Cadmium

Qu’est ce que le cadmium ?

Le cadmium (Cd) est un métal lourd qui n’existe pas à l’état natif. Il est obtenu industriellement comme sous-produit de la métallurgie du zinc. Il est utilisé dans de nombreux procédés industriels comme la fabrication des accumulateurs électriques, la production de pigments, les écrans de télévision, la photographie, la métallisation des surfaces, etc. C’est l’un des métaux lourds les plus toxiques pour l’humain (avec le plomb et le mercure).

Le cadmium (Cd) est un métal de transition caractérisé par :

• sa couleur blanc-bleuâtre,
• sa malléabilité,
• sa grande ductilité (capacité à s’étirer sans se rompre).

En raison de ses propriétés physiques particulières, le cadmium est utilisé dans plusieurs applications industrielles. Il est omniprésent dans l’environnement. On le retrouve notamment dans : l’air, l’eau, et les sols.

La fumée de cigarette contient par exemple de fines particules d’oxyde de cadmium. Ce métal peut même traverser les barrières biologiques et s’accumuler dans les tissus humains. Cela entraîne des problèmes de santé importants, surtout si l’exposition est prolongée ou à des niveaux élevés.

En raison de sa toxicité, l’utilisation du cadmium est strictement réglementée dans de nombreux pays.

Comment le cadmium est-il produit et utilisé ?

La production de cadmium commence généralement avec l’extraction de minerai contenant du zinc. Concrètement, on récupère le cadmium lors du processus de raffinage du zinc durant lequel il se concentre dans les résidus et est ensuite isolé.

Moins fréquemment, le cadmium peut provenir de la production de plomb et de cuivre. Le métal est ensuite purifié et préparé pour ses différentes utilisations industrielles.

Galvanoplastie

La galvanoplastie (ou cadmiage) est l’une des principales applications du cadmium. Cette technique consiste à appliquer un revêtement de cadmium sur des pièces métalliques (notamment en acier et en alliages légers). Le but : améliorer leur résistance à la corrosion.

Le cadmium est particulièrement efficace dans les environnements chauds, humides et marins. Ce qui en fait un choix privilégié pour des pièces utilisées dans la construction aéronautique et marine. Le processus utilise des bains alcalins à base de cyanure pour déposer le cadmium sous forme de revêtement durable et esthétique.

Accumulateurs alcalins Cadmium-Nickel

Les accumulateurs alcalins cadmium-nickel (ou batteries Ni-Cd) utilisent des hydroxydes de cadmium et de nickel comme éléments actifs. Ces batteries se caractérisent par :

• leur capacité à conserver la charge pendant de longues périodes,
• leur faible encombrement,
• leur résistance aux conditions extrêmes.

On les utilise couramment sur divers appareils électriques : allant des outils domestiques aux équipements scientifiques. Leur conception permet des cycles de charge et de décharge rapides. Ce qui les rend très pratiques.

Alliages

Le cadmium est utilisé dans divers alliages, qui se divisent en trois catégories selon la teneur en cadmium :

• les alliages à base de cadmium,
• les alliages avec une teneur élevée en cadmium,
• les alliages avec une faible teneur.

Historiquement, on se servait de ces alliages pour fabriquer des pièces antifriction (notamment des coussinets). Ils s’avèrent aussi indispensables dans certains processus de soudure.

Important :

En raison des préoccupations sanitaires liées à la toxicité du cadmium, son usage dans divers domaines a diminué. Les autorités ont même mis en place des réglementations pour limiter son utilisation sur les bijoux et certains matériaux.

Industrie nucléaire

Dans le domaine nucléaire, le cadmium se veut être un matériau absorbant les neutrons dans les barres de commande des réacteurs. L’isotope 113 du cadmium est particulièrement efficace pour capturer les neutrons thermiques. Ce qui aide à réguler la réaction nucléaire.

Il n’est également pas rare d’utiliser le cadmium dans des applications spécialisées comme :

• les sources de rayonnement gamma,
• les capteurs sensibles à l’infrarouge.

Composés chimiques

On utilise le sulfure de