Cadmium
Le cadmium est un élément chimique de symbole Cd et de numéro atomique 48.
Définitions :
- Métal utilisé surtout dans les alliages pour la protection des métaux. (source : nrcan.gc)
- Le cadmium est un métal lourd naturellement présent dans les sols et dans les roches. Il est mou et de couleur argentée. Il est extrait et utilisé surtout dans la fabrication de piles, de certains pesticides et de certaines peintures. (source : ainc-inac.gc)
- Corps simple, métallique, malléable, qui a la couleur et l'éclat de l'étain. Son symbole est Cd et son numéro atomique 48 (source : fr.wiktionary)
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Général | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nom, Symbole, Numéro | Cadmium, Cd, 48 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Série chimique | métal de transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Groupe, Période, Bloc | 12,5, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masse volumique | 8650 kg/m3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Couleur | gris argenté métallique | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propriétés atomiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masse atomique | 112,411 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rayon atomique (calc) | 155 (161) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rayon de covalence | 148 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rayon de van der Waals | 158 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuration électronique | [Kr]4d105 s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Électrons par niveau d'énergie | 2,8,18,18,2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
État (s) d'oxydation | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxyde | base faible | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Structure cristalline | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propriétés physiques | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
État ordinaire | solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Température de fusion | 594,22 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Température de vaporisation | 1040 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Énergie de fusion | 6,192 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Énergie de vaporisation | 100 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume molaire | 13,00×10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pression de la vapeur | 14,8 Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vélocité du son | 2310 m/s à 20 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Divers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Électronégativité (Pauling) | 1,69 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chaleur massique | 233 J/ (kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivité électrique | 13,8×106 S/m | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivité thermique | 96,8 W/ (m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1e potentiel d'ionisation | 867,8 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2e potentiel d'ionisation | 1631,4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3e potentiel d'ionisation | 3616 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4e potentiel d'ionisation | {{{potentiel_ionisation4}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5e potentiel d'ionisation | {{{potentiel_ionisation5}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6e potentiel d'ionisation | {{{potentiel_ionisation6}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7e potentiel d'ionisation | {{{potentiel_ionisation7}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8e potentiel d'ionisation | {{{potentiel_ionisation8}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9e potentiel d'ionisation | {{{potentiel_ionisation9}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10e potentiel d'ionisation | {{{potentiel_ionisation10}}} kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotopes les plus stables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. |
Le cadmium est un élément chimique de symbole Cd et de numéro atomique 48.
Histoire
Le cadmium fut découvert en 1808 par Magnus Martin af Pontin, mais c'est en 1817 que l'Allemand Friedrich Stromeyer le prépara pour la première fois.
Le nom de Cadmium vient du latin cadmia, «calamine», ancien nom donné au carbonate de zinc – le cadmium était extrait de ce minerai aux environs de la ville de Thèbes, qui fut fondée par Cadmos, et dont la citadelle porte le nom de kadmeia, en français Cadmée.
Propriétés
Le cadmium est un métal blanc, mou et malléable. Il ternit au contact de l'air.
Propriétés physiques
Le cadmium est un métal blanc argenté ayant des propriétés physiques proches de celle du zinc. Il fond à 320,9 °C et bout à 767 °C. Lors de l'ébullition du cadmium, il se dégage des vapeurs jaunes toxiques.
Sa masse spécifique est de 8 650 kg/m³.
Il est ductile (résistance à l'étirement), malléable (résistance à l'aplatissement) et résiste à la corrosion atmosphérique, ce qui en fait un revêtement de protection pour les métaux ferreux.
Propriétés chimiques
Les propriétés chimiques du cadmium sont semblables à celles du zinc. L'ion cadmium est déplacé par le zinc métallique en solution : il est par conséquent plus noble que le zinc.
Il s'oxyde très peu à température ambiante et brûle dans l'air en donnant l'oxyde anhydre CdO, insoluble dans un excès d'hydroxyde de sodium.
Il réagit avec les acides et les bases. Le cadmium est soluble dans l'acide nitrique dilué et dans les acides chlorhydrique et sulfurique concentrés et chauds.
La masse molaire atomique du Cadmium (Cd) est de 112,4 g/mol.
Toxicité du cadmium
Elle est connue depuis les années 50. Très toxique sous toutes ses formes (métal, vapeur, sels, composés organiques), le cadmium figure parmi les rares éléments n'ayant aucune fonction connue dans le corps humain ou chez l'animal. Il faut éviter son contact avec des aliments. Chez l'Homme, il provoque surtout des problèmes rénaux et l'augmentation de la tension.
