L'or, la magie des alchimistes - 06/10/2007

L'or est un minéral très fréquent, on en trouve partout, mais il est toujours peu abondant. Massif, ou en pépites pouvant peser jusqu'à plusieurs dizaines de kilogrammes. En paillettes dans les rivières du monde entier. En filons hydrothermaux quartzeux, placers et conglomérats, pour ce qui concerne ses gisements. Il fond facilement, est inaltérable au feu et facile à travailler. Il brille. Il a toutes les qualités requises pour être « précieux ».

Symbole de Râ chez les Egyptiens, quintessence de l'état divin chez les Incas, l'homme sut faire, en or, des merveilles, dédiées à ses dieux, ses rois, ses morts.

Fragment d'un paravent japonais 1550, encre, couleurs et or sur papier
© Claire König

Salomon disait dans l'Ancien Testament : « Heureux l'homme qui a trouvé la sagesse et l'homme qui possède l'intelligence car le profit qu'on en tire vaut mieux que l'or. » Vraiment ? L'histoire de la rage effrénée de l'homme à posséder de l'or, même au prix de sa propre vie, tendrait à prouver le contraire …

Reliure du codex Aureus de St Emmeran, IXème s, or repoussé et pierres précieuses

1 - Les éléments natifs

Les éléments du tableau ne contiennent qu'un groupe peu nombreux de minéraux, et on ne les trouve que rarement à l'état natif. Sur les 103 éléments chimiques actuellement connus, il n'en existe que 22 sous forme de minéraux. On y distingue deux catégories :

• Les Métaux

l'Argent / silver (Ag Cubique D = 10 - 11)
le Cuivre / Copper (Cu Cubique, D = 8.9)
le Fer / Iron-nickel (rare) (Fe Cubique, D = 7.3 - 7.8)
le Mercure et les amalgames / Mercury (Hg Hexagonal, D = 13.6)
l'Or / Gold (Au Cubique, D = 19.3)
le Platine / Platinium (Pt Cubique, D = 21.5)
le Plomb / Lead (rare) (Pb Cubique, D = 8.9)

• Les Non métaux

l'Antimoine / Antimony (Sb Hexagonal, D = 6.6 - 6.7)
l'Arsenic / Arsenic (rare) (As Hexagonal, D = 5.7)
le Diamant / Diamond (C Cubique, D = 3.52)
le Graphite / Graphite (C Hexagonal, D = 2.1 - 2.3)
le Soufre / Sulfur (S Orthorhombique, D = 2)

2 - L'or :

L'or est par importance de qunatité, le 75ème élément constituant l'écorce terrestre; cette dernière en contient 4.10^-7 % jusqu'à une profondeur de 16 km. L'eau de mer en contient un peu, quelques mg/t sous forme soit de particules fixées soit sous forme d'ions AuCl₄-

Or
© Webmineral

Symbole Au
Système: Cubique
Densité: d : 15,5 -- 19,3
Dureté 2,7
Propriétés: Peu dur, très lourd, ductile, malléable
Clivage: Non
Couleur: Jaune ou rouge ou blanc même vert…
Éclat: Métallique vif
Transparence: Opaque
Très facilement associé à Ag mais aussi à Cu…
Métal et minéral rarement en cristaux nets (octaèdres). En agrégats maclés, en lamelles, réticulé, dendritique, en arborescence, filiforme.

3 - Principaux minerais d'or :

Calavérite (Au, Ag) Te2 avec une teneur théorique de 43,59% d'or, monoclinique.
Krennerite a la même formule mais pas le même système cristallin, rhombique.

Cavalérite
© Webmineral

Nagyagite Pb₁₃Au₂Sb₃Te₆S₁₆ avec une teneur de 8,33%, système rhombique.
Petzite Ag₃AuTe₂ ou (Ag,Au)₂ Te, teneur de 25% environ, système cubique.
Sylvanite AgAuTe₄ ou Te₂, teneur d'environ 25%, système monoclinique.

Sylvanite
© Webmineral

Hessite, Ag₂Te minéral souvent associé à de grandes quantités d'or.

Hessite
© Webmineral

Les pépites des placers, or métallique, sont cristallisées dans le système cubique faces centrées (la plus grosse pépite connue pèse 350 kg se nomme Bill End et vient des Nouvelles Gales du Sud en Australie)

Système CFC

L'or coexiste très souvent avec l'argent (électrum, alliage naturel) dans les minerais, leur rayons ioniques sont voisins, de même avec le cuivre (sous forme d'auricuivrure, porpezite), plus rarement avec le fer, le mercure, le platine, le bismuth ou l'uranium….Certains minéraux sont souvent associés à l'or : sulfures, quartz, arsénopyrite, cobaltite, pyrite, stibine…

Diagramme triangulaire Au-Ag-Cu qui donne les couleurs de l'or en fonction des concentrations des autres métaux présents

4 - Propriétés atomiques

Numéro atomique Z = 79
Masse atomique 196.96655 u
Rayon atomique 135 pm
Rayon de covalence 144 pm
Rayon de van der Waals 166 pm
Configuration électronique Xe 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹ , c'est le premier élément du tableau à posséder 5 couches électroniques saturées.
États d'oxydation (oxyde) 3, 1 amphotère
Isotopes : ¹⁹⁷Au est stable avec 118 neutrons, à l'état naturel. Il semble qu'il existe un isotope radioactif de même masse, son rayonnement très faible et mal défini pourrait avoir une influence sur la croissance des plantes.
¹⁹⁶Au avec T_1/2 = 5,6 jours.
¹⁹⁸Au avec T_{1/ 2} = 2,7 jours et
¹⁹⁹Au avec T_1/2 = 3,15 jours.

5 - Propriétés physiques

État de la matière solide
Température de fusion 1337.33 K
Température de vaporisation 3129 K
Volume molaire 10.21 ×10^-6 m³/mol
Énergie de vaporisation 334.4 kJ/mol
Énergie de fusion 12.55 kJ/mol
Pression de la vapeur 0.000237 Pa à 1337 K
Vélocité du son 1740 m/s à 293.15 K

Les propriétés mécaniques varient selon les impuretés résiduelles et les traitements que l'or a subis avant le test mais la ductilité, la malléabilité, l'adhésivité des feuilles d'or sont des propriétés très remarquables de l'or. Citons pour exemple qu'avec 1 gramme d'or on peut faire un fil de 2 km ! et qu'on réalise des films d'or d'épaisseur inférieure à 10^-5 mm. Avec 30g on peut faire une feuille de 30 m², ceci à titre indicatif, juste pour fixer les idées !

Il en va de même des propriétés thermiques, optiques et électriques. L'or est diamagnétique.

Électronégativité 2.54 (Échelle de Pauling)
Capacité calorique spécifique 128 J/ (kg*K)
Conductivité électrique 09.66 10⁶/m ohm
Résistivité 2,04.10^-6 ohm.cm à 0^°
Conductivité thermique 317 W/ (m*K)
Coefficient de dilatation linéaire : 14,66.10^-6
1er Potentiel d'ionisation 890 kJ/mol
2e Potentiel d'ionisation 1980 kJ/mol
Potentiel d'électronégativité Eo = 1,46 V ou 1,68 V selon les auteurs pour une concentration de 1 ion-gr d'or monovalent pour 1000 gr eau et de 1,38 ou 1,39 pour l'or trivalent.

On peut remarquer quand même :

- que la biréfringence augmente avec la longueur d'onde dans les dépôts cathodiques
- que l'or en couches minces a une résistance électrique anormalement élevée
- que la résistivité d'un dépôt d'or de 2 micromètres à 20° est plus grande que celle de l'or compact
- que l'or est le métal le plus électronégatif, ce qui lui donne de nombreuses applications industrielles… les bains utilisés sont des chlorures, bromures, cyanures ou ferrocyanures…

L'or pur est inaltérable. C'est vraisemblablement cela qui en fait un métal si prisé, plus que sa rareté. Cela lui a aussi donné une grande charge symbolique, dès sa découverte par l'homme. Inaltérable, comme les dieux éternels, éclatant comme le soleil : son nom vient du latin aurum, signifiant aurore. En grec, or se dit chrysos, une statue d'or et d'ivoire est dite chryséléphantine ; de même chrysanthème se traduit par « fleur d'or »… L'or symbolise ainsi le pouvoir et le divin.

L'électrum est un mélange solide d'or et d'argent.
© Webmineral

Comment expliquer cette caractéristique ?

L'or est un métal noble, il est pauvre en électrons disponibles pour former des liaisons chimiques, dits électrons de valence. Il résiste remarquablement à l'action des produits chimiques. Avec l'or, encore plus qu'avec le platine, le palladium ou l'argent, car dans son atome, les orbites sur lesquelles se distribuent les électrons sont fortement serrées. Cette configuration est à l'origine de son fort potentiel d'ionisation, de sa densité et de son éclat jaune. Il ne peut donc pas se combiner avec l'oxygène : il ne s'oxyde pas, ni ne se ternit.

6 - L'expérience de Rutherford

L'or est aussi dans l'histoire à l'origine d'une découverte fondamentale, celle de la structure de l'atome !

