Zinc

Le zinc est le métal de la protection : en se corrodant à la place de l’acier, il le préserve de la rouille. C’est aussi un ingrédient du laiton, des piles, des crèmes solaires minérales et un oligo-élément indispensable à l’immunité et à la cicatrisation.

Fiche d’identité

Propriétés

Le zinc est un métal gris bleuté, cassant à froid mais malléable entre 100 et 150 °C, de masse volumique 7,14 g/cm³. Il fond à basse température pour un métal et se vaporise facilement, ce qui a longtemps compliqué sa production : chauffé avec son minerai, il s’échappait sous forme de vapeur.

À l’air, il se couvre d’une couche de carbonate basique de zinc, terne et protectrice. Il est plus facilement oxydable que le fer : placé au contact de l’acier, il s’oxyde en premier et protège ce dernier, même aux endroits rayés. C’est la protection cathodique (voir oxydoréduction).

Isotopes

Le zinc naturel compte cinq isotopes stables : zinc 64 (environ 49 %), 66, 68, 67 et 70.

Où le trouve-t-on ?

Le principal minerai est la sphalérite (ou blende), sulfure de zinc souvent associé à la galène (plomb) et à des traces de cadmium, d’indium, de germanium et de gallium, récupérés lors du raffinage. La smithsonite et la calamine (carbonates et silicates) ont été exploitées autrefois.

Production

La Chine est le premier producteur, devant le Pérou, l'Australie, l'Inde et les États-Unis. Le minerai concentré est grillé pour obtenir de l’oxyde de zinc, dissous dans l’acide sulfurique, puis le zinc est déposé par électrolyse : c’est la voie de plus de 90 % de la production mondiale, d’environ 13 millions de tonnes par an.

Usages

Rôle biologique et toxicité

Le zinc est un oligo-élément essentiel : il participe à l’activité de plus de 300 enzymes et stabilise la structure de nombreuses protéines, notamment les « doigts de zinc » qui permettent à certaines protéines de se fixer à l'ADN. Il est nécessaire à la croissance, à l’immunité, à la cicatrisation, au goût et à l’odorat, et à la fertilité.

Le corps adulte en contient environ 2 à 3 g. Les besoins sont de l’ordre de 8 à 14 mg par jour selon le sexe et l’alimentation ; huîtres, viandes, fromages, céréales complètes et légumes secs en sont les meilleures sources (voir minéraux et oligo-éléments). La carence en zinc est fréquente dans les pays à faible revenu, où elle contribue au retard de croissance et à la gravité des diarrhées infantiles.

L’excès, généralement lié à des compléments à forte dose, provoque nausées et, à long terme, une carence en cuivre. L’inhalation de fumées d’oxyde de zinc, lors du soudage d’acier galvanisé, cause une « fièvre des fondeurs », pénible mais passagère.

Histoire du nom

Le laiton est fabriqué depuis l’Antiquité, en chauffant du cuivre avec du minerai de zinc, sans que l’on isole le métal. Le zinc métallique est produit en quantité dans le nord-ouest de l'Inde, à Zawar (Rajasthan), à partir du XIIᵉ siècle environ, grâce à une distillation qui recueillait la vapeur de zinc ; la Chine le produit aussi à grande échelle à partir du XVIᵉ siècle. En Europe, le chimiste allemand Andreas Sigismund Marggraf décrit en 1746 une méthode d’isolement, et l’Anglais William Champion fonde la première usine européenne vers 1740. Le nom vient de l’allemand Zink, employé par Paracelse au XVIᵉ siècle, peut-être d’après Zinke, « pointe », en raison de la forme des cristaux.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que l’acier galvanisé ?

C’est un acier recouvert d’une couche de zinc, généralement par trempage dans un bain de zinc fondu à environ 450 °C. Le zinc protège l’acier pendant des décennies.

Le zinc renforce-t-il l’immunité ?

Une carence affaiblit l’immunité, et la corriger est bénéfique. Chez une personne bien nourrie, un supplément n’apporte pas de bénéfice démontré et un excès peut être néfaste.

Pourquoi les toits de Paris sont-ils en zinc ?

Le zinc laminé, léger, malléable et bon marché, s’est imposé au XIXᵉ siècle pour couvrir les combles des immeubles haussmanniens. Il dure plusieurs décennies.