Néodyme (Nd)

Le néodyme, à ne pas confondre avec le praséodyme, est utilisé dans une vaste palette de domaines. Des fibres optiques à la médecine esthétique, ce métal fait des merveilles lorsqu’il est combiné avec d’autres éléments.

Néodyme dans une ampoule

Néodyme conservé dans une ampoule. (Image: Hi-Res Images of Chemical Elements/Wikimedia Commons, Licence CC)

Des fibres optiques ultra-transparentes!

Le néodyme partage avec l’erbium le privilège de permettre la création de fibres optiques dont la transparence est supérieure à 100%! Les fibres optiques ordinaires qui permettent la transmission des signaux d’un continent à l’autre sont faites d’un verre qui absorbe très peu la lumière qu’elles conduisent. Leur transparence est élevée, mais inférieure à 100%. Pour dépasser 100%, il faut remplir les conditions suivantes:

  • le verre de la fibre doit être dopé à l’erbium ou au néodyme,
  • le signal lumineux doit être formé de trains d’impulsions de durée inférieure à la microseconde
  • entre les impulsions, on envoie un signal optique UV puissant qui excite les atomes Er ou Nd vers un état métastable qui dure 0.01 s.

Le passage de l’impulsion lumineuse qui suit provoque une sorte de balayage de l’énergie qui est accumulée sur ces états métastables. L’impulsion lumineuse qui traverse le fil ressort amplifiée de son long trajet le long de la fibre.

Origine

Le nom du néodyme est formé du préfixe néo- qui signifie nouveau. En effet, avant de découvrir le néodyme, on avait découvert un métal nouveau, qu’on avait appelé didyme (Carl Mosander, 1841), et dont on avait eu de la peine à le séparer du lanthane et du cérium. Mais on s’est aperçu plus tard (1885, Carl von Welsbach) que c’était en réalité un mélange de deux métaux de propriétés très voisines, le néodyme Nd et le praséodyme Pr. Ces deux métaux font partie de la grande famille des lanthanides, avec lesquels ils se trouvent toujours mélangés dans les mêmes minerais.

Verre teinté d'oxyde de néodyme

Du verre teinté d'oxyde de néodyme Nd2O3 qui devient violet au contact de l'air (et devient alors du Nd(OH)3). (Image: Jurii/Wikimedia Commons, Licence CC)

Pas vert mais rose!

Le néodyme est un métal gris argent, qui se ternit vite à l’air. L’oxyde Nd2O3 est une poudre rose, qui s’hydrate à l’air en donnant un hydroxyde violet Nd(OH)3. C’est cette coloration qui a permis de le distinguer du praséodyme, lequel forme des composés semblables, mais de couleur verte. La principale application de l’oxyde de néodyme est la fabrication des écrans de télévision couleur, dont il accroît la brillance.

Aimant fait d'un alliage au néodyme

Aimant fait d'un alliage au néodyme. (Image: Bruno Dupont/Wikimedia Commons, Licence CC)

Utilisations

Le néodyme est aussi utilisé comme élément dopant dans les grenats d’yttrium - aluminium, car il permet de fabriquer des lasers dits Nd-YAG.

Le néodyme permet de fabriquer des aimants permanents en alliage avec le fer et le bore. Ces aimants, de formule Nd2Fe14B, sont 10 fois plus puissants que les aimants traditionnels en ferrite. Mais ils sont plus fragiles. On utilise ces aimants partout où il faut créer un champ magnétique fort dans un espace très restreint, comme dans les têtes de lecture et d’écriture des disques durs, ou dans les casques stéréo hi-fi. Les aimants au néodyme sont assez puissants pour maintenir en place des boucles d’oreille sans avoir recours au piercing.

Pour découvrir les propriétés et les utilisations d'autres éléments chimiques, regarde notre dossier «Eléments chimiques au quotidien».

 

Texte: Maurice Cosandey et Rédaction SimplyScience.ch

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