Saumure

Lasaumure(du latinsal, sel, etmuira, eau salée) est unesolution aqueused'unsel, généralement dechlorure de sodium(sel de cuisine) NaCl,saturéeou de forteconcentration. Naturelle ou artificielle, elle est utilisée notamment commeconservateurpour les aliments (parsaumurage) ou encore commefluide caloporteur.
Une saumure est unesolutiondechlorure de sodiumdans l'eau, à une concentration supérieure à celle de l'eau de mer. Celle-ci contient environ 3,5%dechlorure de sodiumNaCl (environ35g/L), enmasse, bien que cette proportion dépende du lieu.
La concentration d'une solution saturée de chlorure de sodium dépend de la température. À0°C, une solution saturée a un pourcentage massique enselde 35,70 %. À100°C, son pourcentage massique est 39,12 %.
La densité de la saumure est une fonction affine du pourcentage massique en sel :
où le pourcentage massiquetest exprimé en %. On peut donc déterminer la concentration d'une saumure à l'aide d'undensimètre.
La détermination de la concentration en sel d'une saumure peut se faire également partitragedes ionschlorureCl. La méthode classique consiste à réaliser un dosage par précipitation avec les ions argent(I) Ag, en utilisant les ions thiocyanate SCNcomme indicateurs de fin de réaction(méthode de Charpentier-Volhard).
La saumure est formée naturellement sur les côtes, dans deslagunes, des rivières ou des lacs salés, ou des flaques isolées de lamer, par évaporation de l’eausous l’action du soleil et du vent. Elle se forme également par lessivage de bancs deselgemme, lors de l'infiltration d’eaudouce à travers des couches perméables du sol.
Parmi les saumures naturelles les plus connues, on peut citer celles de laMer Morte(dont la salinité est dix fois supérieure à la salinité moyenne des océans) ou duGrand Lac Salé(Utah, États-Unis). La mer Morte est un lac dont le bassin est fermé et est alimenté par des sources souterraines et les eaux fluviales du Jourdain.
Les saumures originaires des lacs salés contiennent essentiellement des anions chlorure Cl, carbonate CO3et sulfate SO4. La concentration de chacun d'entre eux varie selon le lieu, mais aussi en fonction des conditions météorologiques et fluctue au cours du temps. Les saumures sont également le siège de réactions chimiques, qui modifient en permanence leur composition. Les anions sont associés, pour l'essentiel, à des cations sodium Na, potassium K, magnésium Mget calcium Ca. On trouve également, le plus souvent à l'état de traces, des hydrocarbures, des oligo-éléments : brome Br, phosphore P, arsenic As, zinc Zn, cuivre Cu, plomb Pb, nickel Ni, argent Ag, de l'acide siliceux, des phénols, des acides humiques, des vitamines, des hormones, des stimulants biogènes, des acides aminés, des acides gras et des polysaccharides.
La saumure est généralement fabriquée pour des usages spécifiques, principalement pour la conservation des aliments, ledéneigementou letransfert de chaleurdans des installations frigorifiques.
Les saumures sont aussi des sous-produits de l'industrie dudessalementde l'eau. Elles sont rejetées en mer ou injectées dans le sol.
Pour extraire et transporter aisément leseldes montagnes, on le dissout dans l'eau. La technique primitive, encore utilisée actuellement dans quelques cas isolés, consistait à créer des chambres de lessivage (espaces de 2 à3mde haut) dans le sous-sol et à les remplir d'eau. Leselpasse alors lentement ensolutiondans l'eau. Lorsque la saturation est atteinte (pour une teneur enseld'environ 26 %), la saumure est pompée.