Lord Ernest Rutherford naquit en 1871, en Nouvelle-Zélande, et fit ses études dans deux universités différentes pour ensuite commencer sa carrière en enseignement de la physique à l'Université McGill à Montréal de 1898 à 1907. Il continua dans ce domaine les douze années qui suivirent, mais dans des universités différentes. C'est en 1919 qu'il fut professeur de physique expérimentale et directeur du laboratoire Cavendish, à l'université Cambridge. En 1920, il occupa également une chaire de professeur, à l'Institution royale de Grande-Bretagne, à Londres.

Rutherford fut l'un des premiers et des plus importants chercheurs dans le domaine nucléaire. En 1896, la radioactivité fut découverte par Henri Becquerel. À ce moment, on comprit très vite que les rayonnements émis par l'uranium appartenaient à trois catégories différentes. Rutherford baptisa ces rayons alpha, bêta et gamma, du nom des trois premières lettres de l'alphabet grec. Les rayons gamma étaient semblables aux rayons lumineux, à la différence près que leur longueur d'onde était extrêmement courte. Les rayons bêta étaient des flots très rapides d'électrons. Tandis que les rayons alpha, tant qu'à eux, présentaient une innovation. Ils étaient des courants de particules bien plus massives que les électrons soit de 7000 fois plus massives. Malgré cela, les rayons alpha paraissaient vraiment petits, puisqu'ils pouvaient traverser de fines couches de matière, ce qu'aucun atome ne pouvait exécuter.

C'est pour cela que Rutherford décida de prendre des rayons alpha pour réaliser son expérience. Ernest avait pour but de découvrir la structure de l'atome en observant les trajectoires des rayons alpha à travers la matière. Son expérience était tout simplement de bombarder une feuille d'or avec des rayons alpha.

Exp Rutherford.

Un écran était placé à l'arrière afin de bien percevoir les résultats. Il pouvait faire cette observation lorsqu' apparaissaient des points brillants qui indiquaient à quel endroit les particules touchaient l'écran. Avec cette expérience, Rutherford s'attendait à une simple petite déviation, mais à sa grande surprise, ce n'est pas du tout cela qu'il a obtenu. Il a obtenu plutôt ceci:

Feuille or Rutherford

Plus précisément, cela veut dire qu'une très grande majorité des particules alpha traversaient la feuille d'or (3), tandis que d'autres déviaient lors du passage dans la feuille (1) et finalement, une très petite quantité de particules rebondissaient fortement en frappant la feuille d'or (2) d'une épaisseur très minime, soit d'un demi-micromètre. Rutherford fit connaître son interprétation en 1911.

Il en tire rapidement une conclusion qui remet en doute l'idée qui jusque-là admise que les atomes sont des sphères pleines. Une théorie révolutionnaire apparaît alors : l'atome est constitué principalement de vide. La théorie nucléaire de la matière est née.

S'en suit la mise au point d'un nouveau modèle, la théorie du noyau atomique de Rutherford, très vite complété par le modèle imaginé par un physicien danois du nom de Niels Bohr qui a longtemps travaillé avec Ernest Rutherford.

Modèle atomique de Rutherford repris par Bohr

En 1913, Bohr ébauche un modèle qui portera son nom. Les atomes sont faits de noyaux de taille négligeable face à celle de l'atome entier, noyaux qui représentent toutefois la quasi-totalité de la masse de l'atome. Autour de ce noyau se trouve un "cortège" électronique. Les électrons sont situés sur des orbites fixes et se déplacent autour du noyau un peu comme les planètes autour du Soleil. D'où le terme de "modèle planétaire" souvent employé pour définir le modèle de Bohr. Ce modèle a la particularité de permettre l'application de la théorie des quanta d'énergie. Les électrons peuvent "sauter" d'une orbite à une autre par gain ou perte d'un quantum d'énergie.

Conclusions :

- L'atome est surtout constitué de vide, puisque la plupart des rayons alpha traversent la feuille d'or, comme s'il n'y avait pas d'obstacle.
- La masse de l'atome est concentrée en un point que Rutherford appela noyau. De plus, la charge de ce noyau est positive, car les particules alpha sont repoussées par le noyau.
- Le noyau est extrêmement petit et dense puisqu'il n'y a qu'une très petite portion des particules qui rebondissent.
- L'atome est neutre, c'est-à-dire qu'il y a autant de charges positives que de charges négatives.
- Les charges négatives, de masse négligeable, quant qu'à elles, gravitent autour du noyau.
Cette théorie relative à la structure atomique et ses travaux en physique nucléaire lui valurent le prix Nobel.

7 - Propriétés chimiques de l'or.

On est loin de la transmutation du mercure en or chère aux alchimistes du Moyen Age même si les chimistes ont essayé toutes sortes d'expériences à ce sujet. Une seule expérience a donné des résultats : des traces d'or y ont été mises en évidence par spectrométrie de masse. Il s'agit d'un bombardement de mercure avec des neutrons rapides selon les réactions suivantes :

¹⁹⁸80 Hg + 10n -> ¹⁹⁸79 Au + ¹1p et
¹⁹⁹ 80 Hg + 10n -> ¹⁹⁹79 Au + ¹1p
On le voit bien, rien à voir avec l'alchimie ici ! cette réaction a été obtenue par Sherr et Bainbridge et fut publiée en 1941.

Nous ne traiterons pas ici de l'or colloïdal pour lequel il existe une abondante bibliographie (voir quelques titres de référence en page biblio). Il faut savoir que cet or colloïdal est connu depuis le XVI ème siècle… et que c'est le premier hydrosol connu…Il est utilisé en médecine et en biochimie entre autres.

Il n'y guère que les halogènes comme corps simples qui peuvent former des composés avec l'or. La volatilité de l'or à haute température dans une atmosphère d'hydrogène est cependant attribuée à la formation d'un hydrure.

Action des acides sur l'or :

Quelques acides concentrés à chaud entraînent une certaine solubilité non négligeable par exemple dans le cas de l'acide nitrique concentré bouillant ! mais l'acide sulfurique et phosphorique sont sans effet en dessous d'une température de 250° !
En revanche une combinaison de 2 acides l'un servant d'oxydant à l'autre attaque l'or et le dissout : il s'agit de l'eau régale un mélange d'acides chlohydrique et nitrique …
Action des bases : pas grand chose à signaler
Action des sulfures : pas grand chose non plus
Action des cyanures : voir chapitre sur l'extraction de l'or.

Action catalytique de l'or :

De très nombreuses réactions sont signalées dans la littérature en chimie minérale :
- synthèse de l'eau entre 130 et 150° en présence d'or réduit
- synthèse de l'eau oxygénée à partir d'un mélange équimoléculaire d'hydrogène et d'oxygène sur un fil d'or chauffé électriquement.
- oxydation du monoxyde de carbone par l'oxygène ou le chlore moléculaires
- décomposition du protoxyde d'azote
mais l'or n'est pas un catalyseur d'hydrogénations organiques sauf pour la transformation de l'acétylène en éthylène et pour la réduction (chimie organique) du nitrobenzène en aniline.

Or natif sur quartz

8 - Quelques composés de l'or Au+

On a déjà parlé de l'hydrure d'or et des conditions dans lesquelles on peut l'obtenir.

Composés avec le chlore :
il existe plusieurs chlorures : AuCl existe en 3 phases liées par des équilibres chimiques à diverses températures et pressions :
AuCl₃<-->AuCl + Cl₂ et 2 AuCl <--> 2 Au + Cl₂
Les aurochlorures existent avec Ag, K,Cs, Na et NH₄ On a une formule générale du type 2 M AuCl₄ par exemple. Ce sont des sels stabilisés par un excès de chlorures alcalins.
Le réactif de Grignard AuCOCl, un complexe d'or, permet la préparation de certains hydrocarbures.

Composés avec le soufre :
les aurothiosulfates avec par exemple Na₃ Au ( S₂O₃)₂ . 2 H₂O
les aurosulfites dans le même ordre d'idée Na₃ Au ( SO₃)₂ . 1,5 H₂O
les aurosulfocyanures Au (SCN)₂- ou Au (SCN)₄-

Composés avec le cyanure :
les aurosulfocyanures Au (SCN)₂- ou Au (SCN)₄-
les aurocyanures, en fait des sels doubles de Ni par exemple : Ni Au (CN)₂₂

Il en va de même pour Au++, chlorure, bromure et oxyde AuO obtenu par pyrolyse de l'or trivalent hydraté entre 155 et 165°, c'est dire que ce composé est « confidentiel », mais il existe !

De même les composés avec Au+++ dont certains sont des composés mixtes comme par exemple Rb₄AuCl₄₂PbCl₄.
Toutes ces réactions ne se font qu'en laboratoire et ont pour but de montrer que dans certaines conditions on peut faire réagir l'or et obtenir des composés de celui-ci. Ceci reste rare et difficile !

1 - La Medulas, Espagne.

Le paysage incroyable de Las Medulas, situé dans la province du Leon et patrimoine de l'humanité depuis 1997, n'est pas dû à une érosion naturelle. Non, il s'agit de l'impact de l'activité d'extraction de l'or par les Romains au I et IIèmes siècles de notre ère.

