Nickel - Définition et Explications

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Contamination environnementale

Dans le monde : Le rejet annuel dans l'atmosphère serait de 24 000 à 87 000 tonnes/an (selon les évaluations), et il faut y ajouter les 26 000 tonnes annuellement émises par les volcans ou issues de l'érosion éolienne (Une éolienne est un dispositif qui utilise la force motrice du vent. Cette force peut être...).

Le taux de nickel (Le nickel est un élément chimique, de symbole Ni et de numéro atomique 28.) dans la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) varie selon les lieux du globe ; de 0,12 à 0,70 microgramme par litre (Le litre (du grec λίτρα lítra, ancienne mesure de capacité...) avec une moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) de 0,4 μg/L.

En France ; les émissions dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) étaient estimées à 218 tonnes en 2002 (pour les sources provenant de la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) de pétrole (Le pétrole est une roche liquide carbonée, ou huile minérale. L'exploitation de...) et charbon, et de l'industrie métallurgique (métaux non ferreux). L'Agence de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) Sein-Normandie a estimé que dans son bassin une centaine de tonnes de nickel étaient apportées aux cours d'eau, majoritairement à partir du ruissellement agricole V.

En mer, le taux en est souvent plus élevé près de la côte (de 4 μg⋅L-1 dans la Seine et de 1 μg⋅L-1 dans le Rhône (Le Rhône est un fleuve d'Europe. Long de 812 kilomètres, il prend sa source, dans le...), en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) dissoute, et 50 mg⋅kg-1 par exemple sur les matières en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de...) de la Gironde ou environ 30 mg⋅kg-1 pour la Seine et le Rhône).

Aux États-Unis, le Mussel Watch donne un taux moyen dans les moules de 1,9 mg⋅kg-1 (p.s.) avec un maximum de 3,5 mg⋅kg-1 (p.s.). Pour les huîtres, la moyenne serait de 1,8 mg⋅kg-1 (p.s.) avec un maximum de 3,4 mg⋅kg-1 (p.s.). Au nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) du territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en...) australien, dans des eaux peu polluées le taux de nickel varie de 0,36 à 0,44 mg⋅kg-1 (p.s.) pour les huîtres.

Utilisations

Le nickel entre dans la composition de plusieurs familles d'alliages métalliques. En dehors des aciers inoxydables (qui n'appartiennent pas à la famille des alliages de nickel mais à celle des aciers), les alliages de nickel peuvent être classés en trois catégories :

  • Les alliages fer-nickel : ils sont utilisés pour leurs propriétés physiques, parfois étonnantes. Par exemple, l'invar, alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments...) fer-nickel contenant 36 % de nickel (FeNi36), est quasiment non dilatable en dessous de 200 °C. Il y est utilisé en cryogénie (La cryogénie est l'étude et la production des basses températures (inférieures à -150 °C)...) (cuve des navires méthaniers), en physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) des lasers (éléments de structure) ou dans les écrans de téléviseurs cathodiques ("shadow mask"). Les propriétés physiques des alliages fer-nickel mises à profit sont les propriétés magnétiques (alliages à forte perméabilité magnétique, alliages à bas point (Graphie) de Curie, alliages magnétostrictifs), élastiques (alliages à très faible coefficient (En mathématiques un coefficient est un facteur multiplicatif qui dépend d'un certain...) thermoélastique), ainsi que leurs extraordinaires propriétés de dilatation (La dilatation est l'expansion du volume d'un corps occasionné par son réchauffement,...) (alliages non dilatables ou à dilatation contrôlée)
  • Les alliages cuivre-nickel (cupronickels) : ils présentent une très bonne résistance à la corrosion en milieu acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions...) ou marin, ainsi qu'une bonne aptitude à la mise en forme et au soudage (Le soudage (Voir article sur la théorie du soudage) est un moyen d'assemblage permanent. Il a...).
  • Les superalliages : c'est ainsi qu'on appelle une famille d'alliages de composition complexe, à base de nickel (ou de cobalt), présentant une excellente résistance à la corrosion sèche à haute température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et de très bonnes propriétés mécaniques (limite élastique élevée, résistance au fluage). Ce sont des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) de choix pour les turboréacteurs (aéronautique) et certaines chaudières. Le développement de ces alliages a accompagné celui des moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...) d'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale...) depuis le milieu du XXe siècle.

Les sels de nickel (hydroxycarbonate, chlorure, sulfate...) sont utilisés dans différentes industries telles que l'électronique, la catalyse (La catalyse est l'action d'une substance appelée catalyseur sur une transformation chimique...), la galvanoplastie.

Le nickel est aussi utilisé dans la cathode (La cathode est une électrode siège d'une réduction, que l'on qualifie alors de réduction...) des piles alcalines nickel-dioxyde de manganèse (Le manganèse est un élément chimique, de symbole Mn et de numéro atomique 25.), et des accumulateurs alcalins nickel-cadmium (Le Nickel-cadmium ou Ni-Cd est un composant entrant dans la confection d'accumulateur pour, entre...), nickel-métal hydrure et nickel-zinc.

Cordes de guitare électrique : le nickel est utilisé pour certains types de cordes.

Il est utilisé en bijouterie avec de l’or afin d'obtenir une meilleure tenue mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) ainsi que des couleurs originales. Ainsi du cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre...), du nickel et de l’or donne de l’or jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même...) ou rosé et de l’or et nickel donne de l’or blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir...).

Un autre débouché « historique » du nickel reste les pièces de monnaie, où les qualités de malléabilité et de résistance du produit sont particulièrement appréciées. Ainsi, on trouve du nickel dans les pièces américaines, canadiennes, et dans les pièces d'un et de deux euros.

Il convient de remarquer que, faisant partie des métaux de transition, le nickel pourrait être remplacé par d'autres éléments : il est utilisé principalement en raison de son faible coût d'extraction et de traitement par rapport aux autres solutions techniquement envisageables à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...).

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