Cuivre
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Gîtologie

  • Dans des zones poreuses des basaltes : les réactions entre solution hydrothermale et minerais ferrifères génèrent le cuivre des principaux gisements de ce minéral. Dans la presqu'île de Keenawa, les couches de basalte alternent avec des grès et des conglomérats, les cavités sont emplies par le cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces...) associé à la calcite, l'épidote, des minéraux cuprifères, des zéolites, un peu d'argent ; d'importantes masses de cuivre (jusqu'à 500 000 kg) y ont été rencontrées.
  • Dans des grès et des schistes, où le cuivre était probablement d'origine hydrothermale.
  • Le cuivre natif précipite en petites masses dans la zone d'oxyréduction d'un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de gîtes de cuivre, il y est accompagné de cuprite, azurite, malachite.
  • Présent dans les météorites.

Utilisations

Les propriétés du cuivre (haute conductibilité (La conductibilité est la propriété des matériaux à propager la chaleur ou l'électricité.) électrique, résistance à la corrosion, recyclabilité) font de ce métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les métaux sont un des...) une ressource naturelle très utilisée. Dans l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les...), l'électronique, les télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance d’information avec des moyens électroniques. Ce...) (réseaux cablés, microprocesseurs, batteries), dans la construction (tuyauterie d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), couverture), dans l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.), les transports (composants électro-mécaniques, refroidisseurs d'huile (L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se mélangent pas à...), réservoirs, hélices), les machine-outils, des produits d'équipement (plateformes pétrolières) et de consommation (ustensiles de cuisine) mais aussi des pièces de monnaie comme l'euro.

La pièce de 1 euro (l'Arbre Étoilé dessiné par Joaquin Jimenez pour les euros frappés en France) est constituée d'un centre "blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux...)" en cupronickel (75%Cu 25% Ni) sur âme de nickel (Le nickel est un élément chimique, de symbole Ni et de numéro atomique 28.) et d'une couronne "jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :)" en maillechort (75%Cu 20%Zn 5%Ni). Les alliages (centre et couronne) sont inversés pour la pièce de 2 euros.

La pyramide (Une pyramide (du grec pyramis) à n côtés est un polyèdre formé en reliant une base polygonale de n côtés à un point, appelé l'apex, par n faces triangulaires (n ≥ 3). En d'autres...) de Khéops contient une tuyauterie en cuivre encore en état de marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en...) aujourd'hui !.

Production du cuivre

Les principaux pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la...) producteurs sont le Chili, avec 4 des 5 plus importantes mines du cuivre du monde (Le mot monde peut désigner :), les États-Unis, le Pérou, l'Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de l’île-continent du...), la Russie, l'Indonésie (L'Indonésie, officiellement la République d'Indonésie (en indonésien Republik Indonesia), est un pays transcontinental d'Asie du Sud-Est et d'Océanie. Avec plus de 17 500 îles, il s'agit du...), le Canada, la Zambie et la Pologne. Les gisements remarquables pour le cuivre natif sont :

  • Bolivie
  • Coro-Coro, Province de Pacajes, Département de La Paz
  • Canada
  • Mine Normandie, Saint-Joseph-de-Coleraine, Les Appalaches RCM,Chaudière-Appalaches, Québec
  • États-Unis
  • Presqu'île (Une île est une étendue de terre entourée d'eau, que cette eau soit celle d'un cours d'eau, d'un lac ou d'une mer. Son étymologie latine, insula, a donné l'adjectif...) de Keenawa, et Lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il suffit que la profondeur, la superficie, ou le volume soit suffisant pour provoquer...) –Supérieur, Comté de Keweenaw, Michigan
  • France,
  • Les Clausis, Saint-Véran, Hautes-Alpes
  • pélites Permiennes du Dôme () de Barrot, Alpes-Maritimes
  • Chessy, Rhône (Le Rhône est un fleuve d'Europe. Long de 812 kilomètres, il prend sa source, dans le glacier du Rhône, à Gletsch, en Suisse, à l'extrémité est du...)
  • Saint-Jean-de-Jeannes, Mont Roc, et le Burc, Tarn
  • Pologne
  • bassin de Lubin ( Basse-Silésie )