De nos jours, la saumure est obtenue à l'aide de sondes de forage. Une fois le gisement identifié et cartographié, on procède dans un premier temps au forage d'unpuitsprofond dans le gisement desel. Deux tubes concentriques sont alors insérés dans celui-ci : le tuyau central atteint le fond du puits creusé, tandis que le tuyau extérieur est scellé hermétiquement à proximité de la limite supérieure de la couche saline. L'eau douce est ensuite pompée dans le tuyau intérieur et remonte vers la surface en dissolvant le sel sur son passage, avant d'être évacuée sous forme de saumure par l'intermédiaire du tube extérieur (saumuration directe). En cours d'exploitation, le sens d'écoulement du flux est inversé (saumuration indirecte) : l'eau douce descend dans la cavité par l'espace annulaire entre les tubes, se sature lentement de sel et ressort sous forme de saumure par le tube central. Afin de consolider le toit de lacavitérésultante, un fluide protecteur (blanket), gaz ou liquide, est apporté par la canalisation externe. Grâce à sa densité inférieure il surnage toujours au-dessus de l'eau, empêchant ainsi la dissolution de la partie supérieure de la cavité.
Les cavités créées par la saumuration utilisant des sondes de forage sont souvent de dimensions considérables (diamètre jusqu'à80m, hauteur jusqu'à500m, volume dépassant souvent le million de mètres cubes). Aujourd'hui, leurs capacités de stockage et leur profondeur en font une solution privilégiée pour le stockage souterrain dugaz naturelet desproduits pétroliers. Dans le cas du pétrole, la saumure est utilisée comme liquide de compensation. La récupération du pétrole se fait parinjection de saumure. Ainsi, en France, les réserves de produits pétroliers stratégiques de l'État sont stockées dans les cavités deGéosel, àManosque. La saumure produite, auparavant rejetée dans les étangs de L'Engrenier et Lavalduc àFoset utilisée par l'industrie chimique locale, notamment les Salins du Midi pour la fabrication du sel de salage des routes, doit être, à partir de 2013, rejetée dans le golfe de Fos, face auFort de Bouc.
Les saumures sont utilisées depuis longtemps pour la production du sel decuisine, dans les salines, lesmarais salants, lesmines de selou à partir de l'eaudemer. Par évaporation au soleil ou pardistillation, on récupère lesel de cuisine.
La saline deBad Reichenhall, en usage depuis l'époque romaine, a été, jusqu'au Haut Moyen Âge, le site le plus important d'Allemagne pour la production de saumure. Dans les descriptions touristiques, laconduite de saumureReichenhall-Traunstein est souvent décrite comme « le plus vieux pipe-line du monde ». En 1607, une saline existait à l'Ebensee, dans leSalzkammergut.
En France,Salins-les-Bains, dans le Jura, est une station thermale dont une partie du sous-sol en sel gemme a été longtemps exploitée depuis l'époque gallo-romaine jusqu'auXIXsiècle, et conserve encore tout son potentiel d'exploitation.
Lasaumure utilisée dans l'industrie alimentairesert principalement pourconserver des alimentsen les immergeant dans le liquide (saumurage), mais aussi pour lacongélation des viandes et des poissonsou encore des glaces alimentaires.
Dans le domaine routier, la saumure est utilisée pour fairefondrela glace ou laneigecompactée.
Dans l'industrie, de nombreux procédés doivent être refroidis. Un fluide est utilisé pour letransportde lachaleur. Si la température finale désirée est supérieure à20°C, l'eaudes rivières est utilisée pour laréfrigération. Toutefois, pour des températures inférieures à0°C, l'eau n'est plus envisageable. On utilise alors une saumure, en se basant sur l'abaissementcryoscopiquedupoint de fusion. La saumure utilisée dans ce cas est le plus souvent unesolution aqueusedechlorure de calciumCaCl2. À un pourcentage massique d'environ 30 %, ce type de solution a un point de fusion de−55°C, et de−40°Cpour un pourcentage massique de 23,3 %. Les saumures permettent de travailler à des températures relativement basses, pour un coût raisonnable.
La saumure est employée dans les pompes à chaleur et les chauffe-eau solaires.
