title: Arsenic

text: Les activités minières (extraction du plomb, zinc argent mais aussi du fer sont des sources de pollution par l'arsenic), la lixiviation et le ruissellement sont contrôlés par de nombreux facteurs. À titre d'exemple, en mésocosme de laboratoire de , incluant d'eau, après de lixiviation d'un sol pollué par un pesticide arsenical, régulièrement arrosé, 0,6 % de l'arsenic total du sol () a été relargué dans l'eau. Sur cette quantité relarguée, 7,5 % étaient en solution dans la colonne d'eau, 44 % étaient dans les sédiments peu profonds et 48,5 % plus profondément enfouis dans le sédiment. Dans la nature, le courant, la bioturbation et la bioconcentration peuvent modifier la cinétique de cet arsenic lessivé. Ici, différentes formes d'arsenic ; arsenite [As (III)], arséniate de [As (V)], acide monométhylarsonique (AMMA) et acide diméthylarsinique (DMAA), ont été recherchés dans l'eau lixiviée et dans l'eau interstitielle des sédiments. Seul l'arséniate a été lessivé dans le sol. Dans l'eau du mésocosme il était l'espèce dissoute prédominante, mais du DMAA et des espèces particulaires ont aussi été détectés. Dans les sédiments superficiels, l'arséniate était ici encore l'espèce la plus abondante avec un peu de DMAA, alors que dans les sédiments profonds l'arsénite était prédominant.


title: Arsenic

text: Les organoarséniés actuellement utilisés dans les golfs ne sont pas réputés très toxiques pour l’homme ou les animaux à sang chaud, mais leur décomposition dans l'environnement laisse des sous-produits arsenicaux inorganiques hautement toxiques, et éventuellement susceptibles de bioaccumulation ou bioconcentration… L'association golfique USGA a sponsorisé une étude visant à modéliser le devenir dans le sol et l'eau d’infiltration des différentes formes ("« espèces »") d'arsenic provenant du méthanearséniate monosodique (MSMA) notamment dans la zone racinaire du gazon. Pour cela un équivalent gazon de golf a été semé et entretenu par l’Université de Floride et des lysimètres ont permis d'y mesurer la quantité d’eau percolant au travers des racines du gazon et dans le sol, ainsi que la quantité de nitrate et de MSMA lessivés au passage, (avec évaluation de l'arsenic total et de sa spéciation). Il était intéressant d'évaluer les flux de nitrates en même temps que ceux d'arsenic, car l'arsenic (sous forme d'arsenite par exemple) agit synergiquement avec l’azote dans certains processus toxiques et d’acidification Les résultats ont confirmé que comme dans les sols naturels ou agricoles, la composition du substrat (proportion de tourbe, argile et sable) influence fortement la mobilité et la lixiviation de l’arsenic, différemment selon ses espèces. Quatre produits de dégradation du MSMA étaient attendus. Ils ont été recherchés et trouvés dans les lysimètres ; l'arsénite (As), l'arséniate (ASV), l'acide monométhylarsinique (MMAA) et l’acide diméthylarsinique (DMAA).


title: Arsenic

text: Le métier de viticulteur est l'un de ceux qui étaient encore récemment les plus exposés aux pesticides arsénicaux. Ils ont été utilisés durant plus d'un siècle sur la vignes comme insecticides et fongicides. Théoriquement interdit en 1973, leur usage s'est en France prolongé grâce à une dérogation autorisant les vignerons à continuer à les utiliser (jusqu’en 2001) pour traiter l’Esca, une maladie fongique incurable du bois des ceps de vigne). Ces pesticides peuvent induire plusieurs types de cancers (carcinome basocellulaire cutané, carcinome spinocellulaire, cancer bronchique primitif, cancer des voies urinaires, adénocarcinome hépatocellulaire et angiosarcome du foie). De même que d'autres groupes de pesticides utilisés en agriculture, ils sont aussi suspectés d’augmenter le risque de maladie de Parkinson et de lymphome non hodgkinien, d'être des perturbateurs endocriniens et facteurs de délétion de la spermatogenèse. Récemment (2018) une étude a évalué qu'en 20 ans (de 1979 à 2000), le nombre d’ouvriers agricoles exposés a diminué de près de 40 % (passant de à ) alors que les effectifs des exploitations viticoles chutaient de plus de moitié en France, et alors que la « main d’œuvre familiale » de l’ensemble des exploitations agricoles de France métropolitaine restait stable (3,6 à 4,2 %) sur la période. L’exposition a augmenté parmi la main-d’œuvre familiale et la main-d’œuvre salariée des viticulteurs à but récréatif ou professionnel (10,5 à 19,6 %) et chez celles cultivant la vigne dans un but exclusivement professionnel (20 à 25 %). Les auteurs de l'étude estiment qu'un meilleur suivi post-professionnel est nécessaire, avec .


title: Arsenic

text: Il peut nous affecter via une contamination des aliments, ou via la pollution de nappes phréatiques, constatée notamment localement en Amérique du Nord, ou massivement en Asie du Sud-Est dans de grandes zones de culture du riz (Ouest du Bengale, Bangladesh et Viet-nam où au moins sont exposées à des taux d'arsenic dans l'eau dépassant les seuils de toxicité.) ; jusqu'à un million de puits creusés dans les dépôts alluviaux du Gange pourraient être contaminés par l'arsenic, avec des taux atteignant localement au Bangladesh et au Bengale occidental et au Viêt Nam ; l'irrigation du riz par une eau contaminée peut le contaminer.


title: Arsenic

text: Un japonais moyen en 2006-2010 ingérait quotidiennement 2,31 μg/kg de poids corporel/jour d'arsenic total (TA) ; et 0,260 μg/kg/jour d'arsenic inorganique (iAs) [à comparer à 0,0928 μg/kg/jour de plomb, un métal souvent associé à l'arsenic dans la nature et l'industrie métallurgique], soit respectivement 138 μg d'arsenic total/personne/jour, et 15,3 μg d'arsenic inorganique /personne/jour), l'apport journalier variant selon le sexe, principalement en raison de la quantité d'aliments ingérés et beaucoup selon l'âge, le lieu de vie et le types de communauté (urbaine / agricole / de pêcheurs), .


title: Arsenic

text: Dans le monde (y compris en Europe) une source fréquente d'arsenic alimentaire est le riz (s'il est consommé abondamment et s'il provient de rizières naturellement riches en arsenic). En mai 2013, l’"administration vétérinaire et alimentaire du Danemark" (DVFA) a ainsi recommandé de ne pas donner trop de produits à base de riz aux enfants, en raison de leur teneur élevée en arsenic , de manière à ne pas dépasser les doses jugées dangereuses pour la santé par l'autorité européenne de sécurité des aliments (Efsa) qui a en 2009 modifié son évaluation de dose hebdomadaire tolérable (DHT) la portant à 15 microgrammes par kilogramme (µg/kg) de poids corporel dose à partir de laquelle de premiers effets apparaissent pour la santé.


title: Arsenic

text: L'arsenic est un oligoélément, mais à très faible dose.


title: Arsenic

text: L’OMS, l’EPA (Environmental Protection Agency), Santé Canada, la France (en 2003) ou encore l’UE ont fixé la limite de concentration maximum de l’arsenic dans l’eau à (10 µg/L) tandis que le règlement sur la qualité de l’eau potable du Québec datant de 2001 fixait la limite à . Cette limite a été diminuée en 2013 à (10 µg/L). Le Bangladesh et l’Inde où certaines régions sont naturellement, de par leur sous-sol et leurs nappes contaminées en arsenic fixent la limite à .


title: Arsenic

text: Cette limite ne s'applique pas en France aux eaux minérales mais uniquement à l'eau du robinet et aux eaux de source, de fait l'information sur la quantité d'arsenic n'apparait pas non plus sur l'étiquette informative des bouteilles, afin de ne pas porter préjudice à certaines marques inscrites dans le patrimoine national ou local.


title: Arsenic

text: Malgré ces normes, certains pays sont encore aujourd’hui souvent au-dessus des limites d’exposition selon l’OMS. Parmi eux, l’Argentine, l’Australie, le Bangladesh, le Chili, la Chine, les États-Unis, la Hongrie, l’Inde, le Mexique, le Pérou et la Thaïlande. Des effets négatifs sur la santé ont été observés au Bangladesh, en Chine, aux États-Unis et en Inde.


title: Arsenic

text: Des biomarqueurs peuvent avoir une valeurs seuil spéciale, dédiée, dite "valeurs de biomonitoring équivalent (BE)", quand elle sera converties en doses externes à partir de modèles pharmacocinétiques, correspondront à une valeur de référence sanitaire établie ; Il existe ainsi des systèmes de conversion (en quelque sorte en équivalent toxique) de l'arsenic organique vers l'arsenic minéral


title: Brome

text: Le brome est l'élément chimique de numéro atomique 35, de symbole Br. C'est un membre de la famille des halogènes. Son nom dérive du grec , en raison de son odeur piquante.


title: Brome

text: Dans les conditions normales de température et de pression, le corps simple brome est un liquide de couleur brunâtre, de formule chimique Br (dibrome, formé de molécules homonucléaires diatomiques). Carl Löwig et Antoine-Jérôme Balard ont découvert ce corps simple en 1825 et 1826, indépendamment l'un de l'autre.


title: Brome

text: Peu abondant, il n'est que le chimique de la croûte terrestre. Dans la nature, il n'est jamais présent sous forme de dibrome, mais le plus souvent sous forme de bromure. À cause du lessivage des roches et de la grande solubilité de nombreux bromures métalliques, le brome s'est accumulé dans les océans (où il est cependant moins abondant que le chlore) : l'eau de mer est un minerai de brome. Les eaux de la mer Morte contiennent d'ions bromure et constituent, avec des gisements aux États-Unis et en Chine, les principales réserves mondiales.


title: Brome

text: Dans les minerais, l'ion bromure est souvent associé à l'argent. Les minéraux correspondants sont la bromargyrite (bromure d'argent AgBr), découvert à Mexico en 1841, et l'embolite.


title: Brome

text: Outre qu'il peut contribuer à dégrader la couche d'ozone, il semble jouer un rôle de catalyseur dans le phénomène atmosphérique écotoxicologiquement préoccupant dit de « pluies de mercure » (impliqué dans environ 80 % des cas). Il est notamment émis dans l'air par l'incinération des déchets et pour de nombreux secteurs, il n'y a pas de valeurs limites d'émission (VLE) dans l'air ou dans les rejets d'eaux usées. En France, depuis 2013 dans certaines ICPE, les émissions de brome et de composés inorganiques gazeux du brome (exprimées en HBr) sont réglementées : leur flux horaire ne doit pas dépasser 50 g/h, et 5 mg/m³ de gaz rejeté dans l'atmosphère.


title: Brome

text: Le premier composé du brome utilisé (bien avant que l'élément chimique ne soit isolé) remonte à l'Antiquité. Le magnifique pigment mentionné dans la Bible et connu des Romains sous le nom de "pourpre de Tyr" a été analysé en 1909 par P. Friedländer ; il s'agit du 6,6'-dibromoindigo. Ce colorant était à l'époque extrait de l'escargot "Murex brandaris". Il en fallait pour préparer de colorant.


title: Brome

text: Le brome a été découvert indépendamment par Antoine-Jérôme Balard en 1826 et par Carl Löwig en 1825 . Voir un fac-similé du mémoire de Balard à cette référence.


title: Brome

text: Le chimiste Antoine-Jérôme Balard a trouvé le brome dans les eaux mères restant après avoir cristallisé le chlorure de sodium et le sulfate de sodium des prés-salés de Montpellier. Le jeune Balard (23 ans) avait remarqué la coloration jaune-soutenu de cette eau lors de l'addition de dichlore. L'extraction par l'éther et la potasse conduisait à un sel (KBr) qu'il traita par le dioxyde de manganèse MnO (oxydant) en présence d'acide sulfurique. Il obtint ainsi un liquide rouge (Br) Balard développa rapidement la chimie du brome et reconnut son caractère élémentaire, par comparaison au monochlorure d'iode ICl qui avait été isolé 15 ans auparavant. Balard a nommé cet élément « muride », dérivé du latin "muria".