Propriétés biologiques et écotoxiques

Le cuivre, à très faible dose, est un oligo-élément indispensable à la vie (La vie est le nom donné :). Il est notamment nécessaire à la formation de l'hémoglobine et remplace même le fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau...) pour le transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre.) de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) chez une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de...) d'arthropode, la limule, dont le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la...) est bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en luminosité du...) ou chez certains chironomes qui sont verts. Chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par...) et les mammifères, régulé par le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans l'hypocondre droit, la loge sous-phrénique droite, la partie supérieure du creux...), le cuivre intervient dans la fonction immunitaire (démontré chez le rat) et contre le stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à...) oxydant. Il est stocké, excrété via la bile (La bile est un fluide jaune-verdâtre, basique (pH compris entre 7,6 et 8,6) qui favorise la digestion, plus spécifiquement celle des graisses. Elle est produite en continu par le foie à...) ou distribué vers les organes. Ses propriétés anti-infectieuses étaient déjà connues et utilisées dans l'Égypte antique.
Associé au plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.), il semble pouvoir aggraver le risque de maladie de Parkinson (La maladie de Parkinson est une maladie neurologique chronique affectant le système nerveux central responsable de troubles essentiellement moteurs d'évolution progressive.).
Le taux osseux moyen « normal » chez l’homme au XXe siècle a été estimé à 4,2 mg/kg par Scheinberg en 1979). On connaît des contaminations humaines et animales dès l'âge du bronze (Le bronze est le nom générique des alliages de cuivre et d'étain. Le terme airain désigne aussi le bronze, mais est plutôt employé en poésie et dans les textes...), autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) notamment des anciennes mines de cuivre et plomb de l'actuelle Jordanie.

Bien que le porc (Le porc (du latin porcus) qui se dit aussi cochon domestique (Sus scrofa domesticus) ou cochon des villes est un mammifère domestique omnivore de la famille des porcins, ou suidés proche...) n'ait pas besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires et les...) de plus de 6 mg/kg d'aliment (NRC, 1998), du cuivre est ajouté à son alimentation car il s'est montré un puissant facteur de croissance s'il est associé à une supplémentation (La supplémentation est le fait d'utiliser un supplément (ou complément alimentaire) pour pallier une carence. Elle peut avoir un intérêt prophylactique ou...) en zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.) (à 150 à 250 ppm de Cu en post-sevrage dans l'alimentation des porcelets, soit 30 fois leur besoin normal est une pratique courante, qui explique l'augmentation de la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à...) de cuivre polluante des lisiers. Le mouton (Le mouton (Ovis aries) est un mammifère domestique herbivore de la famille des bovidés, de la sous-famille des Caprinés et du genre Ovis. L'homme élève le mouton...) serait, lui, tué par le cuivre dès 15 mg de Cu par kg d'aliment ; la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple...) survenant après une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) hémolytique lorsque le taux de Cu dans le foie dépasse 350 à 1 000 ppm de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière...) sèche). Le mouton semble être le mammifère (Les Mammifères (classe des Mammalia) forment un taxon inclus dans les vertébrés, traditionnellement une classe, définie dès la classification de Linné. Ce taxon est...) le plus sensible, parmi ceux dont les réactions au cuivre ont été étudiées.

Le cuivre est aussi - à dose plus élevée et sous ses formes oxydées (vert-de-gris, oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) cuivreux) - un puissant poison (Les poisons sont, en biologie, des substances qui provoquent des blessures, des maladies ou la mort d'organismes par une réaction chimique, à...) pour l'Homme, comme - à des doses parfois infimes - pour de nombreux organismes (algues, mousses, microorganismes marins, champignons microscopiques). Ce fait connu depuis l'Antiquité a justifié son utilisation comme pesticide (Un produit phytosanitaire est une substance émise dans une culture pour lutter contre des organismes nuisibles. C'est un terme générique qui rassemble les insecticides, les fongicides, les herbicides, les...) (exemple : Bouillie bordelaise) ou comme biocide, notamment dans les antifoulings.

