23 - Vanadium

Nous poursuivons le chemin Alkhemia de Matías De Stefano avec le Vanadium (V), élément numéro 23 du tableau périodique.

Le vanadium est un métal de transition de couleur gris argenté, relativement dur et résistant à la corrosion. Dans la nature, on le trouve rarement à l'état pur. Il est généralement associé à d'autres éléments, notamment au fer et au titane, dans différentes roches et différents minerais.

Il est présent dans une soixantaine de minéraux, parmi lesquels la vanadinite, reconnaissable à ses magnifiques cristaux rouges ou orangés, la carnotite, de couleur jaune, et la patronite, un minéral sombre. On le rencontre également dans certains gisements de pétrole et de charbon.

Le vanadium est principalement utilisé dans la fabrication d'alliages métalliques. Ajouté en petite quantité à l'acier, il améliore considérablement sa résistance et sa solidité. On le retrouve ainsi dans les outils, les pièces automobiles, certaines structures de construction et les équipements industriels.

Il joue également un rôle dans l'industrie chimique, notamment comme catalyseur, ainsi que dans la fabrication de pigments pour le verre et la céramique. Plus récemment, il a trouvé une application dans les batteries à flux redox au vanadium, capables de stocker de grandes quantités d'énergie électrique, notamment celle produite par les installations solaires et éoliennes.

L'une de ses particularités les plus remarquables est sa capacité à former des composés de couleurs différentes selon son état d'oxydation : violet, vert, bleu ou jaune. Malgré ces changements de propriétés et d'apparence, il conserve toujours son identité d'élément chimique.

Un même élément, plusieurs expressions : le vanadium nous ouvre ainsi une nouvelle étape du chemin alchimique.

Le vanadium présente une particularité intéressante : dans la nature, il ne ressemble généralement pas au métal gris argenté que l'on obtient après extraction. Il est presque toujours associé à d'autres éléments, à l'intérieur de roches ou de minéraux.

Et selon son environnement géologique, son apparence peut être complètement différente : noire, rouge orangé, jaune ou brunâtre.

La titanomagnétite vanadifère — gris foncé à noir

C'est l'une des principales sources industrielles de vanadium. Elle ressemble à une roche dense, sombre, parfois légèrement brillante, contenant du fer, du titane et du vanadium. Ce dernier est incorporé dans les minéraux de la roche et n'est pas visible séparément.

La vanadinite — rouge à orangé

Sans doute la plus spectaculaire. Elle forme de petits cristaux hexagonaux brillants sur une roche souvent beige, brune ou grise. Elle est notamment connue dans les montagnes de l'Atlas, au Maroc.

La carnotite — jaune citron à jaune doré

Elle apparaît souvent sous forme de poudres, de croûtes ou d'incrustations jaunes sur les roches sédimentaires, notamment les grès. Elle contient également de l'uranium et peut donc être radioactive.

Le vanadium se rencontre dans plusieurs environnements géologiques très différents.

Dans les anciennes formations magmatiques

Lorsque des magmas riches en fer et en titane refroidissent lentement, certains minéraux se concentrent en couches. Le vanadium peut alors être incorporé dans ces minéraux. On trouve de tels gisements en Afrique du Sud, en Chine et en Russie.

Dans les régions de grès et de roches sédimentaires

Les eaux circulant dans les formations rocheuses peuvent transporter puis concentrer le vanadium. Certains gisements se forment ainsi dans les grès, parfois en association avec l'uranium, comme dans le plateau du Colorado aux États-Unis.

Dans les sédiments marins riches en matière organique

Le vanadium peut s'accumuler dans des argiles et des boues déposées au fond d'anciennes mers, notamment lorsque les eaux sont pauvres en oxygène. Ces dépôts peuvent devenir des schistes noirs.

Ces trois environnements correspondent à d'importants types de gisements décrits par l'US Geological Survey.

=> Et dans son environnement naturel, avant toute intervention humaine ?

Imagine une roche sombre au cœur d'un ancien massif volcanique. Elle contient du fer, du titane et une petite quantité de vanadium, mais rien ne permet nécessairement de distinguer ce dernier à l'œil nu.

Ailleurs, dans les zones où les eaux et l'oxygène ont transformé les minerais pendant des milliers ou des millions d'années, le vanadium participe à la formation de minéraux colorés. C'est dans ces conditions que l'on peut rencontrer les cristaux rouge orangé de vanadinite.

Le détail intéressant pour Alkhemia : le même élément chimique peut donc être présent dans des roches noires, participer à la formation de cristaux rouges ou se retrouver dans des dépôts jaunes. Pourtant, dans chaque cas, les atomes de vanadium conservent leurs 23 protons, ce qui définit leur identité.