Récupérer les terres rares grâce à la cellulose

Le dysprosium est une des terres rares dites lourdes les plus largement utilisées. On la retrouve ainsi dans la conception de puissants aimants pour les moteurs et les générateurs, ainsi que dans les semi-conducteurs notamment. Ce métal est central dans le développement des appareils magnétiques avancés et dans les technologies d’énergie propre, du fait de sa grande stabilité thermique. Mais séparer cette terre rare lourde de terres rares légères comme le néodyme reste extrêmement difficile. La faute à de subtiles différences de rayon ionique et de nombre de coordinations – c’est-à-dire le nombre d’atomes, de molécules ou d’ions voisins les plus proches dans les trois dimensions d’un atome central. Selon les prévisions, la demande en dysprosium devrait augmenter de 2600 % sur les 25 prochaines années ! Parvenir à le recycler de manière efficace et respectueuse de l’environnement est donc un défi à relever prestement, ce que se sont évertuées à réaliser des équipes de recherche de l’université Park et de l’université d’État de l’Iowa. Leurs travaux ont été publiés le 16 février 2026 dans le journal Advanced Functional Materials.

Adsorption réussie du dysprosium par la nanocellulose

Actuellement, l’extraction des terres rares passe majoritairement par l’usage de solvants. Cependant, cette méthode est peu efficace avec une sélectivité faible, sans compter la pollution chimique et ses répercussions environnementales. Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont donc cherché à partir d’un « filtre » biosourcé. Ils se sont plus précisément penchés sur la cellulose, cet élément fondamental composant les parois cellulaires des plantes. En ajustant sa structure moléculaire, les équipes de recherche sont parvenues à créer un très petit matériau cristallin – à peine 100 nanomètres de long, soit 1000 fois plus petit qu’un cheveu humain ! Cette nanocellulose était couverte à chaque extrémité de minuscules chaînes de cellulose (ou nanocristaux) ayant l’allure de cheveux.

Pour utiliser leur filtre, les chercheurs l’ont plongé dans une solution aqueuse de néodyme et de dysprosium. L’idée était d’observer la capacité de la nanocellulose à séparer les métaux dissous par adsorption, autrement dit en collectant sélectivement leurs ions en surface. Et effectivement, une fois exposée à la solution, la nanocellulose a montré une sensibilité spécifique au dysprosium comparée à d’autres matériaux en cellulose. Sa sélectivité envers le dysprosium était ainsi 16,65 fois supérieure à celle du néodyme. À l’avenir, cette nouvelle technologie d’isolation et de récupération du dysprosium pourrait ouvrir la voie en tant que moyen commercial plus rapide et plus propre de recycler les différentes terres rares.