Image : Fausto García-Menéndez sur Unsplash, et Photoshop.
Introduction
L’iridium est un métal de transition blanc argenté, dur et cassant. Il fait partie des éléments du groupe du platine — six métaux rares aux propriétés chimiques voisines qui se trouvent souvent ensemble dans les mêmes minerais : le platine, le palladium, le rhodium, le ruthénium, l’osmium et l’iridium. Son symbole est Ir et son numéro atomique, 77. Il est deux fois plus dense que le plomb et figure parmi les matériaux naturels les plus résistants à la corrosion. Sa température de fusion dépasse 2 400 °C.
Cette série présente les éléments du Tableau périodique des éléments chimiques. Ce répertoire, conçu vers 1869 par Dmitri Ivanovich Mendeleïev, rassemble tous les éléments chimiques, qui composent l’univers, tel que nous le connaissons aujourd’hui. L’ingéniosité de ce Tableau tient dans la méthode de répartition des éléments, selon leur numéro atomique, mais aussi selon leurs caractéristiques physiques et chimiques. Ce classement astucieux permet alors d’identifier des éléments existants qui restaient à découvrir, ou même de prédire les propriétés d’éléments chimiques inconnus à l’époque. Sa dernière mise à jour date de 2016, et compte 118 éléments.
On le retrouve dans les bougies d’allumage ou les pointes de stylos-plume, dans quelques alliages industriels spécialisés, et dans certains traitements contre le cancer (voir encadré). Rare, presque introuvable à l’échelle de la croûte terrestre, l’iridium apparaît pourtant à des moments clés de l’histoire humaine et planétaire.
L’iridium au passé
— La découverte de l’iridium : un arc-en-ciel insoupçonné
L’iridium entre dans l’histoire de la chimie au tout début du XIXe siècle, alors que les chercheurs tentent de percer les secrets du platine. En 1803, le chimiste anglais Smithson Tennant s’intéresse aux résidus qui demeurent après dissolution du minerai de platine dans l’eau régale (un mélange d’acides). Dans cette matière insoluble que d’autres auraient pu écarter, il repère deux nouveaux éléments.
L’un dégage une odeur âcre — il le nomme d’ailleurs osmium, du grec osmê, ou odeur. L’autre révèle, au fil des réactions chimiques, des composés aux couleurs multiples et vives : rouge, jaune, bleu, violet, vert selon les conditions. Tennant choisit alors le nom iridium, d’après Iris, la déesse grecque. Dans la mythologie hellénique, Iris est la messagère des dieux et les poètes de l’Antiquité expliquaient l’arc-en-ciel comme la trace de son passage entre l’Olympe et la Terre. Raison pour laquelle on l’appelle la déesse de l’arc-en-ciel.
Tennant présente officiellement sa découverte à la Royal Society (l’académie nationale des sciences du Royaume-Uni), en juin 1804. La même année, il reçoit la médaille Copley, la plus haute distinction de l’institution, pour l’ensemble de ses travaux.
— L’iridium, gardien des mesures du monde
En 1889, la première Conférence générale des poids et mesures (la CGPM, dont on a parlé dans Le césium en trois temps) adopte l’étalon international du kilogramme : un petit cylindre de 3,9 cm de hauteur et de diamètre, fabriqué en alliage de 90 % de platine et 10 % d’iridium. Le « grand K », conservé sous trois cloches de verre dans un caveau du Bureau international des poids et mesures à Sèvres, près de Paris, devient la référence absolue de masse pour le monde entier. Le prototype international du mètre, une barre du même alliage, est aussi adopté comme étalon de longueur (mètre étalon).
Le choix de l’iridium est intentionnel : il durcit le platine tout en préservant sa résistance à la corrosion, sa haute densité et sa stabilité chimique. Les vérifications successives révèleront pourtant une anomalie inattendue : la masse du grand K diverge légèrement de celle de ses six copies officielles. La cause exacte demeure inexpliquée. Ces variations peuvent paraître anecdotiques, mais alors que les sciences et l’industrie exigent des mesures toujours plus stables, universelles et reproductibles, ce type d’impondérable s’avère problématique.
En novembre 2018, à Versailles, les États membres de la CGPM votent la redéfinition du kilogramme à partir de la constante de Planck, une valeur invariable fondamentale de la physique quantique, immatérielle et universelle. La décision est entrée en vigueur le 20 mai 2019. Après 130 ans de service, le grand K perd son statut d’étalon.
