Sciences · Éléments chimiques
Iridium
L’iridium (Ir, numéro atomique 77) est un métal du groupe du platine, extrêmement dense et le plus résistant à la corrosion. Une couche riche en iridium, vieille de 66 millions d’années, a révélé l’impact qui a éliminé les dinosaures.
Mis à jour le 4 min de lecture
L'iridium est l’un des éléments les plus rares de la croûte terrestre et l’un des métaux les plus résistants qui soient : aucun acide, pas même l’eau régale à froid, ne l’attaque. Il est surtout célèbre pour avoir fourni, en 1980, l’indice décisif de la chute d’un astéroïde à la fin du Crétacé.
Fiche d’identité
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Symbole | Ir |
| Numéro atomique | 77 |
| Masse atomique | 192,22 u |
| Famille | Métal de transition, métal du groupe du platine (groupe 9, période 6) |
| État à 20 °C | Solide |
| Fusion | environ 2 446 °C |
| Ébullition | plus de 4 100 °C |
| Découverte | 1803, Smithson Tennant |
| Abondance | environ 0,001 ppm dans la croûte terrestre |
Propriétés
L’iridium est un métal blanc argenté légèrement jaunâtre, très dur et cassant. Avec une masse volumique d’environ 22,56 g/cm³, il est le deuxième élément le plus dense, presque à égalité avec l’osmium (22,59 g/cm³) ; les mesures ont longtemps hésité entre les deux. Un litre d’iridium pèse plus de 22 kg.
Il est le métal le plus résistant à la corrosion : il n’est attaqué ni par les acides, ni par l’eau régale à température ordinaire, et ne s’oxyde à l’air qu’à très haute température. Son point de fusion élevé et sa rigidité le rendent difficile à travailler.
Isotopes
| Isotope | Part naturelle |
|---|---|
| Iridium 193 | environ 62,7 % |
| Iridium 191 | environ 37,3 % |
L'iridium 192, radioactif (période d’environ 74 jours), est une source gamma très utilisée pour la gammagraphie industrielle, c’est-à-dire le contrôle des soudures des pipelines et des cuves, et en curiethérapie de certains cancers (voir radioactivité).
L’anomalie d’iridium et la fin des dinosaures
L’iridium, comme les autres métaux du groupe du platine, a une grande affinité pour le fer : lors de la formation de la Terre, la plus grande partie a migré vers le noyau. La croûte en est donc très pauvre, alors que les météorites en contiennent bien davantage (voir météorites).
En 1980, le physicien Luis Alvarez, son fils géologue Walter Alvarez et leurs collègues Frank Asaro et Helen Michel publient l’analyse d’une fine couche d’argile marquant la limite entre le Crétacé et le Paléogène, près de Gubbio, en Italie. Elle contient environ trente fois plus d’iridium que les roches voisines. Ils proposent que cet iridium provienne d’un astéroïde d’une dizaine de kilomètres de diamètre, dont l’impact a provoqué l’extinction des dinosaures non aviens il y a environ 66 millions d’années. L’anomalie a été retrouvée dans le monde entier, et le cratère de Chicxulub, dans la péninsule du Yucatán au Mexique, a été identifié au début des années 1990 (voir extinctions de masse et dinosaures).
Où le trouve-t-on ?
L’iridium se trouve en alliages naturels avec l’osmium (osmiridium, iridosmine) et dans les minerais de platine et de nickel, notamment dans le complexe du Bushveld.
Production
L'Afrique du Sud fournit la grande majorité de l’iridium mondial, comme sous-produit de l’extraction du platine, devant la Russie et le Zimbabwe. La production totale n’est que de quelques tonnes par an, ce qui rend son prix très volatil.
Usages
| Usage | Détail |
|---|---|
| Hydrogène vert | catalyseur de l’anode des électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM) ; sa rareté pourrait freiner leur déploiement |
| Bougies d’allumage | électrodes longue durée des bougies haut de gamme |
| Creusets | fabrication de monocristaux pour les lasers et l’électronique, à très haute température |
| Électrochimie | électrodes en titane revêtues d’oxydes d’iridium (industrie chlore-soude, galvanoplastie) |
| Écrans | complexes d’iridium phosphorescents dans les écrans OLED |
| Médecine | sources radioactives d’iridium 192, électrodes de stimulateurs |
| Métrologie (historique) | alliage platine-iridium (90-10) du mètre-étalon de 1889 et du prototype international du kilogramme, en usage jusqu’en 2019 |
| Plumes | pointes des plumes de stylos haut de gamme |
Rôle biologique et toxicité
L’iridium n’a pas de rôle biologique. Le métal massif est considéré comme non toxique, et l’exposition de la population est négligeable. Les sources d’iridium 192 sont en revanche dangereuses : une source perdue ou mal manipulée peut provoquer des brûlures radiologiques graves.
Histoire du nom
En 1803, le chimiste britannique Smithson Tennant étudie le résidu noir qui reste quand on dissout le platine brut dans l’eau régale. Il y découvre deux nouveaux métaux. Le premier, dont les sels prennent des couleurs très variées, est nommé iridium, d’après Iris, déesse grecque de l’arc-en-ciel. Le second, à l’odeur caractéristique de son oxyde, est l’osmium (du grec osmê, « odeur »). Tennant reçoit pour cette découverte la médaille Copley de la Royal Society en 1804.
Questions fréquentes
Quel est le métal le plus dense ?
L’osmium, de très peu devant l’iridium : environ 22,59 g/cm³ contre 22,56. Les deux sont environ deux fois plus denses que le plomb.
Pourquoi l’iridium prouve-t-il un impact d’astéroïde ?
Il est très rare dans la croûte terrestre mais abondant dans les météorites. Une couche mondiale riche en iridium, datée d’un même instant géologique, indique qu’une énorme quantité de matière extraterrestre a été dispersée sur toute la planète.
Pourquoi l’iridium est-il si cher ?
Il n’en est produit que quelques tonnes par an, presque toutes en Afrique du Sud, alors que la demande des électrolyseurs et de l’électronique augmente.