Qu’est-ce qui se trouve dans votre téléphone et vos autres gadgets intelligents?

Mines

De nos jours, les technologies de pointe (qu’on pense aux téléphones intelligents, aux véhicules à émission zéro ou au matériel médical qui sauve des vies) sont un mode de vie. En effet, la société se fie à ces dispositifs et cherche à réduire son empreinte carbone. Par contre, vous êtes-vous déjà demandé d’où vient notre technologie moderne? Que tenez-vous dans vos mains? Qu’est-ce qui se trouve sous le capot de votre véhicule électrique?

Mai 2021

Par Michael Parsons, Ph.D., chercheur scientifique à la Commission géologique du Canada (CGC), Ressources naturelles Canada (RNCan)

La plupart d’entre nous passent probablement plus de temps sur leurs téléphones et autres gadgets électroniques qu’ils veulent l’admettre. Pour moi, cependant, leur utilisation fait partie de mon travail! Je ne fais pas que fureter sur le Web ou regarder des vidéos. Je réfléchis aussi à leurs composantes et me demande comment le Canada peut aider à répondre à la demande toujours croissante pour ces appareils.

Je connais les matières premières qui entrent dans la fabrication des téléphones intelligents. Je sais quels éléments sont nécessaires pour trouver des sources d’énergie qui génèrent moins de carbone et créer des batteries rechargeables. Ces questions sont fondamentales pour que le secteur minier du Canada opère dans l’environnement d’aujourd’hui. Bon nombre de ces technologies exigent des matières critiques, comme des éléments des terres rares, dont l’approvisionnement se fait souvent à l’étranger dans des conditions environnementales et sociales difficiles.

Michael Parsons, chercheur scientifique à RNCan, se tient devant un panneau d’affichage avec un téléphone portable dans sa main gauche. — Michael Parsons devant son exposition, lors des portes ouvertes de 2017 de l’Institut océanographique de Bedford situé à Dartmouth, en Nouvelle-Écosse. Les téléphones intelligents sont pleins d’ETR.

Que sont les éléments des terres rares?

En plus d’éléments plus connus comme le nickel et le cuivre, votre téléphone intelligent et de nombreuses nouvelles technologies ont recours aux éléments des terres rares (ETR). Il existe 17 ETR différents, qui portent des noms que la plupart des gens n’ont jamais entendu : dysprosium, thulium, yttrium, etc. Ces éléments jouent un rôle essentiel dans la technologie moderne. Ils sont utilisés pour les couleurs vives des affichages; l’équipement d’imagerie médicale avancée utilisé pour diagnostiquer plus rapidement et plus exactement des maladies; les aimants qui génèrent de l’électricité dans les éoliennes; et les batteries des dernières voitures électriques et hybrides. Ce ne sont que quelques exemples de technologies qui dépendent des propriétés uniques des ETR pour fonctionner.

Malgré leurs noms, la plupart des ETR sont relativement abondants dans la croûte terrestre; ils peuvent même être plus abondants que d’autres éléments, comme l’or et le platine. Les ETR se trouvent dans de nombreux types de gisements, partout dans le monde. Cependant, leur similarité chimique rend très difficile la tâche de les séparer les uns des autres. Les 17 ETR sont souvent regroupés sous le terme générique « minéraux critiques », soit les matériaux essentiels à la société moderne, mais dont l’approvisionnement est à risque pour diverses raisons : rareté géologique, contrôle politique des exportations, faible taux de recyclage ou préoccupations concernant les répercussions environnementales ou sociales de l’exploitation.

La Chine est le principal producteur mondial d’ETR, avec environ 60 % de la production annuelle mondiale en 2020. Par contre, de nombreux autres pays cherchent de nouveaux gisements d’ETR et développent des méthodes améliorées d’extraction des ETR de la terre, qui sont rentables et qui ne nuisent pas à l’environnement.