Historique
Dans les années 1950, au Japon, une intoxication aigüe au cadmium a donné une maladie des reins et des os, appelée «itaï-itaï» (qui veut dire «j'ai mal, j'ai mal», la phrase fréquemment répétée par les malades).
Le cadmium est concentré par la chaine alimentaire. Les mollusques bivalves concentrent 300 000 fois le cadmium, voire plus. Celui-ci peut venir de loin ; par exemple, le cadmium présent en excès dans les huitres d'Oléron vient d'une source située très en amont (anciens déchets miniers).
Norme et sécurité
En France, la quantité moyenne annuelle de cadmium ingéré par personne et par an est évaluée à 12 mg. L'absorption par voie digestive de plus de 0,9 g ou par voie respiratoire (de poussières) à des concentrations plus grandes que 200 mg/m³ peut entraîner des troubles graves.
En France, la valeur limite d'exposition est fixée à 0,05 mg/m³, pour les fumées d'oxyde.
La consommation de tabac peut représenter jusqu'à 75% de l'absorption alimentaire humaine en cadmium quotidienne. Actuellement, les principaux risques d'intoxication sont liés aux expositions prolongées à de faibles doses de cadmium. Le cadmium est essentiellement absorbé par inhalation et se fixe à 30 - 40% dans les reins où il entraîne une perte anormale de protéines par les urines (protéinurie).
Sources d'exposition
Le cadmium semble quantitativement absorbé d'abord par inhalation et moindrement par absorption gastro-intestinale. Il n'est pas absorbé par la peau. En dehors de l'exposition professionnelle, on peut y être exposé via :
- La fumées et les poussières perdues par certaines industries (métallurgie, recyclage des batteries au cadmium, engrais phosphorés) ;
- La fumée de cigarette (la source principale de contamination de la population générale) ;
- Les engrais phosphorés de synthèse (ou naturels quelquefois), qui en contiennent énormément et qui polluent le sol et les nappes;
- Les effluents et boues d'épuration urbaine et/ou industrielles épandues sur les champs ou en forêt sont des sources quelquefois importantes de cadmium. Deux cultures expérimentales sur champ suite à un épandage de boues d'épuration ont montré que ces épandages ont conduit à des teneurs proches des maxima autorisés. [1]) ;
- Certains aliments (dont par exemple les champignons, ou les organes tels le foie et les reins en contiennent fréquemment des taux supérieurs aux normes parce que ces organes ont pour rôle précisément de capter et diminuer les concentrations de cadmium circulant dans le système. Le blé et certains végétaux (e. g. épinards) semblent pouvoir l'accumuler plus que d'autres. Certains légumes et les céréales peuvent concentrer le cadmium. Les cultures de céréales sur sols acides facilitent la contamination du grain, avec cependant des différences significatives selon les variétés plantées;
- Les cendres et résidus d'incinération, après combustion d'objets contenant du cadmium (peintures, PVC, etc) comme colorant, additif ou catalyseur;
- l'air urbain (niveaux quelquefois très élevés près des centres de production).
Les lichens, les mousses et les champignons peuvent en accumuler des doses très élevées, voire mortelles, de même que d'autres métaux lourds, faisant de ces espèces de bons indicateurs de l'état de pollution de l'Environnement (lorsque elles y ont survécu).
Intoxications aiguës
Fièvre des fondeurs
L'inhalation de fumées d'oxyde de cadmium (générées quand le cadmium métallique est porté à haute température). Il entraîne des symptômes semblables à ceux de la fièvre des fondeurs (état grippal débutant). Le traitement est seulement symptomatique.
Atteinte pulmonaire
L'exposition à des niveaux plus élevés peut causer de sérieux dommages pulmonaires voire la mort. Les fumées d'oxyde de cadmium sont des irritants pulmonaires sévères (dû à la taille de leurs particules), les poussières de cadmium étant moins irritantes car leurs particules ont une plus grande dimension. Les symptômes sont de types soit pulmonaires (les signes cliniques étant le reflet de lésions variant l'irritation naso-pharyngée et bronchique à l'œdème pulmonaire) soit de type maux de tête, frissons, douleurs musculaires, nausées, vomissements, diarrhée… Les concentrations fatales de fumées varient de 40 à 50 mg/m³.
Intoxications chroniques
Atteintes rénales
L'exposition chronique au cadmium, par inhalation ou ingestion, a comme conséquence des atteintes rénales qui peuvent continuer de progresser même après la cessation de l'exposition.