title: Brome

text: Un an plus tôt, en 1825, le chimiste Carl Löwig avait pu isoler un peu de dibrome en l'extrayant d'un échantillon d'eau. Pour extraire le dibrome de l'eau, il a saturé la solution avec du dichlore et l'a extrait grâce à sa solubilité dans l'éther diéthylique. L'évaporation de ce solvant a laissé une substance liquide brune. Mais le retard de la publication de sa découverte a permis à Antoine Balard de publier en premier la découverte de ce nouvel élément chimique.


title: Brome

text: Après que les trois chimistes français Louis-Nicolas Vauquelin, Louis Jacques Thénard, et Louis Joseph Gay-Lussac eurent approuvé la découverte de Balard, ses résultats furent présentés à l'Académie des sciences et publiés dans les "Annales de chimie et physique". Dans sa publication, à la demande de M. Anglada, Balard changea le nom muride en "Brôme" ou "brome", du grec βρῶμος ("brômos") qui signifie « puanteur ».


title: Brome

text: Le brome (avec le chlore et l'iode) a pris une place importante, au cours de l'histoire de la chimie, pour comprendre la structure des composés organiques. Par exemple, Jean-Baptiste Dumas formulait en 1838 (bien avant que la tétravalence du carbone soit établie) une théorie de la substitution dont une des règles indiquait que, lors d'une déshydrogénation par le chlore, le brome ou l'iode, un atome H était remplacé par un atome d'halogène.


title: Brome

text: La production industrielle du dibrome résulte de l'oxydation des ions bromure par le dichlore. La source de bromure en Amérique est généralement la saumure d'Arkansas qui en contient . Les nations européennes s'approvisionnent pour l'essentiel dans les eaux de la mer Morte (). L'eau des océans n'en contient que mais reste une source utilisée. La France a produit du brome jusqu'en 1998 à partir de la sylvinite extraite des Mines de potasse d'Alsace.


title: Brome

text: Après oxydation par le dichlore, le dibrome est extrait en insufflant un courant d'air dans la solution de dibrome. Le dibrome est ensuite condensé et purifié. Bien que le procédé soit simple dans son principe, il nécessite, d'un point de vue technologique, de mettre en place des matériaux hautement résistants à l'oxydation.


title: Brome

text: Au début du , la production mondiale se fait principalement aux États-Unis, qui sont suivis de près par Israël (qui dispose d'un gisement important dans la mer Morte) alors que les nations d'Europe qui sont le producteur n'en produit que 6 % du marché mondial.


title: Brome

text: La demande mondiale en brome a été dopée par son usage croissant dans certains pesticides, additifs de carburants, huiles de forage, biocides mais surtout dans les retardateurs de flamme (si dans les années 1960 seuls 5 % du brome extrait dans le monde servait à fabriquer des retardateurs de flammes, ce taux a été porté à 38 % et sa production annuelle n'a cessé de croître atteignant environ en 2000. Son usage comme additif de carburant a décliné de 1970 à 1995, alors que ses usages comme ignifugeant augmentaient en proportion inverse.


title: Brome

text: En tant qu'agent oxydant fort, le brome est incompatible avec la plupart des composés organiques et inorganiques. La prudence est donc requise lors du transport du brome (généralement transporté dans des réservoirs en acier doublés de plomb, soutenus par de solides cadres métalliques.


title: Brome

text: Il est classé aux États-Unis comme « "substance extrêmement dangereuse" » au sens de la section 302 de la loi américaine sur la planification d'urgence et le droit de savoir (42 USC 11002). Il y est soumis à des exigences strictes en matière de rapportage par les entreprises ou entités qui le produisent, l’utilisent ou le stockent en quantité importante.


title: Brome

text: Le brome possède connus, de nombre de masse compris entre 66 et 97, ainsi que . Parmi ces isotopes deux seulement sont stables, le brome 79 et le brome 81, qui constituent l'ensemble du brome naturel à raison de 50,69 et 49,31 %, respectivement. La masse atomique standard du brome est donc de .


title: Brome

text: Le radioisotope de plus longue durée de vie est le brome 77, avec une demi-vie de .


title: Brome

text: Dans les conditions normales, le dibrome est un liquide de densité supérieure à 3 (ce qui est beaucoup comparé aux liquides usuels, mais nettement moins que le mercure qui a une densité voisine de ) et de couleur brun-rouge. Il est toxique et non métallique à pression ordinaire (il le devient à très haute pression, à partir de 55 GPa). À température ordinaire, c'est un liquide extrêmement volatil qui dégage des vapeurs rousses, de la même couleur que le dioxyde d'azote. Avec le mercure, le dibrome est le seul corps simple liquide à température ambiante. Il dégage une odeur suffocante apparentée à celle du dichlore. Son point de fusion est de  (, 265,8K ) ; dans un environnement froid le dibrome peut donc facilement geler. Son point d'ébullition n'est pas très élevé : (, 332 K) car les interactions entre molécules de dibrome sont faiblement attractives ; ce sont des interactions de van der Waals.


title: Brome

text: Le dibrome est plus oxydant que le diiode mais moins que le dichlore. Son potentiel rédox est E° = ( pour Cl/Cl et pour I/I). Il réagit avec la plupart des autres corps simples, donc les métaux, pour former des sels : bromure de sodium, bromure de fer, etc.


title: Brome

text: Le brome est l'un des sept éléments qui forment une molécule diatomique, à l'instar de O, N, etc. Il réagit avec la majorité des composés organiques.


title: Brome

text: La solubilité dans l'eau du dibrome est largement supérieure à celle des autres dihalogènes. Elle est de par litre, soit 0,214 mol.L. La solution de dibrome dans l'eau s'appelle « l'eau de brome » ; elle génère une vapeur de dibrome d'autant plus colorée que l'eau de brome est concentrée (loi de Henry). L'eau de brome est légèrement acide (jusqu'à pH = 2,6 pour une concentration élevée). Le dibrome est également largement soluble dans les solvants organiques.


title: Brome

text: L'élément chimique brome entre dans la composition de plusieurs composés interhalogénés : BrF, BrF, BrF, BrCl et IBr. Leur formation se produit par interaction directe entre les dihalogènes correspondants dans la bonne stœchiométrie. Dans les composés BrF et dans BrF, l'atome central est Br. Ce dernier adopte une géométrie conforme à celle prévue par la théorie VSEPR. Les anions interhalogénés, appelés polyhalogénures, existent également comme BrF.


title: Brome

text: Dans des conditions fortement oxydantes, Br forme les cations dibrominium Br et Br.


title: Brome

text: Dans l'eau en présence d'ions bromure, le dibrome se transforme en tribromure Br (à l'image de l'ion triiodure I, plus connu). En milieu aqueux basique, le dibrome se dismute en ions bromure Br et ions bromate BrO, ce que montre bien un diagramme de Pourbaix. Dans l'eau les entités Br, Br, HBrO, BrO, HBrO et BrO coexistent.


title: Brome

text: Le bromure d'argent AgBr est moins soluble que son homologue AgCl et plus que AgI. La précipitation de AgBr résultant de l'addition d'une solution de nitrate d'argent à une solution de bromure de sodium est une réaction classique en chimie analytique qualitative ou quantitative. Cette dernière peut être suivie par potentiométrie avec une électrode d'argent et une électrode de référence au calomel protégée par une allonge de nitrate de sodium.


title: Brome

text: En chimie de coordination, la série spectrochimique montre que le ligand bromure est à champ plus faible que le ligand chlorure.


title: Brome

text: En chimie organique, les halogénures d'alkyle s'hydrolysent assez facilement en présence d'eau. Plus généralement, l'ion bromure est un bon groupe partant dans les conditions d'une substitution nucléophile.


title: Brome

text: Le brome pur est neurotoxique et perturbateur endocrinien, mais une étude de 2014 suggère que sous forme d'ion bromure (peu toxique) cet élément serait un cofacteur nécessaire à la biosynthèse du collagène IV, ce qui en fait l'élément essentiel pour l'architecture de la membrane basale et le développement des tissus chez les animaux. Néanmoins, aucun symptôme ou syndrome de privation évident n'a été documenté.


title: Brome

text: Dans d'autres fonctions biologiques, sans être un élément essentiel, l'ion bromure semble toujours bénéfique là où il remplace le chlore. Par exemple, en présence de peroxyde d'hydrogène(H2O2) formé par les éosinophiles et d'ions chlorure ou bromure, l'éosinophile peroxydase fournit un mécanisme puissant par lequel les éosinophiles tuent les parasites multicellulaires (comme, par exemple, les vers nématodes impliqués dans la filariose) et certaines bactéries (ex : de la tuberculose). L'éosinophile peroxydase est une halopéroxydase qui utilise préférentiellement le bromure au chlorure à cette fin, générant de l'hypobromite (acide hypobromeux), bien que l'utilisation de chlorure soit possible.


title: Brome

text: Les a-haloesters sont considérés comme hautement réactifs et, donc, toxiques en synthèse organique. Pourtant les mammifères (dont les humains, les chats et les rats) semblent e biosynthétiser des traces ( α-bromoester, le 2-octyl 4-bromo-3- l'oxobutanoate) dans leur liquide céphalo-rachidien où il jouerait un rôle encore à clarifier dans l'induction du sommeil paradoxal.


title: Brome

text: La myéloperoxydase de neutrophile peut utiliser de la désoxycytidine, une H2O2 et du bromate, ce qui pourrait entraîner des mutations de l’ADN.


title: Brome

text: Le brome élémentaire est toxique et caustique (il provoque des brûlures chimiques sur peau et les muqueuses ou la chair), et son inhalation sous forme de gaz ou vapeur provoque une irritation des voies respiratoires, se manifestant par une toux, puis une suffocation conduisant à la mort (au-delà d’un certain seuil inhalé). Une exposition chronique conduit à des infections bronchiques fréquentes et à une détérioration générale de la santé.


title: Brome

text: L’OSHA (Occupational Safety and Health Administration) des États-Unis a défini une limite d'exposition admissible (PEL) pour le brome à une moyenne pondérée dans le temps (TWA) de . L’Institut national pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH) a fixé une limite d’exposition recommandée (REL) de TWA et une limite à court terme de . L'exposition au brome immédiatement dangereux pour la vie et la santé (IDLH) est de .


title: Brome

text: L'anion bromure est peu toxique. Son apport quotidien normal est de 2 à 8 milligrammes selon Nielsen (2000). Une exposition chronique à des niveaux élevés de bromure altèrent cependant la membrane des neurones, ce qui entrave progressivement la transmission de l'influx nerveux, entraînant une intoxication chronique dite bromisme. Le bromure a une demi-vie d’élimination de 9 à 12 jours, ce qui peut entraîner une accumulation excessive. Des doses de 0,5 à 1 gramme par jour de bromure peuvent provoquer le bromisme. Historiquement, la dose thérapeutique de bromure était d'environ 3 à 5 grammes de bromure, ce qui explique pourquoi les intoxications étaient courantes. Bien que des perturbations importantes et parfois graves des fonctions neurologiques, psychiatriques, dermatologiques et gastro-intestinales se produisent, la mort par intoxication aiguë au brome est rare. Le bromisme est principalement lié à la neurotoxicité du brome dans le cerveau, qui entraîne somnolence, psychose, convulsions et délire.


title: Brome

text: En 2011 un lien entre des difficultés neurodéveloppementales (du fœtus et de l'enfant de zéro à quatre ans) et une exposition (prénatale ou post-natale) à certains produits bromés persistants est établi par la chercheuse espagnole Mireia Gascon et son équipe . Les produits en cause sont des retardateurs de flamme de type polybromodiphényléthers (groupe de 209 composés issus de la chimie, dit PBDEs, dont certains ont été massivement utilisés dans les années 1990 à 2010 comme ignifugeant par les industries textiles, du plastique et de l'électronique, après qu'ils aient aussi été utilisés à très haute dose dans les années 1970 et 1980 pour l'extraction pétrolière). Deux ans plus tard, d'autres chercheurs montrent qu'il existe un risque accru de développer des troubles du spectre autistique pour des enfants dont la mère était en état d'hypothyroïdie lors de son premier trimestre de grossesse ; sachant que le brome fait partie des causes d'hypothyroïdie, car en tant qu’halogène chimiquement proche de l’iode il peut en effet prendre la place de l’iode dans le système thyroïdien (ce qui en fait un perturbateur endocrinien). En 2014, le caractère délétère des diphényléthers polybromés pour le neurodéveloppement est confirmé, puis réaffirmé en 2015 par une autre équipe via des tests menés chez des enfants de 9 à 12 ans. Une autre équipe met également le brome en relation avec des anomalies de date de survenue de la puberté chez les filles.


