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Le nickel
Ni Le nickel (symbole : Ni) est un métal de transition de couleur argentée, qui appartient au groupe 10 du tableau périodique des éléments. Il possède le numéro atomique 28. C'est un métal dur, malléable et ductile, avec une couleur argentée caractéristique. Il a une température de fusion élevée (environ 1453 °C) et une densité relativement élevée.

Le nickel est remarquable pour sa résistance à la corrosion et à l'oxydation, ce qui en fait un matériau précieux dans de nombreuses applications industrielles. Il est souvent utilisé comme revêtement protecteur ou allié avec d'autres métaux pour améliorer leur résistance à la corrosion. Il est utilisé dans la fabrication d'acier inoxydable, d'alliages de superalliages, de batteries rechargeables, de pièces de monnaie, de catalyseurs, de revêtements de surface, d'électrodes dans les piles, et dans de nombreuses autres applications. Le nickel est un composant important des superalliages utilisés dans les moteurs d'avion, les turbines à gaz, les pièces de moteurs de fusée et d'autres applications nécessitant une résistance élevée à la chaleur et à la corrosion.

Le nickel métallique est généralement considéré comme peu toxique, mais certaines formes de nickel, telles que le nickel soluble dans l'eau et les sels de nickel, peuvent être toxiques et provoquer des réactions allergiques chez certaines personnes.
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Numéro atomique
Masse atomique (uma)
Point d'ébullition (°C)*
Point de fusion (°C)
Masse volumique (g/cm3)*
Structure électronique*
Degrés d'oxydation
28
58,71
2730*
1453
8,9*
(Ar)3d84s2
2, 3
 
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Les minerais de nickel.
Le nickel est un élément relativement courant dans la croûte terrestre, où il se trouve principalement associé à d'autres minéraux métalliques. Il est principalement extrait à partir de sulfures de nickel et d'oxydes de nickel. Voici quelques-uns des principaux minerais de nickel :
• La pentlandite est le principal minéral de sulfure de nickel. Elle est souvent associée à d'autres minéraux de sulfures métalliques, tels que la pyrrhotite et la chalcopyrite. La pentlandite est généralement extraite comme principale source de nickel dans de nombreux gisements.

• La millérite est un autre minéral de sulfure de nickel, bien que moins commun que la pentlandite. Elle est souvent trouvé dans les gisements de sulfures de nickel.

• La nickéline ( =  niccolite) est un minéral de sulfure de nickel contenant également du fer et de l'arsenic. Bien que moins courante que la pentlandite, elle peut également être exploitée pour le nickel.

• La garniérite est le principal minéral d'oxyde de nickel. Elle est souvent associée à des gisements de latérite, qui se forment dans des climats tropicaux ou subtropicaux sous des conditions d'altération et de météorisation. L'extraction de la garniérite nécessite généralement des méthodes d'extraction minière spéciales en raison de sa nature de formation.

• La limonite est un autre minéral d'oxyde de nickel souvent trouvé dans les gisements de latérite. Elle est également extraite pour récupérer le nickel.

• La pyrrhotite est un minéral de sulfure de fer-nickel qui contient une quantité significative de nickel. Bien que le nickel ne soit pas toujours l'objectif principal de l'extraction de la pyrrhotite, il peut être récupéré comme sous-produit lors du traitement de ce minerai.

Une fois extrait, le nickel est généralement purifié et concentré par des procédés métallurgiques pour produire du nickel métallique ou d'autres produits contenant du nickel.

La production mondiale de nickel est fortement concentrée. Les principaux producteurs sont l'Indonésie (première réserve mondiale),  la Nouvelle-Calédonie (deuxième réserve mondiale), les Philippines, la Russie, le Canada, l'Australie (premier producteur mondial) et la Chine (deuxième producteur mondial). Cette concentration peut créer des dynamiques entre les pays producteurs, en particulier en ce qui concerne l'accès aux ressources et la sécurité d'approvisionnement pour les pays consommateurs.

Les principaux composés du nickel. 
Le nickel peut former des composés chimiques inorganiques et organométalliques. Exemples :

• Le chlorure de nickel (II) (NiCl2) est un composé inorganique courant. Il peut exister sous différentes formes, y compris le chlorure de nickel hexahydraté (NiCl2·6H2O). Il est utilisé dans la catalyse, la galvanoplastie et la synthèse chimique.

• L'oxyde de nickel (II) (NiO) est un composé inorganique utilisé dans la fabrication de céramiques, de batteries, de pigments, de catalyseurs et dans d'autres applications industrielles.

• Le sulfate de nickel (II) (NiSO4) est un sel soluble dans l'eau utilisé dans la galvanoplastie, les batteries rechargeables, les catalyseurs et d'autres applications chimiques et industrielles.