Atteinte pulmonaire
L'exposition de longue durée par inhalation à de bas niveaux peut causer une diminution de la fonction pulmonaire et l'emphysème.
Atteinte osseuse
Même si l'absorption par ingestion est basse, l'exposition chronique à des niveaux élevés de cadmium dans la nourriture peut causer des désordres osseux, incluant l'ostéoporose et l'ostéomalacie. L'ingestion à long terme, par une population japonaise, d'eau et de nourriture contaminées par le cadmium, a été associée à une condition incapacitante, la maladie «itai-itai » (aie-aie).
Elle se définit par des douleurs au dos et dans les articulations, de l'ostéomalacie (rachitisme adulte), des fractures osseuses, et occasionnellement des défaillances rénales. Cette maladie affecte le plus fréquemment les femmes et les facteurs de risque sont la multiparité et l'alimentation de pauvre qualité.
Divers
Les autres conséquences de l'exposition chronique au cadmium sont l'anémie, la coloration jaunâtre des dents, la rhinite, l'ulcération occasionnelle du septum nasal, les dommages au nerf olfactif et la perte de l'odorat.
Temps de séjour dans l'organisme : Le Cadmium s'accumule dans les organes au long de la vie pour chez l'homme adulte atteindre 30 à 40 milligrammes, voire plus chez ceux qui y ont été exposés durant leur vie car l'élimination naturelle (urine, excrément, et moindrement règles, éjaculation, perte de phanères (ongles, cheveux) ne compense le plus souvent pas les apports. Il s'accumule provisoirement dans le foie avant de s'accumuler dans les reins où au delà de 200 mg par kg chez l'adulte, il provoque des lésions irréversibles.
Santé reproductive : Les effets testiculaires étaient démontrés chez l'animal à fortes doses expérimentales. On a récemment montré que le cadmium interagissait aussi, aux seuils recommandés par l'OMS avec les récepteurs des œstrogènes chez le rat. A l'université de Washington (USA) [2], des rats femelles dont on avait ôté par ablation les ovaires (afin que l'animal ne produise plus d'œstrogènes) ont été exposé à une injection hebdomadaire de cadmium à un taux qui est celui que l'OMS recommande de ne pas dépasser (5 et 7 microgrammes par kilo et par semaine). Quatre jours après la 1re injection, des effets pseudo hormonaux était observés. Le cadmium dans le sang produit chez les rats femelles la pousse des glandes mammaires, ainsi qu'une augmentation du poids et de la taille de l'utérus, ainsi qu'un amincicement de la paroi utérine des cobayes. Les femelles enceintes ont des petits dont la puberté survient plus tôt. Cet effet hormonal pourrait expliquer certains troubles osseux (ostéoporose, fractures précoce... ) chez les femmes au Japon lors de la maladie d'Itaï Itaï décrite en 1967. Les conclusions ne peuvent être directement extrapolées à l'Homme, mais la question est posée. Les effets œstrogéniques sont à confirmer par des études sur d'autres modèles animaux et chez l'Homme, surtout parce que le cadmium était injecté aux rats, et qu'il peut être présent sous des formes différentes et moins brutalement chez l'homme par voie orale ou pulmonaire.
Une autre question est celle de la synergie ou potentialisation quand le cadmium est absorbé - ce qui est fréquemment le cas - avec d'autres toxiques. Les doses recommandées par l'OMS 7 microgrammes par kilo et par semaine, et entre 3 à 5 microgrammes par litre pour la boisson pourraient un jour être révisées, comme pour le plomb.
Cancérogenèse et mutagenèse
Plusieurs composés inorganiques du cadmium causent des tumeurs malignes chez l'animal. L'exposition professionnelle au cadmium peut être reconnue comme responsable d'une augmentation significative du cancer du poumon. Le CIRC (Centre de Recherche International sur le Cancer) a déterminé qu'il y a suffisamment de preuve chez l'homme quant à la cancérogénicité du cadmium et de ses composés. Il s'avère aussi que le cadmium a la capacité de modifier le matériel génétique, surtout les chromosomes. D'après le directeur du centre de recherche de la fondation "vive la santé" le cadmium serait un des facteurs de stérilité.
Gisements
Le cadmium n'existe pas à l'état natif. Son minerai, la greenockite CdS, est très rare et inexploité.
Le cadmium est présent dans quasi tous les minerais de zinc (la teneur en cadmium varie de 0,01 à 0,05%), et est obtenu industriellement comme sous-produit de la métallurgie du zinc. Sa production dépend de celle du zinc, dans une proportion variable de 1,8 à 6 kg de cadmium/tonne de Zn élaboré (3 kg/tonne de zinc en moyenne).