title: Brome

text: En 2016, on admet que certaines maladies du trouble du spectre autistique (et des retards mentaux) sont clairement liées à des dysfonctionnements endocriniens (survenu in utero et/ou chez le nouveau-né) et notamment au niveau de l’axe thyroïdien. Il semble exister une corrélation entre la déficience en iode (source d'hypothyroïdie) et la sévérité des symptômes de l'autisme.


title: Brome

text: Le modèle animal confirme ce lien, en 2012, via une étude sur des souris. L'étude a utilisé des souris femelles génétiquement modifiées pour développer un trouble similaire au syndrome de Rett (trouble autistique), par la mutation du gène MECP2 du chromosome X. Après exposition des mères au BDE-47 (un PDBE), leur descendance, également exposée, avait un poids de naissance et un taux de survie inférieurs, et présentait des déficits de sociabilité et d'apprentissage. En 2013, une étude montre des lésions cérébrales liées au BDP-49, induites chez des souris par l'inhibition du processus de production d'ATP mitochondriale (nécessaire pour que les cellules du cerveau disposent d'énergie). Une neurotoxicité se manifestait dès les faibles doses. Cette étude offre une autre voie d'explication possible au fait que les PDBE entraîneraient l’apparition de symptômes autistiques.


title: Brome

text: Les concentrations prénatales de certains BDE ou de la somme de tous les BPDE sont associées à une diminution des taux de TSH à l'âge de 3 ans (phénomène qui avait déjà été observé chez l’animal de laboratoire), avec des différences selon le sexe de l’enfant, les garçons semblant plus touchés que les filles . Une étude (ayant porté sur 208 enfants de 8 ans) sur les effets d’expositions simultanées à certains PBDE après la naissance a conclu qu’une telle exposition induit à l’âge de 8 ans une fonction exécutive dégradée (troubles du comportement et de l’attention), mais chez les jeunes garçons et pas chez les fillettes. Ces ignifugeants (PBDE) sont retrouvés dans le cordon ombilical (mesures faites juste après l’accouchement) et ils passent au travers de la barrière placentaire, avec des séquelles sur le développement moteur également observées des années plus tard. Le risque plus élevé pour le garçonnet est confirmé en 2019 par une autre étude. Les effets délétères persistent chez l’enfant puis l’adolescent dont la mémoire visuelle, verbale et de travail est affectée ; une étude basée sur des enfants dont le taux de PBDE avait été mesuré dans le cordon ombilical, puis qui ont été suivis aux âges de 2, 3, 5, 7 et 9 ans avec des tests de mémoire chez les adolescents, montre que le taux PBDE dans le cordon ombilical est associé à une moindre mémoire de travail auditive chez les filles, une moindre mémoire visuelle chez les enfants (perte de 5 à 8 points aux tests).En 2019, les effets neurotoxiques d’une exposition in utero aux PBDE sont incontestables, de même qu’un effet inhibiteur du taux d’hormones thyroïdiennes (HT), mais on ignore encore si ce dernier effet peut expliquer toute la neurotoxicité des PBDE .


title: Brome

text: Les organismes marins sont la principale source de composés organobromés et c’est dans ces organismes que le caractère essentiel du brome est plus évident. Plus de de ces composés organobromés ont été identifiés en 1999. Le plus abondant est le bromure de méthyle (CH3Br), dont environ sont produites chaque année par des algues marines. L'huile essentielle de l'algue hawaïenne Asparagopsis taxiformis est composée à 80% de bromoforme.


title: Brome

text: La plupart des composés organobromés présents dans la mer résultent de l'action d'une enzyme algale unique, la "vanadium bromoperoxydase".Les composés minéraux du brome sont pour beaucoup des bromures au sens strict (c'est-à-dire où l'anion Br est présent). Certains composés également nommés « bromure » sont des composés moléculaires (ex. bromure de soufre). Il existe aussi de nombreux composés du brome aux nombres d'oxydation différents de -I comme les oxoanions et leurs acides correspondant, ou les composés interhalogénés. Les bromures sont dits ioniques si l'élément brome n'est pas lié à un voisin par une liaison covalente, éventuellement polarisée, mais s'il est présent à titre d'ion individuel Br.


title: Brome

text: Il existe de nombreux bromures métalliques comme le bromure de sodium, le bromure de cuivre Ce sont tous des solides dans les conditions normales. Ils ne sont colorés que quand l'ion métallique est coloré, sinon, ils sont blancs comme le bromure de sodium ci-contre, l'ion bromure ne participant pas à la couleur du sel.


title: Brome

text: L'ion bromure se rencontre souvent comme contre-ion d'ions complexes, par exemple dans le cas des ammonium organiques. C'est le cas du bromure de démécarium de formule ci-contre. Ce composé est un inhibiteur de l'acétylcholinestérase.


title: Brome

text: C'est aussi le cas avec les composés organomagnésiens, par exemple le bromure de phényle magnésium .


title: Brome

text: Les bromures sont moléculaires s'il existe une liaison covalente, le plus souvent polarisée, entre Br et son atome voisin. Dans cette section ne sont traités que les composés inorganiques. Les bromures organiques sont mentionnés plus loin.


title: Brome

text: Le bromure d'hydrogène HBr est un gaz dans les conditions normales, structurellement identique au chlorure d'hydrogène plus connu, HCl. Sa solution aqueuse est l'acide bromhydrique ; c'est un acide fort dans l'eau.


title: Brome

text: De nombreux composés du brome dérivent d'un acide minéral (pour les acides organiques voir ci-dessous) par remplacement du groupe d'atome OH par Br. C'est le cas du bromure de thionyle SOBr, formule ci-contre et du bromure de sulfuryle qui sont des dérivés de l'acide sulfureux et de l'acide sulfurique respectivement.


title: Brome

text: Les composés phosphorés tribromure de phosphore PBr et pentabromure de phosphore PBr sont des dérivés de l'acide phosphoreux et de l'acide phosphorique respectivement.


title: Brome

text: Les composés interhalogénés sont des composés moléculaires qui ne contiennent que des atomes d'halogènes. Ils sont préparés par interaction directe de deux dihalogènes (par exemple et ). Plusieurs composés interhalogénés contiennent du brome:


title: Brome

text: Le bromure de soufre SBr est un liquide orange-rouge (voir photo). C'est un composé qui a la même structure que le sulfure d'hydrogène HS.


title: Brome

text: Les anions oxygénés du brome existent aux degrés d'oxydation +I, +III, +V et +VII. Il s'agit respectivement de l'ion hypobromite BrO, bromite BrO, bromate BrO et perbromate BrO. Dans l'eau, l'ion bromate est majoritaire en milieu basique. L'ion hypobromite est responsable du caractère bactéricide du brome mis à profit dans la stérilisation de l'eau par le dibrome. L'ion perbromate n'a été synthétisé que tardivement (1968 par radiochimie, 1969 par une méthode chimique).


title: Brome

text: Ces oxoanions sont des bases dont l'acide conjugué est d'autant plus fort que le brome est dans un état d'oxydation élevé. L'acide bromique HBrO et l'acide perbromique HBrO sont des acides forts.


title: Brome

text: De très nombreux composés organiques contiennent du brome. Ils sont structurellement identiques à leurs homologues chlorés. Par exemple le bromure d'acétyle dérive de l'acide éthanoïque par remplacement du groupe d'atomes OH par l'atome Br. Il est structurellement identique au chlorure d'acétyle . Certains ont une importance industrielle :


title: Krypton

text: Le krypton est l'élément chimique de numéro atomique 36, de symbole Kr. C'est un gaz noble, inodore et incolore, découvert par William Ramsay et Morris Travers le en réalisant une distillation de l'air liquide. Étymologiquement, le nom de « krypton » dérive du grec ancien () signifiant « "caché" ».


title: Krypton

text: L'une de ses propriétés physiques, la longueur d'onde de la raie spectrale orange de l'isotope Kr, a servi à définir le mètre de 1960 jusqu'en 1983 comme valant cette longueur d'onde dans le vide.


title: Krypton

text: Le krypton possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant de 69 à 101 et trois isomères nucléaires. Le krypton naturel est constitué de cinq isotopes stables, Kr, Kr, Kr, Kr et Kr et un isotope quasi stable, Kr mais on soupçonne un d'entre eux, Kr, d'être légèrement radioactif (avec une demi-vie très supérieure à l'âge de l'univers). On attribue au krypton une masse atomique standard de 83,798(2) u.


title: Krypton

text: Outre ces isotopes, le krypton possède 27 radioisotopes. Kr est le radioisotope à la demi-vie la plus longue (), suivi de Kr (10,7 ans), de Kr (35 h) et Kr (14,8 h). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 5 heures, et la plupart d'entre eux inférieure à une minute.


title: Krypton

text: Configuration électronique du krypton : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p, que l'on peut aussi écrire 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p.


title: Krypton

text: Le krypton est le plus léger des gaz nobles pour lesquels on a pu isoler au moins un composé covalent, en l'occurrence le difluorure de krypton KrF, synthétisé pour la première fois en 1963 dans la foulée des travaux sur le xénon.


title: Krypton

text: D'autres composés, dans lesquels un atome de krypton est lié à un atome d'azote pour les uns et à un atome d'oxygène pour les autres, ont également été publiés, mais ils ne sont stables qu'en dessous de pour les premiers et pour les seconds. Certains résultats font ainsi état de la synthèse de divers oxydes et fluorures de krypton, ainsi que d'un sel d'oxoacide de krypton (à l'instar de la chimie du xénon). Des études sur les ions moléculaires ArKr et KrH ont eu lieu, et les espèces KrXe et KrXe ont été observées.


title: Krypton

text: Les équipes de l'Université d'Helsinki, à l'origine de la détection du fluorohydrure d'argon HArF, auraient également détecté du cyanohydrure de krypton HKrC≡N ainsi que de l'hydrokryptoacétylène HKrC≡CH, qui se dissocieraient dès .


title: Krypton

text: D'une manière générale, il faut recourir à des conditions extrêmes (matrice cryogénique ou jet gazeux supersonique) pour observer des molécules neutres dans lesquelles un atome de krypton est lié à un non-métal comme l'hydrogène, le carbone ou le chlore, voire à un métal de transition tel que le cuivre, l'argent ou l'or.


title: Krypton

text: Du fait de son prix élevé, le krypton est assez peu utilisé. L'utilisation de l'argon lui est souvent préférée, en particulier pour certaines soudures, car l'argon est un gaz inerte nettement moins cher.Le krypton est considéré comme un gaz asphyxiant non toxique. L’inhalation d’un gaz contenant 50 % de krypton (en volume) et 50 % d’air pourrait causer une narcose. Néanmoins, ce mélange ne contenant que 10 % d’oxygène, la préoccupation principale serait plutôt le risque d’hypoxie.


title: Rubidium

text: Le rubidium est l'élément chimique de numéro atomique 37, de symbole Rb. C'est un métal alcalin, mou et argenté, dont la température de fusion n'est que de . Il peut être maintenu liquide à température ambiante grâce au phénomène de surfusion, comme le césium et le gallium.


title: Rubidium

text: Son nom vient du latin "rubidus" (rouge foncé), du fait de la couleur rouge des raies spectrales qui ont permis à Robert Wilhelm Bunsen et Gustav Kirchhoff de le détecter en 1861 dans la lépidolite. Il a été isolé l'année suivante par Bunsen.


title: Rubidium

text: Comme les autres métaux alcalins, il s'enflamme spontanément au contact avec l'air et réagit violemment avec l'eau.


title: Rubidium

text: Le rubidium possède 32 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 71 et 102, et 12 isomères nucléaires. Seuls deux de ces isotopes sont présents dans la nature, Rb (72,2 %), seul isotope stable du rubidium (faisant de lui un élément monoisotopique) et le Rb (27,8 %) radioactif. Le rubidium naturel est ainsi suffisamment radioactif pour impressionner une pellicule photographique en trente à soixante jours. On attribue au rubidium une masse atomique standard de 85,4678(3) u.


