Le terme terres rares
réfère habituellement à la série du
lanthanum (nombre atomique 57 à 71) avec l'yttrium (39),
aussi appelées lanthanides (39, 57 à 71).
Elles se rencontrent ensemble en
différentes combinaisons dans plusieurs minerais :
-monazite,
-xénotime,
-gadolinite,
-samarskite,
-fergusonite,
-apatite,
-euxénite,
-bastnaesite,
principalement dans les pays suivants
:
-Norvège,
-Suède,
-États-Unis,
-Australie,
-Indes,
-Canada,
-Brézil.
Elles ont des structures
moléculaires similaires, ce qui rend leur séparation
difficile.
Ce sont tous des métaux
relativement mous, malléables, avec un brillant
argenté luisant, quoique certains s'oxydent facilement
à l'air.
La plus fréquemment
rencontrée est le cérium qui est plus abondant que
le plomb et le cuivre.
Procédés
Industriels et Utilisations :
Les terres rares sont le sujet de
beaucoup de recherche et de nouvelles utilisations seront
trouvées.
Le cérium est utilisé
dans :
-le verre optique,
-les électrodes,
-l'imprimerie,
-la teinture,
-la céramique,
-les feux d'artifice,
-les alliages métalliques,
-la protection contre les moisissures
(industrie du textile),
-les balles traçantes,
-les tiges d'arc au charbon,
-etc.
Le praséodymium est
utilisé:
-pour colorer le verre,
-pour faire des noyaux d'arc pour
lumières dans les machines de projection de cinéma,
projecteurs, et autres situations d'éclairage intense.
-pour fabriquer des alliages comme la
plupart des terres rares.
Le néodymium est une source de prométhium.
Il est utilisé :
-pour fabriquer du verre de couleur
pourpre,
-pour doper les " glass lasers ".
-pour fabriquer des tiges d'arc au
charbon.
Le prométhium est utilisé pour les cadrans
lumineux.
Le samarium est utilisé
:
-dans la fabrication de verre absorbant
les rayons infra-rouges,
-comme dopant pour lasers,
-comme absorbeur de neutrons dans les
réacteurs nucléaires,
-comme constituant des phosphores de
télévision.
Le terbium est employé comme dopant pour
semi-conducteurs et lasers.
L'erbium est utilisé
:
-en métallurgie,
-en recherche nucléaire,
-pour colorer le verre et la
porcelaine.
Le thullium a 16 isotopes importants. L'isotope 170 est
utilisé dans de petites unités portables de
radiation.
L'ytterbium est utilisé dans :
-les lasers,
-les alliages,
-comme source de rayons-x dans des
appareils portables pour irradiation.
L'ytterbium 169 émet des rayons
gamma et est utilisé pour radiographier de petites
pièces coulées et autres petits
matériels.
L'yttrium est utilisé
:
-dans le verre optique,
-en céramique,
-dans les tubes de
téléviseurs couleurs,
-dans les alliages pour augmenter leur
solidité.
L'europium peut être
utilisé pour détecter le chrome dans l'eau
contaminée.
Utilisations en
Médecine :
Plusieurs terres rares furent et/ou sont
utilisées comme outils diagnostiques et
thérapeutiques en médecine.
Analyse des Terres Rares :
À l'exception du cérium,
la spectrophotométrie par absorbtion atomique est la
méthode de choix pour la mesure quantitative des terres
rares.
Effets Biologiques :
I-Absorbtion :
Les métaux tirés des
terres rares ne sont pas absorbés par la peau, sont mal
absorbés par l'appareil gastro-intestinal, et sont
lentement absorbés par les poumons, ou par injection. Suite
à l'absorption, le scandium et les métaux
tirés des terres rares tendent à se concentrer dans
le foie et le squelette. Le transport vers l'os est plus important
avec les terres rares ayant un nombre atomique plus
élevé. Après le dépôt dans le
squelette, il peut se passer des années avant que
l'élimination ne soit complétée. Le
jeûne diminue l'excrétion.
II-Données Cliniques
:
A-Générales :
Des maux de tête et des
nausées ont été rapportés suite
à l'exposition à des poussières et
fumées provenant de l'utilisation des carbones
légers creusés contenant du lanthanum.
B-Poumons :
1-Exposition Aigue :
Si inhalés en assez grande
quantité, les composés des terres rares peuvent
produire de la pneumonite chimique aiguë d'irritation, et de
la bronchite.
2-Exposition Chronique :
On a rapporté plus de 20 cas de
pneumoconiose professionnelle, principalement chez les
photo-graveurs et les projectionistes, suite à l'inhalation
chronique de fumées d'oxydes de terres rares provenant de
lampes à arc au carbone. Le cérium, le lanthane, et
le néodyme sont les principaux oxydes de ces fumées;
mais le samarium, le terbium, l'ytterbium, et le luténium
ont été également retrouvés dans les
nodules fibrotiques de cette pneumoconiose. Dans certains de ces
cas, des niveaux anormaux de ces terres rares ont
été trouvés dans les ongles suggérant
une absorption par les poumons.