Copie du prototype international du kilogramme. Image : Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE)
Le Prototype international du kilogramme, aussi appelé Le Grand K, ou IPK, sous ses cloches. Source : Wikipedia
L’iridium au présent
— L’iridium, métal cher et critique
Comme on l’a vu, l’iridium se fait rare dans la croûte terrestre, où sa concentration est inférieure à 0,001 partie par million. Il est extrait comme sous-produit du platine, dont les minerais en contiennent de petites traces. L’Afrique du Sud assure à elle seule près de 85 % de la production mondiale, le reste provenant du Zimbabwe (600 à 850 kg), du Canada et de la Russie, qui produisent chacun entre 200 et 400 kg. Cette production tourne autour de sept à huit tonnes annuellement, soit à peu près le contenu d’un camion.
L’iridium est inscrit sur la liste des minéraux critiques et stratégiques du Québec et du Canada, inclus dans les éléments du groupe du platine. Ces listes ont pour but d’identifier les matières premières indispensables à nos modes de vie et à la fabrication de technologies vertes, dans un contexte de décarbonation de l’économie et de transition énergétique. Elles orientent les investissements publics et privés en matière d’innovation, de développement et dans le but de sécuriser les chaînes d’approvisionnement jugées vulnérables.
La rareté de l’iridium se reflète dans le prix, élevé et volatil. Il se négociait autour de 50 $ le gramme en 2018 (2,26 $ en 1995) ; il dépasse aujourd’hui 250 $ le gramme, soit une hausse de plus de 500 % en sept ans. Il figure parmi les métaux les plus chers au monde, aux côtés de l’osmium et du rhodium.
Morceaux d’iridium pur, 1 gramme. Taille originale : 0.1 – 0.3 cm chaque. Source : Wikipedia
— L’anomalie de l’iridium, témoin de la fin des dinosaures
Dans l’histoire de notre planète, la disparition des dinosaures se lit dans la roche, à la frontière entre les strates du Crétacé et du Paléogène, où les fossiles s’arrêtent net. Elle se nomme la limite Crétacé-Paléogène, ou limite K-Pg.
Vers la fin des années 1970, le géologue Walter Alvarez étudie des couches géologiques à l’air libre à Gubbio, en Italie. Une bande sombre l’intrigue : en dessous, des foraminifères, de minuscules organismes marins, sont présents partout dans la pierre. Au-dessus, ils disparaissent complètement. Alvarez veut comprendre la nature de cette strate.
Il sollicite son père, Luis Alvarez (prix Nobel de physique en 1968), qui procède à l’analyse de la composition de cette couche rocheuse. Les résultats révèlent des quantités anormales d’iridium. Rare dans la croûte terrestre, l’élément nous vient de l’espace, par les poussières cosmiques. La concentration d’iridium décelée est incompatible avec une accumulation normale de ces poussières au fil du temps. La même anomalie sera retrouvée sur de multiples sites à travers le monde, toujours à la même frontière géologique.
En 1980, les Alvarez et leur équipe concluent qu’à l’époque crétacique, un astéroïde d’environ 10 km de diamètre a frappé la Terre, projetant des débris dans l’atmosphère, bloquant partiellement la lumière solaire et causant l’effondrement des chaînes alimentaires. Environ 75 % des espèces s’éteignent, dont les dinosaures non aviens. Le cratère de Chicxulub, au Mexique, constitue une preuve géologique de cette hypothèse. En 2016, une expédition internationale fore au centre du cratère. Les carottes prélevées montrent un pic d’iridium quatre fois plus concentré que dans les zones environnantes : la poussière de l’astéroïde, piégée dans la roche depuis 66 millions d’années.
En 2019, le paléontologue Robert DePalma dévoile le site de Tanis, dans la Formation de Hell Creek (Dakota du Nord), aux États-Unis. Ce gisement, situé à plus de 3 000 km du cratère de Chicxulub, semble avoir capturé les premières heures suivant la catastrophe. On y trouve plusieurs fossiles de différentes espèces, entassés pêle-mêle, notamment des poissons avec des mini sphères (sphérules) de roche fondue incrustées dans les ouïes, identifiées comme des éjectas de l’impact retombés peu après la collision.
