A propos du cuivre

• Historique

Etymologiquement le cuivre tire son nom de l'île de Chypre. Les romains le nommaient « aes cyprium », soit « bronze de Chypre ». Le cuivre entre dans la composition du bronze et il a l' « âge du bronze ». On peut donc dire que celui-ci est connu depuis la plus haute antiquité. Pour s'en convaincre il suffit de parcourir les plus anciens écrits : l'Iliade, la Bible et bien sûr les parchemins chinois ou persans. Contrairement à ce que l'on pourrait croire, c'est un cuivre relativement pur qui était utilisé à l'origine. Ce n'est que par la suite que l'on a eu l'idée de lui associer l'étain pour en faire du bronze. Si des mines de cuivre étaient exploitées dès l'antiquité dans une zone s'étendant de l'Ethiopie à l'Asie Mineure, c'est surtout l'île de Chypre qui a été l'objet de toutes les convoitises (Egyptiens, Assyriens, Phéniciens, Grecs, Perses et Romains l'ont conquise). On comprendra qu'elle lui ait donné son nom (aussi bien en grec qu'en latin). Sans aller le chercher dans les mines, on peut le trouver dans le sang de certains animaux, comme les crustacéscrustacés où il joue le même rôle que le fer dans le sang humain.

• Ses caractéristiques

L'atome le noyau de l'atome de cuivre est constitué de 29 protonsprotons et de 35 neutronsneutrons. Son nombre de massenombre de masse est 64. Son cortège électronique comporte 29 électronsélectrons. Ce sont les caractéristiques de ces derniers qui permettent au cuivre d'être monovalent, bivalent ou en encore trivalent ou tétravalent, ces deux derniers états n'ayant été constatés que sur des moléculesmolécules créées artificiellement.

Noyau

Le cristal de cuivre est constitué par une maille cubique centrée, c'est-à-dire que l'on trouve un atome de cuivre à chacun des sommets d'un cube, plus un au centre de ce cube

Cristal

• Caractéristiques physiquesphysiques

Le cuivre pur, fond à une température de 1083°C, la température de vaporisationvaporisation se situe à plus de 2000°C mais est sujette à discussions.

Le cuivre est un métalmétal très ductileductile, on peut fabriquer par martelage des feuilles d'une épaisseur de moins de 3µm. Quand on pense à un métal conducteur, on pense au cuivre. Les câbles électriques en ont été longtemps constitués comme continuent à l'être les bobinagesbobinages des moteurs électriques. Dans les chaudières à gaz, les échangeurs sont de cuivre (bon conducteur et non toxique).

La densité du cuivre pur est de 8,9. Il semblerait que la valencevalence joue un rôle dans la couleurcouleur du composé de cuivre :

- un sel de cuivre monovalent (Cu+) est incolore, jaune ou rouge.
- un sel de cuivre bivalent (Cu++) est souvent bleu.

De même, il semble que la valence joue un rôle dans la saveur du composé de cuivre. Dans le cas d'un sel de cuivre bivalent (Cu++) sa saveur est métallique et très désagréable.

• Propriétés physiologiques

Plus haut, il est dit que le cuivre n'est pas toxique, ce n'est pas tout à fait vrai puisqu'une injection intraveineuse de l'ordre de 0,1 g est mortelle. En fait, celui-ci est très stable vis-à-vis de l'eau (peu de dissolution et peu d'oxydationoxydation) et l'organisme est capable d'assimiler et d'éliminer 0,2 g de cuivre par repas. Le cuivre est nécessaire à l'organisme, c'est l'excès qui provoque des troubles.

D'ailleurs ses dérivés sont (ou étaient) utilisés dans le traitement : de la lèprelèpre, d'anémieanémie, du diabètediabète, de la glycémieglycémie.

On le trouve aussi dans le traitement des cultures (vigne, bléblé...). On peut encore remarquer dans les champs de blé traversés par des lignes électriques à conducteurs de cuivre (de plus en plus rares) une zone à l'aplomb de celles-ci plus luxuriante.

• Formation

En ce qui concerne la formation des dépôts de cuivre, il semblerait qu'au départ les roches qui contiennent le plus de cuivre, sont les basaltesbasaltes : son CLARKE est de 55 à 70 g à la tonne (CLARKE, teneur moyenne d' un élément chimiqueélément chimique dans la croute terrestre ) Par comparaison, les météoritesmétéorites ont une concentration de plus de 170 g à la tonne. Seules les argilesargiles peuvent concentrer le cuivre dans les proportions du basalte, ( 70 g à la tonne ). Tazieff a pu observer la présence de cuivre sous forme de monochlorure de cuivre (CuCl), dans les gaz éruptifséruptifs du Niragongo en 1958-1959. Ce composé, à base de cuivre, se caractérise par des flammes couleur vert-pomme à la surface de la lavelave. Tazieff pensait que les volcansvolcans tiennent un rôle important dans la formation des gisementsgisements métallifères.

