Plomb

Galène (forme naturelle cristallisée du sulfure de plomb) Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. plumbum (lat.) = plomb bhlei (indogermanique) = miroiter, éclairer

Histoire

L'homme utilise le plomb depuis plus de 7000 ans en raison de sa grande diffusion, sa facilité d'extraction, sa grande malléabilité et son bas point de fusion. Il était utilisé lors de l'âge du bronze avec l'antimoine et l'arsenic. Le plomb est également mentionné dans l'Exode. Très facile à fondre et mettre en forme, il a notamment été utilisé pour la plomberie dans l'Antiquité. On trouve encore des tuyaux de plomb portant le sceau d'empereurs romains. La toxicités de certains composés au plomb (notamment les produits de maquillage) était pourtant connu d'eux. Lors du Moyen Âge, les alchimistes croyaient que le plomb était le métal le plus ancien et l'associaient à la planète Saturne. Au , les peintures aux pigments à base de plomb furent interdites pour des raisons sanitaires. Dans la plupart des pays développés, les usages du plomb ont été fortement réglementés, voire interdits (le plomb a été interdit pour les tuyaux en Suisse dès 1914, mais plus tardivement dans de nombreux autres pays)

Extraction

Le plomb est un produit naturel de la désintégration de l'uranium. Le plomb natif est rare, on l'extrait actuellement de minerai associé au Zinc (la blende), à l'argent et (le plus abondamment) au cuivre. La principale source minérale est le galène (PbS) qui en contient 86.6 % en poids. D'autres variétés communes sont la Cérusite (PbCO3) et anglésite (PbSO4). Aujourd'hui le recyclage permet d'en récupérer une grande part. La plupart des minerais contiennent moins de 10 % de plomb. Les minerais qui contiennent moins de 3 % de plomb ne peuvent pas être exploités économiquement. Le minerai extrait du sol est concentré par gravimétrie et flottation, puis dirigé vers une usine métallurgique (fonderie). Les plus grands gisements sont aux États-Unis, en Australie, en CEI et au Canada. En Europe, la Suède et la Pologne possèdent la plupart des gisements.

Métallurgie

À partir de sulfures

À la fonderie, le minerai est tout d'abord grillé pour oxyder le sulfure et obtenir de l'oxyde de plomb ; le soufre est éliminé sous forme de dioxyde gazeux SO, transformé et valorisé en acide sulfurique. Le minerai grillé est alors introduit, avec du coke, dans un four à la base duquel on souffle de l'air. La réaction de l'oxygène de l'air avec le coke donne du monoxyde de carbone CO, qui réduit l'oxyde de plomb. À la base du four s'écoulent d'une part le plomb liquide, d'autre part une scorie qui est généralement granulée à l'eau avant d'être mise en décharge. Le plomb recueilli à ce stade est appelé plomb d'œuvre ; il contient un certain nombre d'impuretés (cuivre, argent, bismuth, antimoine, arsenic, etc.) qu'il faut éliminer. Ce raffinage du plomb, encore liquide, se fait dans des cuves, par refroidissement et ajout de divers réactifs (soufre, oxygène, zinc pour capturer l'argent, etc.).

Affinage

Le plomb affiné est appelé plomb doux ; il est coulé et solidifié dans des lingotières avant d'être expédié chez le consommateur ou dans des entrepôts de stockage. Avant la coulée finale, des éléments peuvent être ajoutés en proportions bien définies pour élaborer des alliages (calcium, antimoine, etc.). Dans certaines fonderies, on utilise à côté des concentrés miniers, des matières premières issues du cassage des batteries, ou des sous-produits d'autres procédés industriels (sulfate de plomb par exemple).

Utilisation

Le plomb sous forme de métal a été employé depuis l'antiquité en raison de sa grande malléabilité et ductilité et de son bas point de fusion, notamment pour la réalisation de conduites d'eau potable (voir plomberie), de vaisselle, de plaques de toiture et de gouttières. Le plomb est utilisé également dans la plomberie d'art, à mi-chemin entre la toiture et la sculpture. En alliage avec l'étain et l'antimoine il était utilisé pour la fabrication des caractères d'imprimerie. On l'appelle alors plomb typographique. Un des facteurs de toxicité des munitions a été le plomb massivement utilisé depuis longtemps pour la fabrication de munitions de guerre ou de chasse (grenaille). Avec l'arsenic et l'antimoine qui lui sont associés, il contribue à la pollution induite par les munitions. Plus récemment, le plomb a été introduit dans la composition de certains additifs (antidétonants) pour les carburants automobiles, par exemple le plomb tetraéthyle. Le plomb (en plaques métalliques ou dans du verre) sert de protection pour atténuer les rayons γ, les rayons X. Beaucoup d'applications historiques du plomb ont maintenant été proscrites en raison de sa toxicité lorsqu'il est absorbé par les organismes vivants. Les accumulateurs électriques (batteries) sont devenus la principale utilisation du plomb. Dans certains pays (Royaume-Uni par exemple), des plaques de plomb sont encore utilisées en toiture (alors qu'en France on utilise le zinc). En 2004, les batteries au plomb, destinées à l'automobile ou à l'industrie, représentent 72 % de la consommation de plomb (53 % automobile, 19 % industrie). Les pigments et autres composés chimiques représentent 12 % de la consommation. Les autres applications (alliages pour soudures, tuyaux et feuilles, munitions, ...) 16 %. L'ajout de plomb à du verre forme le cristal et augmente son éclat.