title: Rubidium

text: Quatre oxydes de rubidium sont connus : RbO, RbO, RbO et RbO. Les trois premiers se forment rapidement en exposant du rudibium à l'air. Le dernier oxyde, RbO, se forme en présence d'un excès d'oxygène.


title: Rubidium

text: Le chlorure de rubidium (RbCl) est probablement le composé le plus utilisé du rubidium. Il est utilisé en biochimie en tant que biomarqueur car il remplace facilement le potassium et ne se trouve qu'en très petite quantité dans les organismes vivants. D'autres composés du rubidium communs sont l'hydroxyde de rubidium (RbOH) plus corrosif que les hydroxydes de sodium et de potassium. C'est aussi le composé de départ dans la plupart des synthèses chimiques où du rubidium intervient. Le carbonate de rubidium (RbCO) est utilisé dans certains verres optiques comme le mélange de sulfate de cuivre et de rubidium (RbSO•CuSO•6HO). L'iodure de rubidium et d'argent (RbAgI) a la conductivité à température ambiante la plus élevée de tous les cristaux ioniques connus. Cette propriété est exploitée dans des batteries en couches minces et .


title: Rubidium

text: Le rubidium est présent à l'état de traces dans de nombreux minéraux, généralement dans les sites cristallographie du potassium.


title: Rubidium

text: On en trouve également dans l'eau de mer (à une concentration de ) et dans les eaux minérales (environ ).L'emploi de cette transition permet d'obtenir des horloges commerciales compactes et de bas coût, ayant une stabilité relative de fréquence de (soit une erreur possible de 1 seconde sur un peu plus de 600 ans ). Il existe également des horloges appelées « fontaines atomiques », fonctionnant avec du Rb refroidi et manipulé par laser, qui atteignent des stabilités relatives de fréquence bien meilleures, comprises entre et .


title: Strontium

text: Le strontium est l'élément chimique de numéro atomique 38, de symbole Sr.


title: Strontium

text: Le strontium, comme le calcium, est un alcalino-terreux. Il est mou, malléable, gris-jaune. Au contact avec l'air, il forme un film d'oxyde protecteur (passivation). Il s'enflamme et brûle facilement dans l'air et réagit avec l'eau.


title: Strontium

text: Le strontium est isolé par Sir Humphry Davy (Angleterre) en 1808 après que son oxyde a été identifié dans le minerai d'une mine d'Écosse près de Strontian, la strontianite SrCO en 1790 par Thomas Charles Hope. Celui-ci s'est appuyé sur les travaux de William Cruickshank et , les premiers à postuler l'existence d'un élément inconnu dans la strontianite.


title: Strontium

text: Le strontium possède 35 isotopes connus de nombre de masse variant entre 73 et 107, et six isomères nucléaires. Parmi eux, quatre isotopes sont stables et représentent la totalité du strontium naturel : Sr (0,56 %), Sr (9,86 %), Sr (7,0 %) et Sr (82,58 %). Bien que Sr soit soupçonné de se désintégrer par désintégration ββ en Kr, cette dernière n'a pour l'instant jamais été observée et il reste considéré comme stable. La masse atomique standard du strontium est de .


title: Strontium

text: Le strontium se trouve dans des minéraux tels que la célestine SrSO et la strontianite SrCO.  Le taux de strontium présent dans la croûte terrestre est faible (0,034 %). Certains composés (solubles) sont présents dans l'eau de mer et de certaines sources (eaux minérales).


title: Strontium

text: Du strontium radioactif (Sr) et du césium radioactif (Cs) ont contaminé la biosphère à la suite des essais nucléaires dans l'air, et à la suite de la catastrophe de Tchernobyl (le strontium a été le principal polluant distant avec l'iode et le césium) puis de Fukushima.


title: Strontium

text: Une partie de ce strontium a été reconcentré par la chaîne alimentaire, via certains champignons notamment. Une méthode analytique a été publiée pour standardiser l'analyse du strontium dans les champignons à la suite du passage du nuage de Tchernobyl.


title: Strontium

text: Le lessivage du strontium et/ou sa bioconcentration dans le réseau trophique font que la pollution de l'eau et de l'air ont rapidement, selon l'UNSCAR, diminué (En 2009, les eaux de boisson et d’irrigation ne dépassaient plus 1 becquerel de césium et de strontium par litre).


title: Strontium

text: Du strontium sédimente (dans les eaux douces, mais surtout océaniques). Une grande partie sera peu à peu intégrée dans les roches métamorphiques calcaires. Les récifs coralliens en absorbent également.


title: Strontium

text: Inversement, certains champignons peuvent dégrader la roche-mère (en particulier la strontianite ; minerai naturel de strontium) et les "remonter" vers la surface du sol. C'est le cas par exemple de "" (champignon non-mycorhiziens saprophytes) qui s'est montré capable de solubiliser des ions Sr, de les remonter vers la surface du sol. Il les « reprécipite » en cristaux d'oxalate de calcium ainsi enrichis en strontium. On a noté que dans ce cas, le Sr s'accumule préférentiellement dans les cordons mycéliens du champignon.


title: Strontium

text: Selon les cas, des associations mycorhizales filtrent ou au contraire absorbent certains toxiques (en effet, les racines ont généralement besoin de environ 100 fois plus de carbone que l'hyphe des champignons symbiotes associés pour explorer le même volume de sol. Les hyphae dopent ainsi les capacités de certaines plantes à absorber du strontium 90 (ou du césium 137).


title: Strontium

text: La cinétique environnementale de ce métal varie selon la nature du composé considéré : plus il est soluble plus il est susceptible de circuler, et certains composés insolubles dans l'eau peuvent devenir ou redevenir solubles à la suite de réactions chimiques. Les composés solubles sont également ceux qui peuvent le plus se retrouver dans la nourriture (graines, légumes à feuilles et produits laitiers), affecter la santé et l'écosystème. Les eaux potables en contiennent normalement moins de .


title: Strontium

text: Le strontium est absorbé par le tube digestif par les mêmes mécanismes que le calcium mais l'absorption du calcium est préférentielle. La part non éliminée de strontium ingéré ou inhalé ou ayant contaminé un organisme humain se retrouve à 99 % concentrée dans le système osseux, les dents et le tissu conjonctif. L'analyse des dents de lait peut ainsi contribuer au suivi d'une éventuelle contamination par le strontium et de quelques autres éléments radio-émetteurs, plus facile qu'en utilisant l'os. On a par ce moyen pu constater aux États-Unis une augmentation inattendue du taux de strontium des dents de lait dans les années 1990.Son isotope 90 est l'un des produits de fission (explosions atomiques, réacteur nucléaire) les plus dangereux. En effet, les expériences de Sydney Ringer ont montré, il y a plus de cent ans, que le strontium se substituait au calcium dans les os. En outre sa demi-vie est longue : presque 29 ans.


title: Strontium

text: Les effets du strontium sur l'os peuvent se résumer ainsi :


title: Strontium

text: Des médicaments contenant strontium et calcium sont actuellement à l'étude pour la prévention de l'ostéoporose.


title: Strontium

text: Il serait utile de régulièrement "complémenter" en strontium l'eau de certains poissons récifaux élevés en aquarium, les filtres à charbon activé éliminant une partie du strontium de l'eau.


title: Strontium

text: Dans la nature, du strontium est souvent naturellement présent dans le sol et parfois même dans l'air, sous forme d'aérosols, ou adsorbé sur d'autres particules. Les cendres de charbon ou d'incinérateur en sont une source susceptible de polluer localement l'eau potable. Plusieurs de ses composés, solubles, se retrouvent facilement dans l'eau et donc dans les sédiments et dans certaines plantes et animaux, y compris d'eau douce (moule zébrée par exemple, qui se détoxique en le fixant dans sa coquille) qui peuvent le bioconcentrer. Le test des radiolaires marins de la classe des acanthaires est également constitué de sulfate de strontium.


title: Strontium

text: Il serait le plus présent dans certains aliments (graines, légumes à feuilles et produits laitiers). Chez l'animal, la part qui n'est pas éliminée dans les mucus, l'urine ou les excréments se fixe préférentiellement dans les os. Le bétail, le gibier, les poissons ou coquillages peuvent en contenir.


title: Strontium

text: Dans le passé, du strontium a été piégé et enfoui, dans le pétrole et le charbon notamment. La combustion de ces produits fossiles est source de relargage de strontium sous forme de poussières ou particules dans l'air.


title: Strontium

text: Sauf à très faibles doses, le strontium non radioactif est toxique pour l'animal et l'humain avec des symptômes variant selon l'espèce, l'âge, la dose, et peut-être d'éventuelles synergies avec d'autres produits ou selon l'isotope considéré. Chez l'homme, même à faible dose, le provoque des cancers du poumon quand il est inhalé.


title: Strontium

text: Lorsque le strontium sous forme de carbonate (SrCO) est ingéré par voie digestive, il peut provoquer des crampes, la contraction douloureuse de différents muscles et un effet purgatif. Quant au nitrate de strontium (SrNO), s’il est inhalé, il peut engendrer plusieurs problèmes de différents types (cardiaque, pulmonaire, hépatique et rénal). Le strontium radioactif provoque en outre une anémie et des carences en oxygène, et à plus forte dose des cancers, en affectant l'ADN des cellules qui y sont directement exposées.


title: Strontium

text: Il s'oxyde rapidement à l'air. Il réagit violemment avec l'eau pour produire de l'hydroxyde de strontium, corrosif, et de l'hydrogène.


title: Strontium

text: La quantité de strontium dans différents milieux est quantifiable par différentes méthodes analytiques.


title: Strontium

text: Pour dissocier le strontium de la matrice de son milieu, il faut, la plupart du temps, effectuer une "digestion" à l’aide d’un acide (en général l'acide nitrique et/ou l'acide chlorhydrique). Le centre d’expertise en analyse environnementale du Québec utilise des techniques couplées soient l’ICP-MS pour les analyses dans la chair de poissons et des petits invertébrés et l’ICP-OES pour les analyses dans l’eau qui doit préalablement être acidifiée.


title: Zirconium

text: Le zirconium est l'élément chimique de numéro atomique 40, de symbole Zr.


title: Zirconium

text: Il a été découvert par Martin Heinrich Klaproth à Berlin, qui l'a extrait du zircon en 1789 sous forme d'oxyde. Mais ce n'est qu'en 1824, que Jöns Jacob Berzelius l'a isolé sous forme de métal à Stockholm, en Suède. En 1999 est retrouvé en Australie un fin morceau de cristal de zircon de 4,4 milliards d'années d'âge : hormis certains fragments de météorites, c'est le plus vieil objet terrestre connu.


title: Zirconium

text: C'est un métal de transition appartenant, avec le titane et l'hafnium, à la colonne IVb de la classification périodique des éléments.


title: Zirconium

text: Il est trois fois plus abondant que le cuivre dans la croûte terrestre, dont il compose 0,0165 % jusqu'à une profondeur de (principalement sous forme de zircon ZrSiO et de zircone appelé aussi zirconia ou ou dioxyde de zirconium ZrO).


title: Zirconium

text: « Zirconium » dérive de « zircon », le nom du minerai à partir duquel il a été extrait pour la première fois. Ce dernier vient de l'allemand "Zirkon", un nom créé par le géologue et minéralogiste Abraham Gottlob Werner en 1783, que Martin Heinrich Klaproth décidera de reprendre en 1789. La formation du mot allemand reste obscure et pourrait venir de l'arabe de "zarkûn", lequel découlerait du persan "zargûn" signifiant « couleur de l'or ».


title: Zirconium

text: Le zirconium possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant de 78 à 110, et 5 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, quatre sont stables, Zr, Zr, Zr et Zr, et sont présents dans la nature dans un ratio 51/11/17/17 avec un radioisotope naturel, nucléide primordial, Zr qui se désintègre par double désintégration β avec une demi-vie observée de 2,0×10 années.


title: Zirconium

text: La masse atomique standard attribuée au zirconium est de .


title: Zirconium

text: Son principal minerai, le zircon ZrSiO se présente quelquefois sous forme d'une pierre précieuse, l'hyacinthe. Il est généralement associé au titane et à l'hafnium. La teneur massique en hafnium est à peu près constante et égale à 2 %. Le zircon est un constituant des granites, il se concentre dans les sables issus de la décomposition du granite.


title: Zirconium

text: La production mondiale de zircon est d'environ par an. La Chine a une production significative qui lui permet d'alimenter son marché intérieur.