Les sulfuressulfures originels sont facilement transformés en sulfate sous l'action de l'acide sulfuriqueacide sulfurique et le sulfate ferrique issu de la désintégration de la pyritepyrite (formé en même temps que le sulfure de cuivre). Le sulfate cuivrique (soluble) ainsi créé va :

- soit migrer avec les eaux de ruissellement et réagir avec des sulfures pour donner lieu à des dépôts de cuivre natif, de covellite ou de chalcocite ;

- soit imprégner les roches sédimentairesroches sédimentaires ou les roches encaissantes et, en fonction du pH, donner naissance à des minérauxminéraux secondaires de cuivre (carbonate, arséniate, phosphate, silicatesilicate, ...). Ces minéraux secondaires sont de l'ordre de 200.

• Prospection végétale

Il a été remarqué dans certains pays une relation entre les plantes qui poussent et la richesse du sol en cuivre :

- en Rhodésie, c'est la Améria maritima qui signale la teneur élevée en cuivre des couches de tourbe cuprifère ;

- au Katanga, les zones contenant du cuivre et du cobaltcobalt sont signalées par la fleur bleue de l'Accrocephalis Beertii, mais ce sont les racines, noires et semblables à des cigares, qui permettent de délimiter les mines, de Curculigo.

Notes personnelles

Lors d'un voyage sur le VULCANOVULCANO (Iles Eoliennes) avec Jacques JULLIEN (à l'époque directeur du département minier pour le compte de RHONE-POULENC - MADRID) nous avons pu vérifier la présence de très jolies petites fleurs, des GYPSOFILA PATRINI, surnommées en Espagne ZAPATALA ROJA ** qui sont des indicateurs géochimiques de cuivre reconnus ; phénomène constaté uniquement sous les climatsclimats méditérranéens. Ces fleurs sont très souvent abondantes autour de certaines mines de cuivre.

Les sulfures de cuivre sont couramment liés à des manifestations volcano-sédimentaires, projections dans les lacs ou émissionsémissions pillow-lavaspillow-lavas). D'importants gisements y ont leur origine.

Précisions supplémentaires

**Petites pantoufles rouges : ce nom vient de ce que la fleur rouge rappelle une pantoufle arabe dont la pointe relevée serait ornée, à son tour, d'un motif floral). GYPSOPHILES : du grec GYPSOS (gypsegypse, chauxchaux) et philos (ami) car certains gypsophiles affectionnent les terrains gypseux. Le genre GYPSOPHILA appartient à la famille des CARYOPHYLLEES où l'on trouve aussi les œillets.

Gypsophile

Conclusion

Le cuivre, ce matériaumatériau d'usage si courant, est surprenant car il serait d'origine volcanique, c'est aussi bien un poison qu'un médicament, il entre dans la composition d'un nombre important de minéraux .

REMERCIEMENTS

A Sandrine COUDERC, responsables des guides, à Isabelle et Jérôme. Egalement à Florence et Daniel PAYEN de l'AGAC (Association des GéologuesGéologues Amateurs de Colombes).

Bibliographie pour l'ensemble :

- Minéralogie de la France et de ses anciens territoires d'Outre-mer - A.Lacroix (Librairie Thomas)

- Dictionnaire de GéologieGéologie - A.Foucault,, J.F.Raoult (Masson)

- La Grande Encyclopédie des Minéraux - R.Dud'a, L.Rejl (Gründ)

- Les MINERAUX, leurs gisements, leurs associations - tome 3 - P.Bariand, F.Cesbron, J.Geffroy (Editions Minéraux et FossilesFossiles)

- Monde et Minéraux n°72 (mars-avril 1986) et n°73 (mai-juin 1986)

- Cours de Minéralogie - K.D.Phan (Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris)

- Géologie de la France - tome 2 (les chaînes plissées du cycle alpin et leur avant pays - J.Debelmas (Doin)

- Précis de Géologie - tome 2 (PaléontologiePaléontologie, stratigraphie) - J.Aubouin, R.Brousse, J-P.Lehman (Dunod)

- Volcans - H.Tazieff (Bordas)

- Nouveau Traité de ChimieChimie Minérale - tome 3 (RubidiumRubidium, CésiumCésium, FranciumFrancium / Généralités Cuivre, ArgentArgent, Or) (Masson).