Le bore apparaît rarement seul dans la nature. On le rencontre principalement dans des minéraux contenant des borates, des composés qui associent le bore et l’oxygène. Ce métalloïde sert ainsi moins comme élément pur que comme matière première de composés aux propriétés variées, des fibres de verre aux matériaux utilisés dans le nucléaire.
Où trouve-t-on le bore ?
Dans la croûte terrestre, le bore est présent à l’état de traces, notamment sous forme de borates et d’acide borique. Le borax est un borate de sodium que l’on extrait de gisements naturels. D’autres minerais borés peuvent être transformés pour obtenir du borax, une forme commerciale importante des borates, comme le décrit L’Élémentarium.
Le bore élémentaire est solide à température ambiante. Sa place parmi les éléments métalloïdes rappelle qu’il partage certains traits avec les métaux et les non-métaux, sans se confondre avec l’une ou l’autre de ces catégories. À l’échelle atomique, il possède cinq protons et trois électrons sur sa couche externe. Cette structure favorise une chimie riche en liaisons covalentes, c’est-à-dire des liaisons où des atomes mettent en commun des électrons.
Pourquoi la masse atomique du bore n’est-elle pas tout à fait fixe ?
La masse atomique indiquée pour le bore est de 10,81 u. Cette valeur reflète la moyenne des masses de ses isotopes naturels, pondérée selon leur abondance. Les deux isotopes stables sont le bore-10 et le bore-11, mais leur proportion varie légèrement selon l’origine de l’échantillon. La Commission des poids atomiques et des abondances isotopiques (CIAAW) donne ainsi une masse atomique standard comprise entre 10,806 et 10,821 pour les matériaux naturels ordinaires. La valeur 10,81 reste pratique pour les calculs courants, tandis que des mesures plus précises doivent tenir compte de l’échantillon étudié.
À quoi servent les composés du bore ?
Une part importante des usages industriels passe par les borates. Le borax et d’autres composés borés entrent dans la fabrication de fibres de verre isolantes, de verres borosilicatés et d’émaux pour la céramique ou l’acier. L’acide borique est également utilisé dans certains produits verriers et dans des matériaux isolants en cellulose comme retardateur de flamme. Ces emplois concernent des substances précises : les propriétés d’un composé ne doivent pas être attribuées automatiquement au bore élémentaire.
Le bore a aussi des applications plus spécialisées. Des filaments de bore, légers et résistants, sont employés dans certains matériaux destinés à l’aéronautique. Le bore amorphe peut colorer certaines fusées éclairantes en vert. Par ailleurs, le bore-10 absorbe les neutrons : cette propriété est mise à profit dans des dispositifs de contrôle de réacteurs nucléaires, des écrans de protection et des détecteurs de neutrons, usages recensés par le Los Alamos National Laboratory.
Que révèle l’histoire de sa découverte ?
Les composés du bore étaient connus bien avant que l’élément soit isolé. En 1808, Humphry Davy a annoncé sa découverte, tandis que Joseph-Louis Gay-Lussac et Louis-Jacques Thénard l’ont obtenu indépendamment la même année. L’Institut UTINAM du CNRS rappelle que des substances contenant des borates étaient utilisées dans l’Antiquité. Le nom « bore » est associé au borax, dont les appellations ont elles-mêmes des racines anciennes.
Le bore est donc un élément discret dans la nature, mais important par la diversité de ses composés. Le borax et l’acide borique contribuent à des matériaux courants, tandis que l’absorption des neutrons par le bore-10 lui confère un rôle dans des applications nucléaires spécialisées.