title: Zirconium

text: Les réserves sont estimées à , ce qui représente un peu plus de 40 ans de production au rythme de consommation actuel. Cependant, la consommation a crû en moyenne de 3,4 % par an sur la période 1990-2008, en raison notamment d'une forte croissance de la demande chinoise (17,2 % par an en moyenne). Deux pays, l'Australie et l'Afrique du Sud, se partagent les deux tiers de la production et des réserves. Les États-Unis, le Brésil, l'Inde et l'Ukraine ont aussi des réserves significatives. Le zirconium pose donc des problèmes d'une part dans le niveau des réserves, et d'autre part dans le déséquilibre de la répartition géographique des réserves.


title: Zirconium

text: Le zirconium est un métal dur de couleur argenté et satiné. Sous sa forme commercialisée, il se présente en flocons durs et brillants, ou en poudre grise amorphe. À pression atmosphérique ambiante, le zirconium peut exister sous deux variétés allotropiques :


title: Zirconium

text: Le zirconium présente une section efficace d'absorption des neutrons dans les deux domaines thermique et rapide, très faible égale à 0,182 barn (valeur moyenne pondérée sur l'ensemble des isotopes naturels).


title: Zirconium

text: Caractéristiques physiques (complémentaires de celles données ci-contre)


title: Zirconium

text: Caractéristiques mécaniques


title: Zirconium

text: Le métal est extrêmement résistant à l'oxydation du fait de la formation d'un film d'oxyde stable, il n'est pas corrodé par les acides (à l'exception de l'acide fluorhydrique) ou les bases.


title: Zirconium

text: Le zirconium est un métal spécialement résistant à la corrosion par l'eau et l'eau de mer ce qui, associé à ses caractéristiques nucléaires, permet son utilisation comme matériau du gainage des combustibles utilisés dans les réacteurs à eau (REP et REB). L'eau forme une mince couche de zircone sur le métal qui le protège de la corrosion.


title: Zirconium

text: Les propriétés chimiques du zirconium sont très similaires à celles du hafnium. Par conséquent, les procédés chimiques normaux utilisés pour l'exploitation du zirconium ne supprimeront pas le hafnium, qui peut être présent dans les qualités commerciales du zirconium à des niveaux aussi élevés que 4,5 %. Le zirconium utilisé dans le domaine nucléaire doit contenir moins de 0,01 % de hafnium qui est un poison neutronique.


title: Zirconium

text: L'attaque du minerai est effectuée par le chlore en présence de carbone à . le chlorure de silicium est séparé des chlorures de zirconium et hafnium par condensation. La séparation zirconium hafnium s'effectue suivant deux techniques: Le produit de séparation obtenu est une masse métallique spongieuse appelé "l'éponge de zirconium" qui constitue le point initial du raffinage ultérieur du métalLe zirconium peut être utilisé pour les effets spéciaux : il provoque une étincelle lors de sa friction avec le sable (gros grain) dans des billes prévues à cet effet.


title: Zirconium

text: La plus grande partie du zirconium est utilisée soit sous forme de zircon (silicate), soit sous forme de zircone (oxyde) pour réaliser des matériaux céramiques (opacifiant pour les émaux vitreux et comme pigment). Cet usage représente 53 % de l'utilisation mondiale de zirconium.


title: Zirconium

text: Du fait de sa résistance à la corrosion le zirconium est très utilisé dans l'industrie chimique où sont utilisés des agents corrosifs. Le métal pur est également utilisé comme revêtement des moteurs à réaction. Le zirconium est utilisé comme élément d'alliage, les alliages qui en résultent ayant des caractéristiques mécaniques améliorées.


title: Zirconium

text: En raison de ses excellentes propriétés aux températures élevées, et couplé à sa faible absorption des neutrons, il est utilisé dans la construction des réacteurs nucléaires fonctionnant à moins de , dont notamment les réacteurs à eau.


title: Zirconium

text: La quantité de zirconium consommée pour la fabrication du combustible nucléaire en France est voisine de 321 tonnes par an.


title: Zirconium

text: Le zirconium est utilisé pour protéger la paroi intérieure de fours et de réacteurs (chimiques): fabrication de creusets de fonderie, de briques et d'abrasifs . Cet usage représente 13 % de l'utilisation du zirconium


title: Zirconium

text: L'oxyde de zirconium, appelé zircone ou , permet de fabriquer des imitations de diamant (un peu moins éclatant).


title: Zirconium

text: L'orthosilicate de zirconium (hyacinthe ou zircon) était déjà utilisé par les anciens Égyptiens, notamment pour des bijoux en forme du dieu scarabée, Khepri, symbole de la fertilité.


title: Zirconium

text: Il est aujourd'hui notamment utilisé pour traiter la surface des verres de lunette, contre les rayures.


title: Zirconium

text: L'oxyde de zirconium, par ses propriétés mécaniques, son excellente biocompatibilité et son rendu esthétique, est un matériau de choix pour l'élaboration de restaurations dentaires de grande qualité. Les armatures contenant du zirconium, légèrement translucides, sont parfois jugées plus esthétiques car un peu moins visibles que les armatures métalliques classiques. Les forces de van der Waals assurent une cohésion aussi efficace de la céramique sur le zirconium que sur un support métallique.


title: Zirconium

text: De l'oxyde de zirconium peut être utilisé pour les couronnes unitaires, les bridges, les reconstitutions intracoronaires ("inlay core"), les facettes esthétiques.


title: Zirconium

text: Selon les différentes marques, il reste après le fraisage, et avant de procéder au montage de la céramique, une étape de sintérisation ou de frittage dans des fours spéciaux.


title: Zirconium

text: L'oxyde de zirconium rentre dans la fabrication de piliers d'implants dentaires qui sont fraisés par ordinateur ou par copie manuelle.


title: Zirconium

text: Il semble être le seul matériau à n'offrir aucune adhérence à la plaque dentaire (ce qui laisse penser qu'il pourrait avoir des propriétés biocides).


title: Zirconium

text: Les sondes de mesure de la teneur en oxygène associées aux catalyseurs des moteurs à essence sont à base d'oxyde de zirconium, dopé à l'yttrium.


title: Zirconium

text: Ces sondes sont également utilisées dans les fours de traitement thermique des métaux (cémentation et carbonitruration) pour en déduire par calcul le potentiel carbone de l'atmosphère du four.


title: Zirconium

text: Le zirconium est un anti-recristallisant fréquemment utilisé dans certains alliages d'aluminium.


title: Zirconium

text: Le dioxyde de zirconium, ou zircone (ZrO), est aussi utilisé pour la fabrication de couteaux céramiques dont les lames plus légères et plus résistantes aux acides et à la chaleur conservent leur tranchant plus longtemps. La première lame céramique aurait été produite en 1984 par le groupe japonais Kyocera.


title: Zirconium

text: Il est également utilisé en tant que pigment, additif et réactif dans l'industrie métallurgique, en tant que composant dopant de supraconducteurs, dans des composés céramiques (PZT), ou dans certains implants utilisés en orthopédie du fait de sa bonne tolérance par l'organisme humain.


title: Zirconium

text: Le zirconium est également utilisé comme « "getter" », c'est-à-dire comme piège à gaz, dans les tubes électroniques sous vide.


title: Zirconium

text: Il est également utilisé afin de donner un aspect "or" au boitier de montres, avec un coût de revient inférieur au placage d'or.


title: Zirconium

text: Sous forme de poudre, poussière ou flocons, en contact avec l'air ou des oxydants, le zirconium est instable, pyrophorique et très explosif (notamment en présence d'impuretés).


title: Zirconium

text: Dès les années 1950, on a montré, par étude micrographique d'alliages zirconium-hydrogène que l'hydrure de zirconium pouvait se présenter sous deux phases différentes dont l'une se forme à pression ambiante, produisant un métal saturé en hydrogène et alors fragilisé. Cette phase est caractérisée par un réseau tétragonal laissant supposer qu'elle résulte d'une transformation pseudo-martensitique d'une phase cubique du métal.


title: Zirconium

text: Le métal réagit :


title: Zirconium

text: La couche d'oxyde qui se forme sur les Zircaloys se compose d'une couche externe poreuse et d'une sous-couche interne plus dense formant une barrière vis-à-vis de l'absorption de l'hydrogène. Ce sont les précipités intermétalliques qui permettent l'absorption d'hydrogène en offrant à la fois des sites de réduction des protons de l'eau et des "chemins" privilégiés de l'hydrogène dans la couche dense de l'oxyde dense protecteur. Dans ces précipités, certains éléments (fer et nickel notamment) semblent aussi participer à l'absorption d'hydrogène (en inhibant sa réaction de recombinaison). Certains alliage (ex : Zr-1Nb) ne contient pas de précipités intermétalliques.


title: Zirconium

text: Le zirconium et ses sels sont généralement considérés comme ayant une basse toxicité systémique. Le zirconium n'est pas classé cancérigène, ni cancérigène potentiel, mais semble pouvoir générer des allergies et une sensibilisation.


title: Zirconium

text: Le zirconium 93 (émetteur bêta moins de 60 keV donc peu nocif, sauf en cas d'ingestion, de période 1,53 Ma donc peu radioactif) est néanmoins l'un des radionucléides résiduels des essais nucléaires atmosphériques des années 1950 et 60. Il compte parmi les radionucléides qui ont produit et continueront à produire un risque accru de cancers pour les décennies à venir.


title: Zirconium

text: Les bases de données de toxicologie ne contiennent que peu de références d'études sur les risques de sensibilisation avec le zirconium pur, mais la littérature scientifique cite des cas de sensibilisation pour certains composés (lactate de zirconium et de sodium, dioxyde de zirconium, tétrachlorure de zirconium) qui provoquent des granulomes cutanés. Les allergies ont été surtout constatées chez des patients ayant utilisé des bâtons déodorants contenant du "lactate de sodium et de zirconium" ou des crèmes topiques destinées à traiter des dermites et contenant du dioxyde de zirconium. Les lésions apparaissaient aux points de contacts et 4 à 6 semaines après l'utilisation de ces produits, aussi bien avec des sels solubles qu'insolubles de zirconium.


title: Zirconium

text: Une alvéolite allergique a été signalée chez un travailleur du nucléaire après soudage de couvertures tubulaires contenant du zirconium (les granulomes trouvés dans les poumons du patient contenaient principalement du zirconium).


title: Zirconium

text: Sous forme de poussière en suspension, il peut provoquer une irritation mécanique des yeux avec "« Risque d'atteinte pulmonaire lors d'une exposition répétée ou prolongée à la poussière »".


title: Zirconium

text: On suppose que :


title: Zirconium

text: Une hypersensibilité allergique aux composés de zirconium peut être confirmée par des tests cutanés ("patch") et intradermiques, avec respectivement chez les allergiques la formation de papules rouge-brun après environ 4 semaines, et sous la peau des papules discrètes 8 à 14 jours après le début du test (persistant 6 à 24 mois).


title: Zirconium

text: En 2010, selon le site de "REPTOX", la littérature consultée n'évoquait pas de cas certains de sensibilisation respiratoire asthmatiforme. Des cas d'asthme bronchique et de toux chronique ont été relevés chez des travailleurs respirant de l'air contenant du zirconium dans les usines produisant du zirconium, mais cet air contenant aussi des chlorures d'autres métaux, l'éventuelle part de responsabilité du zirconium n'a pu être établie.


title: Zirconium

text: L'écotoxicologie a peu étudié les éventuels effets écosystémiques de ce métal ou de ses sels.


title: Zirconium

text: Au vu de ses caractéristiques générales on a longtemps considéré que - au moins sous ses formes naturelles - le zirconium était peu susceptible de présenter un risque pour l'environnement.


title: Zirconium

text: Quelques études l'ont testé pour les bactéries et poissons ; chez ces taxons (et chez les algues), ce métal ne semble pas toxique pour l'ADN ; aucun effet mutagène (test de fluctuation) ou génotoxique (test SOS Chromotest) n'a été relevé lors des expériences "in vitro".


title: Zirconium

text: Cependant les tests "in vitro" ont aussi montré une « "réelle toxicité pour les algues à des concentrations de 1,3 à 2,5 mg/l"», via une inhibition de leur métabolisme (« ATP energy stress »).