En 2022, la BBC diffuse un documentaire, narré par Sir David Attenborough, après trois années de tournage à Hell Creek. On y entend DePalma : « Ce site contient tellement de détails qui nous indiquent ce qui s’est passé à chaque instant que c’est presque comme si on le regardait dans un film. » À ce jour, le site de Tanis offre un témoignage des plus saisissants de la théorie d’un événement unique et catastrophique venu du ciel pour expliquer la disparition de ces bêtes mystérieuses que sont les dinosaures.
Les badlands près de Drumheller, en Alberta, au Canada, où l’érosion glaciaire et postglaciaire a mis au jour la limite K–Pg ainsi qu’une grande partie d’autres couches sédimentaires (la limite exacte est une ligne très mince, difficile à voir à l’œil nu). Source : Wikipedia
Couche d’argile du Crétacé-Paléogène (en gris) dans les tunnels de Geulhemmergroeve, près de Geulhem, aux Pays-Bas. Le doigt se trouve juste sous la limite K–Pg. Source : Wikipedia
Dans la pharmacie
L’iridium-192 est un radioélément utilisé en curiethérapie, une technique de radiothérapie où la source radioactive est placée directement à l’intérieur ou au contact de la tumeur, plutôt qu’irradiée de l’extérieur. Ce positionnement précis permet de délivrer une dose élevée de rayonnements aux cellules cancéreuses tout en préservant au maximum les tissus sains environnants.
Il se présente sous forme de fils ou de minuscules grains métalliques, introduits dans la zone à traiter par l’intermédiaire de tubes ou d’aiguilles guides. Sa demi-vie de 74 jours (le temps qu’il faut pour que son activité radioactive diminue de moitié) en fait un choix adapté aux traitements courts et intensifs. Il est utilisé pour traiter plusieurs types de cancers : col de l’utérus, sein, prostate, cavité buccale, peau.
L’avenir de l’iridium
— L’iridium et l’hydrogène vert
L’hydrogène vert est produit par électrolyse de l’eau, un procédé qui sépare les molécules d’eau en hydrogène et en oxygène à l’aide d’un courant électrique. Parmi les technologies actuelles, les électrolyseurs à membrane échangeuse de protons, dits PEM, présentent plusieurs avantages : ils sont plus compacts, supportent de fortes densités de courant et réagissent plus facilement aux variations de l’électricité. En 2021, la compagnie Air Liquide inaugurait le plus grand électrolyseur PEM en exploitation au monde, à Bécancour au Québec.
L’électrolyse s’y produit dans un environnement dit hostile : un milieu acide et des conditions oxydantes, où la plupart des matériaux se dégradent rapidement ; ils se corrodent, se dissolvent ou perdent leur efficacité. Dans un contexte industriel, l’oxyde d’iridium (IrO₂) demeure le catalyseur de référence pour l’électrode anodique, car il combine activité et stabilité dans ce milieu corrosif. Son concurrent le plus proche, l’oxyde de ruthénium, est plus actif mais nettement moins stable — il se dissout trop vite pour un usage à grande échelle.
Le problème est connu : l’iridium est rare et sa production limitée. Un déploiement massif des électrolyseurs PEM pourrait se heurter à cette contrainte matérielle. Des modélisations montrent qu’en réduisant la quantité d’iridium requise et en instaurant un recyclage en boucle fermée, ce déploiement pourrait devenir compatible avec une fraction seulement de la production annuelle mondiale.
Ces objectifs sont jugés ambitieux, mais pas hors de portée. Par exemple, des équipes de recherche en Europe ou au Japon explorent des catalyseurs alternatifs à base de métaux plus abondants (cobalt, manganèse). En 2025, une équipe américaine a annoncé avoir réduit de plus de 80 % la quantité d’iridium utilisée dans un catalyseur pour électrolyseur. Des chercheurs de la Northwestern University auraient mis au point un catalyseur sans iridium. Et une entreprise albertaine envisage une voie différente, sans électrolyse et sans minéraux critiques, mais qui devra faire ses preuves à l’échelle industrielle.
L’objectif à long terme serait effectivement de produire de l’hydrogène vert sans iridium. D’ici là, il occupe une place stratégique dans la transition énergétique.
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Conclusion : Nommé d’après Iris, la messagère des dieux, l’iridium a traversé les siècles comme un passeur : venu du ciel, il a tenu les mesures du monde, livré le secret de la disparition des dinosaures et ouvert la voie à l’hydrogène vert. Quel sera son prochain indice ?
