Les métaux

Faits sur le cuivre



Utilisations, ressources, approvisionnement, demande et production de cuivre


Republié du USGS Fact Sheet 1 et du Mineral Commodity Summary 2

Statue de la Liberté: En 1886, la Statue de la Liberté représentait la plus grande utilisation du cuivre dans une seule structure. Pour construire la statue, environ 80 tonnes de feuille de cuivre ont été coupées et martelées à une épaisseur d'environ 2,3 millimètres (3/32 pouce), soit environ celle de deux pièces de monnaie américaines placées ensemble. Photo

Le cuivre - un métal utilisé à travers les âges

Le cuivre a été l'un des premiers métaux extraits et utilisés par les humains, et il a apporté une contribution vitale au maintien et à l'amélioration de la société depuis l'aube de la civilisation. Le cuivre a été utilisé pour la première fois dans les pièces de monnaie et les ornements à partir d'environ 8000 av.J.-C., et vers 5500 av.J.-C., les outils en cuivre ont aidé la civilisation à émerger de l'âge de pierre. La découverte que le cuivre allié à l'étain produit du bronze a marqué le début de l'âge du bronze à environ 3000 av.

Aux États-Unis, un morceau de ce que l'on pense être un bracelet en cuivre a été trouvé dans un enterrement amérindien sur la plaine côtière de Géorgie en 2017. L'enterrement était une crémation datant d'environ 3500 ans. Le cuivre contient des oligo-éléments qui le relient aux gisements géologiques de la région des Grands Lacs. Ces découvertes suggèrent une connexion commerciale à longue distance entre la Géorgie et la région des Grands Lacs, une distance plus grande que jamais connue auparavant. 3

Le cuivre est facilement étiré, moulé et façonné; résiste à la corrosion; et conduit efficacement la chaleur et l'électricité. En conséquence, le cuivre était important pour les premiers humains et continue d'être un matériau de choix pour une variété d'applications domestiques, industrielles et de haute technologie aujourd'hui.

Utilisations du cuivre: Ce graphique montre comment le cuivre a été utilisé aux États-Unis en 2017 par secteur industriel. À titre d'exemple: le cuivre utilisé dans la construction de bâtiments aurait pu être utilisé pour le câblage, la plomberie, l'étanchéité et de nombreux autres types d'utilisation individuels. Les données de ce graphique proviennent du résumé des produits miniers de la Commission géologique des États-Unis pour 2018.

Comment utilisons-nous le cuivre aujourd'hui?

À l'heure actuelle, le cuivre est utilisé dans la construction de bâtiments, la production et la transmission d'électricité, la fabrication de produits électroniques et la production de machines industrielles et de véhicules de transport. Le câblage et la plomberie en cuivre font partie intégrante des appareils électroménagers, des systèmes de chauffage et de refroidissement et des liaisons de télécommunications utilisés quotidiennement dans les maisons et les entreprises. Le cuivre est un composant essentiel des moteurs, du câblage, des radiateurs, des connecteurs, des freins et des roulements utilisés dans les voitures et les camions. La voiture moyenne contient 1,5 kilomètre (0,9 mile) de fil de cuivre, et la quantité totale de cuivre varie de 20 kilogrammes (44 livres) dans les petites voitures à 45 kilogrammes (99 livres) dans les véhicules de luxe et hybrides.

Pièce romaine: Le cuivre a été l'un des premiers métaux utilisés pour fabriquer des pièces de monnaie, et cette pratique a commencé vers 8000 av. La pièce ci-dessus est un follis romain avec une image de Constantius I. Photo

Utilisations anciennes du cuivre

Comme dans les temps anciens, le cuivre reste une composante de la monnaie utilisée dans de nombreux pays, mais de nombreux nouveaux usages ont été identifiés. L'une des applications les plus récentes du cuivre comprend son utilisation sur des surfaces fréquemment touchées (telles que les poignées de porte en laiton), où les propriétés antimicrobiennes du cuivre réduisent le transfert de germes et de maladies. Les fabricants de semi-conducteurs ont également commencé à utiliser du cuivre pour les circuits des puces en silicium, ce qui permet aux microprocesseurs de fonctionner plus rapidement et d'utiliser moins d'énergie. Il a également été récemment constaté que les rotors en cuivre augmentent l'efficacité des moteurs électriques, qui sont d'importants consommateurs d'énergie électrique.