Las Medulas Espagne

Cette mine était une des plus grandes exploitations romaine à ciel ouvert. Il s'agit d'un dépôt d'érosion alluvionnaire du Miocène provenant de la Cordillère Cantabrique. Dans les régions minières d'Espagne les Romains possédaient environ 500 mines et parmi elles, las Medulas. 60000 esclaves travaillaient dans ces mines et les Romains en tiraient probablement autour de 20000 livres d'or par an ce qui représente 5 tonnes pendant les 200 ans de son activité. Et ce qui représente aussi de remuer quelques 300 millions de mètres cube de sédiments !

Le géographe et naturaliste romain, Pline le Vieux, nous décrit la méthode d'extraction de l'or utilisée par les Romains. Il s'agissait de construire de grands réservoirs dans les parties hautes des montagnes, réalisant un réseau de sillons qui descendaient par les versants. L'eau, jetée tout d'un coup, traînait derrière elle, de façon turbulente, la terre vers les parties les plus basses, où les lavoirs étaient placés. Des fois, l'eau entrait dans un réseau très complexe de puits et galeries creusés dans la montagne, où l'effet des trombes d'eau provoque des écroulements. Voilà pourquoi Pline le Vieux a appelé tout le processus « ruina montium ». Le plus intéressant du système d'exploitation était le réseau de canaux, presque 400 km, qui venaient des Montes Aquilanos et qui arrivaient jusqu'au gisement.

Pépite

Après deux siècles d'exploitation, les Romains se sont retirés, laissant derrière eux un paysage dévasté. Étant donné l'absence d'activités industrielles ultérieures dans cette région, les traces spectaculaires de cette technique ancienne (l'utilisation de la puissance hydraulique) sont partout visibles, sous forme de pentes montagneuses dénudées et de vastes zones de résidus miniers.

2 - Les grandes découvertes du 19ème siècle dans l'ordre chronologique

La production d'or avance en fonction des grandes découvertes de gisements d'or et de nouvelles techniques de production. (Voir chapitre sur les ruées vers l'or).

• - La Californie

: En 1848, de l'or est découvert en Californie par James Marshal et August Sutter dans le canal d'écoulement d'une scierie. En 1849, un gisement d'or est découvert dans la Sierra Nevada, dès lors commence le développement de la célèbre « mother lode » longue de 200km. 1890, dans le Colorado, on découvre de l'or à « Cripple Creek », le minerai a une teneur en or de 19 onces.

Canons à eau

• - L'Australie

: En 1850, Hammond Hargraves trouve de l'or dans un affluent de la rivière Macquarie dans le New South Wales. En 1851, on découvre de l'or à Ballarat et à Bendigo Creek. Néanmoins, les meilleurs gisements d'or alluvionnaire sont vite épuisés.

SA Witwatersrand

• - L'Afrique du sud

: Les diamants sont découverts en Afrique du sud avant l'or. C'est en 1886 que G. Walker découvre de l'or en piochant pour extraire des pierres pour construire une ferme. Il connaît les gisements Australiens, il reconnaît la roche porteuse d'or. C'est un gisement à faible teneur d'or proche de Johannesburg , le Witwatersand.

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SA Witwatersand, gisement d'or

Mais, l'exploitation demande beaucoup de capitaux et de moyens techniques, les diamantaires en prennent donc le contrôle. Le problème est que les méthodes utilisées en Californie et en Australie à base de mercure étaient à peine rentables. Mais en 1887, le procédé au cyanure permet à ces gisements d'être rentables. En 1898, l'Afrique du Sud devient le premier producteur mondial avec ¼ de la production.

SA Johannesburg

Tau Tona est la plus grande mine d'or de la planète. Située à Carletonville, en Afrique du Sud, elle est profonde de 3, 6 km, et ses multiples galeries s'étendent sur 800 kilomètres. Chaque mois, 140 000 tonnes de minerai y sont traitées, pour obtenir au final 1,6 tonne d'or. La mine a été contruite par l'Anglo American Corporation qui a foré le puit principal de 2 kilomètres en 1957. L'exploitation démarra en 1962, c'est une des mines d'or les plus rentables d'Afrique du Sud

Tau Tona vue générale du site
© AGAshanti

Le nom Tau Tona signifie "grand lion" dans la langue locale sotho. La mine est une des trois mines de Western Deep Levelsau sud de Carletonville, 70 kilomètres à l'ouest de Johannesburg. TauTona se trouve à côté des mines Mponeng and Savuka avec laquelle elle partage les unités de traitement. Quelques chiffres hallucinants :

• pression de la roche 1t/cm², elle referme le boyau d'exploitation de 7mm/jour !
• impossible d'utiliser de grosses machines, le boyau doit être aussi petit que possible à cause des contraintes de la roche. Tout se fait, dans le boyau,, à la main et au marteau piqueur.
• 10 tremblements de terre par jour, dûs au relâchement des contraintes de la roche.
• 1M dollars électricité / mois : aération, refroidissement à 28° des galeries…
• 500M litres eau / mois
• 1h d'ascenseur et 3km à pied dans le boyau pour aller sur une place de travail La cage d'ascenseur qui emmène les mineurs au fond descend à une vitesse de16 mètres par seconde…
• 5t/jour d'explosifs utilisés
• le filon de quartz mesure 25 cm d'épaisseur et est très pentu, ceci rend les conditions épouvantablement difficiles.

Pour les 5600 mineurs, travailler neuf heures par jour à ces profondeurs est extrêmement dangereux. Un système de ventilation et de réfrigération géant a donc été installé pour permettre aux hommes de respirer et de supporter une chaleur oppressante. Des appareils de contrôle tentent de prévoir les tremblements de terre quotidiens, mais les hommes préfèrent se fier à l'instinct des rats. Chaque année, les galeries descendent encore plus bas. La mine est un endroit dangereux où cinq mineurs perdent la vie chaque année (en moyenne). Des travaux sont actuellement en cours pour atteindre 3,9 km de profondeur. Cela en fera la mine la plus profonde du monde. Ce nouveau puit entrera en exploitation en 2009 et permettra l'exploitation de la mine jusqu'en 2015.

Anglogold Ashanti - Afrique du Sud

AngloGold Ashanti , propriétaire actuel de la mine, travaille actuellement à étendre ou améliorer ses mines de Cuiabá au Brésil, Moab Khotsong et Tau Tona en Afrique du Sud, de Geita en Tanzania, Boddington en Australie et Obuasi au Ghana.

• - Le Canada

: En Colombie britannique, l'or est exploité depuis 1860, les sites sont des "placers" et des gîtes "filoniens". Mais en 1896, Robert Henderson et George Washington Carmack découvrent de l'or dans la rivière Klondike. C'est au XXème, en 1991, que la production canadienne d'or atteint un sommet inégalé de 175,3 tonnes... Si le prix de l'or devait osciller autour des niveaux atteints, la mise en chantier de nouvelles mines d'or, et la production canadienne enregistreraient un nouveau record.

• - L'Alaska

: En 1898, trois scandinaves, Jafet Linderberg, John Brynteson et Erik Lindblom découvrent de l'or sur le fleuve Anvil.

Sweden Aitik mine, CAT avecf chaînes à neige

Mais aussi : Suède, Russie (Sibérie), Iran Barat (Iran Occidental), Brésil, Chili, Colombie, Pérou, République Dominicaine, USA, Nouvelle-Zélande, Zimbabwe …

USA Gold Mine, vue aérienne

Les minerais d'or sont hydrothermaux, ce sont donc des eaux chaudes qui remontent dans des fissures avec certains minéraux, par exemple du quartz, et qui y cristallisent. Il peut aussi s'agir d'anciens placers qui ont subi une diagenèse et même un métamorphisme c'est la raison pour laquelle l'or est aussi associé à des conglomérats ou des schistes….

Peru Las Sorpresas et Yanacocha mines, vue satellite (fausses couleurs)

La production d'or est rentable en présence d'environ 4 g d'or par tonne de roche, actuellement. La limite de rentabilité dans le Transwaal était de 5,3 g/t jusqu'en 1949 et depuis elle est passée à 3,63 g/t avec de nouvelles technologies d'extraction plus performantes. La production mondiale s'élève à 2500 tonnes par an dont 25 % proviennent du recyclage (Voir le chapitre sur le marché).

3 - Exploitation des placers.

Un placer alluvial est un lieu où un cours d'eau produit un dépôt d'alluvions présentant localement des concentrations naturelles élevées en minéraux lourds, sous forme de sables lourds: débris fins, paillettes, grains et pépites. Ces sables lourds sont composés de nombreux minéraux de forte densité: métaux ( l'or entre autres) et cristaux lourds ( et souvent sombres) mais aussi de matériaux lourds moins nobles: plombs, débris métalliques ! Le ruissellement sur des paléo-placers dispersés dans les conglomérats, l'argile ou dans un ancien lit de cours d'eau est aussi et parfois la seule origine de l'or, le dépôt primaire ayant disparu. Les minéraux lourds ne circulent pas sur toute la largeur du lit, ils se concentrent en un chenal étroit appelé "gold line" qui suit généralement "la corde" du cours d'eau. Le trajet se modifie en fonction du débit et de la géométrie, variable elle aussi, du cours d'eau. L'or se trouve dans des plages de graviers, sous forme de particules plus ou moins grosses (paillettes millimétriques ou pépites) mélangées au sable et au graviers. L'or se trouve aussi dans des marmites qui sont des anfractuosités rocheuses situées au fond du lit de la rivière. Dans les plages la teneur est de 0, 2 décigrammes à 4 g /m³ graviers. Dans les marmites la teneur peut monter jusqu'à 500 g/m³, sur quelques litres.