• Le carbonate de nickel (II) (NiCO3) est un composé utilisé dans la fabrication de catalyseurs, de pigments et d'autres produits chimiques.

• L'acétate de nickel (II) (Ni(CH3COO)2) est utilisé dans la production de catalyseurs, de pigments, de réactifs chimiques et dans d'autres applications de chimie organique.

• Le carbonyle de nickel (Ni(CO)4) est un composé organométallique toxique qui est utilisé dans la production de nickel métallique pur par le procédé de carbonylation.

• L'aluminure de nickel (Ni3Al) est un composé intermétallique utilisé dans les matériaux réfractaires, les superalliages et les revêtements résistants à l'usure.

L'industrie du nickel et son histoire.
Le nickel a connu une trajectoire caractérisée par le passage d'un métal de luxe et de laboratoire à un matériau stratégique de la seconde industrialisation, puis à un intrant critique des technologies de l'énergie et de la mobilité. Au fil du temps, la concentration historique de la production entre les mains d'un petit nombre d'acteurs a cédé la place à une géographie plus diversifiée, mais toujours dominée par des considérations de sécurité d'approvisionnement et par des rivalités industrielles et impériales. Les innovations métallurgiques, de l'acier au nickel aux superalliages monocristallins, ont repoussé les limites de performance des matériaux et ont fait du nickel un élément indispensable à l'aéronautique, à la marine, à l'industrie chimique et, désormais, aux batteries. Dans le même temps, l'exploitation des latérites tropicales et l'intensification de l'extraction en Indonésie et en Nouvelle-Calédonie ont déplacé les équilibres économiques et environnementaux vers l'Asie et le Pacifique, tout en posant avec une acuité croissante la question de la durabilité d'une industrie dont l'empreinte sur les sols, les eaux et les sociétés riveraines est consubstantielle à son histoire.

Contrairement à d'autres métaux dont l'exploitation précède de plusieurs siècles la reconnaissance scientifique, le nickel n'est identifié comme élément chimique qu'en 1751, lorsque le chimiste et minéralogiste suédois Axel Fredrik Cronstedt isole un métal inconnu à partir du kupfernickel, un minerai arsenical que les mineurs tenaient pour un "faux cuivre" ou un "cuivre du diable" en raison des difficultés qu'il leur causait. La découverte de Cronstedt met fin à une confusion pluriséculaire, mais elle n'entraîne aucune révolution industrielle immédiate : le nickel reste longtemps un métal de laboratoire et de luxe, dont la production annuelle mondiale ne dépasse pas quelques centaines de tonnes au début des années 1870.

Les premières applications notables du nickel relèvent de l'orfèvrerie et de la bijouterie industrielle. À partir des années 1820, le métal est employé dans des alliages à base de cuivre et de zinc (packfong, argentan, maillechort) pour fabriquer de la vaisselle, des couverts et des objets de décoration, ou bien déposé par voie électrolytique pour produire des revêtements blancs et inoxydables qui imitent l'argent à moindre coût. La découverte de Michael Faraday, en 1820, selon laquelle l'ajout de nickel au fer permet de synthétiser un alliage semblable au fer météorique, ouvre toutefois une voie dont les conséquences industrielles ne se déploieront qu'avec plusieurs décennies de décalage. Jusque dans les années 1870, la production mondiale est dispersée entre la Saxe, la Hongrie, le nord de l'Italie, la Suède et la Norvège, et l'affinage demeure concentré dans un petit nombre d'usines situées en Angleterre, en Allemagne et en Autriche-Hongrie, ce qui confère déjà à l'industrie du nickel une organisation internationale, celle d'un "métal voyageur" dont les circuits traversent l'Europe.

Le véritable acte de naissance de l'industrie moderne du nickel se situe en Nouvelle-Calédonie. La découverte et la mise en exploitation des gisements latéritiques calédoniens à partir de 1875 transforment l'échelle et la géographie de la production mondiale. Dès 1876, l'arrivée sur le marché européen de 400 tonnes de minerais calédoniens, soit environ 40 % de la production mondiale, bouleverse une industrie jusque-là embryonnaire et provoque des tensions considérables entre les usiniers anglo-saxons et les nouveaux opérateurs français. La création, en 1880, de la société Le Nickel, fondée par l'ingénieur Jules Garnier et l'homme d'affaires John Higginson, puis placée sous le patronage de la maison Rothschild, centralise l'exploitation des mines calédoniennes entre des mains françaises et donne naissance à une entreprise qui demeure, encore aujourd'hui, un acteur majeur de l'industrie mondiale. La consommation mondiale de nickel, qui n'était que de 250 à 300 tonnes vers 1870, passe à 400 tonnes en 1878, puis à 1200 tonnes en 1880, 2000 tonnes en 1884 et 3000 tonnes en 1887, la progression la plus spectaculaire étant liée à l'application du nickel à l'armement.