Le cuivre dans les automobiles: Le cuivre est un composant essentiel des moteurs, du câblage, des radiateurs, des connecteurs, des freins et des roulements utilisés dans les voitures et les camions. La voiture moyenne contient 1,5 kilomètre (0,9 mile) de fil de cuivre, et la quantité totale de cuivre varie de 20 kilogrammes (44 livres) dans les petites voitures à 45 kilogrammes (99 livres) dans les véhicules de luxe et hybrides. Photo

Quelles propriétés rendent le cuivre utile?

Les excellentes propriétés d'alliage du cuivre l'ont rendu inestimable lorsqu'il est combiné avec d'autres métaux, tels que le zinc (pour former le laiton), l'étain (pour former le bronze) ou le nickel. Ces alliages ont des caractéristiques souhaitables et, en fonction de leur composition, sont développés pour des applications hautement spécialisées. Par exemple, un alliage cuivre-nickel est appliqué sur les coques des navires car il ne se corrode pas dans l'eau de mer et réduit l'adhérence de la vie marine, comme les bernacles, réduisant ainsi la traînée et augmentant le rendement énergétique. Le laiton est plus malléable et a de meilleures propriétés acoustiques que le cuivre pur ou le zinc; par conséquent, il est utilisé dans une variété d'instruments de musique, y compris les trompettes, les trombones, les cloches et les cymbales.

Le saviez-vous? Au moins 160 minéraux contenant du cuivre ont été identifiés dans la nature; certains des minéraux les plus connus sont la chalcopyrite, la malachite, l'azurite et la turquoise.

Cuivre dans les pierres précieuses: Le cuivre est un élément important dans un certain nombre de pierres précieuses telles que la turquoise, l'azurite, la malachite et la chrysocolle. Il confère à ces minéraux leur couleur verte ou bleue et leur densité élevée. Les cabochons illustrés ci-dessus sont quelques-unes des nombreuses pierres précieuses extraites en Arizona.

Types de dépôts de cuivre

Le cuivre se présente sous de nombreuses formes, mais les circonstances qui contrôlent comment, quand et où il est déposé sont très variables. En conséquence, le cuivre se trouve dans de nombreux minéraux différents. La chalcopyrite est le plus abondant et le plus important économiquement des minéraux de cuivre.

La recherche conçue pour mieux comprendre les processus géologiques qui produisent les gisements minéraux, y compris les gisements de cuivre, est une composante importante du programme des ressources minérales de l'USGS. Les gisements de cuivre sont généralement classés en fonction de la formation des gisements. Les gisements de cuivre porphyrique, associés aux intrusions ignées, produisent environ les deux tiers du cuivre mondial et sont donc le type de gisement de cuivre le plus important au monde. De grands gisements de cuivre de ce type se trouvent dans les régions montagneuses de l'ouest de l'Amérique du Nord et dans les Andes d'Amérique du Sud.

Un autre type important de gisement de cuivre - le type contenu dans les roches sédimentaires - représente environ un quart des ressources en cuivre identifiées dans le monde. Ces dépôts se trouvent dans des zones telles que la ceinture de cuivre de l'Afrique centrale et le bassin de Zechstein en Europe de l'Est.

Les gisements de cuivre individuels peuvent contenir des centaines de millions de tonnes de roches contenant du cuivre et sont généralement mis en valeur en utilisant des méthodes d'exploitation à ciel ouvert. Les opérations minières, qui suivent généralement la découverte de minerai de nombreuses années, durent souvent des décennies. Bien que de nombreuses exploitations minières historiques n'étaient pas tenues de mener leurs activités minières de manière à réduire leur impact sur l'environnement, les réglementations fédérales et étatiques actuelles exigent que les exploitations minières utilisent des pratiques écologiquement rationnelles pour minimiser les effets du développement minier sur la santé humaine et l'écosystème. .

La recherche environnementale minérale de l'USGS permet de caractériser les interactions naturelles et humaines entre les gisements de cuivre et les écosystèmes aquatiques et terrestres environnants. La recherche aide à définir les conditions de base naturelles avant le début de l'exploitation et après la fermeture de la mine. Les scientifiques de l'USGS étudient les variables climatiques, géologiques et hydrologiques pour mieux comprendre les interactions ressources-environnement.

