Cuivre - Définition et Explications

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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 (Le basalte est une roche volcanique issue d'un magma refroidi rapidement au contact de l'eau ou de...) 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...) associé à la calcite (La calcite est un minéral chimique ou biochimique (biominéralisation) composé de...), 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...) de gîtes de cuivre, il y est accompagné de cuprite, azurite, malachite (La malachite est une espèce minérale du groupe des carbonate minéral et du...).
  • 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...) une ressource naturelle très utilisée. Dans l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...), l'électronique, les télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance...) (réseaux cablés, microprocesseurs, batteries), dans la construction (tuyauterie d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...), 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...), 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...)" 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...)" 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...) 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...) aujourd'hui !.

Production du cuivre

Les principaux pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) 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...), la Russie, l'Indonésie (L'Indonésie, officiellement la République d'Indonésie (en indonésien Republik...), 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...) de Keenawa, et Lac (En limnologie, un lac est une grande étendue d'eau située dans un continent où il...) –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...)
  • 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...) pour le transport (Le transport, du latin trans, au-delà, et portare, porter, est le fait de porter quelque chose, ou...) de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) chez une espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type »...) d'arthropode (Les arthropodes (Arthropoda) — du grec arthron « articulation » et podos...), la limule (La limule ou le limule, (du latin scientifique limulus) est un euarthropode marin de la famille des...), dont le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le...) est bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) 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...) et les mammifères, régulé par le foie (Le foie est un organe abdominal impair et asymétrique, logé chez l'homme dans...), le cuivre intervient dans la fonction immunitaire (démontré chez le rat) et contre le stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général...) 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...) 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...), il semble pouvoir aggraver le risque de maladie de Parkinson (La maladie de Parkinson est une maladie neurologique chronique affectant le système nerveux...).
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...), autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) 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...) n'ait pas besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) 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)...) en zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément...) (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...) de cuivre polluante des lisiers. Le mouton (Le mouton (Ovis aries) est un mammifère domestique herbivore de la famille des bovidés,...) 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...) survenant après une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) 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...) sèche). Le mouton semble être le mammifère (Les Mammifères (classe des Mammalia) forment un taxon inclus dans les vertébrés,...) 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...) cuivreux) - un puissant poison (Les poisons sont, en biologie, des substances qui provoquent des blessures, des maladies ou la mort...) 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...) (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...) 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 mélange de substances liquides...) 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...) 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,...), 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...) ne s'y charge que d'une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) infime d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) 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...) disparaissent, un hôpital (Un hôpital est un lieu destiné à prendre en charge des personnes atteintes de...) 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...) 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...), 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...) ce cuivre, réduit en sulfure (En chimie, un sulfure est un composé chimique ou la combinaison de soufre avec un degré...), 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...) qui peut augmenter après quelques mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) 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...) 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 ;...) (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...) ou par le monosulfure de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un...) qui le précipite à l’état de sulfures.

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