- Les premiers chercheurs d'or du Far West utilisent une simple bêche et un récipient métallique qui est appelé « batée ». Le sable est lavé dans un récipient avec un mouvement circulaire pour que les sédiments les plus légers partent dans l'eau de la rivière, seuls restent le sable et l'or.
- Cette méthode rudimentaire est perfectionnée avec une sorte de longue caisse en bois dans laquelle l'eau s'écoule. Il y a des taquets qui sont placés pour retenir les particules les plus lourdes, c'est le « long Tom ».
- Puis le « Sluice » : des couvertures en laine sont placées sur le fond du canal en bois pour arrêter les particules les plus fines d'or. On peut laver avec cet engin environ 1/3 de m³ /h.
- Ensuite, le mercure est utilisé en bout de « Sluice » pour que la poussière d'or s'amalgame avec le mercure. Il faut 1,3 kg de mercure pour amalgamer 1 kg d'or !

Dans les placers on utilise souvent des jets d'eau à forte pression pour ameublir le sédiment et on fait ensuite passer la boue sur les tables.

Lance à eau orientable

Les « suceuses » (dragues aquatiques) aspirent directement le gravier aurifère dans un tuyau et le déverse sur une rampe de lavage.
(Voir aussi le chap. sur l'or en France.) Cette exploitation de placers n'est pas toujours artisanale, tant s'en faut, mais c'est la seule à la laquelle peuvent se livrer des particuliers.

4 - L'orpaillage

L'orpaillage artisanal est encore largement pratiqué en Afrique de l'Ouest notamment les années de grande sécheresse. Habituellement c'est une activité complémentaire qui remplace l'activité agricole de la mi-novembre à la mi-mai. En hivernage normal les pluies abondantes remplissent les puits et empêchent tout travail d'orpaillage.

Orpaillage au Sénégal

Les puits creusés sur les gisements alluvionnaire et éluvionnaire ont tous environ 80 cm de diamètre. Lors de la progression des encoches sont creusées le long d'une paroi pour permettre au mineur de caler ses pieds en même temps qu'il s'adosse à l'autre paroi. Il s'aide des bras et des jambes mais très peu des mains pour se déplacer dans le puits.
Une écuelle en bois permet de ramasser les débris rocheux et de remplir le seau. Pour remonter les déblais et graviers aurifères, les seaux en plastique ont remplacé les paniers et cordes en fibres. La sélection des graviers aurifères est fonction des gisements. Une fois la couche riche atteinte des galeries sont creusées dans toutes les directions. Aucun boisage n'est installé, seuls des piliers de minerai préservé assurent une certaine stabilité au toit de la couche qui est souvent très peu induré. Les accidents semblent être assez rare malgré les conditions de travail.
Le lavage des graviers est la tache réservée aux femmes. Il est pratiqué dans les marigots lorsqu'ils ne sont pas sec, sinon des amorces de puits sont remplies de l'eau puisée dans ceux qui atteignent la nappe. Les ustensiles utilisés : bassine de plastique, calebasses, écuelle en bois.
Le débourbage : les gros graviers sont lavés, triés et rejetés. Une fois les plus gros graviers retirés le reste des alluvions est débarrassé de l'eau boueuse par des mouvement oscillatoires de calebasse, utilisée comme une batée. Restent au fond de la calebasse quelques grains de quartz, les minéraux lourds (magnétite, ilménite) et les paillettes d'or. Ces minéraux sont versés dans un écuelle de bois dans laquelle les paillettes sont triées en fin de journée.

On estime à 13 millions les mineurs « artisanaux », pour toutes sortes de minéraux or compris bien sûr, dans au moins 30 régions du monde : Amérique Latine, Afrique et Asie. A ce tarif là ce n'est plus de l'artisanat ! Pour l'or une estimation fait état de 6 millions qui extraient entre 3 et 500 tonnes chaque année…soit le quart de la production mondiale à peu près ! et dans certaines régions cela peut atteindre les 3/4 de la production totale (estimation de la Banque Mondiale). Les conditions difficiles ont conduit de nombreux paysans à devenir chercheurs d'or dans des conditions souvent abominables, sans parler du travail des enfants...

Pépites au fond d'une batée

Malheureusement il est évident, selon un article du New York Time, que la nature en paie le prix fort. En effet, les activités d'extraction sont extrêmement destructrices et polluantes. Destructrices, quant aux quantités énormes de roches arrachées pour quelques onces de métal. Polluantes quant au cyanure ou au mercure utilisés pour récupérer les paillettes d'or. Les déchets découlant de cette activité, du fait de leur toxicité, s'apparentent dans leur gestion, selon le New York Time, aux déchets nucléaires. Aussi utiliser de tels produits heurte les consciences et en laisser s'échapper dans la nature, est éminemment condamnable. Il en va naturellement de même pour les mines et usines de pays qui ne sont pas consciencieux quant à l'environnement, et pas seulement des pays pauvres. (voir chapitre sur l'or en France). Pour preuve supplémentaire si besoin était, l'accident survenu en Roumanie en 2000, lorsque des déchets miniers se sont déversés dans un affluent du Danube causant la mort de milliers de poissons et entraînant le poison jusqu'à la mer Noire. En Bulgarie, au mois d'octobre dernier, une manifestation rassemblant des Bulgares, mais aussi leurs voisins grecs et turcs a dénoncé l'ouverture d'une mine d'or qui risque de polluer un fleuve.

5 - Extraction et purification des minerais de gisements primaires.

Il faut d'abord trouver le gisement ! Les méthodes géologiques traditionnelles sont bien entendu toujours appliquées mais il vaut la peine de mentionner une méthode originale dont la mise au point est en cours avec une multinationale canadienne : la prospection par les termitières en Afrique du Sud. La prédilection des termites pour la construction les oblige à chercher le matériel en profondeur dans le sol, jusqu'à 100 m dans certains cas et ce sol profond n'a pas été lessivé par les pluies. Elles remontent donc de tout, y compris des particules d'or de 3 micromètres à 3 millimètres qu'elles incorporent à leur construction. Sur 5700 termitières testées, 86% contenaient de l'or….cette méthode originale ramène le temps de prospection de 2 ans à 4 mois, ceci est évidemment très intéressant. Vu le prix exorbitant des forages, on peut ainsi choisir les endroits…

Une fois trouvé le gisement, pour savoir si un minerai est rentable on fait d'abord une analyse du gisement.

Types de gisements

La méthode traditionnelle de test est la fusion plombeuse en présence de borax. Le bouton de plomb enrichi est soumis à un courant d'air chaud qui oxyde les métaux. Le Pb et les métaux non précieux se fixent sur les parois (coupellation) et les métaux précieux forment un noyau inaltéré. Ce dernier est fondu avec une quantité d'Ag telle que le taux d'or soit de ¼ environ (quartation) en poids. Après laminage on attaque à chaud avec l'acide nitrique concentré et si le minerai contient du platine il faut répéter cette attaque plusieurs fois.

Industrie de l'or

Une fois le gisement en exploitation, le broyage du minerai se fait jusqu'à une granulométrie suffisante, dans des broyeurs et des moulins avec des billes d'acier, pour effectuer une flottation. La présence d'argent et de cuivre nuit cette étape. Un tamis, trie les granulats et les gros cailloux sont renvoyés à concasser en tête de chaîne. Deux broyages successifs sont souvent nécessaires. Ils se font avec de l'eau et donnent une pulpe liquide dont la teneur est, en moyenne de 15g par tonne.

Puis vient la flottation : un traitement physico- chimique dont le principe est le suivant : le quartz ne peut flotter par contre le mispickel (arsénopyrite contenant l'or) flotte car il est hydrophobe. Récupéré, il forme un concentré de flottation qui atteint alors 500g d'or par tonne.

L'amalgamation se fait en envoyant la suspension aqueuse sur des tables vibrantes et inclinées d'amalgame de cuivre. Le fer est enlevé par aimantation et l'or déplace le cuivre on obtient un enrichissement en or jusqu'à 40% à 50%.

L'extraction n'est pas complète à ce stade, y échappent les particules trop fines et les particules enrobées de silicates ou de sulfures qui sont inertes. On peut augmenter le rendement de cette étape en faisant circuler la suspension entre 2 plaques avec une différence de potentiel. L'une d'elles amalgamée tient lieu de cathode. Jusqu'en 1936 les 2/3 de l'or était extrait par voie mercurielle.

La chloruration n'est pour ainsi dire plus pratiquée de nos jours.

La cyanurisation en revanche l'est et permet une purification à 90%. La méthode fut découverte par Scheele en 1788 et appliquée dès 1889 (procédé Mc Arthur-Forrest, 1887)

Cyanurisation

On peut extraire l'or par lixiviation avec une solution de cyanure en introduisant de l'air, si bien que l'on obtient un complexe de cyanure: réaction de Elsner.

4 Au + 8 NaCN + O₂ + 2 H₂O → 4 NaAu(CN)₂ + 4 NaOH

Selon certains auteurs cette réaction se ferait en 2 étapes.
Une solution de cyanure N/100 dissout seulement 10^-4 at-gr d'or par litre….l'oxygène ou l'eau oxygénée favorisent la réaction.
Les solutions de cyanures peuvent être alcalinisées par ajout de chaux qui empêche le déplacement de l'équilibre par le gaz carbonique et favorise la floculation. La solubilité maximum de l'or correspond à une concentration de cyanure de 25% qui empêche ainsi la dissolution des métaux communs.

