Introduction
Le nickel (symbole Ni, numéro atomique 28) est un élément métallique ubiquitaire qui joue un rôle crucial dans l'industrie moderne et la technologie. Classé parmi les métaux de transition, il est apprécié pour ses propriétés physiques et chimiques exceptionnelles, notamment sa résistance remarquable à la corrosion, même à haute température. Son nom, issu du terme allemand "Kupfernickel" (cuivre du diable), témoigne de la difficulté qu'ont eue les mineurs du Moyen Âge à l'extraire, le confondant avec du minerai de cuivre.
Description
Le nickel est un métal brillant, d'un blanc argenté, qui présente une bonne ductilité et malléabilité. Il est ferromagnétique à température ambiante, une propriété qu'il partage avec le fer et le cobalt. Dans la nature, il existe principalement sous forme de minerais sulfurés (comme la pentlandite) et latéritiques (nickel contenu dans des sols rouges riches en fer). Son point de fusion est de 1455°C et son point d'ébullition de 2913°C. Chimiquement, le nickel est relativement peu réactif ; il résiste à la corrosion grâce à la formation d'une couche protectrice d'oxyde à sa surface. Il se dissout lentement dans les acides minéraux. Le nickel possède plusieurs états d'oxydation, le +II étant le plus courant et le plus stable.
Histoire
L'utilisation du nickel, sous forme d'alliage avec le cuivre (laiton), remonte à l'Antiquité. Cependant, il ne fut isolé et identifié comme élément distinct qu'en 1751 par le chimiste suédois Axel Fredrik Cronstedt, qui l'extrait du minerai de nickéline. Au XIXe siècle, son utilisation se développe avec le placage au nickel pour protéger le fer de la rouille. Le tournant majeur intervient en 1913, lorsque l'anglais Harry Brearley invente l'acier inoxydable au chrome-nickel (le fameux "18/8" : 18% de chrome, 8% de nickel), révolutionnant les industries alimentaire, chimique et médicale. La production de nickel a explosé au XXe siècle avec l'essor de l'aéronautique, de l'énergie et de l'électronique.
Caracteristiques
Les caractéristiques principales du nickel incluent : 1) Résistance exceptionnelle à la corrosion et à l'oxydation, même à chaud. 2) Ferromagnétisme (perdu au-dessus de son point de Curie, 358°C). 3) Bonne conductivité thermique et électrique. 4) Grande capacité à former des alliages avec de nombreux métaux (fer, cuivre, chrome, zinc, aluminium). 5) Propriétés catalytiques importantes, notamment dans l'hydrogénation des huiles végétales (catalyseur de Raney) et le reformage des hydrocarbures. 6) Faible dilatation thermique dans certains alliages comme l'Invar (36% de nickel, 64% de fer).
Importance
L'importance du nickel est colossale dans l'économie mondiale. Environ 70% de la production mondiale est destinée à la fabrication d'aciers inoxydables et d'alliages spéciaux, indispensables dans la construction, les transports (aéronautique, automobile, maritime), l'industrie chimique et les ustensiles de cuisine. Environ 10% est utilisé dans le placage électrolytique pour protéger d'autres métaux. Le nickel est un composant clé des superalliages pour turbines à gaz et réacteurs d'avions. Enfin, il est au cœur de la transition énergétique en tant qu'élément majeur des cathodes des batteries rechargeables lithium-ion (NMC, NCA) pour véhicules électriques et stockage stationnaire. Ses sels sont utilisés en galvanoplastie et comme pigments. Le nickel est également un oligo-élément essentiel pour certaines enzymes chez les plantes et micro-organismes.
