Vanadium

Le vana­dium tire son nom de « vana­dis » déesse de la beauté dans la culture scan­di­nave. Il fut découvert en 1801 au Mexique par un miné­ra­liste espa­gnol Manuel Del Rio. Pendant 30 ans d’éminents scientifiques pen­sè­rent que ce n’était que du Chrome impur. En fait en 1831 deux chi­mis­tes N G Sefström en Suède et F Wöhler en Allemagne confir­mè­rent que c’était un corps pur et en ren­di­rent la pater­nité à Manuel Del Rio

Le Vanadium, sym­bole V, Numéro ato­mi­que 23 Est un métal pas très abon­dant, blanc argenté, De masse ato­mi­que 50,9 et de den­sité d = 6. 
Il est de struc­ture cubi­que cen­trée, il s’oxyde au delà de 900° mais il est très stable à tem­pé­ra­ture ordi­naire. Il fait partie des métaux de tran­si­tion

Le vana­dium est pré­sent dans de nom­breux mine­rais tels que la vana­di­nite qui est un chlo­ro­va­na­date de plomb (Pb5VO4Cl), la car­no­tite qui est un vana­date double d’ura­nyle et de potas­sium. Il se trouve aussi dans les mine­rais de titane, ce qui amène en aval des usines de fabri­ca­tion d’oxyde de titane des eaux char­gées en vana­dium qui enri­chis­sent les fleu­ves et estuai­res (la Seine par exem­ple) en sels de ce métal. Les hydro­car­bu­res, le pétrole et le char­bon contien­nent en géné­ral de l’ordre de 50 mg de vana­dium par kilo­gramme. Leur com­bus­tion dégage ainsi près de 10 à 30 000 t de vana­dium dans l’atmo­sphère sous forme d’oxydes, ce qui cons­ti­tue une source anthro­pi­que majeure de pol­lu­tion. Toutefois, à faible dose dans l’orga­nisme, le vana­dium est un oli­go­élé­ment néces­saire à la vie.

Les oxydes de vana­dium sont nom­breux, car il adopte plu­sieurs états d’oxy­da­tion V⁵⁺,V⁴⁺, V³⁺. Le pen­toxyde V2O5 (ci-contre) est le plus connu. De cou­leur rouge orangé, sa struc­ture peut adop­ter plu­sieurs formes dont une amor­phe, de type poly­mère en fils ou en couche mince. Il est lar­ge­ment uti­lisé comme cata­ly­seur sur sup­port d’alu­mine pour l’oxy­da­tion du dioxyde en tri­oxyde de soufre dans la fabri­ca­tion de l’acide sul­fu­ri­que.
C’est un semi-conduc­teur : déposé en micro­cou­che sur les films pho­to­gra­phi­ques, il draine les char­ges électrostatiques qui peu­vent se créer lors du déve­lop­pe­ment et engen­drer des étincelles.

L’oxyde VO2, noir bleuté, a la même struc­ture que l’oxyde de titane, mais un chan­ge­ment de struc­ture cris­tal­line à 65°C le fait passer de l’état iso­lant à l’état conduc­teur électrique de façon très spec­ta­cu­laire.

Le Vanadium est un com­po­sant d’allia­ges très impor­tant. On l’ajoute aux aciers sous forme de ferro-vana­dium pour donner des aciers spé­ciaux tels que les aciers inoxy­da­bles durs et résis­tants pour les cou­teaux ou les ins­tru­ments chi­rur­gi­caux. Allié au fer et au chrome il donne les aciers chrome-vana­dium très uti­li­sés pour l’outillage. Enfin les allia­ges avec le titane, par exem­ple le TAV6 (90 % de titane, 6 % d’alu­mi­nium et 4 % de vana­dium), pré­sen­tent le meilleur rap­port robus­tesse/légè­reté et sont essen­tiels en cons­truc­tion aéro­nau­ti­que ou spa­tiale. Ces uti­li­sa­tions de haute tech­no­lo­gie en font un métal coû­teux autour de 36 €/kg et quasi stra­té­gi­que, avec seu­le­ment quel­ques com­pa­gnies pro­duc­tri­ces et trois grands pays qui se par­ta­gent l’essen­tiel d’un marché de quel­ques 60 000 t/an : l’Afrique du Sud, la Chine et la Russie.