En médecine, on appellesaumuredes solutions contenant entre 1,5 % et 6 % de sel de cuisine. Elles sont utilisées lors decures thermalesoù la saumure est employée en boisson, en rinçages, en bains, en frictions, en enveloppements ou eninhalations.
La saumure est souvent préconisée par les destinations de cure sous forme de bains, pour le traitement desmaladies de peau, desallergies, desrhumes, desindigestions, destroubles métaboliques, desmaladies de la vessieet desreins, des « troubles nerveux », de troubles de la concentration et dusommeil.
Les succès vantés par les partisans de l'utilisation de la saumure dans le traitement ducancer, desdysménorrhée, destroubles oculairesou de l'exposition auxmétaux lourdsn'ont pas été scientifiquement établis. Les prescripteurs sérieux ont tendance à mettre l'accent sur l'effet du plaisir, de la détente et du divertissement, dans un contexte global debains de mer, à limiter fortement lesindicationset à mentionner lescontre-indications. Parmi celles-ci, on peut indiquer la soif, l'irritation de la peau, des démangeaisons, un effet diurétique.
La seule galerie de cure saline d'Europe occidentale se trouve dans la mine de sel deBerchtesgaden(Allemagne). La durée quotidienne des séances est de l'ordre de deux heures.
Les cures de saumure sont souvent associées à des bains de boue (fangothérapie). Les stations sont placées sur des estuaires profonds ou des lacs. En Russie, elles sont nombreuses sur les rives de la mer Noire et de la mer d'Azov, dans les régions steppiques du Kurgan et les régions d'Orenbourg et de Krasnoïarsk, ainsi que dans l'Altaï.
La saumure est employée en gargarismes, dans le cas de maux de gorge. Elle calme l'inflammation durant quelques heures. En Ukraine, elle est vendue en pharmacie, pour le traitement des affections de l'estomac et du foie.
On l'utilise aussi enprophylaxiedubothriocéphaledans le but de tuer la larve plérocercoïde contenue dans le poisson (second hôte intermédiaire ou hôte paraténique non obligatoire) (en 3 à 5 jours).
La saumure peut être électrolysée. Cette réaction produit dudichloreCl2et dudihydrogèneH2. Le dichlore est le produit principal recherché dans cetteélectrolyse. Environ 4 % de la production mondiale de dihydrogène provient d'électrolyses, majoritairement de celle de la saumure.
LelithiumLi est aussi produit parélectrolysede saumures naturelles contenant des sels de ce métal.
En1800,Alessandro Voltautilise la saumure comme électrolyte de sapile, entre les électrodes decuivreet dezinc.
Un mélange de saumure et d'éthane-1,2-diol (éthylèneglycol, MEG) est injecté dans les tubes, dans les forages pétroliers et gaziers offshore, avant leur mise en service, afin d'éviter la formation d'hydrates.
Les saumures sont utilisées dans lesadoucisseurs d'eau, avec des résines échangeuses d'ions.
Enchimie organique, on lave lesbruts réactionnelsavec une saumure. Non seulement la saumure a une densité supérieure à celle de l'eau pure, ce qui facilite la décantation lors d'une extraction, dans le cas où la phase organique est moins dense que l'eau (solution dans l'éther diéthylique ou toluène) mais l'énorme concentration en sel permet également d'absorber l'eau présente dans la phase organique.
La saumure peut être toxique pour certains animaux.
La saumure favorise la corrosion. Les matériaux en contact avec cette dernière doivent y résister. Le métal le plus résistant est lenickel. Lesalliagesutilisés sont l'acier inoxydableAISI 316(acier super austénitique 904L), lemonelet l'inconel. Lepolychlorure de vinyle(PVC) et les matières plastiques en général ont une bonne résistance.
La saumure utilisée pour déneiger lesroutesfavorise la corrosion des carrosseries des automobiles qui n'ont pas bénéficié d'un traitement anti-corrosion, comme c'est le cas des véhicules anciens.
On réalise également des saumures avec ledichromate de potassium.