Avec le symbole Bi et le numéro atomique 83, le bismuth occupe le groupe 15 et la période 6 du tableau périodique. Sa masse atomique est de 208,9804 u. Il est solide à température ambiante et fond à 271,4 °C, une température relativement basse pour un métal dense. Ces caractéristiques expliquent une partie de ses usages, mais le bismuth est surtout employé sous forme d’alliages ou de composés, plutôt que comme métal pur.
Où trouve-t-on le bismuth et comment le récupère-t-on ?
Le bismuth existe dans certains minerais, notamment la bismuthinite et la bismite, et peut aussi se rencontrer à l’état natif. Toutefois, il est généralement récupéré comme sous-produit du traitement de minerais contenant du plomb, du cuivre, de l’étain, de l’argent ou de l’or, plutôt que par l’exploitation d’une source minière dédiée. C’est le constat présenté par la Royal Society of Chemistry sur son abondance et sa production.
Le bismuth appartient à la famille des métaux pauvres. Dans cette famille, sa masse élevée et son point de fusion modéré le distinguent notamment de l’aluminium et du gallium. À l’état pur, il est cassant et présente une teinte argentée légèrement rosée ; le travailler seul est donc moins utile que de l’incorporer à certains alliages.
Pourquoi ses alliages sont-ils utiles ?
Mélangé à des métaux comme l’étain ou le cadmium, le bismuth peut former des alliages fusibles à basse température. Cette propriété est exploitée dans des dispositifs conçus pour réagir à la chaleur, par exemple des systèmes de détection ou d’extinction d’incendie et des fusibles électriques. La composition de l’alliage détermine ses propriétés : on ne peut donc pas attribuer un point de fusion unique à tous les alliages de bismuth.
Le métal se dilate aussi en se solidifiant. Ce comportement peut aider à obtenir des pièces moulées détaillées, car le matériau remplit le moule avant de se figer. Il s’agit d’une propriété de mise en forme, distincte de l’usage des alliages fusibles dans les équipements de sécurité.
Quels composés de bismuth rencontre-t-on ?
Les usages dépendent de la forme chimique. L’oxyde de bismuth (Bi₂O₃) sert de pigment jaune dans certaines peintures et cosmétiques. L’oxychlorure de bismuth (BiOCl), lui, produit un effet nacré utilisé dans des cosmétiques. Ces pigments ne sont pas du bismuth métallique : ils associent le bismuth à d’autres éléments et possèdent leurs propres propriétés.
Certains composés sont également employés dans des produits médicaux contre des troubles digestifs. Cela ne signifie pas que le métal pur soit un médicament, ni que tous les composés de bismuth aient les mêmes effets ou le même profil de sécurité. Pour évaluer l’exposition, l’INRS rappelle que l’absorption dépend notamment du composé et de sa solubilité. Les usages médicaux relèvent de produits précis et de leurs conditions d’emploi.
Le bismuth-209 est-il vraiment stable ?
Le bismuth naturel est constitué de bismuth-209. Longtemps considéré comme stable, cet isotope est en réalité radioactif : il se désintègre par émission alpha en thallium-205. Sa période radioactive est si longue que, pour les usages courants, sa radioactivité est négligeable. On peut donc le qualifier de quasi stable à l’échelle pratique, mais pas de stable au sens strict. La découverte de cette désintégration est l’une des singularités physiques du bismuth, malgré son apparence de métal ordinaire.