Plomb

iso	AN	période	MD	Ed MeV	PD
²⁰²Pb	{syn.}	52 500 a	α ε	2,598 0,050	¹⁹⁸Hg ²⁰²Tl
²⁰⁴Pb	1,4	> 1,4×10¹⁷ a	α	2,186	²⁰⁰Hg
²⁰⁵Pb	{syn.}	1,53×10⁷ a	ε	0,051	²⁰⁵Tl
²⁰⁶Pb	24,1 %	stable avec 124 neutrons
²⁰⁷Pb	22,1 %	stable avec 125 neutrons
²⁰⁸Pb	52,4 %	stable avec 126 neutrons
²¹⁰Pb	{syn.}	22,3 a	α ß^-	3,792 0,064	²⁰⁶Hg ²¹⁰Bi

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82.

plumbum (lat.) = plomb
bhlei (indogermanique) = miroiter, éclairer

[modifier] Histoire

L'homme utilise le plomb depuis plus de 7000 ans en raison de sa grande diffusion, sa facilité d'extraction, sa grande malléabilité et son bas point de fusion. Il était utilisé lors de l'âge du bronze avec l'antimoine et l'arsenic. Le plomb est également mentionné dans l'Exode.

Très facile à utiliser, il était utilisé pour la plomberie dans l'Antiquité. On peut toujours trouver des tuyaux de plomb portant le sceau des empereurs romains. La toxicités de certains composés au plomb (notamment les produits de maquillage) était connu d'eux.

Lors du Moyen Âge, les alchimistes croyaient que le plomb était le métal le plus ancien et l'associaient à la planète Saturne.

Au XX^e siècle, les peintures aux pigments à base de plomb furent interdites pour des raisons sanitaires. Dans la plupart des pays développés, les usages du plomb ont été fortement réglementés, voire interdits.

[modifier] Extraction

Le plomb est un produit naturel de la désintégration de l'uranium. Le plomb natif est rare, on l'extrait actuellement de minerai associé au Zinc (la blende), à l'argent et (le plus abondamment) au cuivre. La principale source minérale est le galène (PbS) qui en contient 86.6% en poids. D'autres variétés communes sont la Cérusite (PbCO₃) et anglésite (PbSO₄). Aujourd'hui le recyclage permet d'en récupérer une grande part. La plupart des minerais contiennent moins que 10% de plomb. Les minerais qui contiennent moins de 3% de plomb peuvent être exploités économiquement. Le minerai extrait du sol est concentré par gravimétrie et flottation, puis dirigé vers une usine métallurgique (fonderie).

Les plus grands gisements sont aux États-Unis, en Australie, en CEI et au Canada. En Europe, la Suède et la Pologne possèdent la plupart des gisements.

[modifier] Métallurgie

À la fonderie, le minerai est tout d'abord grillé pour oxyder le sulfure et obtenir de l'oxyde de plomb ; le soufre est éliminé sous forme de dioxyde gazeux SO₂, transformé et valorisé en acide sulfurique. Le minerai grillé est alors introduit, avec du coke, dans un four à la base duquel on souffle de l'air. La réaction de l'oxygène de l'air avec le coke donne du monoxyde de carbone CO, qui réduit l'oxyde de plomb.

À la base du four s'écoulent d'une part le plomb liquide, d'autre part une scorie qui est généralement granulée à l'eau avant d'être mise en décharge.

Le plomb recueilli à ce stade est appelé plomb d'œuvre ; il contient un certain nombre d'impuretés (cuivre, argent, bismuth, antimoine, arsenic, etc.) qu'il faut éliminer. Ce raffinage du plomb, encore liquide, se fait dans des cuves, par refroidissement et ajout de divers réactifs (soufre, oxygène, zinc pour capturer l'argent, etc.).

Le plomb affiné est appelé plomb doux ; il est coulé et solidifié dans des lingotières avant d'être expédié chez le consommateur ou dans des entrepôts de stockage. Avant la coulée finale, des éléments peuvent être ajoutés en proportions bien définies pour élaborer des alliages (calcium, antimoine, etc.).

Dans certaines fonderies, on utilise à côté des concentrés miniers, des matières premières issues du cassage des batteries, ou des sous-produits d'autres procédés industriels (sulfate de plomb par exemple).

[modifier] Utilisation

Le plomb sous forme de métal a été employé depuis l'antiquité en raison de sa grande malléabilité et ductilité et de son bas point de fusion, notamment pour la réalisation de conduites d'eau potable (voir plomberie), de vaisselle, de plaques de toiture et de gouttières. En alliage avec l'étain et l'antimoine il était utilisé pour la fabrication des caractères d'imprimerie.