Le cadmium est aussi présent dans des minerais de plomb et de cuivre, mais aussi dans des phosphates naturels (34 ppm pour les phosphates jordaniens, 380 ppm pour les phosphates tunisiens).
Métallurgie
La métallurgie du cadmium est intégrée à celle du zinc. Dans tous les cas, une partie du cadmium est récupérée par filtration du gaz provenant du grillage.
Deux cas sont à étudier :
- Lors de la pyrométallurgie du zinc : le cadmium est récupéré lors du raffinage du zinc. L'éponge ainsi obtenue est raffinée thermiquement par fusion (à 450 °C) en présence de soude pour éliminer zinc et plomb sous forme de zincate et plombate puis par distillation à 770 °C.
- Lors de l'hydrométallurgie du zinc, le cadmium est en solution (0,2 à 0,3 g de Cd/l) dans le bain d'électrolyse. Il est récupéré, après épuisement de Zn2+, par cémentation avec zinc. On obtient des boues bleues contenant environ 6% de cadmium et 15% de cuivre qui sont ensuite attaquées avec acide sulfurique. Les ions Cd2+ sont à nouveau réduits en métal par cémentation par le zinc. Le raffinage a lieu par lixiviation à l'acide sulfurique et électrolyse (anode en plomb et cathode en aluminium).
zone géographique | année | tonnes |
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Monde | 1994 | 18 882 |
Canada | 1994 | 2 129 |
Chine | 1994 | 1 300 |
Belgique | 1994 | 1 557 |
Mexique | 1994 | 1 255 |
ex URSS | 1994 | 1 407 |
Allemagne | 1994 | 1 145 |
Monde occidental | 1996 | 12 708 |
Europe | 1996 | 5 633 |
Japon | 1996 | 2 357 |
États-Unis | 1996 | 1 238 |
Production
Environ 10 à 15% de la production mondiale du cadmium se fait à partir de matériaux recyclés.
Le tableau ci-contre donne les productions annuelles de différents pays.
Recyclage
Il est réalisé essentiellement à partir des accumulateurs Ni-Cd et des soudures.
Il est a noter qu'en France par exemple, près de la moitié des besoins en cadmium provient du recyclage (environ 1 000 tonnes de cadmium recyclé/an).
Utilisation
Le cadmium a de multiples utilisations : surtout dans les écrans de télévision, les barres de contrôles des réacteurs nucléaires, les colorants (émail, glaçure).
Il entre dans la composition de nombreux alliages à bas point de fusion (soudures, brasures) et sert à la fabrication de certaines batteries d'accumulateurs («piles rechargeables»).
Mais ses principales utilisations sont celles de ses composés qui concernent les revêtements anticorrosion (appliqué en couche mince sur l'acier par cadmiage, le cadmium protège contre la corrosion, surtout saline) ou encore la fabrication de pigments de couleurs (jaune et rouge).
Ses principaux usages :
- Accumulateurs électriques («piles» rechargeables) Ni-Cd : la matière constituant l'anode est un mélange pulvérulent d'hydroxyde de nickel et de graphite. Celle de la cathode est du cadmium avec 20 à 25% de fer. Les matières actives sont positionnées dans des pochettes en acier nickelé perforées (trous de 0,1 mm) de 10 mm de large. L'électrolyte est une solution aqueuse de KOH : 6 à 8 moles/litre. Quoique supplantés aujourd'hui par des dispositifs de type Lithium-ion ou nickel-hydrure de métal Ni-MH, les accumulateurs Ni-Cd restent employés, malgré leur effet mémoire, dans les applications où la résistance interne doit rester faible (appels de courant important) : moteurs électriques, talkies-walkies, etc.
- En 1992, la production d'accumulateurs Ni-Cd était de 1,3 milliard d'unités dont 60% par des producteurs japonais et 15% par des français ;
- Pigments à base de sulfure de cadmium (jaune avec CdS, rouge avec Cd (S, Se), orange par mélange des deux précédents) : ils ont été utilisés à grande échelle dans les matières plastiques (casques, verres, céramiques…).