Voilà pour les procédés de base. Il existe de nombreuses variations selon les minerais.

Précipitation par la poudre de zinc. On peut libérer l'or du complexe par électrolyse ou par réduction avec du zinc.

2 NaAu(CN)₂ + Zn → Na₂Zn(CN)₄ + 2 Au

Il faut être en milieu alcalin pour empêcher la précipitation du cyanure de zinc. Le zinc doit être en excès, en effet théoriquement il faut 1 Zn pour 3 Au alors qu'en réalité la réaction se fait bien si on a pratiquement 100 Zn pour 1 Au ! Il y a souvent un monde entre la théorie et la pratique…

L'extraction par charbon actif . C'est une méthode très intéressante, rapide et facile ; de nouvelles technologies apparaissent sans cesse ; le problème est que les coûts d'installation d'une usine de traitement sont tels que la rentabilité empêche la modernisation à l'apparition de chaque nouvelle technologie.

L'extraction de l'or est toujours polluante, très polluante mais certaines usines, de plus en plus, font attention et recyclent leurs matériaux : ici le sens de l'économie rejoint l'écologie pour une fois !

Coulée

L'affinage : les lingots obtenus précédemment contiennent encore de l'argent et du cuivre. On transforme donc le lingot en grenaille et on attaque par de l'acide sulfurique concentré à chaud. Il en sort un or spongieux qui peut encore contenir le platine. Le traitement à l'eau régale, l'or étant extrait par un agent réducteur, n'est valable que si la teneur en argent est inférieure à 5%. Ce procédé est maintenant supplanté par l'électrolyse.

L'électrolyse permet d'obtenir de l'or pur à plus de 99,99% à partir de l'or brut. Mais, il y en a toujours un !, ce procédé est très cher en appareillage et très cher en énergie, ce dernier élément pourrait être rédhibitoire dans certaines conditions.

A l'anode :
HCl + Au + 3Cl^- -> HAuCl₄ + 3 e^-
HCl + Au + Cl^- ->H AuCl₂ + e^-

A la cathode :
HAuCl₄ + 3H+ + 3e^- -> Au +4 HCl
HAuCl₂ + 3H+ + 3e^- -> Au +2 HCl

La plupart des métaux Ag, Cu, Pt se dissolvent à l'anode mais ne cristallisent pas à la cathode. L'opération s'effectue en principe à 70° avec une densité anodique de 1500 à 2000 A/m². A la tension continue de 1,2V on superpose une tension alternative de même ordre ce qui permet d'augmenter la densité de courant.

Un procédé nouveau est appliqué depuis peu à l'or : la biolixiviation.
Ce terme est spécifique à l'hydrométallurgie. Il s'agit de maîtriser la solubilisation biologique des sulfures métalliques présents dans les minerais pauvres ou les déchets miniers afin d'en extraire les métaux précieux. Cette méthode consiste à favoriser le développement des bactéries qui oxydent les sulfures.

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Procédé Biox

La biolixiviation est alors optimisée pour obtenir des temps de réaction très courts. L'acidité du milieu augmente et la matrice sulfurée est oxydée. Les solutions métalliques concentrées obtenues suivent ensuite un traitement physico-chimique classique qui conduit à la valorisation des métaux.
La croissance des bactéries (p.ex. Acidithiobacillus ferrooxidans et Ac. thiooxidans) est favorisée par:
• un apport d'air, éventuellement enrichi en dioxyde de carbone ;
• un apport d'eau ;
• une élévation de la température à 35°C ;
• un apport d'éléments nutritifs : azote minéral, potassium, magnésium ;
• une adaptation de la granulométrie de la matière sulfurée ;
• un mélange intime des phases solide et liquide.
La technique présentée sur le schéma est la biolixiviation en réacteurs agités.

Biolixiviation, autre schéma du procédé

Le solide est placé en solution dans un ou plusieurs réacteurs et le mélange est agité et aéré au moyen de turbines et d'injection d'air. Cette technique, coûteuse, est efficace : elle assure un excellent contact entre la solution et le solide. La présence dans les matériaux à traiter de métaux précieux ou semi-précieux valorisables justifie l'emploi de ce procédé.

Avant de nous occuper des différentes utilisations, commerciales ou non, de l'or arrêtons-nous quelques instants aux alliages que l'on peut obtenir avec ce métal. Tous ne sont pas utilisés, mais beaucoup de recherches ont été faites à ce sujet et nul doute qu'on en trouvera l'usage….

1 - Les alliages binaires

• Avec le cobalt :

on peut obtenir des solutions solides jusqu'à 42 atomes pour cent de cobalt par trempe d'alliages liquides.

• Avec le mercure :

en général 15 atomes de mercure pour cent. Dans un alliage à 18 atomes pour cent la maille se dilate de 1,29 % et peut casser.

• Avec l'aluminium :

Il existe plusieurs alliages avec la famille de l'aluminium comme Au-Al₂ Au-Ga₂ ou encore Au-In₂ . Dans l'alliage avec l'aluminium la distance internucléaire est de 2,338 angströms soit une distance nettement plus petite que la somme des rayons atomiques qui est de 2,87 pour une coordinence de 12 et de 1 pour une coordinence de 8.

• Avec le plomb :

l'alliage Au-Pb₂ devient supraconducteur à 4,4K. Une phase Au-Pb₃ de densité 12,8 g/cm³ résulte d'une réaction péritectique au voisinage de la température eutectique de 215 °. On emploie un alliage Au10-Pb90 pour le soudage sur germanium.

• Avec le béryllium :

dans le système Au-Be il y a 7 phases connues mais les solubilités sont très très faibles : 0,2 at de Be pour cent de Au ou dans le sens inverse 0,25 atomes pour cent de Au dans Be.

• Avec l'étain :

on peut préparer des alliages par voie électrochimique et le composé AuSn₄ devient supraconducteur à 2,38K.

• Avec l'antimoine:

on emploie un alliage Au-Sb à 1 atome pour cent de Sb pour le soudage sur germanium.

• Avec le zinc :

on a pu obtenir des dépôts d'alliages par voie électrochimique à partir de bains aqueux mixtes et on peut obtenir la même chose avec le chrome.
Ceci peut paraître assez mystérieux et même ésotérique à certains mais il faut savoir que c'est de la recherche fondamentale et que quelques fois on débouche sur quelque chose de très intéressant… En plus c'est une recherche passionnante en métallurgie !

2 - Les alliages ternaires

On a quelques diagrammes ternaires avec l'or pour les groupes suivants par exemple : Au-Ag-Si ou Au-Ag-Zn ou encore Au-Cd-Cu et on a pu obtenir une diffusion d'or dans le composé Bi₂Te₃ …

3 - Technologies et usages de l'or :

L'or est un élément indispensable à toutes les nanotechnologies (World Gold Council : the unique properties of Gold for Nanoscale Technologies and Fabrication. Document Acrobat 319 kb).

Joaillerie, bijouterie, horlogerie, médaille : Le métal que l'on utilise pour la joaillerie doit en principe être anticorrosif et dur et malgré tout malléable. Il doit également posséder un bel aspect (une jolie couleur). L'or qui, en fonction des propriétés requises, entre autres, la dureté, est allié avec d'autres métaux - par exemple le cuivre et l'argent - est très approprié à cet effet.

Montre gousset en or

On exprime la plupart du temps le pourcentage d'or en carats : 24 carats représente de l'or pur à 100 %. De l'or à 18 carats et à 14 carats, que l'on utilise généralement pour de la joaillerie, comprend respectivement 75 et 58,5 % d'or. L'or jaune fréquemment utilisé contient 75 % d'or, 12,5 % d'argent et 12,5 % de cuivre. On utilise également de l'or blanc, c'est-à-dire de l'or mélangé avec le nickel (15%) peu coûteux ou avec le palladium (12%) beaucoup plus coûteux.

Pour des bijoux moins coûteux, on applique une mince couche d'or sur un métal non noble (on parle alors d'un "plaqué"). On utilise également de "l'or anglais", un alliage d'or avec 40 % de cuivre et de 12 à 20 % d'argent.

Des alliages uniquement avec du cuivre sont de couleur rose-rouge, avec de l'argent ils sont de couleur jaune et avec du zinc ils sont verts.

-- Electrolyse

Les bains d'électrolyse thermostatés et agités utilisent le cyanure d'or en solution (KAu(CN)2 à 68.2% ) pour des dépôts d'une épaisseur dépassant le micromètre. La dilution du bain, et le courant électrique continu appliqué entre l'anode et la cathode permettent de contrôler le dépôt. Les procédés développés ont des vitesses de dépôt de l'ordre de 10µm/h. Procédés utilisés pour les contacts et pour la réalisation de circuits.

-- Contacts électriques

Des contacts électriques dans des appareils de mesure de précision, dans des relais, etc. doivent posséder une résistance élevée à la corrosion et une bonne électroconductibilité. Pour cette raison, on utilise des métaux dorés ou des alliages contenant environ 40 % d'argent.