C-Peau :
On a observé que le chlorure de
terbium est un irritant de la peau intacte. Les chlorures de
gadolinium et de samarium ont produit des ulcères sur la
peau déjà lésée.
Les chlorures de lutétium et
d'europium ont causé des cictrices étendues sur la
peau endommagée, et, avec le dysprosium, l'holmium, et
l'erbium, des nodules suite à des injections
intradermiques.
D-Yeux :
Le chlorure de chacune des terres rares
a causé de l'irritation oculaire sous forme de
conjonctivite passagère. En outre, le chlorure de terbium a
produit des dommages cornéens. Les lanthanides peuvent
produire de l'opacité de la cornée
endommagée.
Méthodes Diagnostiques :
Il n'y a aucun signe ou symptôme
pathognomonique de la toxicité des lanthanides. Un
historique d'exposition peut être nécessaire au
diagnostique.
A-Radiographie Pulmonaire :
1-Exposition aigue :
Une radiographie pulmonaire après
inhalation aiguë massive peut montrer des signes
d'oedème ou de pneumonite
2-Exposition Chronique :
L'inhalation chronique peut produire une
image nodulaire diffuse sur la radiographie du poumon due à
la présence de nodules fibrotiques contenant des terres
rares. Les épreuves de la fonction pulmonaire peuvent
montrer un syndrome restrictif. L'analyse par fluorescence aux
rayons-x avec dispersion de l'énergie du liquide de lavage
broncho-alvéolaire peut établir ou confirmer
l'exposition professionnelle des travailleurs aux terres rares.
B-Excrétion Urinaire :
L'excrétion de métaux
provenant des terres rares dans l'urine est une petite partie de
tout ce qui est excrété par l'organisme, mais elle
peut être mesurée précisement. Aucune norme
urinaire n'a été établie, parce qu'on ne sait
pas encore s'il y a une corrélation entre le niveau
urinaire et l'exposition, ou l'excrétion fécale.
C-Excrétion Fécale:
Des évaluations de l'ingestion
ont été habituellement basées sur des mesures
de terres rares dans les selles. L'excrétion fécale
des lanthanides est mesurable. Le niveau de l'excrétion
change considérablement selon la voie d'exposition et la
solubilité du lanthanide. Aucun indice de toxicité
basé sur l'excrétion fécale n'a
été établi, mais la mesure des niveaux
fécaux est un moyen plutôt incommode pour surveiller
l'exposition.
Traitement :
Certains lanthanides retardent la
guérison, causent de l'irritation et des ulcères de
la peau endommagée, et forment des nodules intradermiques.
Un soin supplémentaire devrait être appliqué
pour le nettoyage des blessures souillées par un
lanthanide.
Si l'on suspecte une toxicité aux
lanthanides, le patient devrait être retiré de
l'exposition. Il n'y a aucune thérapie spécifique,
et le traitement de toute trouvaille clinique qui est
censée être liée à une exposition aux
lanthanides, telle que la pneumonite chimique aigue, une
hématurie ou leucopénie, devrait traitée de
façon habituelle.
Limite de l'Exposition
:
La VEMP (Valeur d'Exposition Moyenne
Pondérée) est de 1mg/m3 au Québec pour
l'yttrium.
Contrôle de
l'Exposition :
L'ingestion fortuite est
considérée inoffensive.
Le contact cutané devrait
être évité, particulièrement avec les
terres rares du groupe du terbium et de l'ytterbium.
Les employés avec des coupures de
la peau, des abrasions, de la dermatite, de la conjonctivite, des
blessures cornéennes ou un kératocône ont
besoin d'une protection qui empêchera la contamination des
lésions de la peau ou de l'œil, quelque soit la terre rare
mise en cause.
Les employés avec pathologie
pulmonaire, diminution de la fonction pulmonaire, ou avec
présence de fins nodules pulmonaires (pneumoconiose)
à la radiographie pulmonaire ont besoin d'une attention
particulière afin d'éviter l'exposition aux
poussières et fumées de terres rares.
Une attention particulière
devrait aussi être donnée pour éviter
l'exposition aux terres rares chez les employés ayant un
temps de coagulation sanguine augmenté, ou
leucopénie.
Les terres rares chauffées
dégagent des fumées toxiques qui devront être
contrôlées.
Références :
1-Occupational Medicine, Zenz C.,
dernière édition.
2-Sax's Dangerous Properties of
Industrial Materials, Lewis C., dernière
édition.
3-Toxicologie Industrielle et
Intoxications Professionnelles, Lauwerys RR..,dernière
édition.
4-INRS, Exposition aux
poussières de terres rares, Peltier A., 1986
Edouard Bastarache M.D.
(Médecin du
Travail et de l'Environnement)
Auteur de «
Substitutions de matériaux céramiques
complexes »