Le rhénium est un métal de transition dont le numéro atomique est 75. Sa masse atomique est de 186,207 u, et il reste solide à température ambiante. Sa singularité tient notamment à sa température de fusion très élevée, indiquée dans la fiche d’identité, et à son rôle dans des matériaux conçus pour fonctionner sous forte chaleur. Ces qualités expliquent ses usages dans l’aéronautique et l’industrie chimique, alors même que le métal est rare et rarement extrait pour lui-même.
Où trouve-t-on le rhénium ?
Dans la nature, le rhénium est présent en très petites quantités et se substitue souvent au molybdène dans la molybdénite, un minéral de formule MoS₂. Il est rarement rencontré sous forme de métal natif ou dans un minerai exploité exclusivement pour lui. L’US Geological Survey décrit sa récupération comme un sous-produit de l’exploitation de minerais de cuivre et du traitement de concentrés de molybdénite.
Concrètement, le rhénium est récupéré lors du traitement industriel de ces concentrés, notamment à partir des poussières produites pendant leur grillage. Il peut aussi être recyclé à partir de catalyseurs usés et de rebuts d’alliages. Comme sa production dépend de filières minières dont l’objectif premier est d’obtenir d’autres métaux, sa disponibilité n’est pas directement liée à l’extraction d’un minerai de rhénium dédié. L’Élémentarium de la Société chimique de France détaille sa présence dans la molybdénite et les grandes étapes de sa récupération.
Pourquoi l’ajoute-t-on aux alliages ?
Le principal intérêt du rhénium est de contribuer aux propriétés d’alliages qui doivent conserver leurs performances à haute température. Il est ajouté à des superalliages, notamment à base de nickel, employés dans des pièces de turbines de moteurs d’avion. Il entre également dans des alliages avec le tungstène ou le molybdène. La fiche de l’laboratoire national de Los Alamos cite aussi des thermocouples tungstène-rhénium, qui servent à mesurer des températures élevées, ainsi que des filaments pour certains appareils de mesure.
Le rhénium n’est pas seulement utilisé sous forme métallique ou dans les alliages. Associé au platine, il sert de catalyseur dans certaines opérations de raffinage du pétrole. Un catalyseur accélère une réaction chimique sans être consommé de la même manière qu’un réactif. L’US Geological Survey mentionne notamment les catalyseurs platine-rhénium employés pour produire des hydrocarbures à indice d’octane élevé. Les composés du rhénium présentent plusieurs états d’oxydation, dont +7, +6 et +4, ce qui correspond à une chimie aux formes variées.
Que révèle sa place dans le tableau périodique ?
Le rhénium appartient au groupe 7 et à la période 6. Il se trouve dans le bloc d, parmi les métaux de transition. Sa configuration électronique est donnée dans la fiche d’identité du gabarit. Sa position est utile pour le situer parmi les métaux, mais elle ne suffit pas, à elle seule, à déduire ses applications : celles-ci reposent sur les propriétés mesurées du métal et de ses alliages.
Le nom « rhénium » vient du Rhin. L’élément a été découvert en 1925 par Walter Noddack, Ida Tacke et Otto Berg, selon l’Institut UTINAM associé au CNRS. Ses deux isotopes naturels sont le rhénium 185 et le rhénium 187, dont les proportions figurent dans la fiche d’identité. Ainsi, l’élément est à la fois un métal extrêmement rare dans la croûte terrestre et une matière première utile dans des équipements où la tenue à la chaleur est déterminante.