Contacteur en or

-- Odontologie

Lors de la rénovation du Conservatoire National des Arts et Métiers, à Paris, une fouille a été ouverte dans l'église Saint-Martin-des-Champs. Mme Catherine Brut de la Commission du Vieux de Paris et son équipe ont découvert un cercueil en plomb qui renfermait un squelette. Une plaque gravée donne l'état civil du défunt : un Abbé de Saint- Martin-des-Champs, décédé le 23 juillet 1781, à l'âge de 68 ans 7 mois 15 jours. La présence d'un fil d'or, reliant entre elles trois dents mandibulaires, a été remarquée d'emblée, évoquant de nombreuses questions sur les habitudes et l'hygiène des Parisiens du XVIIIè.

Ligature de fil d'or sur l'abbé

La matière d'une couronne doit répondre à des exigences élevées. Elle doit être dure; elle ne peut subir de corrosion; elle ne peut être à l'origine d'aucune toxicité; elle ne peut ni se dilater, ni rétrécir lors de la consommation d'aliments ou de boissons chauds ou froids; elle doit être raisonnablement esthétique.

Pour des couronnes dentaires, on utilise un alliage constitué par de l'or (de 65 à 85 %), de l'argent (de 10 à 15 %), du platine (de 1 à 10 %), du cuivre (de 0 à 10 %), du palladium (de 1 à 4 %). Parfois, on ajoute une petite quantité de zinc. Une variante moins coûteuse concerne un alliage constitué par de l'or (de 40 à 60 %), de l'argent (de 23 à 35 %), du cuivre (de 10 à 12 %), de l'étain (de 0 à 5 %), du palladium (de 3 à 10 %) et du platine (de 0 à 2 %).

-- Thérapeuthique

Pour le traitement des rhumatismes, on utilise des médicaments qui stimulent la formation d'anticorps. On utilise pour cela de l'or métallique dans une solution colloïdale et des composés d'or à titre d'aurothioglucose (C₆H₁₁O₅SAu) et d'auronofine.
L'or colloïdal est utilisé en antiseptique (par injection) lors d'infections aiguës, ulcères par exemples, mais peut avoir des effets irritants sur les articulations. En tous les cas l'or n'a pas les vertus curatives magiques qu'on lui attribuait ni d'ailleurs la toxicité qu'on lui attribua par la suite !

-- Autres applications (pur ou alliage)

L' or en feuille, par exemple pour la dorure de livres (dos ou tranche) : un kilogramme d'or peut être aminci par laminage à un point tel que l'on obtient une surface correspondant à deux terrains de tennis (500 m²)…

Dorure à la roulette ou au fer, reliure

Il existe trois types de feuilles d'or : l'or libre, l'or collé et l'or en rouleau.

• L'or libre :

un livret est monté en plaçant chaque feuille d'or entre deux feuilles minces de papier rouge. Le doreur peut utiliser une palette à dorer afin de retirer les feuilles une à une du livret. On peut utiliser ce type d'or pour la méthode de dorure à l'huile ainsi que dorure à l'eau. Son prix se situe pour 22 carats à 725.00$ le paquet.

Feuilles d'or pour dorure

• L'or collé :

la feuille d'or collée se maintient sur le papier de soie par un processus de pression. La feuille demeure sur le papier de soie jusqu'à ce qu'elle soit pressée sur la surface prévue. Cette forme de feuille d'or est utilisée pour les travaux extérieurs. Son prix est le même.

• L'or en rouleau :

il est utilisé pour la technique de pose à la mixtion sur des surfaces planes. Sensible à l'humidité, il doit être entreposé avec soin dans une pièce à température moyenne avec une humidité de 80 % et protégée d'une pellicule plastique. Son prix est le même.

Aigles - Moyen-Age - Miniature à l'or

La dorure est un art délicat, voici un résumé des techniques employées :

• La technique employée au Moyen Age pour dorer l'argent ou le cuivre est celle de la dorure à l'amalgame : l'or est mélangé à une faible quantité de mercure pour former l'amalgame, posé à la brosse sur la surface à dorer. Le passage au feu permet l'évaporation du mercure et l'adhésion de la dorure, qui est ensuite polie.

Dorure, restauration

• La dorure à la détrempe traditionnelle sur bois

Elle donne les résultats les plus fins : 17 opérations successives sur un bois dégraissé. L'encollage est suivi de 2 couches de préparation et de traitement du bois. Vient ensuite l'apprêt de blanc .Puis le rebouchage, le ponçage et l'adoucissage. Et les gorges et les sculptures sont dégagées d'un excès d'apprêt, suivent le dégraissage et le nettoyage du support avec une éponge douce puis l'essuyage. Le prélage, opération de lissage, anciennement réalisé avec une prèle, maintenant avec du papier abrasif très fin. Vient ensuite le coucher du jaune. Cette teinte, légère, sert de fond. L'égrainage : on ponce le jaune pour enlever toutes aspérités. Puis le coucher de l'assiette : une pâte de couleur jaune, rouge ou noire pour l'argent et l'or blanc, suivi du frottage à l'aide d'une brosse dure appelée « chien d'assiette» ; cette opération lustre l'assiette sur les parties devant rester mates.

• La dorure proprement dite :

les feuilles sont disposées dans un carnet de 8 cm de coté ; elles sont très fragiles (épaisseur 0.1 et 0.8 microns). Les couleurs diffèrent selon la teneur en or pur : blanc : 12 carats, vert : 16 carats, jaune : 22 carats. On prélève la quantité de feuilles pour le travail. Puis on mouille la surface à dorer avec un pinceau. La feuille d'or est coupée aux dimensions voulues. Elle est posée sur le bord de la partie mouillée et en soufflant très légèrement, elle s'étend seule sur le support ; on lui fait épouser les formes en tapotant légèrement à sec. Les feuilles ne doivent pas présenter de plis et sont placées bord à bord, le dessus ne doit jamais être mouillé, l'eau la tachant irrémédiablement. Puis se succèdent différentes opérations : le brunissage, le matage, le ramendage, le vermillonnage et le repassage…

• Quant à la dorure à l'huile elle demande aussi une préparation minutieuse du support mais elle n'a pas la finesse d'une dorure à la détrempe ; par contre, elle est plus résistante et peut être employée à l'extérieur.

Mais aussi :

Broderie au fuseau fil d'or et cordonnet

catalyseur pour la préparation d'acide nitrique à partir de NH3 (allié avec Pt)
fenêtres (feuille appliquée sur le côté interne; elle réfléchit le rayonnement infra-rouge non désiré et la chaleur en été et économise l'énergie en hiver; on l'utilise également dans l'astronautique)
filière dans l'industrie du textile (avec 30 ou 50 % de Rh ou de Pt)

Brocart XVIIIème soie et fil d'or

Mandala indien cousu en fil d'or

fusibles pour fours (avec Pd)
pigment pour cosmétiques
plume de stylo (59 % de Au, 23 % de Cu, 14 % de Ag, 4 % de Zn)
points de contact – bonding - dans un (micro)commutateur intégré

Bonding - contact d'un fil d'or sur un circuit imprimé MEB

réflecteur infrarouge (dans des satellites)
résistance normale (pour des unités d'enregistrement ,avec Cr)
soudure pour appareils à vide poussé (avec 20 % de Cu)
teinture du verre (rouge - avec de l'or colloïdal)
thermo-élément (avec 35 ou 46 % de Pd)
thermomètre de résistance (avec Mn)
verre solaire (couche superficielle)

Autres applications (composé):

céramique ( peinture sur céramique ou porcelaine) sulforésinate de Au

Filet d'or d'une assiette de Limoges

dorure (l'application par voie galvanique d'une mince couche d'or sur des métaux) HAuCl₄
médicament mordant utilisé lors d'une augmentation maligne de la teneur en eau de la cavité thoracique et de la cavité péritonéale et en présence d'eau dans des articulations enflammées HAuCl₄.
sensibilisateur en photographie bis(thiosulfato)aurate(I) de sodium
teinture du verre Au₂(SeO₄)₃
toner en photographie HAuCl₄

Technologie spatiale - L'or cordon ombilical de l'espace

La force d'attraction intense de l'or est décrite dans différents mythes parmi lesquels :

1 - Le mythe de Midas

Selon Ovide, un jour, des paysans phrygiens trouvèrent un vieillard obèse et couronné de roses, affublé d'une queue de cheval et ivre mort. Ils le conduisent à Midas, leur souverain qui reconnaît, dans le vieillard, Silène, le compagnon et le précepteur de Dionysos. En son honneur, Midas donna une joyeuse bacchanale, puis le roi conduisit son hôte auprès de Dionysos.

Midas et Bacchus Nicolas Poussin 1629-30

Heureux de retrouver son ami, le dieu invita Midas à formuler un vœu. S'adressant à Dionysos, Midas lui dit alors : "Fais que tout ce que je toucherai se transforme en or." Dionysos accéda au désir du roi. Impatient, Midas voulut éprouver son pouvoir et arracha une branche à un chêne; aussitôt, elle se mua en or. Il prit une pierre; elle se transforma en pépite. Il en fut de même d'une motte de terre, d'un épi, d'une pomme, de la porte du palais et de l'eau quand Midas voulut se laver les mains. L'infortuné éprouva une désagréable surprise lorsqu'il se mit à table le pain, la viande se changèrent en or. Angoissé, Midas supplia Dionysos de lui pardonner et de le délivrer. Le dieu l'entendit et lui ordonna d'aller se laver dans la source du ruisseau Pactole. Midas fut ainsi débarrassé de son funeste privilège. Depuis, les eaux du Pactole roulent de l'or. Et le pactole fait partie du vocabulaire courant !