Ses vertus bactériostatiques et antifongiques et sa ductilité (La ductilité désigne la capacité d'un matériau à se déformer plastiquement sans se rompre. La rupture se fait lorsqu'un défaut (fissure ou...) ont aussi, comme pour le plomb (qui est lui bien plus toxique) justifié son utilisation dans les canalisations d'eau et dans certains pays pour les toitures et gouttières (ni mousse ni plantes ne s'y installent, mais l'eau s'y charge de cuivre). Le cuivre a été utilisé pour les cuves et tuyauteries de fabrication de la bière et de distillation (La distillation est un procédé de séparation de substances, mélangées sous forme liquide. Elle consiste à porter le mélange à ébullition et...) d'alcool, pour les marmites à confiture et pour la fabrication de fromages à pâte cuite.
Sa résistance à la corrosion et sa toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à...) empêchant la prolifération et la fixation d'algues et d'organismes marins a encouragé ses usages dans la marine, sous forme de cuivre ou plus souvent de bronze ou laiton (clous, hublots, accastillage (L'accastillage désigne l'ensemble des accessoires de pont (tels que les manilles, mousquetons, treuil etc.) qui servent aux manœuvres des voiles d’un navire de faible tonnage, particulièrement en navigation de...), hélice).
Les sels de cuivre, comme le sulfate ou l'oxychlorure, présentent des propriétés fongicides mises à profit pour la viticulture et l'agriculture. Un simple fil de cuivre tendu sur le faite d'une toiture tue toutes les mousses et algues qui pourraient y pousser, bien que la pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un...) ne s'y charge que d'une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) infime d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est généralement constitué...) de cuivre.
Après deux années de tests concluant qu'en milieu hospitalier, sur des surfaces en cuivre, 90 à 100 % de certains micro-organismes tels que le staphylocoque doré (Le staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) est l'espèce la plus pathogène du genre Staphylococcus. Elle est responsable d'intoxications alimentaires, d'infections...) disparaissent, un hôpital (Un hôpital est un lieu destiné à prendre en charge des personnes atteintes de pathologies et des traumatismes trop complexes pour pouvoir être traités à domicile ou...) irlandais a installé en 2009 des poignées en cuivre sur toutes ses portes pour lutter contre les infections nosocomiales.

L'oxyde cuivreux des peintures antifouling récentes, pour certaines conçues pour être érodables afin de libérer plus longtemps leurs biocides, tuent les bernacles et bien d'autres espèces dès leur stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un...) larvaire, mais en relâchant du cuivre qui contamine à cette occasion les eaux environnantes.
Le cuivre utilisé sur les vignes n'étant pas dégradable, il finit par s'accumuler dans les points bas où il atteint des taux préoccupants dans le sol et l'eau, pouvant localement provoquer la mort d'animaux qui y sont sensibles, comme le mouton.

Les moûts de raisin renferment toujours des teneurs importantes de cuivre ; quelques dixièmes de mg/l sont issus de la vigne (Les vignes sont des lianes de la famille des Vitaceae. Ce sont des plantes du genre Vitis largement cultivées pour leur fruit en grappes, le raisin, dont on tire un jus, le moût, qui...), mais la majeure partie vient des différents traitements subis. Lors de la fermentation (La fermentation est une réaction biochimique de conversion de l'énergie chimique contenue dans une source de carbone (souvent du glucose) en une autre forme d'énergie directement utilisable par la cellule en...) ce cuivre, réduit en sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré d'oxydation de -2, avec un autre élément chimique ou un de ses radicaux. Certains composés covalents du soufre, tels le...), est éliminé avec les levures et les lies. Le vin nouveau n’en contient que 0,2 à 0,3 mg/l, pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour...) qui peut augmenter après quelques mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) de conservation, à la suite de contacts avec du matériel en cuivre, en laiton ou en bronze. Dans les vins blancs maintenus à l’abri de l’air, lorsque le potentiel d'oxydo-réduction atteint un niveau suffisamment bas, le cuivre est réduit en présence d’anhydride sulfureux libre et précipité (En chimie et en métallurgie, un précipité est la formation d'une phase dispersée hétérogène dans une phase majoritaire. La formation d'un précipité est la précipitation. Le terme est aussi...) à l’état de sulfures qui troublent le vin si la dose de cuivre approche de 1 mg/l. De plus, le cuivre, agissant comme catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas dans...) (même à faible dose), favorise beaucoup l’oxydation du fer et la casse blanche. On élimine le cuivre des vins par traitement au ferrocyanure de potassium (Le potassium est un élément chimique, de symbole K (latin : kalium, de l’arabe : القَلْيَه al-qalyah) et de numéro atomique 19.) ou par le monosulfure de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux...) qui le précipite à l’état de sulfures.

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