Cuivre (HU) : Différence entre versions

Version du 3 septembre 2022 à 15:35

Traduction anglaise : Copper

Dernière mise à jour : 03/09/2022

mot en chantier

Métal de symbole Cu et de numéro atomique 29 appartenant à la même famille que l’argent et l’or et présentant une très grande conductivité thermique et électrique ; les sels solubles de cuivre sont toxiques ce qui justifie son classement parmi les métaux lourds.

Nature et différentes formes physico-chimiques

Le cuivre est relativement abondant dans la couche terrestre. On le trouve principalement sous la forme de sulfure ou de sulfo-sels. Il s'agit également de l'un des rares métaux que l'on trouve à l'état natif dans la nature. Il s'agit, sans doute pour cette raison, du premier métal travaillé par l’Homme, ceci dès la première moitié du Ve millénaire avant J.-C. Les alliages de cuivre (principalement avec de l'étain) ont été à l'origine d'une révolution technologique 2.300 ans avant notre ère : l'âge du bronze. Le cuivre a depuis été beaucoup utilisé, en particulier à l'époque récente pour bénéficier de sa ductilité et de sa très bonne conductivité. L'association internationale du cuivre (https://copperalliance.org/fr/sustainable-copper/about-copper/) estime qu'en 2019 la quantité de cuivre extraite a été de l'ordre de 21 millions de tonnes et que la masse de cuivre dans des objets en circulation était d'environ 500 millions de tonnes. La production augmente régulièrement d'environ 3,6% par an depuis un siècle, le principal producteur étant le Chili (figure 1).

Figure 1 : Évolution de la production mondiale de cuivre depuis 1900 ; Source : ICSG, 2020.

Le cuivre est également distribué entre les phases particulaire et dissoute dans les eaux de ruissellement. La part fixée sur les matières en suspension augmente au fur et à mesure que l'on progresse dans le système d'assainissement, depuis l'amont vers l'aval.

Le cuivre et surtout ses sels solubles sont reconnus toxiques et vénéneux à doses conséquentes ou fortes. À très faible dose, il s'agit d'un oligo-élément bien connu. Le corps humain contient environ 150 mg de cuivre sous diverses formes, et les besoins quotidiens sont de l'ordre de 2 mg pour une personne de 75 kg

Sources et concentrations moyennes

Différentes sources de chrome dans l'environnement

Du fait de sa faible température de fusion, le cuivre a été le premier métal travaillé par l'homme il y a plus de 7000 ans. Utilisé depuis longtemps dans l'industrie ou dans la construction (en particulier sur les toitures et les gouttières), il est logiquement répandu dans l'environnement où il pénètre du fait de la corrosion et de l'abrasion des composants qui en contiennent. Les eaux de ruissellement urbain constituent la source principale avec des concentrations moyennes événementielles qui varient du seuil de détectabilité à 450 mg/L, les eaux de toiture étant les plus chargées. D'autres sources plus rurales sont constituées par certains traitements phytosanitaire (bouillie bordelaise).

Concentrations moyennes dans les rejets

Toxicité et danger associés

Impacts possibles sur la santé

Le cuivre présente une affinité avec les molécules organiques, et certains chélateurs organiques tels que les acides humiques, jouent un rôle favorable dans la réduction de la toxicité du cuivre présent dans les sédiments, probablement en diminuant la concentration ionique en cuivre hydraté. Au contraire, dans la phase soluble, la biodisponibilité et la toxicité du cuivre peuvent être favorisées par des molécules complexantes organiques synergiques qui sont liposolubles et par conséquent capables de traverser les membranes cellulaires.

Le cuivre est un composant essentiel de beaucoup d'enzymes et une insuffisance en cuivre entraîne souvent comme conséquence des troubles de la croissance et une perte de poids, que l'on peut relier à la réduction de l'activité oxydase du cytochrome. La plupart des organismes supérieurs possèdent des mécanismes cellulaires spécifiques qui leur permettent de stocker le cuivre en périodes d'insuffisance et de l'excréter quand il est en excès. Dans l'environnement aquatique la toxicité du cuivre pour les poissons et les macro-invertèbrés est bien documentée et il est admis qu'une augmentation de la dureté réduit sa toxicité aiguë. Cette relation est prise en compte dans les normes concernant les concentrations en cuivre admissibles en eau douce. On tolère par exemple une concentration en cuivre dissous de 112 mg/L si la dureté de l'eau dépasse 100 mg/L de CaC0₃ tandis que si la dureté est inférieure à 10 mg/L la concentration ne doit pas dépasser 5 mg/L.

La concentration limite de référence pour l'utilisation agricole des boues de station d'épuration est fixée à 1000 mg/kg de matière sèche par la norme NF U 44-041.

Les méthodes normalisées de mesure des concentrations en cuivre dans les eaux sont décrites dans les normes NF T 90-112 et T 90-119.

Impacts possibles sur les milieux aquatiques

Bibliographie  :

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Pour en savoir plus :

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• Brignon, J.M., Gouzy, A. (2015) : Le chrome et ses composés ; INERIS - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France ; 104p. ; disponible sur le portail substances chimiques de l'INERIS.