2 - La Toison d'or

Le bélier à la toison d'or avait été donné par Hermès à Néphélé qui l'envoya sauver ses deux enfants. Phrixos et Hellè, qui devaient être sacrifiés à Zeus par leur père. Donc, le bélier les emmena en Colchide, une région sauvage et hostile. Une fois là-bas, Phrixos sacrifia le bélier à Zeus puis suspendit sa toison à un arbre en la confiant à un dragon.
Jason était le fils du roi Aeson. Mais le frère de celui-ci, Pélias, avait prit le trône. Jason, devenu adulte, alla trouver son oncle et voulut reprendre son royaume. Alors pensant se débarrasser de Jason pour toujours, Pélias accepte de lui rendre le trône s'il lui ramène la Toison d'or.

Jason et la toison d'or

Aussitôt Jason fit construire un navire avec l'aide d'Athéna. Il réunit ensuite les plus fameux Héros de la Grèce parmi lesquels: Hercule, Orphée, Thésée, Pelée, les Dioscures (Castor et Pollux), Méléagre... Leur périple fut semé d'embûches les plus diverses mais ils arrivèrent en Colchide où Aétès, le roi, accepte de lui donner la toison si Jason fait passer sous le joug deux taureaux qui soufflent du feu par leurs narines et qu'il leur fait labourer un champ.

Fort heureusement pour lui, la fille d'Aétès, une magicienne nommée Médée, tomba très amoureuse de lui et lui donna un philtre qui le rendit invulnérable. Puis elle l'aida à vaincre le dragon. Jason réussit à avoir la Toison d'or malgré la perte de son équipage et les difficultés. Médée et lui s'enfuirent tous les deux à Ioclos, on ne sait pas s'ils eurent beaucoup d'enfants… !

On sait que les Egyptiens, et les Chinois et les japonais, outre les bijoux et les sculptures utilisaient déjà l'or pour les dents et que des composés à base d'or étaient utilisés comme colorants….

Détail d'un paravent japonais de l'époque Edo
© Claire König

mais le plus vieil or du monde semble être celui de Varna en Bulgarie.

3 - L'or de Varna

Il y a environ 4600 ans avant notre ère, une mystérieuse civilisation s'installe sur les rives de lacs voisins de la mer Noire — tout près de l'actuelle ville de Varna. Cette culture de Varna, fin du chalcolithique, connaîtra un développement culturel et technologique sans précédent pour l'époque. Ce sont d'abord d'admirables poteries, des idoles en os et en pierre, et des outils de cuivre qui en révèlent l'existence.

Nécropole de Varna

Puis, une découverte fortuite, en 1972, si stupéfiante que son annonce fera le tour du monde. À quelques kilomètres de Varna, se trouve une nécropole contenant les objets d'or les plus anciens jamais découverts à ce jour, parmi lesquels des bracelets massifs dépassant 200g et de presque 24 carats, des plaques, plastrons, diadèmes…

Collier de Varna

Entre 4600 et 4200 ans avant notre ère, bien avant la Mésopotamie ou l'Égypte des pyramides, l'orfèvrerie a débuté sur les rives de la mer Noire, dans la Bulgarie actuelle. L'étude des quelque 300 sépultures de la nécropole de Varna I démontre, à l'âge du cuivre, l'existence d'une société fortement hiérarchisée. Les plus riches tombes renferment des diadèmes et des sceptres en or, des haches et pointes de javelot à fort poids de cuivre, des parures raffinées, des céramiques finement décorées.

La plupart des pièces sont en électrum (alliage naturel d'or et d'argent pouvant contenir entre 15 et 40% d'argent d'après des analyses effectuées sur des ors anatolien, il en va de même pour les ors égyptiens) ce qui semble indiquer l'utilisation d'or natif : il semble, en effet, que la séparation de l'argent et de l'or n'ait été maîtrisée qu'à l'époque perse. On n'a jamais pu déterminé jusqu'à maintenant si l'or utilisé avant 200 av. J.C. était issu de mines ou de gisements alluvionnaires. De très nombreuses parures en coquillages témoignent aussi de l'existence d'échanges avec le Sud, puisque les mollusques en question vivaient alors en Méditerranée.

Boeufs Varna

Les rites funéraires sont élaborés : squelettes allongés sur le dos (tombes généralement masculines), squelettes en position fœtale (tombes généralement féminines), et même, tombes sans squelette. Particulièrement riches, ces tombes symboliques ou cénotaphes contiennent des objets en or et en cuivre.

De la civilisation crétoise on a retrouvé quelques bijoux en or comme ces 2 abeilles de Malia de 1800 av. J.C.

Pendentif aux 2 abeilles de Malia, Civ. Crétoise, 1800 BP

La civilisation mycénienne, comme beaucoup d'autres, plus tard, avait ses orfèvres.

Mycènes. The Nestor cup, Musée national d'archéologie, Athènes

A coté de la porte au lion et des murs cyclopéens de la tombe mycénienne d'Agamemnon, on a trouvé cette coupe enterrée dans un des caveaux royaux.

Masque Agamemnon, Musée national d'archéologie, Athènes

Elle prouve la richesse, de par la rareté, et la grandeur du roi des peuples dont nous parle Homère….d'autant que l'or est natif ou en pépites puisqu'ils ne disposaient pas des techniques d'extraction. Les tombes sont très riches et l'une d'entre elles contenait jusqu'à 24 kg d'or.

Tombes mycéniennes 1876 (24 kg or)

Après la guerre de Troie l'empire mycénien s'effondre et plusieurs siècles obscurs vont suivre, on ne sait pas ce qui s'est passé mais ces peuples grecs en ont perdu l'écriture…invasions, cataclysmes ?

Boucles d'oreilles Mycènes, Louvre

Suivirent les Scythes et leurs célèbres guerriers. Hérodote (Histoire, livre IV) nous apprend que vers 450 av. J.C. les Scythes rejettent toute autre culture que la leur. Pendant huit cents ou mille ans, les Scythes ont occupé l'immense steppe qui s'étend entre l'Altaï et le nord de la Mer Noire et diffusé partout leur culture originale. Peuple de tradition orale, les Scythes ignoraient l'écriture : leur civilisation ne fut connue qu'au travers du récit d'Hérodote. Ils parlent une même langue d'origine iranienne et ont un roi qui gouverne les communautés sédentaires qui habitent la région située au nord de la mer Noire : les Scythes laboureurs, les Scythes cultivateurs et les Scythes royaux, et qui gouvernent aussi les Scythes nomades qui occupent des terres plus au nord.

Guerrier Scythe

La Scythie antique correspond assez bien à l'actuelle Ukraine. Ils arrivent dans la région au VIIIème av. J.C. après avoir délogé les Cimmériens et disparaissent au IIIème av. J.C submergés par les Sauromates qui deviendront les Sarmates. L'apogée des Scythes au V et IVème s. correspond à l'âge du grand commerce grec. Hérodote nous raconte très bien ce peuple, ses coutumes, son histoire et son organisation. Les Grecs ont par ailleurs enrôlés des archers Scythes par exemple… et inversement les Scythes ont adopté le culte d' Héraclès…

Scythian pectoral

Puis les Grecs, les Romains et les Celtes ont utilisé l'or de diverses manières et aussi pour frapper leurs monnaies. Les premières pièces (alliage d'argent et d'or) ont été frappées par Crésus approximativement en 550 av. JC.

Les Celtes se trouvaient sur le passage de l'étain qui permettait de faire le bronze et certains faisaient trafic entre l'Irlande et la Grande Bretagne…sur des barques supposées faites de peaux.

Barque en or Broighter Irlande Ier av. JC

Cette barque pourrait représenter un bateau en peau.

Un extrait du Periphus (VIè av. JC) dans le poème Ora maritima d'Avienus (IVè ap. JC) précise que les marins audacieux et compétents de l'Ouest de l'Armorique naviguaient sur des bateaux en cuir pour effectuer le trafic de d'étain et de plomb entre l'Irlande et la Grande Bretagne.

Bracelet helvète

Les métallurgistes viennent au premier rang des artisans celtes: le forgeron fait les roues et les placages de char, le bronzier fait parures et vaisselles, le chaudronnier, le fondeur. L'or provient de la région de Tarbe, des Cévennes, de Val d'Aoste, des Alpes orientales et du Rhin. La puissance de l'aristocratie se base sur la possession du fer notamment pour la réalisation de l'outillage agricole. Les celtes importent : l'ambre (échangé contre du sel), l'ivoire,le corail (provient de la mer Tyrrhénienne, du Golf de Naples), la lignite, le verre (les perles de verre avec des motifs en ocelles sont appréciées des celtes de Hallstatt, elles proviennent de Slovénie). Le fameux cratère de Vix est assemblé en France à partir de pièces grecques (lettres grecques marquées pour faciliter l'assemblage).