Extraction de cuivre en Arizona: L'Arizona produit plus de cuivre que tout autre État. Cette brève histoire montre comment l'extraction du cuivre en Arizona a construit un État et changé une nation.

Le saviez-vous? Les États-Unis étaient le premier producteur mondial de cuivre jusqu'en 2000; à partir de 2000, le Chili est devenu le premier producteur mondial de cuivre.

Offre, demande et recyclage du cuivre

La production (offre) et la consommation (demande) de cuivre dans le monde ont considérablement augmenté au cours des 25 dernières années. Alors que de grands pays en développement sont entrés sur le marché mondial, la demande de produits minéraux, y compris le cuivre, a augmenté. Au cours des 20 dernières années, la région andine d'Amérique du Sud est devenue la région du cuivre la plus productive du monde. En 2007, environ 45% du cuivre mondial a été produit à partir des Andes; les États-Unis en ont produit 8%. La quasi-totalité du cuivre produit aux États-Unis provient, par ordre décroissant de production, de l'Arizona, de l'Utah, du Nouveau-Mexique, du Nevada ou du Montana.

Le risque de perturbation de l'approvisionnement mondial en cuivre est considéré comme faible car la production de cuivre est dispersée à l'échelle mondiale et n'est pas limitée à un seul pays ou une seule région. En raison de son importance dans la construction et la transmission d'énergie, cependant, l'impact de toute interruption de l'approvisionnement en cuivre serait élevé.

Le cuivre est l'un des métaux les plus recyclés de tous; environ un tiers du cuivre consommé dans le monde est recyclé. Le cuivre recyclé et ses alliages peuvent être refondus et utilisés directement ou retraités en cuivre affiné sans perdre aucune des propriétés chimiques ou physiques du métal.

Extraction de cuivre en Arizona: L'Arizona produit plus de cuivre que tout autre État. Cette brève histoire montre comment l'extraction du cuivre en Arizona a construit un État et changé une nation.

Mine de cuivre de l'Utah: Visible depuis l'espace, la mine de cuivre de Bingham Canyon dans l'Utah a produit plus de 12 millions de tonnes de cuivre porphyrique. La mine est plus de 4 kilomètres (2,5 miles) de diamètre au sommet et 800 mètres (0,5 mile) de profondeur et est l'une des merveilles d'ingénierie du monde. Photographie de C.G. Cunningham, USGS.

Le saviez-vous? Le cuivre est nécessaire à la santé humaine; les meilleures sources de cuivre alimentaire sont les fruits de mer, les viandes d'organes, les grains entiers, les noix, les raisins secs, les légumineuses et le chocolat.

Comment assurer un approvisionnement suffisant en cuivre pour l'avenir?

Pour aider à prévoir où les futures ressources en cuivre pourraient être localisées, les scientifiques de l'USGS étudient comment et où les ressources en cuivre connues sont concentrées dans la croûte terrestre et utilisent ces connaissances pour évaluer le potentiel des ressources en cuivre non découvertes. L'USGS a élaboré et perfectionné des techniques pour évaluer le potentiel des ressources minérales afin de soutenir l'intendance des terres fédérales et de mieux évaluer la disponibilité des ressources minérales dans un contexte mondial.

Dans les années 1990, l'USGS a effectué une évaluation des ressources en cuivre des États-Unis et a conclu qu'il restait presque autant de cuivre à trouver qu'il en avait déjà été découvert. Plus précisément, l'USGS a constaté qu'environ 350 millions de tonnes de cuivre avaient été découvertes et estimé qu'environ 290 millions de tonnes de cuivre restaient à découvrir aux États-Unis.

