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Transition énergétique global : réduire les émissions de CO2

Transition énergétique global : réduction des émissions de CO2

mai 4, 2022

Le Palladium – en référence à l’astéroïde

Publié par ADIMAS - publié avril 28, 2022 - mis à jour janvier 18, 2023

Parmi les métaux recyclables stratégiques que l’on peut trouver dans une carte à puce, on compte le cuivre, l’or et le palladium. La valeur marchande de ce dernier, moins célèbre, est aujourd’hui plus élevée que celle de l’or.

Histoire du palladium

Le palladium a été découvert par le chimiste anglais William Hyde Wollaston en 1803, à la suite d’une analyse effectuée sur du platine brut provenant d’Amérique du Sud.

Wollaston nomma sa découverte Palladium, en référence à l’astéroïde Pallas, lui-même découvert en 1801. Ce fut le deuxième astéroïde découvert par l’Homme. Le nom « Pallas » désigne une naïade, fille de Triton, ou un surnom de la déesse grecque de la sagesse, Pallas Athéna.

Wollaston a découvert le palladium en suivant un procédé unique : « Il a dissous le minerai dans l’eau régale, en neutralisant la solution avec de la soude, puis en précipitant le platine sous forme de chloroplatinate d’ammonium ((NH4)2PtCl6) par du chlorure d’ammonium. Il a ensuite ajouté du cyanure mercurique pour former le cyanure de palladium, qu’il a finalement chauffé pour extraire le palladium métal. »

Numéro atomique : Z=46

Masse volumique : 12,02 g.cm-3

Conductivité électrique : 9,5 x106 S.m-1

Conductivité thermique : 71,8 W.m-1.K-1

Dureté : 4,75

Le palladium fut d’abord vendu sous le nom de nouvel argent. Avant ses usages modernes, on en faisait un remède contre la tuberculose ou des convertisseurs catalytiques.

Gisements

Le palladium, le platine, le rhodium, le ruthénium, l’iridium et l’osmium (Os) forment la famille des platinoïde, les métaux du groupe du platine. Ces éléments possèdent des propriétés chimiques proches et sont associés dans leurs gisements naturels.

On rencontre le palladium à l’état natif (sous forme de métal) finement divisé. Il est associé à d’autres éléments, notamment le platine, dans la majorité des minerais. Ce dernier peut être trouvé comme métal libre, allié avec de l’or ou encore d’autres platinoïdes. (1)

Les gisements de platinoïdes se trouvent généralement dans des roches magmatiques. Le magma permet au métal de remonter en surface, au travers de la croûte terrestre. C’est le cas pour les principaux gisements mondiaux comme :

Le complexe igné de Bushveld en Afrique du Sud, une des plus riches zones minières de la planète, notamment pour les platinoïdes.
Norilsk en Russie, au nord de la Sibérie, ville polaire la plus polluée au monde.
Les nombreuses mines d’Ontario au Canada, ainsi que la mine de nickel Raglan, sur les terres Inuit du Québec.
La Stillwater Mine du Montana est la seule mine productrice de palladium des Etats-Unis. La mine est la propriété d’une société Sudafricaine depuis 2016.

Dans les grands gisements, les platinoïdes sont souvent associés à des sulfures de nickel et de cuivre. (2)

La Russie assure environ 37 % de la production mondiale de palladium et l’Afrique du Sud 40 %.

Sur l’année 2021, la production mondiale était de 200,8 tonnes, avec respectivement 74t pour la Russie et 80t pour l’Afrique du Sud, qui dominent largement le marché. Nous trouvons ensuite le Canada avec 17t, puis les États-Unis et le Zimbabwe avec respectivement une production de 14 et 13 tonnes.

Tous les autres producteurs du monde ne cumulent ensemble que 2.8t. (3) Avec ces données, on comprend que la production de palladium est contrôlée par un très petit nombre d’acteurs.

ADIMAS | Production mondiale de palladium en 2021

Caractéristiques du palladium

Le palladium est un métal de couleur blanche / argentée.

Il est malléable, mou et assez semblable au platine. C’est le moins dense des platinoïdes (ruthénium, rhodium, osmium, iridium et platine) et possède le plus faible point de fusion d’entre eux.

Ce métal possède la capacité rare d’absorber jusqu’à 900 fois son propre volume de dihydrogène à température ambiante.

Ses caractéristiques le rendent adapté à plusieurs applications. Entre autres, il ne ternit pas au contact de l’air. Il conduit l’électricité, mais tout de même bien moins que les meilleurs conducteurs comme l’argent, le cuivre ou l’or.

Il est plus résistant à l’usure que d’autres métaux utilisés en électronique et connectique.

Par exemple, le module d’Young est une constante, notée E, qui décrit la force applicable à un matériau avant que celui-ci ne se déforme. Plus elle est grande, plus le matériau est considéré rigide, car il faut plus de force pour le déformer.

Le module d’Young du palladium est EPd=121,0 GPa, celui de l’or est EAu=79,0 GPa.

Par comparaison, le palladium est un matériau plus rigide, moins souple que l’or. Il est plus difficile de le déformer.

Par comparaison, le palladium est un matériau plus rigide, moins souple que l’or. Il est plus difficile de le déformer.