title: Zirconium

text: Il est généralement déconseillé d'ingérer ou inhaler le zirconium, ou de mettre certains de ses sels en contact direct avec la peau.


title: Zirconium

text: Chez l'animal de laboratoire :


title: Zirconium

text: Les gaines de zirconium entourant le combustible nucléaire des réacteurs à eau pressurisée français sont cisaillées et séparées du combustible à l'usine de La Hague par dissolution du combustible par l'acide nitrique. Elles font partie des déchets à vie longue et ne sont pas recyclables pour le moment.


title: Zirconium

text: Le transport des crayons de combustibles usagés est un transport dangereux qui dans le cycle du combustible nucléaire en France s'effectue uniquement dans des containers blindés spéciaux. Selon l'ASN, ces emballages sont susceptibles de transporter des crayons aux gaines fissurées et donc . À la suite d'analyses ayant démontré , et pour car (état, pouvant conduire à l’explosion, en situation de surchauffe des gaz de la cavité). En 2009, l'ASN a revu les puissances du chargement, la durée maximale de transport et le procédé de séchage du container avant transport pour les six certificats d’agrément relatifs aux ; les colis étant chargés .


title: Zirconium

text: En effet, les fissures présentes dans l'enveloppe des crayons diminuent l’efficacité de leur séchage et du séchage de la cavité interne du container, séchage qui doit être correctement assuré avant le transport car la présence de fissures et donc d'eau .


title: Zirconium

text: Dans l'air, au Québec (où « ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT »),


title: Zirconium

text: En Belgique : la valeur courte durée était comme au Québec - en 2002 - de , et le zircon doit respecter la réglementation sur les poussières de silicates.


title: Zirconium

text: Selon sa fiche toxicologique internationale :


title: Zirconium

text: La fiche toxicologique internationale recommande d'éviter de disperser les poussières, des précautions contre l'incendie et l'explosion, le port de gant et lunette de protection pour les travailleurs manipulant le zirconium, ne pas manger, ni boire ou fumer durant le travail.


title: Zirconium

text: La spectrophotométrie d'absorption atomique-avec flamme(SAAF) permet de le doser, mais il faut savoir que lors des analyses, divers corps chimiques peuvent interférer avec le zirconium et fausser les analyses ; ces facteurs d'inférences sont notamment les sels de type fluorures, chlorures, sels d'ammonium, sulfates, nitrates, le bromure de nickel.


title: Zirconium

text: En 2014, la France est nette importatrice de zirconium, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne importée était de .


title: Niobium

text: Le niobium est l'élément chimique de numéro atomique 41, de symbole Nb. Le corps simple est un métal de transition gris, rare, relativement mou et ductile.


title: Niobium

text: Le niobium, ce deuxième élément du groupe 5 et cinquième de la période 5 du bloc d appartient à la famille des métaux de transition. Sa configuration électronique est par ordre de niveau d'énergie croissant. Il s'agit de l'élément monoisotopique 41, au sens qu'il n'existe qu'une seule variété isotopique naturelle stable. Son électronégativité avoisine 1,6.


title: Niobium

text: Par son point de fusion et sa densité modérée, le métal Nb se rapproche du molybdène.


title: Niobium

text: Le groupe V B, comporte respectivement le vanadium V, le niobium Nb et le tantale Ta. Les points de fusion et d'ébullition des corps simples de ce groupe sont élevées, les enthalpies de vaporisation importantes. Le vanadium diffère sensiblement du niobium et du tantale, le premier a un rayon atomique de l'ordre de alors que les deux autres présentent un rayon atomique similaire, de l'ordre de , du fait de la contraction lanthanique. Ainsi les composés pentavalents Nb(V) et plus encore Ta(V) sont stables, comme les « terres acides »  ou , corps acido-basiques ou oxydes amphotères, alors les composés pentavalents de vanadium V(V) sont nettement oxydants. Le métal vanadium V est bien plus réactif que Nb et surtout Ta, relativement inerte.


title: Niobium

text: Le niobium appartient au groupe des cinq métaux réfractaires au sens où leur point de fusion est supérieur à celui du platine. Les quatre autres corps simples sont le tantale Ta, le tungstène W, le molybdène Mo et le rhénium Re.


title: Niobium

text: Le niobium et le tantale se trouvent souvent ensemble dans la nature. Les deux corps simples sont difficiles à isoler et à séparer à l'état pur.


title: Niobium

text: La première esquisse de chimie du niobium a été découverte et publiée en 1801 par le minéralogiste et chimiste Charles Hatchett, après une méticuleuse étude chimique d'un lot de minéral orthorhombique columbite ou pentoxyde de niobium, de formule NbO, dont l'auteur de l'étude connaissait l'origine américaine illustrée par la mention « Columbia », dédicace au marin découvreur de l'Amérique, et le nom indien difficilement localisable de ce dépôt originaire de la Nouvelle-Angleterre en 1753 dans les collections d'histoire naturelle du musée britannique. Les échantillons au beau lustre noirâtre étudiés, en réalité à base de la ferro-columbite, provenaient de la collection personnelle du gouverneur du Connecticut, John Winthrop (1606-1676). Ils avaient été prélevés sur le lieu-dit « Nautneague », aujourd'hui à Haddam, dans le Connecticut et gardés dans la collection minéralogique de la famille. Mais le petit-fils, également nommé John Winthrop (1681–1747), les confie à Hans Sloane, naturaliste écossais et mécène du British Museum de Londres.


title: Niobium

text: Le chimiste anglais, qui travaille de façon précaire dans cette institution muséographique, caractérise la singularité de l'oxyde et baptise l'élément associé « columbium » en latin ou « colombium » en français. Mais la concurrence dans la chasse aux éléments fait rage. En 1802, Anders Gustaf Ekeberg étudie un minéral voisin, la tantalite, et obtient l'oxyde de tantale. Il postule aussi l'existence d'un nouvel élément, le tantale. Un débat houleux s'engage sur ces deux apports, ce qui pousse le chimiste Hatchett à montrer les différences entre oxyde de colombium et oxyde de tantale. L'apport perspicace de Hatchett, chercheur assez isolé, est jugé rapidement par certains contradicteurs, une étude prudente postulant apparemment une confusion avec le tantale découvert en 1802. Le débat se poursuit entre les chimistes de la Royal Society, jusqu'à ce que la qualité des oxydes soit vérifiée et établie en 1809 par Wollaston. Cet ancien médecin, qui se consacre avec succès à la recherche depuis 1800, partant fallacieusement sur une démarche analogique de propriétés, conclut à l'identité des deux éléments sous-jacents, il rejette les travaux d'Hatchett d'autant plus que ce dernier scientifique, en proie au doute, avoue sincèrement qu'après vérification, ses préparations initiales ne peuvent pas être parfaitement purifiées du fait d'une véritable difficulté de séparation. Le prestige à la fois de Wollaston et de la chimie suédoise fait le reste, et assure en Europe une victoire fallacieuse.


title: Niobium

text: Il faut signaler que les propriétés chimiques du niobium sont presque identiques à celles du tantale. Berzélius aurait quelque temps noté Cb cet élément. Entretemps, Charles Hatchett avait changé de métier, l'ancien chimiste avait rejoint le métier de l'industrie mécanique des transports, à la fois plus lucratif et valorisant, en travaillant dans l'entreprise de charronnerie et de carrosserie de son frère John Hatchett.


title: Niobium

text: En 1844, le minéralogiste et chimiste allemand et prussien Heinrich Rose considère le jugement de Wollaston bien trop catégorique. Il reprend les travaux et affirme en 1845 avoir isolé un métal inconnu de la tantalite, minéral extrait en Bavière, il le nomme « das Pelopium ». Mais les contestations et les difficultés s'accumulent sur ce premier résultat, reconnu pourtant assez vite dans l'Europe savante, et finalement, après avoir prouvé qu'il s'agit d'un mixte, il isole en 1846 et le tantale, "das Tantalum" déjà connu, et le vieux « columbium » tant décrié et en réalité presque partout oublié, qu'il décide de renommer « das Niobium », pour ne pas ressusciter une stérile polémique. Le nouveau nom choisi dérive de Niobé, l'orgueilleuse fille de Tantale qui devint la pâle inspiratrice païenne des mères pleureuses. Ce choix est dû au fait que le tantale était fréquemment en mélange avec le niobium.


title: Niobium

text: Mais l'antagonisme Ta/Cb, pour nombre de chimistes européens, avait été réglé par les analyses soi-disant pertinentes du chimiste anglais Wollaston. Ainsi, la seconde partie du travail de Heinrich Rose demeure nettement moins connue, car nombre de chimistes européens ne contestent plus le prestige du chimiste anglais Wollaston. Ainsi, le chimiste français Henri Victor Regnault distingue encore, dans sa présentation des métaux ayant une « affinité faible avec l'oxygène à température ordinaire » de son ouvrage "Éléments de Chimie", le tantale assimilé au colombium - selon la tradition de Wollaston - et le pelopium.


title: Niobium

text: Ainsi, entre l'année 1844 et 1846, l'élément Cb a été redécouvert et dénommé niobium, mais apparemment la prime découverte est le plus souvent passée sous silence et la précédente nomenclature oubliée.


title: Niobium

text: Il faut une réponse de la chimie suédoise aux travaux de Rose. Une préparation réalisée en 1866 par rappelle la difficulté de séparation. Le produit obtenu, l'oxyde de niobium, est jugé par son auteur relativement impur, mais il reconnaît que l'opération de séparation est significative pour confirmer les derniers résultats de Rose, et disqualifier la position de Wollaston. Il poursuit ses études en mettant au point un procédé de réduction classique approprié au laboratoire, réduisant le chlorure de niobium en le chauffant dans une atmosphère balayée par le gaz hydrogène, pour obtenir le métal niobium.


title: Niobium

text: L'édition du Larousse de 1868 mentionne les travaux de Rose, et accepte le « niobium » en français.


title: Niobium

text: Il faut attendre 1907 pour que le niobium pur soit obtenu facilement et garanti de bonne pureté par le chimiste allemand . Mais dès 1905 ce métal avait trouvé un débouché pour les filaments d'ampoules électriques utilisés avant 1911. Il sert aussi déjà d'« élément renforçateur », en particulier dans les aciers spéciaux. Toutefois, c'est surtout au cours de l'entre-deux guerres que la mutation technique se généralise, il remplace d'abord le tungstène dans les aciers à outils, puis il est utilisé comme additif anti-déchirure et anti-corrosion, notamment dans les aciers inoxydables.


title: Niobium

text: Il faut attendre l'après-guerre en 1946 pour voir naître une métallurgie industrielle du niobium.


title: Niobium

text: Les États-Unis, à l'instar des pays anglo-saxons, ont longtemps utilisé le nom « colombium » (symbole Cb), il est encore fréquent dans les appellations industrielles. Bien que « niobium » soit le nom officiel, on trouve encore « colombium » dans diverses publications. Rappelons qu'en 1950, l'Union internationale de chimie pure et appliquée tranche en adoptant la dénomination niobium Nb, proposant une parenté chimique plus explicite entre Nb et Ta. Ce qui n'empêche pas la plupart des techniciens, industriels et savants américains, conservateurs, de garder la dénomination de "columbium".


title: Niobium

text: L'adjectif niobique caractérise certains composés du niobium, comme l'oxyde anhydre légèrement acide, ou pentaoxyde de niobium, obtenu par action du gaz oxygène sur le niobium. Les ions correspondants sont les niobates.


title: Niobium

text: Le mot niobite désigne aussi le minéral colombite, le plus souvent un niobotantalate de fer et de manganèse.


title: Niobium

text: L'intérêt technique et industriel du niobium en ferait l'une des matières premières stratégiques et en particulier parmi les huit considérées comme indispensables en temps de guerre comme en temps de paix.


title: Niobium

text: Le niobium possède 33 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 81 et 113, et 24 isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, Nb, et constitue l'intégralité du niobium naturellement présent, faisant du niobium un élément monoisotopique ainsi qu'un élément mononucléidique. Sa masse atomique standard est donc la masse isotopique de Nb, soit .


title: Niobium

text: Le clarke s'élève entre et par tonne selon les estimations. Il s'agit d'un élément assez moyennement abondant ou relativement rare, si on prend en compte que les gisements sont souvent, comme ceux du tantale, à concentration faible.


title: Niobium

text: La Loparite-(Ce) est un minéral des pegmatites et syénites, ou autres roches à néphéline. Signalons la lueshite.


