Terres rares: la grande inconnue environnementale

Plus le temps passe, plus on trouve d’éléments chimiques de la famille de «terres rares» dans l’environnement, parce qu’ils entrent dans la fabrication d’une foule de gadgets comme les téléphones cellulaires. Mais on connaît mal leur comportement dans l’environnement, et le petit peu qu’on en sait suggère que les modèles «classiques» de toxicité ne seront pas d’une grande aide, avertit Claude Fortin, chercheur au Centre Terre, Eau et Environnement de l’INRS.

M. Fortin doit prononcer jeudi matin la conférence d’ouverture du 22e colloque du Chapitre Saint-Laurent, un OSBL consacré à la recherche en écotoxicologie; l’événement se tient cette semaine à Québec. 

«Nos connaissances sur la toxicité des métaux dans l’environnement ont surtout été acquises en étudiant les métaux de base, comme le zinc, le plomb, le cuivre, le cadmium, etc. Et nos outils [pour évaluer la toxicité d’une substance dans l’environnement] ne peuvent pas être meilleurs que nos connaissances», a-t-il confié lors d’un entretien avec Le Soleil.

Pour pénétrer dans une cellule vivante, explique le chercheur, la plupart des métaux doivent se présenter sous une forme que les chimistes appellent ion ou forme libre, soit grosso modo des atomes ayant une charge électrique. La raison en est que les cellules ont elles-mêmes besoin de certains métaux (sous forme d’ions), comme le zinc, et elles possèdent des mécanismes pour les capter — et ce sont ces mécanismes-là qui font entrer par erreur d’autres métaux dans la cellule. Sans passer par là, la plupart des métaux ne peuvent pas empoisonner les organismes; on dit alors qu’ils ne sont pas «biodisponibles».

«C’est un grand paradigme qu’on a en science depuis les années 80, que la toxicité d’un métal dépend de sa forme libre», dit M. Fortin.

De manière générale, c’est là un modèle tout à fait valide, mais on a fini par se rendre compte qu’il y avait des exceptions à la règle. Le mercure, par exemple, peut se présenter sous des formes qui sont solubles dans la graisse, ce qui lui donne une autre «porte d’entrée», pour ainsi dire. Et on commence à soupçonner que plusieurs éléments dont la technologie moderne fait grand usage, en particulier les terres rares (17 éléments) et un ensemble de sept métaux nommé groupe platine, pourraient eux aussi être des exceptions potentielles.

Dans nos téléphones

Le groupe platine entre notamment dans la fabrication de catalyseurs qui aident à la combustion dans les moteurs de voiture. Les terres rares, elles, se trouvent dans des gadgets comme les téléphones et les tablettes, les voitures électriques et les éoliennes. Bref, on utilise des masses énormes de ces éléments. «Mais on n’en connaît pas assez sur eux pour dire si le paradigme des années 80 s’applique. Et en fait, on a de plus en plus d’indices qui suggèrent qu’on va avoir besoin d’un autre paradigme, un peu comme on a eu besoin d’un autre paradigme pour le mercure», indique M. Fortin.

Par exemple, «normalement, dans les cours d’eau, il y a divers acides et de la matière organique qui vient de la dégradation des plantes, et cette matière organique-là va se lier aux métaux. Alors habituellement, c’est un facteur qui protège la vie aquatique parce que ça diminue la concentration de métal libre. Mais on a des résultats récents qui montrent que ça peut être l’inverse : on a vu une toxicité plus importante du lanthane [une terre rare, ndlr] et du platine en présence de matière organique.

«Et ça, c’est vraiment à contre-courant de tout ce qu’on a vu jusqu’à maintenant […] dans la littérature, mais on n’a pas vraiment d’explication encore.»

Il est possible que le phénomène soit lié au type de matière utilisé dans le laboratoire de M. Fortin, soit des algues unicellulaires, mais cela indique peut-être aussi qu’il y a vraiment un risque général accru. «Ça fait partie des choses qu’on veut regarder au cours des prochaines années», dit-il.