Le ruthénium (Ru) et l’eau

Le ruthénium (Ru) et l’eau : chimie, présence et traitement

Le ruthénium est un métal rare du groupe du platine. On ne s’attend pas à le trouver en concentrations significatives dans les eaux brutes ordinaires, mais il peut être présent dans certains flux issus du raffinage des métaux, de la fabrication de catalyseurs et de procédés chimiques spécialisés. Dans l’eau, son comportement dépend fortement de son état d’oxydation, du pH, des conditions d’oxydoréduction et des ligands présents ; le seul nom de l’élément ne permet pas de déterminer une forme dissoute ou une méthode de traitement unique.

Pour des exemples de composés et de méthodes de récupération, voir les espèces courantes du ruthénium dans les eaux naturelles et industrielles.

Présence du ruthénium dans l’eau

Le ruthénium est souvent récupéré avec d’autres métaux du groupe du platine et comme sous-produit du raffinage du nickel. L’altération naturelle peut apporter des traces de ruthénium dans l’environnement, tandis que la manipulation industrielle, le raffinage, la fabrication de catalyseurs et les flux de déchets peuvent constituer des voies d’apport plus spécifiques vers l’eau. La littérature environnementale étudie également les rejets d’isotopes radioactifs du ruthénium provenant d’activités nucléaires ; il s’agit d’une question radiologique distincte, qui exige une surveillance et des mesures de contrôle propres aux isotopes concernés. La présence de ruthénium dans une masse d’eau donnée doit être établie au moyen d’un échantillonnage représentatif et de méthodes d’analyse appropriées.^[1]

Chimie en solution aqueuse et états d’oxydation

Le ruthénium peut présenter plusieurs états d’oxydation, et sa spéciation en solution aqueuse est particulièrement sensible au potentiel d’oxydoréduction, à l’acidité et aux ions coordinants, tels que le chlorure ou le nitrate. En solution acide, des complexes de Ru(III) et de Ru(IV) peuvent être présents ; dans certaines conditions, Ru(IV) peut également former du dioxyde de ruthénium hydraté peu soluble (RuO₂·xH₂O) ou des matières associées aux particules. Une mesure du ruthénium total ne permet donc pas, à elle seule, de déterminer la quantité dissoute ni les espèces présentes.^[2]

Dans les solutions alcalines fortement oxydantes, des oxoanions à état d’oxydation élevé peuvent se former, notamment le ruthénate(VI), RuO₄²⁻, et le perruthénate(VII), RuO₄⁻. Le tétroxyde de ruthénium, RuO₄ (ruthénium(VIII)), est un oxydant puissant et volatil associé à des conditions chimiques particulières ; ce n’est pas une espèce généralement attendue dans les eaux naturelles. Sa manipulation présente des risques graves et nécessite des mesures de sécurité chimique adaptées.^[3][4]

Interprétation : Consigner si le résultat concerne le ruthénium dissous ou total, la méthode d’analyse et les conditions pertinentes de pH et d’oxydoréduction. Si la chimie du procédé est susceptible de produire des espèces volatiles ou radioactives, faire appel à des spécialistes qualifiés en analyse, en sécurité chimique et en radioprotection.

Le ruthénium dans l’électrolyse de l’eau et la catalyse

Le dioxyde de ruthénium et d’autres matériaux à base de ruthénium font l’objet de nombreuses études comme catalyseurs de la réaction de dégagement d’oxygène (OER), la demi-réaction anodique de l’électrolyse de l’eau. À l’anode, l’eau est oxydée en oxygène, en protons et en électrons : 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻. Les électrons peuvent contribuer à la production d’hydrogène à la cathode. Les catalyseurs à base de Ru peuvent présenter une forte activité pour l’OER, notamment dans les systèmes acides à membrane échangeuse de protons, mais leur stabilité à long terme et les pertes de ruthénium en fonctionnement restent des sujets de recherche et développement. Cet usage catalytique concerne des électrodes conçues à cet effet ; il ne signifie pas que l’eau produite doit contenir du ruthénium dissous.^[5][6]

Comment éliminer ou récupérer le ruthénium présent dans l’eau ?

On ne peut recommander un traitement unique sur la seule base du nom « ruthénium ». Le procédé dépend de la concentration, de l’état d’oxydation, des agents complexants, de la proportion dissoute par rapport à la proportion particulaire, des métaux et sels concurrents, ainsi que de l’objectif : rejet, réutilisation de l’eau ou récupération du métal valorisable. Pour les flux qui s’y prêtent, les options à évaluer peuvent comprendre l’ajustement du pH et des conditions d’oxydoréduction suivi d’une précipitation et d’une séparation des solides, l’adsorption ou l’échange d’ions pour certains complexes dissous, et la filtration membranaire lorsque la forme particulaire et l’élimination ou la récupération du concentrat ont été prises en compte.

Avant de choisir un procédé, caractériser le flux réel et réaliser des essais de traitabilité. Prévoir la manipulation ainsi que la filière d’élimination ou de récupération des boues contenant du ruthénium, des milieux filtrants usagés et du concentrat membranaire. Si la présence d’isotopes radioactifs ou de RuO₄ potentiellement volatil est plausible, recourir à une surveillance et à un confinement spécialisés plutôt que de traiter le flux comme une eau usée ordinaire contenant des métaux.

Consultez la page sur l’échange d’ions pour des informations générales sur cette technique de séparation, et la page Le ruthénium (Ru) dans le tableau périodique pour connaître les propriétés et les usages de cet élément.

Dernière révision : 8 novembre 2026 par Lenntech.