title: Niobium

text: Il ne se trouve plus qu'à l'état de traces dans la pérovskite.


title: Niobium

text: Mais ce niobium est communément associé au tantale Ta, par exemple dans la samarskite, la fergusonite, la tantalite, l'yttrio-tantalite. Mais les minerais de Nb sont surtout ces minéraux oxydes typiques des pegmatites granitiques, dits colombites , en réalité variétés de niobates de fer et de manganèse ou les colombo-tantalites ou encore des niobates de calcium à structure complexe, comme les pyrochlores ou encore euxénites, de formule générique . L'altération des pegmatites libèrent ces composés qui peuvent se concentrer dans des alluvions, des latérites ou des bauxites.


title: Niobium

text: Parmi ces minerais, les plus exploités sont aujourd'hui ceux à base de pyrochlore (Ca,Na)NbO(OH,F), ils fournissent à l'industrie la majeure partie du niobium produit, car le coltan à base de colombite-tantalite convient à l'extraction du tantale, laissant tout de même comme sous-produit le niobium. Au début des années 1990, la filière tantalite et columbite était encore la plus importante, laissant une production annuelle de l'ordre de 3,5 millions de tonnes.


title: Niobium

text: Le principal pays producteur de niobium est le Brésil, à 80 % de la production mondiale, tandis qu'une seule mine située à Saint-Honoré, au Québec, Canada, compte pour 15 % de la production mondiale. Mais il reste le bouclier orogène du Nouveau-Québec.


title: Niobium

text: On trouve aussi du niobium dans le Nord-Kivu en République démocratique du Congo, mais aussi au Gabon, en Chine dans le Jiangxi et en Russie, par exemple dans l'oblast d'Irkoutsk ou de Mourmansk, en péninsule de Kola dans le massif du Lovozero. Le niobium est produit aussi en Australie et au Nigeria, en Inde et en Afrique du Sud. Il est extrait aussi au Malawi et au Gabon. On peut aussi l'extraire des scories des mines d’étain de Malaisie, où il est à l'état d'impuretés.


title: Niobium

text: Madagascar devient producteur en 2008. Par ailleurs, il existe de grandes quantités de niobium en Afghanistan mais la faiblesse des infrastructures dans ce pays rend son exploitation très difficile.


title: Niobium

text: Le niobium est un métal gris brillant, gris acier à gris blanc, avec un réseau cristallin de maille cubique centré de paramètre "a" = et de groupe d'espace isométrique Im3m. Sa densité avoisine 8,57. Il prend une couleur légèrement bleutée ou mieux un éclat bleuté, parfois verte ou jaune, lorsqu'il est exposé à l'air à température ambiante pendant une longue période. En réalité, il se couvre d'une couche protectrice anti-corrosion à la fois fine et dense, à base d'oxyde de niobium. Cette couche peut être tenace et réfractaire, résistante aux produits chimiques. Ce métal assez malléable est relativement dur, soit 6 sur l'échelle de Mohs. Sa dureté Vickers avoisine suivant les qualités (présences d'impuretés). Il peut se forger.


title: Niobium

text: Le métal est tendre et ductile. L'allongement à la rupture dépasse 20 % à température ambiante. Il n'est pas facilement déformable à chaud, le fluage est très faible sous l'effet de la chaleur. Cette propriété s'explique par la nature des joints de grains, elle contribue à son emploi dans les alliages. Sa chaleur spécifique est de l'ordre de ).


title: Niobium

text: La conductivité électrique est 10 % IACS, c'est-à-dire le dixième de celle du cuivre pur. Ce métal paramagnétique est supraconducteur à des températures inférieures à avec des dopants, mais pur seulement à des températures inférieures à . La conductivité thermique de l'ordre de ) est similaire à celle du tantale, mais plus basse que celle du tungstène.


title: Niobium

text: Le métal en masse est passif. Il n'est véritablement réactif qu'à l'état finement divisé. En poudre fine et fraîche, le niobium peut s'enflammer spontanément. Il brûle à l'air en donnant l'anhydride niobique .


title: Niobium

text: Le métal en masse peut être réactif au-dessus d'une température de , c'est-à-dire par exemple il s'oxyde rapidement à l'air car la couche d'oxyde n'est plus protectrice. Ainsi, hors atmosphère inerte, le métal travaillé avec des machines-outils, peut prendre feu. La métallurgie du niobium est très complexe, à l'instar de celle du tantale.


title: Niobium

text: Mais ce métal a une faible pression de vapeur, il a un module d'élasticité élevé, de à jusqu'à à , il a une grande stabilité thermique du fait de son faible coefficient de dilatation thermique, par exemple de l'ordre de à . Ce sont des propriétés typiquement de corps réfractaires, confirmées par sa température de fusion en milieu protégé qui s'élève à .


title: Niobium

text: Le thermocouple W-Nb permet pratiquement des mesures de températures jusqu'à .


title: Niobium

text: Le métal peut être très résistant à la corrosion par les métaux alcalins à températures élevées.


title: Niobium

text: La plage liquide est importante. Le métal pur bout à .


title: Niobium

text: D'un point de vue chimique, le niobium a une grande capacité à fixer le gaz dihydrogène. À température ambiante, le niobium de bonne surface spécifique peut fixer . Vers , la rétention reste encore importante, de l'ordre de . Il forme des hydrures de niobium non-stœchiométriques, analogue à des alliages fragiles, du type . La quantité d'hydrogène absorbée, c'est-à-dire piégé dans le réseau métallique dilaté, est fonction des paramètres température et pression.


title: Niobium

text: Pour éliminer les traces d'hydrogène du métal niobium, il faut chauffer au moins à sous vide.


title: Niobium

text: Il forme aussi des solutions solides avec le carbone, l'oxygène et l'azote à différentes températures. À hautes températures, l'opérateur obtient des nitrures interstitiels NbN. Les composés carbonés du type NbC sont aussi des corps à structure interstitielle, très durs et réfractaires, utilisé comme outil de coupe, alors que les corps composés possèdent un caractère ionique, réagissant avec l'eau pour libérer de l'acétylène .


title: Niobium

text: Le métal est insoluble dans l'eau chaude. Il est insoluble dans les bases faibles et les solutions d'ammoniaque. Il est rongé par la soude caustique et la potasse caustique, même diluées.


title: Niobium

text: Il est insoluble à température ambiante dans les acides forts, comme l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique et l'eau régale à froid. Il est attaqué par l'acide sulfurique concentré, l'acide oxalique, l'acide fluorhydrique HF et le difluor . Le niobium forme des complexes avec les ions fluorures. Il est aussi attaqué par les acides forts concentrés, à chaud ou à ébullition, d'autant plus rapidement que ceux-ci sont oxydants.


title: Niobium

text: Il est soluble dans les corps alcalins fondus à chaud, comme la soude caustique ou la potasse fondues, laissant des ions niobates. Il résiste aussi aux métaux en fusion, tels que les corps simples argent Ag, bismuth Bi, cadmium Cd, césium Cs, cuivre Cu, gallium Ga, mercure Hg, potassium K, lithium Li, magnésium Mg, sodium Na et plomb Pb. Mais sa structure cristalline est affectée par les liquides métallique à base d'aluminium Al, de cobalt Co, d'étain Sn, de nickel Ni, de zinc Zn et de béryllium Be.


title: Niobium

text: S'il réagit facilement avec le gaz fluor à température ambiante, il réagit au-delà de avec les corps simples halogènes chlore, brome, iode, comme avec le soufre et le phosphore, et avec les corps composés, comme la vapeur d'eau.


title: Niobium

text: Le niobium est un matériau réfractaire sensible chimiquement, notamment à l'oxydation et à l'oxygène. Aux hautes températures de fonctionnement, il peut réagir avec les oxydes et graphites réfractaires des fours, ou à moins diminuer leurs résistances en dépit de gaz protecteur ou raréfié. Il réagit aussi avec les composants à base de nitrure de bore hexagonal et de nitrure de silicium.


title: Niobium

text: L'hydrure de calcium peut être employé comme réducteur :


title: Niobium

text: Dans l'industrie de la filière columbite, les minerais sont concentrés jusqu'à 70 % en pentaoxydes de niobium et de tantale, ces concentrés sont dissous dans différents solvants, comme l'acide fluorhydrique et l'acide sulfurique, ce qui permet de séparer ensuite les fluorures de tantale et de niobium. Le fluorure de niobium est ensuite oxydé en pentaoxyde de niobium.


title: Niobium

text: Les concentrés en niobium sont ensuite traités en deux étapes, la seconde utilisant la grande affinité du Nb pour l'oxygène requérant la maîtrise des techniques du vide :


title: Niobium

text: Le procédé de réduction peut aussi prendre comme agent réducteur l'hydrogène conjointement ou séparément au carbone.


title: Niobium

text: La poudre métallique de niobium est frittée, et transformée en barre ou lingot de centaines de kg. Le traitement thermique, par exemple un recuit à , doit être effectué en vide poussé, sans traces d'hydrogène ou d'oxygène, d'azote ou de carbone, pour éventuellement éliminer les derniers éléments interstitiels ou de surface l'oxygène et l'azote. La présence de ces éléments traces a des effets catastrophiques sur ces propriétés mécaniques et techniques.


title: Niobium

text: D'autres procédés existent, le ferroniobium commun, obtenu massivement par traitement du pyrochlore via aluminothermie ou un procédé à l'arc électrique, peut être chloruré et nitruré, hydruré puis nitruré, puis le nitrure est oxydé. Le concentré de pyrochlore peut être attaqué directement et chimiquement. On obtient dans tous les cas le pentaoxyde de niobium relativement purifié qui peut être transformé plus rapidement par réduction à l'aide de métaux spécifiques, par des procédés d'aluminothermie, de magnésiothermie ou de calciothermie. Le niobium métallique est soit poudreux, soit en aiguilles, soit en éponges. Pour le purifier, il faut travailler sous vide, le plus souvent avec un four à bombardement électronique. Il faut éliminer l'aluminium ou métaux alcalino-terreux éventuels, les éléments interstitiels indésirable sous forme de gaz. Plusieurs étapes de fusion de zone sont nécessaires pour garantir des niveaux d'impuretés acceptables.


title: Niobium

text: Le niobium peut être raffiné par électrolyse ou obtenu -très rarement- par électrolyse du pentachlorure. Du niobium ultra-pur peut être obtenu par fusion de zone par faisceau d'électron.


title: Niobium

text: Le matériau Nb est mis en forme facilement. Il est vendu en feuilles, fils, rubans ou barres. Il est préférable de le mettre en forme par pliage, estampage, pressage ou emboutissage, en évitant le soudage à froid ou des procédés de découpe, délicat à mettre en œuvre.


title: Niobium

text: Les nanoparticules de niobium métal peuvent être synthétisées par sodiothermie ou natriothermie, c'est-à-dire une réduction par le métal sodium du pentoxyde de niobium , avec l'emploi à de sels fondus ou chlorures diluants comme , KCl, NaCl et LiCl. Divers procédés d'une durée moyenne de six heures emploient environ un cinquième de sodium excédentaire, et garantissent une haute pureté du Nb nanométrique obtenu.


title: Niobium

text: Dans les alliages où il est présent, une faible quantité de niobium permet d'accroître significativement la cohésion intergranulaire, renforçant les joints de grains. Ses alliages par exemple avec le chrome et le nickel, sont très solides et résistants à haute températures. Le point faible de ce métal réfractaire reste l'oxydation.


title: Niobium

text: L'addition de niobium, même en quantités insignifiantes, aux aciers nickel-chrome augmente leur résistance mécanique à températures élevées, et leur résistance à la corrosion. Le plus spectaculaire est l'accroissement de la résistance à la déchirure. À plus fortes teneurs, il donne des aciers légers à fortes résistances.


title: Niobium

text: Ainsi il est souvent présent à faible dose dans les aciers micro-alliés, l'acier inox, l'acier maraging, le wootz, mais à plus fortes proportions dans les superalliages de Cr et Ni, les alliages utilisés dans le module lunaire Apollo ou les tuyères de fusées, les alliages mères de niobium et de nickel, les alliages , , le superalliage de niobium et de titane ..., le zircaloy...


