Dans les objets du quotidien, le cobalt est rarement utilisé seul. Il entre plutôt dans des matériaux conçus pour leurs propriétés magnétiques, leur résistance à la chaleur ou leur couleur. Son symbole est Co : il s’agit de l’élément de numéro atomique 27, solide à température ambiante, dont la masse atomique est de 58,93319 u. Cette masse atomique est déterminée par l’isotope naturel stable cobalt 59, comme le précise la Commission internationale des masses atomiques.
Où trouve-t-on le cobalt ?
Le cobalt est présent dans la croûte terrestre, mais il est rarement extrait d’un gisement constitué uniquement de ce métal. Il accompagne surtout des minerais de cuivre et de nickel : sa récupération dépend donc souvent de l’exploitation et du traitement de ces autres métaux. La fiche de l’Élémentarium décrit ces associations et les différentes formes sous lesquelles le cobalt est produit.
Après extraction, le minerai est traité pour séparer et concentrer les éléments recherchés. Le cobalt obtenu peut ensuite être commercialisé sous forme métallique ou transformé en composés, par exemple en sulfate ou en oxyde. Ces formes n’ont pas toutes les mêmes propriétés ni les mêmes usages : parler de « cobalt » peut désigner l’élément dans un alliage, un ion dans un composé ou une matière première issue du traitement du minerai.
Le nom vient de l’allemand Kobold, associé à un esprit des mines dans le folklore germanique. Il rappelle les difficultés rencontrées par les mineurs qui traitaient certains minerais pour en extraire des métaux. Le chimiste Georg Brandt a identifié le cobalt comme un élément distinct au XVIIIe siècle, en 1735 selon les données de la fiche de l’élément du Los Alamos National Laboratory.
Pourquoi est-il classé parmi les métaux de transition ?
Dans le tableau périodique, le cobalt appartient à la période 4 et au groupe 9, dans le bloc d. Il fait partie des métaux de transition, une famille dont les éléments possèdent des électrons dans une sous-couche d. Cette configuration contribue à la diversité de leurs comportements chimiques et de leurs usages en alliage.
Le cobalt forme notamment des ions aux états d’oxydation +2 et +3. Un état d’oxydation décrit la charge formelle attribuée à un atome dans un composé ; il aide à distinguer les formes chimiques d’un même élément. Le cobalt métallique, un sel de cobalt(II) et un composé de cobalt(III) ne sont donc pas interchangeables, même s’ils contiennent le même élément.
Quels objets et matériaux en contiennent ?
Une part importante des usages du cobalt repose sur ses propriétés lorsqu’il est combiné à d’autres métaux. Il entre dans des alliages résistants, notamment pour des pièces exposées à des températures élevées, ainsi que dans certains aciers et matériaux magnétiques. L’alnico, alliage à base d’aluminium, de nickel et de cobalt, sert à fabriquer des aimants permanents. Des alliages cobalt-chrome-tungstène sont employés pour des outils de coupe et des pièces soumis à des conditions exigeantes.
Certains composés de cobalt jouent aussi un rôle dans les cathodes de batteries rechargeables, où ils participent aux réactions électrochimiques qui permettent le stockage et la restitution de l’énergie. La composition exacte varie selon la chimie de la batterie : toute batterie rechargeable ne contient donc pas nécessairement du cobalt.
Autre usage très visible : les pigments. Des composés de cobalt donnent des bleus durables au verre, aux céramiques, aux émaux et aux glaçures. Le bleu de cobalt est ainsi lié à la chimie de composés du métal, et non à une propriété identique du cobalt sous toutes ses formes.
Le cobalt est-il dangereux ?
Le risque dépend de la forme chimique, de la quantité et de la voie d’exposition. Le métal massif, une poussière inhalée et un sel soluble ne présentent pas les mêmes conditions d’exposition. Certaines substances contenant du cobalt font l’objet de classements de danger spécifiques ; l’INRS détaille les risques et précautions dans sa fiche toxicologique sur le cobalt et ses composés minéraux. Il faut donc évaluer la substance précise et consulter sa fiche de données de sécurité avant toute manipulation.