Cette militarisation précoce du nickel constitue le second moteur de l'industrialisation. Les aciers au nickel, développés en pleine course aux armements, révèlent des propriétés de dureté et de résistance qui en font un matériau stratégique pour les plaques de blindage, les canons et les constructions navales. La première production commerciale de plaques de blindage en acier au nickel intervient en France en 1885, et les essais comparatifs menés aux États-Unis en 1890-1891 conduisent la Bethlehem Iron Company à produire à grande échelle des canons en acier au nickel pour l'armée américaine. Les aciers au nickel d'avant la Première Guerre mondiale ne contiennent que 1,5 à 4,5 % de nickel, avec une teneur en carbone de 0,2 à 0,5 %, mais ils suffisent à transformer la métallurgie de l'armement et à ouvrir l'ère des aciers spéciaux. Parallèlement, l'invention de l'acier inoxydable au chrome-nickel à Saint-Chamond, en France, en 1891, jette les bases d'une famille d'alliages dont l'importance industrielle deviendra dominante au XXe siècle : l'acier inoxydable austénitique, qui contient typiquement 18 % de chrome et 8 % de nickel, constitue à la fin du XXe siècle plus de 60 % de la consommation mondiale de nickel.

La géographie de la production se déplace toutefois rapidement vers l'Amérique du Nord. La découverte, en 1883, du gisement de sulfures de nickel-cuivre de Sudbury, dans le nord de l'Ontario, lors de la construction du chemin de fer Canadien Pacifique, donne naissance à un district minier dont l'ampleur dépasse tout ce qui était connu jusqu'alors. La International Nickel Company (Inco) est formée en 1902 par la fusion de plusieurs entreprises opérant à Sudbury, et elle construit un haut fourneau pour traiter le minerai local. En 1913, Inco contrôle déjà 55 % de la production mondiale de nickel, la société Le Nickel en contrôle 33 % et la Mond Nickel Company 11 %. La fusion d'Inco avec Mond Nickel en 1928 achève de concentrer l'essentiel de l'industrie mondiale entre les mains d'une seule entreprise canadienne, qui demeure le premier producteur mondial tout au long du XXe siècle. Cette domination est si complète que, dans les années 1950, plus de 80 % de la production minière mondiale de nickel provient des minerais sulfurés du Canada, et la fondation du monopole d'Inco repose sur sa possession quasi exclusive du plus grand gisement de nickel connu au monde, le bassin de Sudbury. La production canadienne est si concentrée que, en 1949, la quasi-totalité du nickel canadien provient d'une petite zone du district de Sudbury.

Le XXe siècle voit toutefois s'amorcer un double mouvement de diversification géographique et d'innovation métallurgique. D'une part, les innovations technologiques dans le traitement des minerais latéritiques, notamment la lixiviation sous pression et les procédés de réduction-précipitation développés dans les années 1950, permettent l'exploitation de gisements tropicaux et subtropicaux qui étaient jusque-là considérés comme inexploitables. D'autre part, la demande de nickel se transforme avec l'essor des superalliages à base de nickel, dont l'histoire débute aux États-Unis dans les années 1920 pour répondre à la nécessité de produire des aubes de turbine à vapeur plus résistantes. Le premier superalliage breveté en 1923, le Monel K-500, est un alliage nickel-cuivre enrichi en aluminium et en titane qui améliore la dureté et la limite d'élasticité. La Seconde Guerre mondiale accélère considérablement le développement de ces matériaux, dont les propriétés mécaniques et la résistance environnementale deviennent indispensables dans les parties chaudes des premiers turboréacteurs, notamment les alliages Nimonic 80 du moteur De Havilland Goblin et le TiNidur du Junkers JUMO 004. L'après-guerre prolonge ce mouvement avec le développement de la microscopie électronique en transmission, qui permet d'identifier la phase durcissante γ'Ni3(Al,Ti) en 1952 et d'expliquer les propriétés remarquables de ces alliages, tandis que les techniques de fusion sous vide et de refusion améliorent la pureté des lingots et permettent l'introduction d'éléments réfractaires comme le tungstène, le molybdène, le niobium et le tantale. À la fin du XXe siècle, l'Inconel 718, un superalliage à base de nickel, constitue à lui seul 34 % en poids total des constituants de moteurs d'avions comme le CF6 et le CFM56 de General Electric, et il représente entre 55 et 70 % en volume des superalliages à base de nickel utilisés dans les moteurs à réaction modernes.

