Plomb

Connu depuis la nuit des temps, le plomb, par sa présence naturelle, a fasciné les alchimistes qui ont longtemps rêvé de lui faire acquérir le brillant incomparable de l’or, et bien avant encore, comme l’ont montré les travaux des archéologues.

Le plomb est un élément métallique de symbole Pb et de numéro atomique 82. De masse atomique 207, c’est un métal des plus dense : d = 11,3 gr/cm3 (cf. Tungstène). C’est un métal gris qui, fraichement coupé, apparait brillant, mais il se couvre rapidement d’une couche d’oxyde gris-blanc. C’est un élément toxique par ses sels et composés, les maladies et symptômes qu’il provoque par accumulation dans l’organisme chez l’homme ou l’animal sont connus sous le nom de saturnisme.

Son nom vient du latin plumbum et montre qu’il a été connu et utilisé par les romains, mais aussi bien avant où on le découvre sous forme de pigments dans les tombes préhistoriques, mais aussi à l’âge de bronze, durci par l’antimoine (cf. Antimoine) et l’arsenic (cf. Arsenic) et dans les civilisations sumérienne et égyptienne. C’était souvent un sous-produit des mines argentifères, et comme le plomb a un bas point de fusion (327 °C) et qu’il est assez malléable, des objets usuels : assiettes, verres, carafes étaient fabriqués à Rome, ainsi que les tuyaux de distribution hydraulique déjà bien développée à l’époque romaine. On pense assez souvent que ce sont ces objets et conduites d’eau qui ont provoqué le déclin de cette civilisation.

Les causes politiques internes et les guerres extérieures y sont pour beaucoup, mais si on y mêle le saturnisme, il est bien plus dû à l’acétate de plomb qu’on ajoutait au vin pour le sucrer, ce qui intoxiquait les gros buveurs de l’aristocratie.

Les minerais de plomb sont souvent associés au zinc, à l’argent et au cuivre : ce sont essentiellement des sulfures comme la blende. Cependant, le principal minerai est la galène PbS ; on trouve aussi la cérusite, PbCO3, et l’anglésite, PbSO4. La source actuelle principale reste les batteries au plomb dont le recyclage correspond à plus de 80 % de la production annuelle. On notera que les cristaux de galène ont eu une utilisation originale, comme on peut y trouver des points semiconducteurs, avec un circuit RCL adapté et des écouteurs on peut la transformer en diode de Schottky et écouter des radios proches : ce fut la vogue des postes à galène des années 1930-1950 pour les apprentis bricoleurs.

La métallurgie à partir des sulfures commence par le grillage à l’air qui élimine le soufre (cf. Soufre) sous forme de dioxyde de soufre, SO2, et donne l’oxyde de plomb (cf. Minium). Cet oxyde est ensuite réduit par du coke ou le monoxyde de carbone, le plomb liquide qui s’écoule est « le plomb d’œuvre » qui doit être raffiné à l’état liquide, car il contient des impuretés qui sont précipités par traitement chimique, avant d’être coulé en lingotières et expédié chez les transformateurs.

Le plomb et ses utilisations

Sous forme métal, il a été utilisé largement pour les canalisations d’eau potable (plomberie), les toitures, les gouttières. Aujourd’hui la principale utilisation est celle des plaques d’accumulateurs (80 %) très employés dans l’industrie automobile. La batterie au plomb a été mise au point par Gaston Planté en 1852. Elle fournit 2 V par élément, mais sa capacité massique reste faible, de l’ordre de 35 Wh/kg. En alliage avec l’étain et l’antimoine il servait à la fabrication des caractères d’imprimerie.
Allié à l’arsenic et à l’antimoine il donne un alliage dur qui, sous forme sphérique, fait le bonheur des chasseurs et le malheur du gibier en tant que plombs de chasse.

Il est aussi utilisé grâce à sa section efficace élevée comme blindage contre les rayonnements neutroniques et les rayons X, γ et β. La première pile nucléaire dite de Fermi aux États Unis en 1944 était entourée d’énormes murs constitués de blocs de plomb pour protéger les opérateurs d’un hypothétique emballement de la réaction nucléaire qui heureusement fut évitée ! Un composé organométallique du plomb a été introduit comme antidétonant dans les essences pour augmenter leur indice d’octane (cf. Plomb tétraéthyle).

Il a été progressivement interdit aux États-Unis et en Europe entre 1980 et 1990 au bénéfice des essences « sans plomb ».

la toxicité du plomb

En effet, la toxicité du plomb et de ses composés a été progressivement associée à certains métiers tels que les mineurs, les fondeurs de l’industrie du plomb, les peintres et les artisans, fabricants de vitraux. Une réglementation s’est progressivement mise en place au XXe siècle sur l’interdiction des canalisations de distribution d’eau potable, sur les peintures à base de plomb, notamment le minium (cf. Minium), mais plusieurs interdictions sont relativement récentes et ne datent que des années 1990.
Ces intoxications et symptômes relèvent du « saturnisme » (les alchimistes associaient le plomb à la planète Saturne).

Les personnes les plus vulnérables sont les enfants, les femmes enceintes et les personnes âgées. Chez les enfants, l’intoxication se manifeste lors de la croissance par de l’anémie, des problèmes rénaux, des pertes auditives et une baisse du QI. Ce sont les poussières, les écailles de peinture à base de plomb, les jouets mis à la bouche et sucés. Les normes en France sont fixées pour l’eau potable à 25 µg/L depuis 2003 ; dans l’alimentation, la dose hebdomadaire tolérable est de 1 500 µg/semaine. Cependant, chaque année près de 500 cas de saturnisme définis comme plombémie (concentration dans le sang supérieure à 100 µg/L) sont déclarés en France.

Le dépistage est actuellement centré sur la région francilienne, en Nord-Pas de Calais et en Rhône-Alpes, particulièrement pour les populations vivant dans de l’habitat ancien ou insalubre ou à proximité de sites industriels. Depuis 2007, on a rapporté dans les média plusieurs rappels massifs de jouets. Plusieurs millions avaient une peinture à base de plomb excédant la limite autorisée, car les grands groupes en sous-traitent la fabrication dans des pays d’Asie (Thaïlande, Chine) où la réglementation et le contrôle sont moins sévères.

Les fouilles des tombes égyptiennes ont livré des coffrets de maquillage, des récipients et coupelles encore remplis de produits cosmétiques provenant de plusieurs sites datés entre 2000 et 1200 ans avant J.-C.

L’analyse et la recherche sur ces fards ont été menées par le laboratoire des Musées de France-CNRS, soutenu par l’Oréal. On a constaté que les égyptiens se maquillaient avec des fards noirs tels que la galène, PbS, comme les khôls encore employés traditionnellement en Afrique du Nord, mais aussi blancs et colorés comme la cérusite, PbCO3, la laurionite, Pb(OH)Cl, et phosgénite, Pb2Cl2CO3, qui montrent que les égyptiens pratiquaient des réactions chimiques en broyant l’oxyde de plomb mélangé au natron (cf. Carbonate de sodium) et au sel gemme (cf. Chlorure de sodium) pour fabriquer par macération, filtration et cristallisation les oxychlorures de plomb des cosmétiques.
Aucune corrélation n’a pu être mise en évidence entre l’usage de ces fards à base de plomb et les traces dans le sang, sauf ingestion accidentelle.

Pensée du jour
« Quatre mille ans séparent les fards égyptiens des phares de voiture, mais c’est le plomb de la galène et celui des batteries automobiles qui les unit. »

Sources

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