Cuivre.

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Le cuivre

Le cuivre (symbole : Cu) est un élément chimique d'un beau rouge-brun brillant quant il est pur; allié au zinc, il forme le laiton ou cuivre jaune. C'est un métal de transition, de bonne conductivité électrique et thermique. A l'air sec, il est inaltérable; mais sous l'action de l'air humide chargé de gaz carbonique, il se couvre d'une couche d'hydrocarbonate, ou vert-de-gris, qui est toxique.

Numéro atomique
Masse atomique (uma)
Point d'ébullition (°C)^*
Point de fusion (°C)
Masse volumique (g/cm³)
Structure électronique^*
^{Degrés
d'oxydation}

29
63,54
^2595*
1083
8,96
(Ar)3d¹⁰4s¹
2, 1

D'une faible dureté, mais ductile et malléable, il se laisse laminer en feuilles minces ou étirer en fils fins. Plus dur que l'or et l'argent, le cuivre est, de longue date, allié à ces deux métaux pour la fabrication des monnaies et des bijoux : avec l'étain, il constitue le bronze.

Le cuivre est le premier métal à avoir été travaillé par les humains. Son utilisation remonte à plus de 10 000 ans, lorsque les premières cultures néolithiques ont commencé à extraire et à utiliser le métal pour la fabrication d'outils et de bijoux. Au fil des siècles, le cuivre est devenu de plus en plus important dans l'industrie et dans la vie quotidienne. Les Romains, qui l'appelaient cuprum (mot dont son nom actuel dérive), métal de l'île de Chypre, et l'utilisaient pour construire des canalisations d'eau, des statues et des pièces de monnaie, tandis que les Égyptiens l'utilisaient pour la joaillerie et la décoration.

Aujourd'hui, le cuivre est utilisé dans une variété de produits et d'applications, notamment les fils électriques, les tuyaux de plomberie, les ustensiles de cuisine, les pièces automobiles, etc. En raison de sa résistance à la corrosion et de sa durabilité, le cuivre est également utilisé pour les toitures et les revêtements extérieurs de bâtiments. Le cuivre est également important pour l'industrie de l'énergie. Il est utilisé dans la production de turbines et de transformateurs pour les centrales électriques, ainsi que pour la production d'énergie éolienne et solaire.
- Mine de cuivre dans l'Utah.

Mine de cuivre à ciel ouvert à Carr Fork, dans l'Utah (Etats-Unis). Photo : Andreas Feininger.

Le cuivre est présent dans la croûte terrestre en association avec d'autres métaux, tels que le nickel, le zinc et le plomb. Les principaux gisements du cuivre sont au Royaume-Uni, en Russie, en Suède, en Australie, en Indonésie, en Autriche, et en divers points d'Amérique du Sud. Les minerais de cuivre exploités peuvent être partagés en plusieurs catégories et sont traités différemment, selon leur nature :

• A l'état natif (celui du Chili, qui contient 60% à 65% de cuivre pur), le cuivre apparaît en cristaux cubiques, en mamelons, en lames minces, en rameaux plus ou moins branchus, en filaments déliés ou en masses informes : il suffit alors de le fondre.
• Avec l'acide carbonique, le cuivre forme la malachite et l'azurite :
+ La malachite (Cu2CO3(OH)2) est un carbonate vert, très fragile, qui se présente en fibres soyeuses ou en masses mamelonnées;
+ L'azurite (Cu3(CO3)2(OH)2) est un carbonate bleu, couleur bleu de Prusse, à cristaux rhomboédriques souvent aplatis.
On trouve ces minerais en Sibérie, au sud du Sénégal et en Amérique du Sud.
• Avec l'oxygène seul, le cuivre forme la cuprite (Cu2O), de couleur rouge, brunissant sur le charbon, puis donnant par la fusion du cuivre pur. La cuprite ou oxyde de cuivre se trouve dans l'Oural et l'Amérique du Sud.
• Le cuivre pyriteux ou chalcopyrite reste le principal minerai de cuivre. C'est un sulfure de fer et de cuivre à la fois (CuFeS2). La pyrite de cuivre est d'un jaune d'or foncé, souvent irisée, se distinguant de la pyrite de fer par ses tons plus chauds. Le cuivre panaché, plus rouge que le cuivre pyriteux, est aussi un sulfure de cuivre et de fer. Les pyrites cuivreuses, les cuivres gris, la bournonite, sont exploités aux Etats-Unis, au Canada, dans la Péninsule ibérique, etc.