Consommation de cuivre: Les qualités du cuivre qui en ont fait le matériau de choix pour une variété d'applications domestiques, industrielles et de haute technologie ont entraîné une augmentation régulière de la consommation mondiale de cuivre. Les études de l'USGS sur la consommation de cuivre montrent des tendances intéressantes pour la période de 1990 à 2012. La consommation de cuivre dans les économies émergentes, comme la Chine et l'Inde, a considérablement augmenté, tandis que le taux de consommation aux États-Unis a légèrement baissé. Jusqu'en 2002, les États-Unis étaient le premier consommateur de cuivre et utilisaient chaque année environ 16% du cuivre raffiné mondial (environ 2,4 millions de tonnes). En 2002, les États-Unis ont été dépassés par la Chine en tant que premier utilisateur mondial de cuivre affiné. L'économie en plein essor de la Chine a contribué à quadrupler sa consommation annuelle de cuivre affiné au cours des 12 années 2000 à 2012. Graphique USGS.

Le saviez-vous? Avant 1982, le penny américain était entièrement en cuivre; depuis 1982, le sou américain n'est recouvert que de cuivre.

Évaluation mondiale des ressources en cuivre

L'USGS a évalué le cuivre non découvert dans deux types de gisements qui représentent environ 80% de l'approvisionnement mondial en cuivre. Les gisements de cuivre porphyrique représentent environ 60% du cuivre mondial. Dans les gisements de cuivre porphyrique, les minerais de cuivre sont disséminés dans les intrusions ignées. Les gisements de cuivre stratifiés liés aux sédiments, dans lesquels le cuivre est concentré en couches dans les roches sédimentaires, représentent environ 20% des ressources en cuivre identifiées dans le monde. À l'échelle mondiale, les mines de ces deux types de gisements produisent environ 12 millions de tonnes de cuivre par an.

Cette étude a pris en compte le potentiel de dépôts exposés et cachés à moins d'un kilomètre de la surface pour les dépôts de porphyre et jusqu'à 2,5 kilomètres de la surface pour les dépôts stratifiés liés aux sédiments. Pour les gisements de porphyre, 175 secteurs ont été délimités; 114 secteurs contiennent 1 ou plusieurs gisements identifiés. Cinquante parcelles ont été délimitées pour les dépôts de cuivre stratifiés liés aux sédiments; 27 contiennent 1 ou plusieurs gisements identifiés.

Les résultats de l'évaluation sont fournis par type de gisement pour 11 régions (tableau 1). La moyenne totale des ressources non découvertes pour les gisements de porphyre est de 3 100 millions de tonnes, et la moyenne totale des ressources non découvertes pour les dépôts de sédiments est de 400 millions de tonnes, pour un total mondial de 3 500 millions de tonnes de cuivre. Les fourchettes d'estimation des ressources (entre le 90e et le 10e centile) reflètent l'incertitude géologique du processus d'évaluation. Environ 50 pour cent du total mondial se produit en Amérique du Sud, en Asie centrale du Sud et en Indochine, et en Amérique du Nord combinés.

Carte des gisements de cuivre: Répartition des gisements de cuivre connus en 2008. Le rouge indique le cuivre associé aux intrusions ignées (gisements de cuivre porphyrique) et le bleu indique le cuivre contenu dans les roches sédimentaires (gisements de cuivre hébergés dans les sédiments). Carte de l'USGS. Agrandir la carte.

Le saviez-vous? Le cuivre est l'un des rares métaux présents dans la nature sous forme native. Pour cette raison, il a été l'un des premiers métaux utilisés par les peuples anciens, et il continue d'être un métal important aujourd'hui.

Amérique du sud possède les plus grandes ressources de cuivre identifiées et non découvertes (environ 20 pour cent du montant total non découvert). Les plus grands gisements de porphyre du monde sont exploités dans cette région. Le Chili et le Pérou figurent parmi les principaux pays producteurs de cuivre au monde.

Amérique centrale et Caraïbes abrite deux gisements de cuivre porphyrique géants non développés (> 2 millions de tonnes de cuivre) au Panama. La plupart des ressources non découvertes se trouvent dans une ceinture qui s'étend du Panama au sud-ouest du Mexique.

Amérique du Nord abrite des parcelles de cuivre porphyrique hautement minéralisées qui comprennent des gisements de porphyre supergéants (> 25 millions de tonnes de cuivre) dans le nord du Mexique, l'ouest des États-Unis et l'Alaska, ainsi que des gisements géants dans l'ouest du Canada. Les ressources estimées de cuivre porphyrique non découvertes sont approximativement égales aux ressources identifiées.
Les principaux États producteurs de cuivre aux États-Unis sont l'Arizona, l'Utah, le Nouveau-Mexique, le Nevada et le Montana. Aux États-Unis, on estime que les gisements de cuivre stratifiés liés aux sédiments non découverts dans le Michigan, le Montana et le Texas contiennent environ trois fois plus de cuivre que ce qui a été identifié. Deux gisements géants sont connus, au Michigan et au Montana.