Détail de bijou helvète

Le trésor de Tayac (découvert en 1893, en Gironde) était rassemblé dans deux vases de terre cuite, il contenait, entre autres objets, un torque (IIème siècle av JC) : ce collier est l'un des plus beaux de toute la Gaule, il est composé d'une tige de 78 cm de long, de section cruciforme, obtenue par coulage suivi de martelage. La tige a ensuite subi une torsion pour lui donner son effet torsadé. Les tampons sont creux et ont été fabriqués séparément puis soudés à la tige. Le poids de ce bijou est de 762 g. Le torque a un caractère sacré. La majorité des pièces ont été frappées par les Arvernes, d'autres sont attribuées aux Eduens, ou encore aux ateliers de l'Europe centrale

Torque celte de Tayac, Gironde, Musée d'Aquitaine

L'ensemble du trésor de Tayac représente un poids d'or de 4 kg, il n'y avait aucune monnaie d'argent dans ce dépôt. Les raisons de l'enfouissement de ce trésor demeurent énigmatiques.

4 - L'or du Pérou

A peu près aux mêmes époques qu'en Europe et au Moyen Orient se développent les civilisations précolombiennes, la civilisation de Chavin connaît son apogée vers 1200 av. JC. Parmi les métaux seul l'or est travaillé, or de rivière essentiellement, et travaillé à froid. Dans un territoire aussi vaste que le Pérou diverses cultures se développent entre 500 avant et 500 après JC. Au nord les civilisations Vicus et Mochica, au sud la civilisation Nazca.

Couteau en or de culture Chimu, Peru, face

L'empire Chimu se développe dans le prolongement de la civilisation Mochica entre 1100 et 140 environ ap. JC. L'or y est « sueur du soleil » et l'argent « larmes de lune ».

Couteau en or de culture Chimu , Peru, dos

L'empire Inca naît un siècle avant l'arrivée des Espagnols. Les Incas étaient à l'origine une petite tribu guerrière qui résidait dans une région de plateaux au sud de la Cordillère Centrale au Pérou. Inca (Quechua inka, "Fils du Soleil"), est le nom des souverains du peuple Quechua, au Pérou (vallée de Cuzco), qui établirent un empire sur la cordillère des Andes du milieu du XVe siècle à la conquête espagnole en 1532. Le terme désigne également la population de ce royaume, ainsi que celles qui lui furent soumises.

Au XIIe siècle, ils commencèrent à se déplacer dans la vallée de Cuzco, où ils soumirent les peuples voisins et leur imposèrent un tribut durant trois siècles. Il fallut attendre le milieu du XVe siècle pour que les Incas entreprennent de consolider et d'étendre leur domination sur la région. L'expansion commença véritablement sous le règne du huitième empereur, Viracocha, qui vécut au début du XVe siècle. Cependant, l'empire atteignit son étendue maximale sous le règne du fils de Túpac, Huayna Cápac (1493-1525).

Pectoral inca

En 1525, le territoire contrôlé par les Incas comprenait la partie la plus méridionale de la Colombie, l'Équateur et le Pérou, jusqu'à la Bolivie en incluant une partie de l'Argentine et du Chili du Nord. L'empire s'étendait sur près de 3 500 km du nord au sud et sur 800 km d'est en ouest. On estime que le nombre d'habitants de cette immense région, issus de peuplements très divers, était de l'ordre de 2,5 à 16 millions.
Huayna Cápac mourut en 1525 sans avoir désigné son successeur, ce qui entraîna la division de l'empire. C'est à ce moment critique que le conquistador espagnol Francisco Pizarro débarqua sur la côte …

Les Incas exploitaient l'or des placers mais creusaient aussi d'étroits boyaux pour extraire l'or à quelques dizaines de mètres de profondeur. Ils connaissaient des techniques de fonte et la mise en forme pouvait donc aussi se faire à chaud.

La plupart de l'or du Pérou qui nous est parvenu vient des tombes que n'ont pas trouvées les Espagnols, le reste fut fondu pour être embarqué à destination de l'Espagne….on imagine sans peine, à voir les pièces qui nous restent, ce que fut la splendeur de cette civilisation !

Atelier de batteur d'or XVIIème

Puis suivit toute l'histoire….

Les ruées vers l'or : Quand faut-il commencer ?... Je garde la définition du petit Larousse pour ruée : se jeter avec violence, se précipiter en masse sur…

Disons que le Moyen Age du XIVème siècle avait basculé dans le vertige de l'or avec les récits de Marco Polo mais une ruée, une vraie avec tout son caractère sauvage et forcené, non, décidément, ce n'est pas ça !

Il faut attendre que Cortez, au Mexique, découvre l'or des Aztèques et que Pizarre, au Pérou, découvre l'or des Incas. Là, vraiment on a une ruée vers l'or, au début du XVIème siècle, avec 300 tonnes d'or qui se déversent sur l'Espagne en moins de 100 ans! Cette Inde fabuleuse de El Dorado – l'homme doré – dont la richesse souveraine devient synonyme de ce pays l'Eldorado, source intarissable d'or.

Pizarre massacre 7 à 8000 soldats de l'Inca en cet après-midi du 16 novembre 1532…et marche vers Cuzco. La furia espagnole, les hennissements fous des chevaux d'assaut, le fracas des bouches à feux paralysent les indiens qui sont massacrés, égorgés, éventrés, jusqu'au dernier, sans une hésitation. Et la rançon du souverain est immense, tout l'or du peuple Inca, tous les trésors d'orfèvrerie et de sculpture de centaines d'années d'arts et de techniques partent dans les fours espagnols qui fonctionnent sans discontinuer de mars à juillet 1533 pour fournir 13000 livres d'or fin à embarquer sur les galions.

Galion espagnol

…et les vainqueurs finissent par tuer l'Inca le 26 juillet.

Mais les conquistadores, semble-t-il avaient plus de goût que leur souverain Charles Quint qui fit mettre au four les rares trésors ramenés entiers par les soldats qui en avaient mesuré toute la beauté…Pour les conquistadores la recherche de l'or était un but, pour les Indiens, l'éclat de l'or était une abstraction, une approche de la divinité : les dieux sont morts, l'or n'a plus de sens…

Nous avons de nombreuses chroniques à ce sujet : La Chronique de Pedro Sancho, celle de Juan Ruiz de Arce, celle encore de Lopez de Gomara….Bien sûr cette ruée, la plus sauvage, la plus meurtrière, ne concerne que de l'or déjà extrait du gisement, déjà travaillé, il s'agit ici plus de pillage que d'une ruée vers l'or comme on l'entend ordinairement mais on ne peut passer sous silence que « l'or n'a pas d'odeur et le sang sèche vite ».

Pavillon royal de vaisseaux espagnols

Puis les Portugais découvrent l'or du Mato Grosso au Brésil en 1719.

Ancienne route de l'or Estrada real, Brésil

Et le Mexique, le 2 février 1848 doit vendre la Californie pour 15 millions. Il ne sait pas que 10 jours plus tôt on y découvrit de l'or. Blaise Cendrars nous raconte les événements qui marquent la ruée vers l'or de Californie à dater du 15 mars 1848 où le Californian annonce dans un entrefilet qu'on a découvert de l'or à Sacramento. A noter qu'à la même époque on connaissait déjà l'or du Yukon mais les conditions étaient si épouvantables. Francis Drake avait assuré la reine Elisabeth que « toute poignée de terre prise au hasard contient une quantité raisonnable d'argent et d'or ». Les profits réalisés par les Etats du Nord, entreprenants, face aux Etats du Sud, conservateurs, permirent de financer la guerre de Sécession.

Colorado : quartz mine pépite 2cms - Californie

Puis ce fut, en 1850, presque en même temps, l'Australie. Hargrave revient après avoir participé au tout début de la ruée vers l'or de Californie. Ces Blue Mountains de Nouvelles Galles du Sud l'inspirent et il se met à les parcourir en comparant avec ce qu'il a vu en Amérique. Et en 1850, il trouve de l'or, en parle au bureau géologique et déjà 400 mineurs s'apprêtent à partir…et, à Ballarat à 50 miles de Melbourne ils sont 2500 l'année d'après ! Et Melbourne et Sydney n'arrivent plus à fonctionner, fautes d'hommes : ils sont tous partis chercher de l'or…des émeutes éclatent, les villes connaissent la disette. Mais on continue à trouver de l'or partout jusque dans l'ouest à Kalgoorlie, Coolgardie, Yilgarn, Wiluna.

Kalgoorlie ville

Kalgoorlie, le cœur des Goldfields est sûrement une des villes les plus "historique" de l'Australie. Elle retrace l'histoire de la fameuse époque de la ruée vers l'or dans les années 1890, avec le Golden Mile, dont on a déjà extrait plus de 1800 tonnes d'or et où de l'or est toujours extrait. La région ressemble encore à ces mêmes décors de western, la ville de boutiques alignées sous des galeries de bois, avec seulement au dessus l'étage unique des chambres, les bars, les magasins et les bâtiments officiels et légaux.

La moisson d'or atteint des quantités que la Californie n'a jamais connu, même dans ses plus belles années. Entre 1851 et 1855 les placers australiens livrent annuellement entre 2,5 et 3 millions d'onces d'or (80 à 100 tonnes !). La fièvre de l'or amena des orpailleurs et des "diggers" chinois. 700 000 personnes débarquèrent en Australie dans la décennie 1850.

Kalgoorlie Super Pit