title: Niobium

text: Allié à l'étain, à l'aluminium, au zirconium ou au titane, le niobium garde ses propriétés de supraconductivité à basses températures. Ainsi les alliages et sont produits sous forme de fils et surtout de bobines électriques, pour fabriquer des aimants puissants, car ces matériaux sont supraconducteurs à très basses températures.


title: Niobium

text: Les poudres millimétriques de Ti et Nb, voire leurs bandes ou tournures, sont mélangées, compactées et fondues dans un four à bombardement électronique sous vide. Plusieurs passage au four sont nécessaires pour obtenir des superalliages de qualité.


title: Niobium

text: Le nombre d'oxydation le plus connu et parmi les plus communs est V. Mais le degré III est aussi fréquent. Il existe aussi de plus en plus rare les degrés d'oxydation IV, II, I et -I, -III. Les composés de niobium de degré d'oxydation élevé sont le plus souvent incolores. Les composés de degrés d'oxydation plus faible ou négatif sont très colorés.


title: Niobium

text: Le groupe V B ou la famille du vanadium comportent des métaux assez réducteurs à basses températures, mais protégés par des couches d'oxydes protecteurs, ce qui rend difficiles ou très lentes les réactions d'oxydation à froid. Les réactions avec les gaz halogènes, comme le chlore, avec l'oxygène ou avec le soufre nécessite un chauffage. Les réactions avec le carbone et l'azote nécessite par contre des températures élevées. Notons qu'il n'existe pas de « réduction conventionnelle par le carbone » proprement dite du métal à haute température, car on obtient généralement des carbures.


title: Niobium

text: Le Nb est un métal assez avide d'oxygène, c'est-à-dire oxophile. L'oxyde pentavalent est le plus commun, et c'est néanmoins la matière première industrielle pour fabriquer le carbure de niobium et le niobium corps simple métal.


title: Niobium

text: Le niobium Nb(V) est moins stable que le Ta, un simple mélange de métal zinc Zn en milieu acide, permet la réduction de Nb en Nb. Les halogénures de vanadium et de niobium penta-valents sont hydrolysés assez facilement en oxy-halogénures, puis plus lentement en oxydes trivalents hydratés. C'est une séparation cruciale entre la chimie du tantale et du niobium, car les halogénures de Ta s'hydrolysent très difficilement.


title: Niobium

text: Le niobium forme facilement des complexes avec les ion fluorures. Ainsi


title: Niobium

text: Le niobium oxophile forme aussi des complexes avec l'eau oxygénée, l'acétyl-cétone, l'acide oxalique...


title: Niobium

text: Parmi les principaux composés, citons : Il s'agit d'un composé intermédiaire très commun de l'industrie métallurgique, avec les autres « ferroalliages ». 90 % de la production de niobium, dans les années 1990, passe par le ferroniobium (comportant le plus souvent entre 50 et 70 % de Nb) utilisé dans les aciers et alliages avec le chrome, le nickel et le cobalt.


title: Niobium

text: Le niobium est facilement détecté par spectroscopie d'émission X, à des doses de l'ordre de 0,01 % en masse dans un mélange.


title: Niobium

text: La plupart des composés niobés à structures ioniques, comme le chlorure de niobium ou les niobates, sont hautement toxiques et doivent être traités avec attention, en particulier aussi quand ils sont présents dans les déchets. La poussière métallique de niobium provoque une irritation oculaire et dermique. Elle accroît aussi les risques d'incendie à l'état finement divisé.


title: Niobium

text: À l'inverse, le niobium élémentaire ou corps simple Nb est inerte et souvent utilisé en bijouterie pour éviter certaines allergies. Le niobium n'a pas de rôle biologique connu. Ses composés semblent rares dans la nature, mais beaucoup sont hautement toxiques ou écotoxiques.


title: Niobium

text: Chez les mammifères, le niobium inhalé se retrouve maintenu dans les poumons et finalement piégé secondairement dans les os. Il peut interférer avec le calcium dans la fonction d'activateurs d'enzymes. Dès le seuil de 40 mg/m³, l'inhalation des poussières de nitrure de niobium ou de pentoxyde de niobium marque irréversiblement les poumons des animaux de laboratoire.


title: Niobium

text: Sa cinétique environnementale et son métabolisme sont mal connus, et les données radioécologiques relatives au niobium sont rares, "" selon l'IRSN. Le niobium n'est généralement ni présent ni utile au sein des organismes vivants. Les mousses et lichens peuvent accumuler des traces de Nb de l'ordre de 0,45 ppm, et les plantes vivantes à proximité des installations industrielles ont des teneurs de l'ordre de 1 ppm.


title: Niobium

text: Son isotope radioactif Niobium 95 (Nb) coexiste habituellement avec le zirconium 95 (Zr) (quand il n'est pas confondu avec lui) dans l’équilibre radioactif Zr/Nb. Ces deux isotopes ne sont pas chimiquement comparables mais sont réputés avoir des comportements proches dans les sols et végétaux. Peu de travaux les ont décrits, mais ils sont considérés comme par l'IRSN, en raison d'une forte affinité du niobium pour les particules du sol et un transfert racinaire probablement nul (adsorption sur les racines, mais sans passage et translocation dans la plante). On ne comprend pas pourquoi il est aussi peu mobile dans le sol et il semble qu'on ignore quels peuvent être ses impacts dans les organismes ou le réseau trophique quand il est ingéré par les animaux « mangeurs de terre » (exemple : vers de terre) ou quand des animaux consommant les racines vivantes ou des décomposeurs (animaux, champignons, bactéries) consomment la matière organique sur laquelle il a été adsorbé.


title: Niobium

text: Environ 89 % de la consommation mondiale du niobium se retrouve en 2008 dans la fabrication de l'acier tandis que 9 % va à la production de superalliages et 2 % aux applications de supraconductivité et aux applications médicales.


title: Niobium

text: Les alliages contenant du niobium se retrouvent dans les installations devant résister à la corrosion, dans les chaudières résistants aux pressions élevées, les gicleurs en superalliage, les tuyauteries ou pipe-lines de haute résistance, ainsi que dans les alliages de scellement et parmi les matériaux de construction des capsules spatiales. Des alliages contenant du Nb se retrouvent communément dans les avions à réaction et les tuyères de fusées spatiales, les turbines à gaz et les moteurs des avions à réaction.


title: Niobium

text: Concernant le viaduc de Millau, le cahier des charges a préconisé un acier contenant 0,0025 % de niobium afin de réduire l'épaisseur des structures de 4,6 à 4,2 m (sur 2500 mètres de long). Un matériau mécaniquement plus performant explique des volumes et des masses engagées moindres, donc une moindre prise au vent.


title: Niobium

text: Pour les aciers à hautes caractéristiques, l'adjonction bien précise de niobium, de titane et d'aluminium génère un caractère qualifié de dispersoïde. Un tel acier à dispersoïdes a une résistance améliorée (limite d'élasticité et limite de rupture, allongement, striction, résiliences) car la combinaison Ti - Al - Nb favorise l'affinement des grains. L'addition d'élément dispersoïde est très faible mais nécessite une grande précision de dosage, on parle aussi d'aciers micro-alliés.


title: Niobium

text: Cette résistance justifie l'utilisation d'acier au niobium dans les applications :


title: Niobium

text: Le niobium pur est utilisé pour la fabrication de cavités résonnante radiofréquences supraconductrices, par exemple dans les accélérateurs de particules


title: Niobium

text: Les alliages de niobium-zirconium, de niobium-étain et de niobium-titane sont utilisés dans des aimants supraconducteurs pour les accélérateurs, la fusion l'imagerie médicale (IRM). L'alliage supraconducteur conventionnel à plus haute température critique est le NbGe dont la température critique est 23 K (). Malheureusement il est également difficile à fabriquer et est peu utilisé.


title: Niobium

text: Les tiges de métal d'apport pour soudure à l'arc sont des alliages de niobium, avec le zirconium, le molybdène, le vanadium, le chrome ou le tungstène, elles permettent de souder certains aciers inoxydables.


title: Niobium

text: Les prothèses d'os, que le corps supporte bien, peuvent être un alliage de niobium et de titane. Le corps médical les utilise pour des implants ou encore dans les broches et plaques de réduction des fractures.


title: Niobium

text: Le niobium présente une faible section de capture efficace des neutrons thermiques, il est utilisé dans les réacteurs nucléaires comme « dégazeur », notamment en alliage avec le zirconium pour les gaines de combustible du fait de sa faible section de capture des neutrons.


title: Niobium

text: Dans les réacteurs CANDU 600, un alliage Zr-Nb 2,5 % est utilisé pour fabriquer les tubes de pression.


title: Niobium

text: Le carbure de niobium, ainsi que le nitrure de niobium, permettent, via la métallurgie des poudres, d'obtenir des outils de coupe de grande dureté en céramique. Ces combinaisons du niobium sont aussi présentes dans divers objets réfractaires moulés.


title: Niobium

text: Le métal Nb se retrouve dans les fabrications de bobines électriques et de thermocouples, mais aussi en aéronautique.


title: Niobium

text: L'oxyde de niobium pentavalent permet d'obtenir des verres très réfringents.


title: Niobium

text: Les filtres à onde de surface sont à base de niobate de lithium.


title: Niobium

text: Sa coloration par anodisation est similaire à celle des autres métaux réfractaires tels que le titane. Les procédés d'anodisation sur une âme de niobium laissant des oxydes en couches plus ou moins fines permettent d'obtenir par effet d'interférences toutes les couleurs du spectre lumineux visible, du rouge au bleu ou violet. Lors de l’électrolyse de l’eau avec une anode en niobium, le niobium s’oxyde facilement en surface en formant une couche couvrante de pentoxyde de niobium plus ou moins épaisse. Or cette fine couche oxydée à la fois transparente et très réfringente, une fois éclairée, produit des interférences avec la lumière d'éclairage. Selon l’épaisseur de la couche, tout se passe comme si la surface métallique diversement oxydée reproduisait les couleurs vives de l'arc-en-ciel.


title: Niobium

text: Il sert à fabriquer des creusets réfractaires pour fabriquer des diamants synthétiques polycristallins.


title: Niobium

text: Des pièces de monnaie et des médailles commémoratives sont fabriquées avec du niobium. La médaille Charles Hatchett récompense les scientifiques contribuant au développement de la métallurgie du niobium.


title: Niobium

text: L'oxyde de niobium pentavalent est un catalyseur, par exemple pour la synthèse du caoutchouc. Le niobium est un composant important des catalyseurs de haute performance pour la production d'acide acrylique.


title: Niobium

text: Les nanoparticules de niobium à grandes surfaces spécifiques sont employées comme catalyseurs et électro-catalyseurs. Elles permettent de réaliser des matériaux supraconducteurs de grande qualité. Elles sont utilisées pour les piles à combustibles. Le coût du niobium est estimé depuis 2010 à 40 dollars US le kilogramme alors qu'il était 6,6 dollars en 1999. Il est crucial pour l'industrie de l'acier, et, à ce titre, intéresse les États grands producteurs de ce matériau .


title: Niobium

text: Purifié et conditionné pour la joaillerie, il pouvait dépasser en 2015 18 dollars US par cent gramme.


title: Niobium

text: Au début des années 1990, la production mondiale s'élève à par an. Le Brésil produisait en 1990 90 % de cette production mondiale. En 2015, au Brésil contrôle plus de 80 % de la production mondiale -, suivi par le Canada et le Nigeria. Un gisement en Tanzanie entre en exploitation en 2018.


title: Molybdène

text: Le molybdène est l'élément chimique de numéro atomique 42, de symbole Mo.


title: Molybdène

text: Le molybdène (du grec ancien / signifiant "plomb") n'existe pas à l'état natif. Ses composés naturels ont été confondus jusqu'au avec des composés d'autres éléments tels que le carbone ou le plomb.


title: Molybdène

text: En 1778, Carl Wilhelm Scheele réussit à séparer le molybdène du graphite et du plomb, et isole l'oxyde de molybdène de la molybdénite.


title: Molybdène

text: En 1782, Peter Jacob Hjelm obtient un métal impur en réduisant l'oxyde de molybdène par le carbone.


title: Molybdène

text: Jusqu'à la fin du , le molybdène ne fut que très peu utilisé en dehors des laboratoires. Quand l'aciériste français Schneider remarqua les propriétés des alliages d'acier au molybdène, il les utilisa dans la réalisation de blindages.