utilisations du cuivre

Le cuivre est le seul métal "rouge" (le cuivre est parfois appelé "du rouge"). Il peut exister (rarement de nos jours) à l'état natif.

Numéro atomique (Z)

Masse atomique

63,546 g.mol^-1

Masse volumique

8,9 g.cm^-3 à 20°C

Température de Fusion

1083 °C

Température d' ébullition

2595 °C

Rayon atomique (Van der Waals)

0,128 nm

Minerais d'extraction actuels

Le cuivre n'est présent dans l'écorce terrestre qu'à la concentration moyenne de 55 parties par million. II n'existe plus dans la nature à l'état natif, comme dans l'Antiquité. II se présente sous forme de sels contenant 30 à 90 % de cuivre.

Un minerai est considéré comme riche à partir de 1,8 % de cuivre pur.

A la surface du globe, les minerais de cuivre se présentent généralement sous 2 formes :

- Les minerais sulfurés(originaires de 80% de la production mondiale de cuivre)

tels que:

- la chalchopyrite CuFeS₂ ;

- la chalchosine Cu₂S ;

- la covelline CuS ;

- la bornite Cu₅FeS₄ ;

- Les minerais oxydés

tels que:

-malachite Cu₂CO₃ (OH)₂ ;

- cuprite Cu₂O;

- azurite Cu₃ (Co₃)₂ (OH)₂ ;

- dioptase CuO₃ H₂O;

dont les teneurs sont d'environ 1 à 2 % en cuivre.

Azurite

Dioptase

Pyrite octaédtrique

Site source : Centre d'information du cuivre, www.cuivre.org

Le cuivre est une substance très commune qui est naturellement présente dans l'environnement et qui se diffuse dans celui-ci par des phénomènes naturels. La production de cuivre a augmenté lors des dernières décennies et de ce fait les quantités de cuivre dans l'environnement ont augmenté.

Une exposition au cuivre à long terme peut provoquer une irritation au nez, à la bouche et aux yeux et elle peut provoquer des maux de tête, des maux d'estomac, des vertiges, des vomissements et des diarrhées. Les prises intentionnelles de fortes doses de cuivre peuvent provoquer des dommages aux reins et au foie et même la mort. Il n'a pas encore été déterminé si le cuivre était cancérigène.

Le cuivre peut être relâché dans l'environnement par des sources naturelles et par les activités humaines. Quand le cuivre se retrouve dans le sol, il se lie fortement aux matières organiques et aux minéraux.

Le cuivre peut alors interrompre l'activité du sol, car il influence de façon négative l'activité des micro-organismes et des vers de terre. La décomposition de la matière organique est sérieusement ralentie de ce fait.

Quand le sol des terres agricoles est pollué au cuivre, les animaux absorbent des concentrations importantes qui leur causent des problèmes de santé. Les moutons surtout souffrent beaucoup de l'empoisonnement au cuivre car les effets du cuivre chez le mouton se manifestent à de très faibles concentrations.

En Europe, les principaux pays exploitants de minerais de fer sont la Russie, la Pologne et le Portugal.

Du fait de ses propriétés, le cuivre raffiné est utilisé dans divers secteurs variés tels que le bâtiment (électricité, canalisations, couvertures, etc) ou l'art (statue en cuivre ou bronze(alliage cuivre/étain)).

La caractéristique essentielle du cuivre est sa qualité de bon conducteur de l'électricité.La conductibilité électrique du cuivre a été prise comme référence par la Commission Électrotechnique Internationale en 1913 et la résistivité du cuivre, d'une valeur de 1,724 microhm. cm à l'état recuit, est l'étalon de cette mesure.

La solidité du fil cuivre et la fiabilité des contacts qu'il permet d'obtenir sont les raisons essentielles de l'emploi généralisé du cuivre dans toute l'industrie de la construction électrique.

A titre d'exemple, 95 % des fils conducteurs d'un Airbus sont en cuivre. Si une très haute fiabilité de contact est nécessaire, comme dans un satellite, on envisage alors une dorure, une argenture ou un étamage : le cuivre s'adapte très bien à ces revêtements de surface.

Le cuivre étant le métal usuel conduisant le mieux la chaleur, cette propriété est mise à profit pour chauffer ou refroidir rapidement un liquide ou un gaz : chauffe-eau ou chaudières murales, radiateurs de véhicules, condenseurs et réchauffeurs des centrales électriques, thermiques, nucléaires.

Le cuivre et ses alliages ne sont pas attaqués par l'eau ni par un grand nombre de produits chimiques.

Ainsi, on peut introduire dans le cuivre jusqu'à 100 % de nickel, 40 % de zinc(laitons), 25 % d'étain (bronzes)et 15 % d'aluminium. Le domaine d'application des alliages de cuivre et en particulier du laiton est immense.

Le cuivre est un métal extrêmement ductile. Non allié, il n'y a pratiquement pas de limite à son travail à froid. Le cuivre et les alliages cuivreux se laminent facilement en tôles, se martèlent en feuilles très minces et s'étirent en fils extrêmement fins. Ils se prêtent particulièrement bien à la déformation à chaud.

C'est, avec l'or, le seul métal nettement coloré (l'or de bijouterie contient d'ailleurs jusqu'à 15 % de cuivre). La couleur naturelle du cuivre est rose saumon, mais il apparaît souvent rouge par suite de son oxydation superficielle ; cette couleur est recherchée en décoration de même que la couleur jaune du laiton, qui se révèle plus ou moins soutenue suivant le pourcentage de zinc contenu.