Rhénium

L'existence de l'élément 75 est prédite dès 1896 par Dmitri Mendeleïev qui lui donne le nom dvi-manganèse (avec Dm pour symbole)[8]. Le rhénium (du latin Rhenus, le Rhin) est cependant l'un des derniers éléments naturels à avoir été découverts, avant le francium, le technetium et l'astate qui sont radioactifs de courte période et n'existent qu'à l'état de traces sur Terre. On considère généralement que c'est Walter Noddack, Ida Tacke et Otto Berg qui l'ont découvert en Allemagne en 1925, en même temps que l'hypothétique masurium. Ils l'ont détecté dans le minerai de platine et dans la colombite. Ils en ont trouvé aussi dans la gadolinite par spectroscopie de rayon X et dans la molybdénite. En 1928, ils ont extrait le premier gramme de rhénium (1,04 g est obtenu après traitement de 660 kg de molybdénite), la quantité extraite par le groupe atteignant 3 g l'année suivante[8].

Le processus était si compliqué et le coût si élevé que la production fut arrêtée jusqu'au début des années 1950, quand on a commencé à préparer des alliages tungstène-rhénium et molybdène-rhénium. Ces alliages sont très utiles dans l'industrie, et on a alors une forte demande de rhénium, produit à partir de la molybdénite contenue dans le porphyre cuprifère.

Le rhénium pur est un métal dur et résistant à la corrosion de couleur blanc argenté. Il possède le troisième plus haut point de fusion (3 180 °C) de tous les corps simples après le tungstène et le carbone. Il a également le plus haut point d'ébullition de tous les éléménts. La poudre de rhénium est lentement oxydée dans l'air en heptoxyde de rhénium (Re₂O₇) au-dessus de 150 °C. L'élément a été caractérisé dans les états d'oxydation -1 à +7, les états +3, +4, +5 et +7 étant les plus communs[9].

Le rhénium possède 35 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 160 et 194, ainsi que 21 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, ¹⁸⁵Re, faisant du rhénium un élément monoisotopique. Cependant, à l'instar du vanadium, du rubidium, du lutécium, du lanthane, de l'europium et de l'indium, il coexiste avec un radioisotope naturel à longue vie, ¹⁸⁷Re (demi-vie de 41,2 milliards d'années, trois fois l'âge de l'univers) ce qui fait que le rhénium n'est pas un élément mononucléidique. Comme dans les cas de l'indium et du tellure, ce radioisotope est même l'isotope le plus abondant (62,6 contre 37,4 %). On attribue au rhénium une masse atomique standard de 186,207(1) u.

La production mondiale est de l'ordre de 50 tonnes par an[10]. Le rhénium est extrait de la molybdénite ou de sulfure de cuivre sous forme d'heptoxyde (Re₂O₇) qui est ensuite converti en perrhénate d'ammonium (NH₄ReO₄) avant d'être réduit en rhénium métallique en présence d'hydrogène[9].

Les trois principaux pays producteurs sont[11] :

• le Chili (42 % de la production mondiale) ;
• les États-Unis (17 % de la production mondiale) ;
• le Kazakhstan (17 % de la production mondiale).

Rhénium en lingot monocristallin et cube de 1 cm³.

Le rhénium est utilisé comme joint dans les cellules à enclumes de diamant (CED), qui sont des dispositifs permettant de générer des hautes pressions hydrostatiques. Le joint est la pièce métallique percée d'un trou et placée entre les deux diamants. Les conditions extrêmes de pression et de température réalisées lors de ces expériences imposent le choix d'un matériau très résistant : le rhénium est le plus indiqué, loin devant l'inox et l'alliage de CuBe.

La production de rhénium est utilisée aux trois quarts pour la fabrication de superalliages pour les turbines, principalement aéronautiques (voir en:Rhenium#Alloys dans la Wikipédia anglophone). Dans son initiative Matières premières (2008), la Commission européenne a déclaré que « les superalliages au rhénium sont un élément indispensable dans la production d'aéronefs modernes[12] ».