Vous rencontrez le cadmium dans des objets ou des procédés très différents, des batteries rechargeables aux revêtements anticorrosion. Cet élément métallique est toutefois peu abondant et sa toxicité impose des précautions particulières. Sa place dans le tableau périodique, son association fréquente avec le zinc et les propriétés de certains de ses composés expliquent à la fois ses usages et les limites de son emploi.
Où trouve-t-on le cadmium dans la nature ?
Le cadmium est présent en faibles quantités dans la croûte terrestre. Il se trouve souvent mêlé aux minerais de zinc, notamment à la sphalérite, où il peut remplacer une partie du zinc dans la structure cristalline. La greenockite, un sulfure de cadmium de formule CdS, est un minerai propre au cadmium, mais elle est généralement associée aux minerais de zinc. Selon l’Université de Los Alamos, presque tout le cadmium est récupéré comme sous-produit du traitement de minerais de zinc, de cuivre ou de plomb.
Cette origine explique que la production de cadmium soit liée à celle d’autres métaux plutôt qu’à une extraction dédiée. En France, L’Élémentarium indique que la production minière de cadmium a cessé après la fermeture, en décembre 1993, du gisement de zinc-germanium-argent de Saint-Salvy.
Que révèle sa place dans le tableau périodique ?
Le cadmium porte le symbole Cd et le numéro atomique 48, qui correspond au nombre de protons de son noyau. Il appartient au groupe 12 et à la période 5. Sa configuration électronique, [Kr]5s² 4d¹⁰, montre que sa sous-couche 4d est remplie. Dans ses composés courants, il forme surtout des ions Cd²⁺, c’est-à-dire des atomes ayant perdu deux électrons.
Cette proximité chimique avec le zinc contribue à leur présence conjointe dans certains minerais. Le cadmium est un métal solide à température ambiante, relativement mou et malléable. Il fond à 321,07 °C. Sa masse atomique est de 112,414 u : cette valeur représente la moyenne pondérée des masses de ses isotopes naturels selon leur abondance, et non la masse d’un seul atome. Dans la famille des métaux de transition, il se situe entre le zinc et le mercure, dans le groupe 12.
À quoi sert-il dans l’industrie ?
Le cadmium est utilisé dans les accumulateurs nickel-cadmium (Ni-Cd), qui stockent et restituent l’énergie électrique. Il sert aussi à réaliser des revêtements métalliques : une fine couche déposée sur une pièce peut la protéger de la corrosion. L’US Geological Survey cite également les pigments et le tellurure de cadmium, un matériau employé dans certaines cellules photovoltaïques.
Plusieurs usages reposent non sur le métal pur, mais sur ses composés. Le sulfure de cadmium (CdS) est un pigment jaune. D’autres composés ont servi dans des matériaux luminescents, notamment pour les écrans à tube cathodique. Ces applications ont évolué avec l’arrivée d’autres matériaux et la prise en compte des risques liés au cadmium.
Pourquoi sa toxicité compte-t-elle ?
Le cadmium et certains de ses composés sont toxiques. Le risque dépend notamment de la forme chimique et de la voie d’exposition : l’inhalation de poussières ou de fumées est un enjeu particulier dans les environnements professionnels. L’Institut UTINAM du CNRS rappelle que le métal peut être dangereux pour la santé et que ses usages, notamment dans les revêtements et les batteries, exposent à des enjeux sanitaires et environnementaux.
Le cadmium n’a pas de rôle biologique nécessaire connu chez l’être humain. Sa présence dans l’environnement peut résulter de sources naturelles, mais aussi d’activités comme l’extraction et la métallurgie. La prudence concerne surtout la fabrication, la manipulation et la fin de vie des produits qui en contiennent : les batteries usagées ne doivent pas être jetées avec les ordures ménagères et doivent suivre une filière de collecte adaptée.