Fiche pédagogique : Vous avez dit métaux ?
Mais de quoi sont-ils faits ?
Entrons dans la matière..

C'est ça les "atomes" ?

Tout l'univers est protons, électrons, neutrons.. ces particules, en se combinant les unes avec les autres dans la fournaise des étoiles mourantes, forment les atomes qui constituent notre planète comme tout ce qui vit dessus...

Et quand on parle de "matière" ?

Il existe une centaine d'espèces différentes d'atomes dans l'univers, le fer, le carbone, l'oxygène, l'or, l'aluminium, etc. Des atomes pas toujours indifférents entre eux, qui s'associent pour donner des édifices plus complexes comme par exemple les molécules.

Le rapport avec les métaux ?

Dans leur jeu de liaison avec d'autres éléments (par exemple l'oxygène, le soufre), les métaux ont la particularité de perdre un ou plusieurs électrons : les chimistes appellent cela une "oxydation".

Comment les reconnaît-on ?

Depuis le temps qu'ils sont sur terre, ils ont eu largement le temps de s'associer et de s'oxyder. Il n'y a quasiment que l'or, métal rare, qui ne se lie pas, et que l'on trouve à l'état natif. Pour les autres, on les retrouve oxydés sous forme de minerais qui attirent très tôt l'attention de l'homme par leur densité (plus lourds qu'un caillou ordinaire) et leur couleur souvent remarquable aux endroits où ils affleurent.. on ne pouvait passer à côté !

Comment passe-t-on du minerai au métal ?

L'histoire de l'humanité est parsemée de fabuleuses inventions et découvertes : celle des métaux en fait partie ! Le métal oxydé doit retrouver ses électrons perdus dans son association ; nous avons vu que perdre des électrons c'était "l'oxydation", en retrouver cela s'appelle la "réduction".. ou comment faire réapparaître un métal dissimulé.

Qui a trouvé la solution ?

Nos ancêtres, chimistes sans le savoir 5000 ans avant JC, une fois acquise la maîtrise du feu, et l'obtention de hautes températures dans des fours à poterie. Une roche contenant du cuivre s'est retrouvée dans un foyer et sans trop le savoir dans les conditions idéales à une "réduction" : la présence du charbon, une température adéquate et une atmosphère pauvre en oxygène. C'est probablement ainsi qu'on a vu apparaître le métal brillant et coloré que l'on connaît.

C'est ainsi qu'est née la métallurgie ?

En tout cas, c'est ainsi que l'homme a compris comment il était capable de provoquer cette "réduction" en mettant un minerais en présence d'un élément chimique tels que le carbone (charbon) et sous température élevée : un métal pouvait donc se trouver caché dans la roche, mais s'il en existait d'autres il allait falloir trouver dans quels minerais et travailler à leur condition d'extraction.

Et pour l'aluminium ?

Fasciné, l'homme a poursuivi ses recherches pour faire apparaître d'autres métaux : l'étain, le plomb, le fer.. Mais pour l'aluminium cela a été long. D'abord, le minéral dont il est issu, la Bauxite, a un aspect assez ordinaire. Ensuite, l'aluminium est si fortement oxydé que les méthodes de nos ancêtres ne suffisaient plus. Seul un réducteur plus fort que le carbone (comme le potassium ou le sodium) pouvaient réaliser chimiquement cette réduction. L'autre possibilité pour faire apparaître le métal est d'utiliser un courant électrique, c'est la méthode actuellement employée, connue des chimistes sous le nom d'électrolyse.

Bref, "l'alu il faut le faire" !

Cette histoire très fortement liée à celle de l'électricité, voilà justement le thème que les animateurs de l'exposition ont choisi de développer, en vous faisant participer à de nombreuses expériences.

Le programme d'animation de l'exposition L'âge de l'aluminium

Colonnes d'atomes, grossissement plus de 7 millions de fois

Aluminium au microscope

Four sur le site St Jean de Maurienne, Aluminium Pechiney