2. Plomb, cadmium, mercure
Plomb, cadmium, mercure sont classés parmi les métaux lourds toxiques. Certaines publications anciennes parlent de « métaux pesants », en raison d'une masse volumique importante : 1 litre de mercure par exemple, pèse 13,6 kg.
Les caractéristiques chimiques sont les suivantes :
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Plomb |
Cadmium |
Mercure |
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Masse atomique |
270 |
112 |
200 |
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Masse volumique |
11,35 g/cm 3 |
8,6 g/cm 3 |
13,6 g/cm 3 |
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Température de fusion |
327° |
320,9° |
- 38° |
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Température d'ébullition |
1.740° |
765° |
357° |
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Symbole chimique |
Pb |
Cd |
Hg |
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Minerai d'origine |
Galène |
Scories du zinc |
Cinabre |
Les principales utilisations se présentent comme suit :
Le plomb est issu d'un minerai, la galène. L'utilisation du plomb est directement liée à la métallurgie. Avec deux pics notables. La métallurgie a connu son apogée sous l'empire romain, lorsque le plomb était utilisé pour la production de la monnaie, les canalisations, la vaisselle... Ce phénomène peut être parfaitement suivi par l'analyse des glaces polaires. La révolution industrielle a entraîné de nouvelles utilisations massives et une augmentation exponentielle depuis un siècle tout en se transformant radicalement. Pendant la première moitié du siècle, le plomb a été utilisé dans l'industrie, l'imprimerie et les peintures. Dans la seconde moitié du siècle, l'utilisation dominante était liée aux carburants automobiles, le plomb étant ajouté à l'essence comme antidétonant. Cette utilisation est aujourd'hui prohibée.
Le cadmium est un élément naturel, présent dans certains minerais (notamment le zinc) sous forme d'impuretés. Ce métal était inconnu jusqu'au XIX ème siècle, jusqu'à ce que ses caractéristiques physico-chimiques soient mises en évidence et utilisées notamment dans les batteries. Le cadmium a été abondamment utilisé dans des utilisations diffuses pour protéger l'acier contre la corrosion (cadmiage), ou comme stabilisant pour les plastiques et les pigments.
Principales utilisations du plomb et du cadmium
(milliers de tonnes)
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Plomb |
Cadmium |
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Production mondiale 6.000 |
Production mondiale 20 |
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Consommation française 273 |
Consommation française 1,8 |
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Batteries et accumulateurs 72 % |
Batteries et accumulateurs 70 % |
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Ouvrés en plomb 10 % |
Pigments 13 % |
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Chimie 7 % |
Plasturgie 8 % |
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Autres 15 % |
Autres 9 % |
Le mercure est rare dans le milieu naturel : il se trouve cependant, en traces, dans les roches, parfois dans des concentrations justifiant une exploitation. Le mercure est notamment extrait du cinabre (sulfure de mercure). Il existe une mine en Espagne (mine Almaden). Cette exploitation a pratiquement cessé car le recyclage croissant du mercure sur un marché déclinant rend inutile l'extraction primaire. Le mercure, comme le plomb, est utilisé depuis l'Antiquité. Ses capacités à s'associer à d'autres métaux ont été mises à profit pour extraire l'or. Le mercure a aussi été utilisé pour ses propriétés biologiques, y compris ses propriétés toxiques (comme biocide). Il a été utilisé en tannerie, en médecine, pour traiter la syphilis, par exemple. Comme le cadmium, le mercure est aujourd'hui utilisé pour ses propriétés physico-chimiques. Le mercure est extrêmement volatile, réagit à la chaleur, et est un excellent conducteur d'énergie électrique. Il est utilisé dans la production du chlore et quelques produits de consommation ou de mesure (piles, thermomètres...). Ces utilisations sont en déclin. La production annuelle mondiale de mercure est de l'ordre de 3.000 tonnes.
Pour chacun de ces éléments, la production primaire (à partir de minerais) est désormais complétée et sera bientôt doublée par la production secondaire, à partir de la valorisation de déchets. Comme dans le même temps, la consommation ne cesse de diminuer, la question qui se pose est celle de savoir comment et jusqu'où recycler un métal sur un marché en déclin.