La géographie de la production minière se reconfigure profondément dans la seconde moitié du XXe siècle. La répartition qui prévalait en 1960, dominée par le Canada, se modifie au profit de nouveaux acteurs : en 1983, l'URSS devient le premier producteur minier mondial de nickel avec 170 000 tonnes métriques, soit environ 26,3 % de la production mondiale. La découverte, en 1966, de la minéralisation sulfurée de nickel à Kambalda, en Australie-Occidentale, déclenche une exploration extensive des ceintures de roches vertes de la région et ouvre un nouveau district minier majeur. L'Indonésie, dont l'exploration du nickel a débuté en 1901 avec la découverte de gisements latéritiques à Soroako, dans le sud de Sulawesi, par un géologue néerlandais, devient progressivement un acteur de premier plan. L'exploitation à grande échelle ne reprend toutefois qu'en 1968, lorsque PT International Nickel Indonesia (INCO) obtient un contrat de travail pour exploiter les latérites de Soroako, et le complexe minier et métallurgique de Sorosko est mis en service en 1977. La production indonésienne de nickel, dominée par les latérites, ne cesse ensuite de croître : en 2022, environ 80 % de la production minière mondiale de nickel provient de gisements latéritiques, et l'Indonésie en assure à elle seule près des deux tiers. La part de l'Asie dans la production mondiale de nickel primaire a plus que doublé pour atteindre 76 % en 2023, après que l'Indonésie ait enregistré une croissance supplémentaire de 20,8 % et soit devenue le plus grand producteur mondial.

L'histoire du nickel est également caractérisée par une instabilité récurrente des prix et par des épisodes de tension extrême sur les marchés. Le nickel devient le septième métal coté au London Metal Exchange en 1979, ce qui institutionnalise sa dimension financière et spéculative. Les grèves de 1969 au Canada provoquent une grave pénurie spot et une multiplication par six du prix de la cathode, tandis que les grèves de 1978-1979 dans le district de Sudbury réduisent de plus de 40 % la production minière canadienne. La guerre de Corée illustre de manière paradigmatique la vulnérabilité des approvisionnements en période de conflit : au début du conflit, le gouvernement américain prend le contrôle de la distribution du nickel, et de 1951 à 1957, tout le nickel aux États-Unis est soumis à allocation gouvernementale, tandis que l'État constitue des stocks stratégiques, ce qui provoque une pénurie sévère pour les usages non militaires qui persiste jusqu'en 1957, soit quatre ans après l'armistice. Les prix du nickel, qui étaient restés relativement stables en dollars constants sur la longue période (environ 9,10 dollars par livre par an entre 1915 et 2005), connaissent une volatilité accrue à partir des années 1970, avec des flambées liées aux chocs pétroliers, aux récessions et aux tensions géopolitiques.

L'industrie du nickel soulève par ailleurs des questions environnementales dont l'ancienneté est souvent sous-estimée. En Nouvelle-Calédonie, l'exploitation minière modifie les écoulements sédimentaires et les assemblages microbiens depuis ses débuts en 1875, les changements les plus prononcés survenant dans les années 1960 avec la mécanisation des outils d'extraction, qui intensifie l'érosion des sols et augmente le ruissellement sédimentaire. Entre 1950 et 1975, environ 27 millions de tonnes de stériles miniers sont déversées dans le bassin versant de Thio, et l'expansion continue de la production de nickel en Nouvelle-Calédonie s'accompagne d'une source croissante de cobalt atmosphérique à proximité des usines de traitement. Ces perturbations, qui touchent les milieux lagunaires et les populations riveraines, constituent l'un des passifs environnementaux les plus lourds de l'histoire minière du nickel, et elles expliquent pourquoi la régulation environnementale est devenue, à partir des années 1970, un paramètre incontournable de l'industrie.

La période contemporaine est dominée par la question de la sécurisation des approvisionnements et par la réorientation des usages vers les batteries et les technologies de la transition énergétique. Le nickel est un composant essentiel des cathodes de batteries lithium-ion, et la demande liée à cette application croît rapidement, tandis que l'acier inoxydable demeure le premier débouché traditionnel du métal. La production mondiale de nickel primaire a augmenté de manière significative depuis le milieu du XXe siècle, passant de 302 000 tonnes dans le monde libre en 1965 à 544 000 tonnes en 1980, puis à plus de 1,4 million de tonnes en 2005 et à des niveaux encore supérieurs dans les années 2020. La structure de l'offre s'est en outre diversifiée : aux côtés des producteurs historiques que sont le Canada, la Russie, l'Australie et la Nouvelle-Calédonie, de nouveaux acteurs comme l'Indonésie, les Philippines, Cuba et le Brésil occupent des positions significatives, les cinq premiers pays producteurs (Australie, Russie, Cuba, Canada et Brésil) assurant environ 70 % de la production mondiale dans les années 2000. La découverte du gisement de nickel-cuivre de Voisey's Bay, au Labrador, en 1993, par des prospecteurs de diamants, illustre la persistance du potentiel exploratoire des grands ensembles géologiques, même dans des régions réputées bien inventoriées.

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