Le baryum, ce métal rare très utilisé dans la prospection pétrolière
Au beau temps de la photographie argentique, le baryum donnait des tirages avec un blanc inaltérable. Aujourd’hui, la majeure partie du baryum exploité sert à la prospection pétrolière à grande profondeur. Non sans dommages pour l’environnement.
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Est-ce que le baryum est un métal ?
Du grec “bary”, lourd, le baryum (symbole Ba, numéro atomique 56) est un métal mou de couleur blanc argenté, alcalino-terreux que l’on ne trouve de ce fait pas sous sa forme élémentaire, car il s’oxyde rapidement.
Il est principalement présent dans les roches ignées – issues du magma – et en combinaison avec d’autres produits chimiques tels que le soufre ou le carbone, et avec l’oxygène. Il l’est près d’autres sources de minéraux tel que le magnésium, le manganèse et des filons fluorés.
Le minéral de baryum le plus répandu est le barytine ou sulfate de baryum, les autres étant des mélanges de carbonate : la benstonite, la norséthite, la withérite.
Qui a découvert le baryum ?
En 1630, le Bolognais Vincenzo Cascariolo chauffa de la baryte et constata qu’elle était luminescente dans l’obscurité. Ce phénomène fut appelé « la boule lumineuse de Bologne ».
Mais c’est véritablement le célèbre chimiste suédois Carl Wilhem Scheele, qui découvrit en 1774 ce métal dans des minerais de dioxyde de manganèse. Puis le chimiste britannique Sir Humphry Davy l’isola en 1808.
Les principales propriétés chimiques du baruym
Avec une densité équivalente à celle du mercure, il est quasiment insoluble dans l’eau et très peu dans les solvants classiques. Il est le sel le plus insoluble connu.
Mais il s’agit d’une exception à la règle. La plupart des autres sels sont non seulement solubles dans l’eau, mais le sont d’autant plus qu’ils sont acides.
Par ailleurs, sa couleur blanche en fait un très bon opacifiant. Ce métal absorbe également très bien les rayons X et Gamma.
Danger du baruym
Il réagit violemment au contact de l’eau, en donnant de l’hydroxyde de baryum très toxique et qui réagit lui-même violemment en présence d’acides.
Quelles sont les utilisations du baruym ?
Baryum et forages pétroliers
Les trois quarts de ce métal exploité sont voués aux boues de forage à grande profondeur (2000 à 7000m) de l’exploitation du pétrole. La grande densité du sulfate de baryum sert à stabiliser le trou de forage et à lubrifier l’outil de forage, et à éviter les fuites de gaz.
La Chine est le premier producteur avec 44% de la production mondiale, les autres étant l’Inde, les États-Unis et le Maroc. Les principaux pays consommateurs sont ceux où l’activité de forage d’hydrocarbures est importante, les États-Unis, les pays du Golfe, ceux riverains de la Mer du Nord, la Chine, la Russie.
En France, la mine de Chaillac, en Indre, premier gisement européen avec une production de 80 000 tonnes par an, a cessé d’être exploitée en 2006.
Baryum et photographie argentique
Le papier baryté a accompagné les grandes heures de la photographie argentique. Ce carton épais recouvert d’une émulsion sensible et d’une couche de sulfate de baryum rend toutes les nuances de blanc, qui de surcroît ne jaunissent pas avec le temps. Les galeries d’exposition et musées y recourent toujours, dans une version au Ph neutre, ce qui permet d’envisager une durée de conservation d’environ 400 ans.
Baryum et radiographie médicale
A la fois insoluble dans les sucs gastriques et disposant d’une forte absorption des rayons X, le sulfate de baryum est toujours utilisé en radiographie de l’appareil digestif.
Les radiographies au baryum servent à une investigation précise en cas d’éventuelle pathologie (ulcération, tumeur, varice œsophagienne), car elles permettent une mise en évidence de la muqueuse de l’œsophage, de l’estomac et de l’intestin grêle.
Une variante en est la fluoroscopie, où le métal permet de suivre les contractions du tube digestif au fur et à mesure de la progression des aliments.
Baryum et électronique
Le titanate de baryum est un composé très utilisé en électronique, pour la fabrication de condensateurs de type “chips”, soudables sur circuit imprimé.
Ce métal étant très réactif vis-à-vis de l’oxygène est utilisé pour piéger les gaz dans les dispositifs sous vide comme les tubes cathodiques ou les capteurs thermiques à tube.
Pourquoi le baryum est éco toxique ?
Baryum : air et eau
A l’état naturel, les eaux les moins riches en sulfate sont les plus susceptibles d’êtres chargées en baryum. Ainsi, les eaux sous influence maritime sont-elles les plus épargnées. Les eaux les plus riches en matières organiques sont également les plus concernées. Ainsi en France, de celles des Vosges ou du Massif Central.
Mais la réelle concentration de ce métal dans l’environnement est liée à l’activité humaine. L’exploitation pétrolière, le raffinage pétrolier et la combustion du charbon émettent du baryum dans l’air, les procédés industriels en disséminent dans les eaux de surface, qui polluent alors lacs, fleuves et rivières, pollution bioaccumulable dans les poissons et autres organismes aquatiques.
Dans les sols, sa concentration reste faible, à l’exception des sites de déchets dangereux.
La question s’est, par exemple, posée au Canada, où la contamination a été étudiée dans l’eau potable et dans les aliments. La concentration admise y est supérieure (2mg/L) au seuil de recommandation fixé par l’OMS.
Baryum et santé humaine
Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) n’a pas classé cette substance comme cancérogène. Mais une exposition chronique est susceptible d’affecter le foie et les reins. De surcroît, il est stocké dans les os, auxquels il peut créer des lésions.
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