platine avec du chlorure d’ammonium. Néanmoins, en réalité, le métal obtenu était en fait un mélange de MGP. Cette méprise causa beaucoup d’incompréhensions et de résultats inconsistants, l’ensemble se comportant différemment selon sa composition.

On a commencé à distinguer les éléments en plus du platine au début du XIXe siècle. En 1800, Wiliam Hyde Wollaston et Smithson Tennant, deux chimistes anglais, achètent 5959 onces de platine alluvial venant d’Amérique du Sud. Le premier observa que l’eau régale dissolvait le minerai sauf quelques particules noires. Sans la partie soluble, Wollaston a découvert le rhodium et le palladium et Tennant a trouvé l’iridium et l’osmium. Ces découvertes seront publiées entre 1803 et 1804. Il fallu attendre 1844 pour que le chimiste russo-allemand Carl Ernst Klaus (aussi appelé Karl KArlovitch) découvre le ruthénium.

Propriétés et usage des Métaux du Groupe du Platine

Les principaux MGP sont le platine et le palladium, avec une production mondiale variant entre 180 et 220 tonnes par an.

L’osmium, au contraire, est produit en des quantités minuscules: moins d’une tonne par an.

La production est essentiellement concentrée en Afrique du Sud (80% de la production de platine et de palladium) et en Russie. Ils sont en général les coproduits de production de cuivre et de nickel. Il y a néanmoins aussi des gisement sous forme d’alluvions.

La propriété des MGP la plus exploitée est son rôle de catalyseur. Leur utilisation dans les pots catalytiques représente l’essentielle de leur consommation (40% du platine, 67% du palladium et 81% du rhodium selon le BRGM). Ils sont aussi utilisés dans des procédés industriels de catalyse. Enfin, on les retrouve évidemment dans les piles à combustibles et électrolyseurs, notamment ceux utilisant les membranes échangeuses de protons.

Le second usage le plus important est en bijouterie. Les MGP sont en effet extrêmement brillants et durables, ils sont donc appréciés en joaillerie et en horlogerie. On en retrouve aussi dans les pointes de stylo plume.

La demande de certains MGP a explosé, notamment sous l’influence de l’augmentation de véhicules dans les pays émergents.

Les métaux du groupe du platine et innovation écologique

Les technologies d’électrolyse et de pile à combustible à basse température, surtout celles fondées sur la technologie de la membrane échangeuse de protons, demandent relativement beaucoup de MGP, notamment du platine. Comme nous l’avons évoqué, ces métaux sont très demandés, c’est donc une limite au développement de ces technologies.

Ces matériaux ont des propriétés extraordinaires de conductivité et de résistance, qui pourraient aussi être utilisées en électronique. Leur rareté doit néanmoins toujours être prise en compte pour évaluer la viabilité d’un choix technologique.