Introduction
Le cuivre, de symbole Cu (du latin *cuprum*) et de numéro atomique 29, est un élément fondamental de l'histoire humaine et de la technologie moderne. Son utilisation remonte à plus de 10 000 ans, marquant la transition de l'âge de pierre à l'âge des métaux. Métal aux propriétés uniques, il est non seulement un pilier de l'industrie mais aussi un oligo-élément indispensable à la plupart des organismes vivants.
Description
Le cuivre est un métal de transition du groupe 11 du tableau périodique, avec l'argent et l'or. À l'état pur, il est relativement mou, ductile (peut être étiré en fils) et malléable (peut être martelé en feuilles). Sa couleur rouge-orange distinctive et son éclat métallique le rendent aisément reconnaissable. Il cristallise dans un système cubique à faces centrées. Dans la nature, on le trouve à l'état natif (métal pur) mais plus souvent sous forme de minerais sulfurés (comme la chalcopyrite, CuFeS₂) ou oxydés (comme la malachite, Cu₂CO₃(OH)₂). Sa principale propriété est sa conductivité électrique exceptionnelle, la deuxième après l'argent parmi les métaux purs, ce qui en fait le matériau de choix pour les câbles électriques. Il conduit également très bien la chaleur et est résistant à la corrosion, formant une patine verte protectrice (composée de sels basiques comme la vert-de-gris) lorsqu'il est exposé longtemps aux intempéries.
Histoire
L'histoire du cuivre est intimement liée au développement des civilisations. L'utilisation du cuivre natif pour fabriquer des outils et des ornements remonte au Néolithique, vers 9000 av. J.-C. au Moyen-Orient. Vers 5000 av. J.-C., la métallurgie (fusion et coulage) apparaît. L'Âge du Cuivre (Chalcolithique) précède l'Âge du Bronze, qui commence lorsque les artisans découvrent que l'ajout d'étain au cuivre produit un alliage bien plus dur : le bronze. Cette découverte révolutionnaire a donné son nom à une période entière de l'humanité. Les civilisations égyptienne, mésopotamienne, indusienne et plus tard romaine ont largement exploité le cuivre. Les Romains l'extrayaient principalement à Chypre, d'où son nom latin *aes cyprium* (métal de Chypre), devenu *cuprum*. Au XIXe siècle, avec la révolution industrielle et l'invention du télégraphe puis de l'électricité, la demande de cuivre explose, faisant de lui un métal stratégique mondial.
Caracteristiques
**Propriétés physico-chimiques** : Masse atomique : 63,546 u. Point de fusion : 1084,62 °C. Point d'ébullition : 2562 °C. Densité : 8,96 g/cm³. Il possède deux états d'oxydation courants : Cu(I) (cuivreux) et Cu(II) (cuprique), ce dernier étant le plus stable et donnant ses couleurs bleues/vertes caractéristiques à de nombreux composés (sulfate de cuivre, malachite). **Alliages majeurs** : Le cuivre est la base de nombreux alliages cruciaux. Le **laiton** (cuivre + zinc) est utilisé pour les instruments de musique, les robinetteries et les décorations. Le **bronze** (cuivre + étain) est historiquement utilisé pour les armes, les statues et aujourd'hui pour les pièces mécaniques résistantes. Le **cupronickel** (cuivre + nickel) est utilisé pour les pièces de monnaie et les échangeurs de chaleur en milieu marin. **Rôle biologique** : Le cuivre est un oligo-élément essentiel. Il est un cofacteur clé de nombreuses enzymes (cuproenzymes) comme la cytochrome c oxydase (respiratoire) et la superoxyde dismutase (antioxydante). Une carence peut entraîner une anémie et des troubles neurologiques, tandis qu'un excès (maladie de Wilson) est toxique.
Importance
Le cuivre est un métal stratégique et un indicateur de santé économique, souvent surnommé "Dr. Copper" pour sa capacité à prédire les cycles économiques. Son importance est multiforme : 1. **Énergie et électricité** : Environ 60% de la production mondiale est utilisée dans les applications électriques (câbles, moteurs, transformateurs, générateurs) et les énergies renouvelables (éoliennes, panneaux solaires). 2. **Construction** : Utilisé pour la plomberie (tuyaux résistants à la corrosion), la toiture et les revêtements architecturaux en raison de sa durabilité et de son esthétique. 3. **Transport** : Présent dans les automobiles (radiateurs, câblage), les avions et les navires. 4. **Électronique et TIC** : Composant essentiel des circuits intégrés, des puces et des smartphones. 5. **Santé** : Propriétés antimicrobiennes naturelles (surfaces en alliage de cuivre dans les hôpitaux). Composés utilisés comme fongicides en agriculture (bouillie bordelaise). L'enjeu actuel majeur est son approvisionnement, car les ressources sont limitées et l'extraction a un impact environnemental. Le recyclage du cuivre est donc très efficace et fournit une part significative de l'offre mondiale, le cuivre étant recyclable à 100% sans perte de ses propriétés.
