PLOMB

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Le plomb (symbole Pb) constitue en valeur moyenne 12,5 ppm (parties par million) de la croûte terrestre (20 ppm dans les granites et 5 ppm dans les basaltes), ce qui le place, parmi les métaux industriels, entre le cuivre (35 ppm) et l'étain (2 ppm). Le plomb, par sa présence, naturelle, a ainsi fasciné l'homme, des alchimistes qui ont longtemps rêvé de lui faire acquérir le brillant incomparable de l'or (bien plus que la pyrite – l'« or des fous » –, sulfure de fer, bien moins malléable) jusqu'aux métallurgistes du milieu du xxe siècle. Et bien avant encore, comme l'ont montré les travaux des archéologues.

Dans la nature, le plomb est presque toujours associé à d'autres atomes. Sa plus grande concentration est connue dans la galène (PbS), où il est associé au soufre. Ce sulfure [cf. sulfures et sulfosels naturels] a été longtemps exploité car ses gisements pouvaient aussi contenir de l'argent. Mais le plomb est associé à de nombreux métaux pour donner une gamme étendue de minéraux mineurs ou accessoires dans les paragenèses de métaux de base, notamment le zinc ; il en résulte que la production annuelle de plomb et son prix sont relativement dépendants des fluctuations de l'offre et de la demande d'autres métaux.

Ce prix du plomb et sa demande ont aussi beaucoup changé au cours des dernières décennies. En effet, autrefois largement utilisé pour la fabrication des tuyaux, des pigments, des feuilles isolantes, des céramiques, des alliages pour soudures et fusibles, etc., le plomb est désormais reconnu comme un élément polluant dans les pays développés qui limitent ou proscrivent son usage, avec pour exemple le plus connu la promotion de l'essence « sans plomb » (en raison surtout du développement des pots catalytiques des véhicules automobiles pour lesquels le plomb est un « poison » (cf. platine et platinoïdes). La principale utilisation du plomb est actuellement la fabrication des batteries et accumulateurs, ce qui explique la forte demande de ce métal de la part de pays émergents où le marché de l'automobile est en croissance rapide.

Le plomb est également recherché pour d'autres avantages. D'une part, en alliage avec l'étain, il se révèle un excellent isolant phonique, il est utilisé depuis longtemps, dans la fabrication de munitions (6 p. 100 de la consommation mondiale) et, surtout, il bloque très efficacement les radiations ioniques (rayons gamma, rayons X ...). D'autre part, le plomb est facilement réutilisable et plus de 50 p. 100 de sa consommation actuelle concerne du métal recyclé.

Les gisements de plomb

Le plomb est très rare à l'état naturel. On le connaît essentiellement dans deux gisements : celui de Langban en Suède (complexe où il est associé au fer et au manganèse) et dans des dépôts fumerolliens à Madère. Il y forme parfois des cristaux cubiques, mais le plus souvent des remplissages de fissures ou des agrégats dépourvus de formes cristallines.

Les principaux minéraux porteurs de plomb dans les gisements miniers sont la galène (un sulfure), l'anglésite (un sulfate) et la cérusite (un carbonate). Mais le plomb entre dans la composition de 240 minéraux identifiés ; les principaux sont listés dans le tableau 1.

Minerais du plomb

Tableau : Minerais du plomb

Principaux minéraux dans la composition desquels entre le plomb. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Le plomb et le zinc se trouvent généralement associés, en proportions diverses, dans les mêmes gisements. À ces deux métaux principaux s'ajoutent souvent, en petites quantités (de quelques dizaines à quelques centaines de grammes par tonne de minerai), des métaux plus ou moins rares : argent, cadmium, gallium, indium, germanium ; ces deux derniers ont acquis une importance considérable dans l'industrie électronique ; le gallium est utilisé en optique infrarouge et dans les câbles à fibres de verre.

Le plomb et le zinc se trouvent très généralement dans la nature sous forme de sulfures : galène (PbS) et blende (ou sphalérite, ZnS). Des gisements de plomb et de zinc oxydés sont connus, mais ils sont le plus souvent de petite dimension.

Les gisements de plomb et zinc sont multiformes ; leur typologie est complexe. De manière relativement simplifiée, on peut distinguer les types de gisement qui suivent.

Les gisements situés dans une couverture sédimentaire carbonatée sans lien avec un magmatisme ou un volcanisme

Ces gisements sont eux-mêmes subdivisés en plusieurs sous-types, qui peuvent d'ailleurs coexister dans la même région, voire dans le même site. Ces gisements de types divers sont soit contemporains entre eux, soit d'âges différents et superposés stratigraphiquement. Les publications géologiques anglo-saxonnes les regroupent sous le nom de Mississippi Valley Type.

En simplifiant la classification, on peut distinguer les sous-types suivants :

– les gisements associés à une paléogéographie de bordure continentale ;

– les gisements associés à une paléogéographie de plate-forme carbonatée ;

– les gisements associés à une faille majeure ou à un couloir structural.

Les premiers peuvent être soit parallèles aux strates, soit en poches de dissolution, soit en filons, ou même présenter ces trois morphologies dans le même gisement. De manière générale, les gisements stratiformes présentent des teneurs en plomb et zinc actuellement non économiques. Les amas de dissolution, en revanche, sont de tonnage limité mais à teneurs souvent assez élevées.

Les pièges paléogéographiques sont divers : failles synsédimentaires (flexures actives), hauts-fonds, bassins internes à sédimentation de caractère réducteur. Les amas minéralisés d'intérêt économique sont généralement situés sous une discontinuité majeure.

Enfin, on citera les filons de couverture, situés dans des cassures, le plus souvent aux environs d'une concentration stratiforme à faible teneur. Ces filons, de faible tonnage, ont cependant fourni des gisements économiquement intéressants.

Dans le cas des gisements associés à une paléogéographie de plate-forme carbonatée, gisements stratiformes et amas de dissolution peuvent là encore, coexister. Les premiers ne présentent pas d'intérêt économique. Les seconds sont situés au-dessus d'une discontinuité, souvent mineure, et les pièges sont structuraux (par exemple, intersection de deux directions tectoniques régionales) et paléogéographiques (biseautage, changement de faciès). Les amas se développent plutôt dans le sens horizontal ; ils sont souvent à teneur exploitable.

Les gisements associés à une faille majeure ou à un couloir structural sont des amas de [...]

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Minerais du plomb

Minerais du plomb
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Plomb : caractéristiques physico-chimiques

Plomb : caractéristiques physico-chimiques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Écrit par :

  • : ancien élève de l'École normale supérieure, docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • : professeur à l'université de Bordeaux-I, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • : ingénieur géologue
  • : professeur d'université à l'I.U.F.M. de Créteil, chercheur au Centre d'études de chimie métallurgique (C.N.R.S.)

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Pour citer l’article

Claude FOUASSIER, Michel PÉREYRE, Michel RABINOVITCH, Jean-Louis VIGNES, « PLOMB », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/plomb/