- Van Gogh utilisait du CdS pour faire le jaune de ses tournesols. La Communauté européenne a adopté une directive limitant l'utilisation des pigments de cadmium aux seuls cas où ils ne peuvent être remplacés (polymères) ;
- cadmiage : le cadmium est indélébile à l'air et a un bon comportement en milieu marin. Le cadmiage est effectué par électrolyse. Utilisé, surtout pour protéger les rivets d'assemblage en aéronautique ;
- alliages à bas point de fusion : fabriqués pour brasures de conducteurs électriques (Ag 50%, Cd 18%, Zn 16%, Cu 15%) et pour fusibles (Bi 50%, Pb 27%, Sn 13%, Cd 10%, fond à 70 °C) ;
- absorption de neutrons : la section efficace du cadmium pour l'absorption des neutrons étant particulièrement élevée, le cadmium sert à la réalisation de barres de contrôle dans les réacteurs nucléaires, et est utilisé comme protection biologique vis-à-vis de sources de neutrons ;
- stabilisant du PVC : utilisé sous forme de sulfure de cadmium.
- en combinaison avec de l'or, il est membre de la famille des métaux "intelligents" et sert par conséquent à fabriquer des lunettes incassables, des tuyaux dans les centrales nucléaires...
Monde occidental | 1996 | 13 803 |
Europe | 1996 | 5 329 |
Monde | 1994 | 16 780 |
Japon | 1994 | 6 527 |
Belgique | 1994 | 2 944 |
France | 1994 | 1 860 |
États-Unis | 1994 | 1 700 |
ex URSS | 1994 | 900 |
Allemagne | 1994 | 850 |
Royaume-Uni | 1994 | 664 |
Chine | 1994 | 600 |
Consommation
Le tableau ci-contre montre les consommations par pays par année (en tonne).
Le tableau ci-dessous montre l'importance de la consommation par secteur d'utilisation dans le monde occidental (en%).
Année | 1996 | 1980 |
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Batteries Cd-Ni | 70% | 30% |
Pigments | 13% | 25% |
Galvanoplastie | 8% | 25% |
Stabilisant | 7% | 15% |
Alliages et divers | 2% | 5% |
Pollution par le cadmium
Elle est en forte diminution dans les mers depuis les années 1980, mais les taux restent localement préoccupants, surtout dans les coquillages et organismes du haut de la pyramide alimentaire. En Europe la Belgique centre est particulièrement touchée, mais aussi les ex-pays de l'Est. Les origines de la pollution par le cadmium sont multiples, avec surtout (en tonnes/an) :
Engrais phosphatés | 263 |
Eau | 62 |
«Redéposition» des poussières | 168 |
Boues d'épandage | 52 |
- Agricole (total pour la totalité de l'Union Européenne, 545 tonnes/an) :
- Note : L'apport des engrais phosphatés est de 2 à 6 g de Cd/ha/an, soit en France, 82 tonnes/an. Dans la chaîne alimentaire, Cd se concentre essentiellement dans les feuilles des plantes (salades, choux mais également tabac).
Combustion de produits pétroliers | 28 |
Raffinage de Zn | 23 |
Incinération des ordures ménagères | 28 |
Combustion du charbon | 21 |
Sidérurgie | 24 |
Production d'accumulateurs | 11 |
- Atmosphérique (total pour la totalité de l'Union Européenne, 168 tonnes/an) :
- Note : la teneur de Cd dans l'air varie de 1 ng/m³ en zone rurale, à 20 ng/m³ en zone industrielle et 30 µg/m³ près de l'Etna.
Sidérurgie, métallurgie | 42 |
Cadmiage | 20 |
Fabrication des engrais phosphatés | 30 |
Raffinage de Zn | 17 |
Fabrication de pigments[3] | 21 |
Le risque lié au cadmium des engrais phosphorés en Europe commence à être pris en compte. En Europe, la Commission a publié plusieurs textes et décisions concernant les dispositions nationales relatives à la teneur maximum admissible en cadmium des engrais.
- Aquatique (total pour la totalité de l'Union Européenne, 124 tonnes/an) :
Notes et références
Voir aussi
Liens externes
- Rapport du Sénat Français «Effets des métaux lourds sur l'environnement et la santé» - rapport 261 (2000-2001) - Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques
- Rapport du CSTEE européen sur les risques sanitaires et environnementaux induites par l'utilisation de cadmium comme colorant ou additif stabilisant de certains polymères et pour le traitement de surface ("The risks to health and environment by cadmium used as a colouring agent or a stabiliser in polymers and for metal plating" ; Risk & Policy Analysts Ltd, 2001)
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"... cadmium, cuivre, étain, mercure, ..." L'image ci-contre est extraite du site wwz.ifremer.fr Il est possible que cette image soit réduite par rapport à l'originale. Elle est peut-être protégée par des droits d'auteur. Voir l'image en taille réelle (476 x 332 - 6 ko - jpg)Refaire la recherche sur Google Images |
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