Le plomb est également utilisé depuis longtemps pour la fabrication de munitions de guerre ou de chasse.

Plus récemment, le plomb a été introduit dans la composition de certains additifs (antidétonants) pour les carburants automobiles, par exemple le plomb tetraéthyle.

Le plomb (en plaques métalliques ou dans du verre) sert de protection pour atténuer les rayons γ, les rayons X.

Beaucoup d'applications historiques du plomb ont maintenant été proscrites en raison de sa toxicité lorsqu'il est absorbé par les organismes vivants.

Les accumulateurs électriques (batteries) sont devenus la principale utilisation du plomb.

Dans certains pays (Royaume-Uni par exemple), des plaques de plomb sont encore utilisées en toiture (alors qu'en France on utilise le zinc).

En 2004, les batteries au plomb, destinées à l'automobile ou à l'industrie, représentent 72 % de la consommation de plomb (53 % automobile, 19 % industrie). Les pigments et autres composés chimiques représentent 12 % de la consommation. Les autres applications (alliages pour soudures, tuyaux et feuilles, munitions, ...) 16 %.

[modifier] Toxicité

Beaucoup des utilisations historiques du plomb ou de ses composés sont désormais proscrites en raison de la toxicité du plomb pour le système nerveux (saturnisme en particulier).

Un risque existe dès lors que le plomb ou certains de ses composés peuvent être inhalés (sous forme de vapeur ou de poussière) ou ingérés, et assimilés par l'organisme.

Pour fixer quelques ordres de grandeur :

en ce qui concerne l'eau potable, la norme était de 50 microgrammes par litre jusqu'en décembre 2003, elle est passée à 25 microgrammes par litre et il est prévu de la faire passer à 10 microgrammes par litre en décembre 2013 ;
en ce qui concerne les sols, le plomb est naturellement présent (c'est ce qu'on appelle le fond pédogéochimique naturel) à hauteur de quelques dizaines de mg par kg de sol ; par exemple une synthèse des données existantes sur l’état des sols en France (Baize, 1994, 1997), montre que les teneurs en plomb de 11 150 échantillons, prélevés en surface des zones agricoles (avant épandage de boues de station d’épuration), sont relativement dispersées avec une moyenne des teneurs de 30,3 mg/kg pour une médiane de 25,60 mg/kg.

Voir l’article Plomb (maladie professionnelle).

[modifier] Quelques données économiques

Consommation mondiale 2004 : 7 082 milliers de tonnes (kt), dont

Asie 2 870 kt

Amériques 2 030 kt

Europe 2 011 kt

Afrique 131 kt

Océanie 40 kt

Production mondiale de plomb métal 2004 : 6 822 kt, dont

Asie 2 880 kt

Amériques 2 009 kt

Europe 1 551 kt

Afrique 101 kt

Océanie 281 kt

Production minière^[1]:

Pays	Milliers de tonnes	% du total
Australie	688,0	24,1
Chine	631,5	22,2
États-Unis	435,2	15,3
Pérou	308,5	10,8
Mexique	135,4	4,8
Total 5 pays	2 199,0	77,1
Total monde	2 850,5	100,0

Chiffres de 2003, en milliers de tonnes de métal contenu dans les minerais et concentrés

Le plomb métallique est produit dans des usines appelées fonderies(voir ci-dessus chapitre Métallurgie), dont les matières premières proviennent soit de mines (concentrés miniers) soit du recyclage (en particulier le recyclage des batteries usagées). Sur les 6,8 millions de tonnes de production, environ 3 millions proviennent de concentrés miniers et 3,8 millions du recyclage. Le recyclage est donc maintenant la première source de plomb.

Prix du plomb : Le plomb est un métal dont le prix de vente est très cyclique ; il est coté en dollars US, en particulier à la Bourse des Métaux de Londres^[2]. Sur les dix dernières années, les cours ont évolué entre 400 $ par tonne et 1 450 $ par tonne.

[modifier] Symbolique

Les noces de plomb symbolisent les 14 ans de mariage dans le folklore français.
Le plomb est le 5^e niveau dans la progression de la Sarbacane Sportive.
Le plomb symbolise la lourdeur , ainsi on dira que « le Robin » est lourd comme le plomb.

[modifier] Voir aussi

Wikimedia Commons propose des documents multimédia libres sur le plomb.

Batterie au plomb
Le plomb est un des éléments principaux dans la fabrication du vitrail au plomb^[3].
ion plomb
Métal lourd

[modifier] Notes et références

↑ Pour plus de détails, consulter le site de l'International Lead and Zinc Study Group
↑ Voir London Metal Exchange ou LME: http://www.lme.co.uk
↑ Fiche technique sur le plomb des vitraux sur Infovitrail.com