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Aug 08, 2023

Des aimants frapperont les milliardaires de demain

Dans l'une des scènes les plus emblématiques de The Graduate, le jeune personnage de Dustin Hoffman, Benjamin Braddock, reçoit des conseils d'investissement non sollicités d'un ami de la famille : « les plastiques ». Rejouez cette scène aujourd'hui

Dans l'une des scènes les plus emblématiques de The Graduate, le jeune personnage de Dustin Hoffman, Benjamin Braddock, reçoit des conseils d'investissement non sollicités d'un ami de la famille : « les plastiques ».

Rejouez cette scène aujourd'hui et l'imprudent Benjamin pourrait entendre un mot différent : aimants. Ces dernières années, l’humble aimant est devenu absolument essentiel dans un certain nombre d’industries modernes, des véhicules électriques aux éoliennes. Il s’agit d’un élément de base de haute technologie sur lequel des fortunes seront bâties.

L’histoire peu connue de la conquête du monde par les aimants ne se limite pas aux métaux exotiques et à la recherche de pointe. De plus en plus, c’est une histoire de géopolitique, avec les tensions croissantes entre la Chine et les États-Unis qui occupent une place centrale dans l’histoire.

Avant la révolution industrielle, les seuls objets possédant des propriétés magnétiques permanentes étaient les magnétites : des morceaux de magnétite minérale. Les « pierres » étaient composées de trois parts de fer pour quatre parts d’oxygène, ainsi que d’une poignée d’autres ingrédients essentiels, dont l’aluminium, le titane et le manganèse. Et enfin et surtout, la foudre.

Lorsqu'un morceau de magnétite est frappé par un éclair venu du bleu, le champ magnétique de la foudre réorganise les ions dans la roche, conférant des propriétés magnétiques à sa surface. Ce phénomène remarquable contribue à expliquer pourquoi les aimants naturels étaient des curiosités précieuses avant l’ère moderne.

À un moment donné, à l'époque médiévale, quelqu'un a trouvé un autre moyen : frotter une aiguille de fer sur une magnétite et l'aiguille, elle aussi, a acquis des pouvoirs magnétiques. Cette découverte, qui a conduit à l'invention de la boussole, était sans doute la première utilisation pratique d'un aimant (même s'il convient de noter que certains médecins médiévaux croyaient également que les magnétites pouvaient guérir la calvitie et, en prime, servir d'aphrodisiaque).

Aux XVIIIe et XIXe siècles, les scientifiques ont découvert qu’un courant électrique traversant un fil confère à certains métaux des propriétés magnétiques. Les « électroaimants » qui en ont résulté ont trouvé leur place dans de nombreuses applications industrielles. Mais ils ne fonctionnaient que lorsque le courant était allumé, ce qui limitait leur utilité et incitait à rechercher d’autres aimants « permanents ».

Les premiers progrès en matière d’aimants de base en fer ont eu lieu avec le développement d’alliages d’acier façonnés dans un champ magnétique. Ces alliages avaient un pouvoir magnétique bien plus élevé que les magnétites ordinaires, mesuré par une unité connue sous le nom d'oersteds (du nom du scientifique danois Hans Christian Ørsted). Mais cela ne suffisait toujours pas pour jouer un rôle fiable dans tout type de moteurs électriques.

Le Japon a pris les devants en 1918 et, dans les années 1930, a développé une nouvelle génération d’aimants permanents en faisant lever du fer ordinaire avec de l’aluminium, du nickel et du cobalt – d’où le nom d’aimants Alnico. Ces méga-aimants dépassaient leur poids, produisant 400 oersteds contre 50 pour une simple magnétite. Puis vint la découverte que le recuit de ces alliages dans un champ magnétique multipliait encore leurs pouvoirs.

Le monde possédait désormais des aimants permanents capables de remplacer les électro-aimants. Après la Seconde Guerre mondiale, ces nouveaux aimants ont rapidement trouvé un rôle croissant dans tous les domaines, des moteurs électriques aux capteurs, jauges de carburant, microphones et autres appareils.

En 1958, un scientifique autrichien peu connu, Karl J. Strnat, arrive aux États-Unis pour aider l'armée de l'air à développer des aimants encore plus puissants pour ses missiles et ses avions de pointe. Strnat possédait une expertise dans un groupe ésotérique d'éléments connus sous le nom de terres rares, 15 éléments qui s'étendent sur une ligne horizontale sous le tableau périodique de base, commençant par le lanthane et se terminant par le lutécium.

Bien qu’elles ne soient pas particulièrement rares, les terres rares étaient difficiles à traiter et à purifier. Mais de nouvelles méthodes inspirées du projet Manhattan ont permis aux chimistes d’extraire des terres rares individuelles en quantités considérables. Strnat et ses collègues sont devenus convaincus que ces éléments étaient des candidats prometteurs pour une nouvelle génération d'aimants. Malheureusement, les éléments ont commencé à perdre leurs pouvoirs magnétiques lorsqu’ils se rapprochaient de la température ambiante, limitant ainsi leur utilité.