Utilisation du palladium

Le palladium est parfois employé dans les cartes à puce, comme revêtement sur les contacts électroniques. Il est choisi car plus résistant à l’usure que l’or qu’il protège, tout en restant résistant à la corrosion ou l’oxydation. Il est malléable, donc facilement applicable en fines couches. S’il n’est pas parmi les métaux les plus conducteurs d’électricité, il est tout de même utilisable sur les connecteurs électroniques. En somme, le palladium est apprécié en connectique car on peut en faire des contacts électroniques performants et qui résistent à une friction répétée.

Ce métal précieux est principalement utilisé par l’industrie automobile, pour la fabrication des pots catalytiques des voitures à essence.

Il sert de catalyseur pour transformer les émissions de CO2 en aidant à dissocier très efficacement le dioxygène O2 en atomes O* (radicaux libres) qui attaquent et décomposent les composés nocifs.

Il est aussi utilisé dans l’électronique, dans la fabrication d’ordinateurs et de smartphones, où dans des puces, circuits imprimés, circuits intégrés, etc…

Il sert aussi d’électrode dans les piles à combustible, où il est très utile pour sa faculté à capter le dihydrogène. Cependant, il est trop coûteux pour une application industrielle. Le palladium est également employé dans les alliages dentaires et en joaillerie.

Le graphique ci-dessous illustre les principales utilisations industrielles du palladium en 2020 (4).

ADIMAS | utilisations des métaux industrielles

Cours du Palladium

Entre 2009 à 2022, le prix du palladium a fortement augmenté. En effet, la valeur du palladium surpasse celle de l’or depuis 2019.

Fait intéressant, les premières applications du palladium en électronique visaient à le substituer à l’or, dont il pouvait être une alternative moins coûteuse. Aujourd’hui ce n’est plus le cas, le coût du palladium ayant surpassé celui de l’or.

Cours de l’once de palladium, de 2009 à 2022 (5) :

On peut observer que le record de prix du palladium a été atteint en 2022, à 3177,74 € l’once soit environ 100 000 € le kg (1once = 28,35g).

Mais en règle générale, le cours de ce métal dépend fortement de l’état financier des industries automobiles. Si ces industries enregistrent des baisses, le cours du palladium tend à suivre le même chemin. (6)

La volatilité du marché, néanmoins en hausse, s’explique notamment par les normes environnementales du secteur automobile, devenues plus strictes.

D’autres facteurs comptent dans la flambée du prix du palladium :

Augmentation de la demande des autres secteurs, comme l’électronique (pour produire des connecteurs) et la joaillerie.
Baisse du niveau d’extraction : les mines des deux pays les plus producteurs (Russie et Afrique du Sud) sont vieillissantes et aucune découverte majeure de palladium n’a été réalisée ces dernières années.
Coupures d’approvisionnement : Avec la guerre en Ukraine, l’Union européenne a interdit son espace aérien aux vols russes, or l’avion en est le moyen de transport habituel. Cela perturbe considérablement les exportations.

Demande et Réserves

En 2020, la Chine était le principal pays consommateur de palladium (7), avec 32% de la demande mondiale. En deuxième position, on retrouve l’Europe qui représente environ 19,8% de la consommation de palladium. L’Amérique du Nord se place en troisième avec une consommation de 19,2%.

ADIMAS | Consommations de Palladium 2020

En 2020, 311,3 tonnes de palladium ont été consommées dans le monde.

Concernant les stocks gouvernementaux, jusqu’en 2005, les productions russes de platinoïdes n’étaient pas connues (secret d’État), seul le résultat du déstockage l’était. Toutefois, en 2003 le stock de palladium était estimé à 370 tonnes (7). Entre 2005 et 2012, on estime que les ventes du stock russe ont porté sur 237 tonnes de palladium.

D’autre part, le stock des ressources de palladium pourrait prendre fin autour de 2023 (8). Il y a un stock de 3500 tonnes de palladium sur Terre et la production mondiale annuelle serait d’environ 250 tonnes par an.

Cela explique en partie la hausse du cours du palladium et le fait que ce métal soit l’une des 14 matières premières critiques identifiées par l’Union européenne. L’offre de palladium risque de diminuer en même temps que la demande augmente. (9)

Recyclage

L’une des caractéristiques des platinoïdes est leur grande capacité à être recyclés. Ils ont un bon taux de recyclage en fin de vie. De plus, le recyclage du palladium permet un gain énergétique de 92% à 98% (10).

Par ailleurs, en 2020, 97 tonnes de palladium ont été recyclées dans le monde, provenant à 85,7 % de la catalyse automobile, 0,4 % de la bijouterie, 13,8 % d’applications industrielles. Ce recyclage provient à 48,3 % d’Amérique du Nord, à 15,2 % d’Europe de l’Ouest et à 12,5 % du Japon.

Le recyclage du métal est une alternative qui évite les conséquences environnementales de l’extraction minière. La conscience des industries ayant recours aux métaux doit être développée, en vue de protéger nos écosystèmes mais aussi pour faire face aux difficultés d’approvisionnement qui peuvent survenir à l’avenir.

En savoir plus sur la valorisation des métaux.