Principaux producteurs de cuivre
(En milliers de tonnes métriques)
PaysProduction (tonnes métriques)
Australie920,000
Canada620,000
Chili5,330,000
Chine1,860,000
Congo850,000
Indonésie650,000
Mexique755,000
Pérou2,390,000
États Unis1,270,000
Zambie755,000
Autres pays4,300,000
Total19,700,000
Données des résumés des produits minéraux de l'USGS (2017)

Asie du nord-est est relativement sous-exploré, avec des ressources en cuivre porphyrique identifiées modestes et un seul gisement de cuivre porphyrique géant identifié. Cependant, les ressources moyennes non découvertes sont estimées assez importantes. Cette région a le plus grand ratio de ressources non découvertes aux ressources identifiées dans l'étude.

Asie centrale du nord possède 35 gisements de cuivre porphyrique, dont un gisement supergéant en Mongolie et un gisement géant au Kazakhstan. On estime que la zone du tractus contient environ trois fois la quantité de ressources en cuivre porphyrique identifiées. Cette région abrite également trois gisements de cuivre stratabound hébergés dans des sédiments géants, au Kazakhstan et en Russie. L'USGS estime qu'il peut y avoir autant de cuivre stratabound hébergé dans les sédiments qu'il a déjà été découvert.

Asie centrale du Sud et Indochine sont moins explorées que de nombreuses autres parties du monde; cependant, quatre gisements géants de cuivre porphyrique ont été identifiés à ce jour sur le plateau tibétain. Les gisements de cuivre porphyrique non découverts peuvent contenir huit fois la quantité de cuivre identifiée.

Archipels d'Asie du Sud-Est hébergent des gisements de cuivre porphyrique de classe mondiale riches en or tels qu'une supergéante en Indonésie et environ 16 gisements géants en Indonésie, en Papouasie-Nouvelle-Guinée et aux Philippines. Bien que certaines parties de la région soient bien explorées, les ressources en porphyre non découvertes dépasseront probablement les ressources identifiées.

Australie-orientale possède un gisement de cuivre porphyrique géant et plusieurs petits gisements de porphyre. Des ressources modestes non découvertes sont attendues sous couvert. L'Australie est un important producteur de cuivre depuis des décennies.

Europe de l'Est et Asie du Sud-Ouest ont été exploités pour le cuivre depuis l'Antiquité, et des gisements de cuivre porphyrique géant ont récemment été identifiés. Le cuivre non découvert devrait représenter environ le double des ressources identifiées, à la fois pour les gisements de porphyre le long d'une ceinture allant de la Roumanie à la Turquie et à l'Iran et pour les gisements stratobound hébergés dans les sédiments en Afghanistan.

Informations sur le cuivre
1 Copper - A Metal for the Ages, par Jeff Doebrich et Linda Masonic, United States Geological Survey, Fiche d'information 2009-3031, mai 2009.
2 Cuivre, par Daniel M. Flanagan, United States Geological Survey, Mineral Commodity Summary for Copper, janvier 2018.
3 La découverte d'une bande de cuivre montre des Amérindiens engagés dans le commerce plus largement que ce que l'on pensait auparavant, article du site Web de l'Université de Binghamton, 2 août 2018.

Europe de l'Ouest possède le plus grand gisement de cuivre stratabound hébergé dans les sédiments au monde, en Pologne. On estime que les ressources en cuivre stratabound hébergées par les sédiments non découvertes dans le sud-ouest de la Pologne dépassent d'environ 30% les ressources identifiées.

Afrique et Moyen-Orient ont la plus grande accumulation au monde de gisements de cuivre stratifiés liés aux sédiments, avec 19 gisements géants dans la ceinture de cuivre de l'Afrique centrale en République démocratique du Congo et en Zambie. Il reste à découvrir d'importantes ressources en cuivre non découvertes.

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