Toxicité

Beaucoup des utilisations historiques du plomb ou de ses composés sont désormais proscrites en raison de la toxicité du plomb pour le système nerveux (saturnisme en particulier). Un risque existe dès lors que le plomb ou certains de ses composés peuvent être inhalés (sous forme de vapeur ou de poussière) ou ingérés, et assimilés par l'organisme. Pour fixer quelques ordres de grandeur :
- en ce qui concerne l'eau potable, la norme en France était de 50 microgrammes par litre jusqu'en décembre 2003, elle est passée à 25 microgrammes par litre et il est prévu de la faire passer à 10 microgrammes par litre en décembre 2013. Au Canada, elle est de 10 microgrammes par litre depuis 2001http://www.mddep.gouv.qc.ca/eau/potable/plomb/index.htm ;
- en ce qui concerne les sols, le plomb est naturellement présent (c'est ce qu'on appelle le fond pédogéochimique naturel) à hauteur de quelques dizaines de mg par kg de sol ; par exemple une synthèse des données existantes sur l’état des sols en France (Baize, 1994, 1997), montre que les teneurs en plomb de 11 150 échantillons, prélevés en surface des zones agricoles (avant épandage de boues de station d’épuration), sont relativement dispersées avec une moyenne des teneurs de 30, 3 mg/kg pour une médiane de 25, 60 mg/kg. Dans un rapport public de synthese du BRGM , on trouve des chiffres de 10 a 30 mg/kg pour des sols non pollués.

Quelques données économiques

Prix du plomb

Le plomb est un métal dont le prix de vente est très cyclique ; il est coté en dollars US, en particulier à la Bourse des Métaux de LondresVoir London Metal Exchange ou LME: http://www.lme.co.uk. Sur les dix dernières années, les cours ont évolué entre par tonne et par tonne. En raison de sa toxicité, les interdictions d’usage du plomb se multiplient dans le monde, ce qui aurait dû faire baisser son prix. Mais paradoxalement, c’est le métal dont le prix a le plus augmenté en 2007, face à la demande chinoise de batteries selon les uns, face à un marché qui s’est refermé et qui est contrôlé par quelques grands groupes selon les autres ; rachats et/ou fermeture d’usines (Fermeture de Metaleurop Nord en France par exemple), usines en difficultés pour cause de pollution et problèmes sanitaires (Ex : Bourg-Fidèle), fermeture en Australie en 2007 de la mine Magellan (3 % de la production mondiale, plus grande mine du monde), suivie d'une explosion dans une raffinerie (Doe Run) du Missouri qui a encore fait grimper les prix. En 6 mois le prix du plomb a doublé, il a été multiplié par sept en quatre ans, atteignant un record en octobre 2007 (, contre en 2003). Le 26 juin 2007 son prix dépassait celui de l'aluminium avant de dépasser celui du zinc.

Demande mondiale

Elle grimpait de 2 % par an jusqu'en 2004 (à 80 % pour fabriquer des batteries). Elle serait en 2007 de 20 % par an environ. Le stock mondial mi-2007 est tombé à 30 000 tonnes." Soit deux jours de consommation »Source : Emmanuel Painchault, de la Société générale Asset Management, cité par le journal Le Monde (2007 09 03). La Chambre syndicale du plomb voit une vertu positive à cette hausse : elle devrait encourager un meilleur recyclage des batteries (de 130 euros la tonne, leur prix a bondi à 350 euros en un an)»Source : "L'envolée de la demande chinoise propulse le plomb à des niveaux records", journal Le Monde (2007 09 03). Chiffres de 2003, en milliers de tonnes de métal contenu dans les minerais et concentrés Le plomb métallique est produit dans des usines appelées fonderies (voir ci-dessus chapitre Métallurgie), dont les matières premières proviennent soit de mines (concentrés miniers) soit du recyclage (en particulier le recyclage des batteries usagées). Sur les 6, 8 millions de production, environ 3 millions proviennent de concentrés miniers et 3, 8 millions du recyclage. Le recyclage est donc maintenant la première source de plomb.

Symbolique

- Les noces de plomb symbolisent les 14 ans de mariage dans le folklore français.
- Le plomb est le 5 niveau dans la progression de la Sarbacane Sportive.
- Le plomb symbolise la lourdeur.

Voir aussi

- Batterie au plomb
- Le plomb est un des éléments principaux dans la fabrication du vitrail au plombFiche technique sur le plomb des vitraux sur .
- Ion plomb
- Métal lourd
- Munition

Notes et références

Bibliographie

- "L'histoire secrète du plomb", Jamie Lincoln Kitman, éditions Allia, 2005 (traduction Arnaud Pouillot). Catégorie:Élément chimique Catégorie:Métal pauvre Catégorie:Cristallogène Catégorie:Écotoxicologie ar:رصاص az:Qurğuşun be:Свінец bg:Олово bn:সীসা bs:Olovo (hemija) ca:Plom co:Piombu cs:Olovo cy:Plwm da:Bly de:Blei el:Μόλυβδος en:Lead eo:Plumbo es:Plomo et:Plii eu:Berun fa:سرب fi:Lyijy fur:Plomp ga:Luaidhe gl:Chumbo (elemento) he:עופרת hr:Olovo (element) ht:Plon hu:Ólom hy:Կապար id:Timbal io:Plombo is:Blý it:Piombo ja:鉛 jbo:cnisa ka:ტყვია ko:납 ksh:Blëij ku:Sirb la:Plumbum lb:Bläi lt:Švinas lv:Svins mi:Matā (konganuku) mn:Хартугалга mr:शिसे nah:Temētztli nds:Blie nl:Lood (element) nn:Bly no:Bly oc:Plomb pl:Ołów pt:Chumbo qu:Titi ro:Plumb ru:Свинец sco:Leid (element) sh:Olovo simple:Lead sk:Olovo sl:Svinec sr:Олово sv:Bly te:సీసము tg:Сурб th:ตะกั่ว tr:Kurşun uk:Свинець ur:رصاص vi:Chì yi:בליי zh:铅 zh-yue:鉛