Petite roche multicolore posée sur un morceau de papier. La roche est un échantillon de carbonatite avec du niobium et des ETR provenant d’Oka (Québec). — Échantillon de carbonatite avec du niobium et des ETR provenant d’Oka (Québec).

Possibilités pour le Canada

Le Canada possède certaines des plus grandes réserves et ressources connues d’ETR du monde, et de nombreuses entreprises travaillent fort à faire entrer de nouvelles mines en production. En réponse à la demande mondiale croissante pour ces éléments, le gouvernement du Canada a publié sa toute première liste de minéraux critiques (notamment les ETR) en mars 2021 pour contribuer à faire du Canada une source fiable de ces matériaux essentiels. Ces minéraux sont primordiaux pour soutenir notre transition vers une économie numérique et à faibles émissions de carbone. Or, le Canada est en bonne position pour fournir davantage de ces ressources, comme l’expose le récent Plan canadien pour les minéraux et les métaux.

Bien qu’il soit important pour nous, comme citoyens, d’opter pour des technologies plus écologiques, il est également essentiel pour nous tous de mieux comprendre l’empreinte écologique de nos dispositifs électroniques. Il est primordial de trouver de nouvelles façons de se procurer les minéraux critiques tout en minimisant les répercussions sur l’environnement et les collectivités. Le Canada peut apporter sa contribution dans toutes ces sphères.

Dans le cadre du Programme de géosciences environnementales, les scientifiques de la CGC ont récemment examiné une ancienne mine d’Oka (Québec) qui contient des ETR, ainsi que son principal gisement de niobium, un élément chimique utilisé dans des matériaux très conducteurs, tels que ceux servant à l’équipement d’imagerie médicale. Cette étude avait pour principaux objectifs d’aider à prévoir les répercussions environnementales éventuelles, dans les futures mines d’ETR partout au Canada, et d’orienter la gestion des déchets miniers.

Michael Parsons est assis dans un bateau au milieu d’un plan d’eau, un appareil de mesure à la main servant à déterminer la qualité de l’eau d’une ancienne mine. — Michael Parsons mesure la qualité de l’eau de surface dans un puits inondé ouvert, à l’ancienne mine de niobium du Saint-Laurent, à Oka (Québec).

D’après leurs analyses, les scientifiques ont constaté qu’en plus des ETR, le minerai et les déchets miniers de ce site sont également enrichis d’uranium, de thorium et de fluorure. Les métaux et les radionucléides (atomes qui subissent la décroissance radioactive) dans le substratum local et les déchets miniers sont relativement immobiles dans les eaux de surface, mais se déplacent plus librement dans les eaux souterraines profondes. Le ruissellement des déchets miniers contient de faibles concentrations d’uranium, d’ETR et d’autres métaux, mais de fortes concentrations de fluorure et de sulfate, ce qui peut poser un risque pour la vie aquatique.

Les résultats de cette étude de la CGC s’inscrivent en complémentarité d’autres recherches en cours à RNCan, notamment l’initiative de recherche-développement sur les ETR du Canada, menée par CanmetMINES, et l’Initiative géoscientifique ciblée de la CGC, renouvelée récemment. Collectivement, ces programmes de recherche aident à trouver de nouvelles sources de minéraux critiques au Canada, à aborder les enjeux clés du traitement et à améliorer les méthodes d’atténuation des répercussions environnementales de l’exploitation minière.

Ce domaine de recherche-développement prometteur fournira les connaissances nécessaires pour rendre notre secteur des minéraux et des métaux plus concurrentiel et aidera à montrer que le Canada est un fournisseur écoresponsable de métaux critiques.

Alors, la prochaine fois que vous poserez vos yeux sur votre téléphone, démarrerez votre véhicule électrique, regarderez votre téléviseur à écran plat ou vous rendrez à l’hôpital pour un rendez-vous d’imagerie médicale, vous vous rappellerez que rien de tout cela ne serait possible sans les ETR et les autres minéraux critiques.