Particulièrement résistant et léger, le béryllium est utilisé pour fabriquer des téléphones portables, des missiles et des avions. Mais les travailleurs qui manipulent le métal doivent faire attention, car le béryllium en suspension dans l’air est connu pour être très toxique.

Nommé d’après beryllos, le nom grec du béryl minéral, l’élément était à l’origine connu sous le nom de glucinium — du grec glykys, signifiant « sucré » — pour refléter son goût caractéristique. Mais les chimistes qui ont découvert cette propriété unique du béryllium ont également constaté qu’il était en fait très toxique et ne devait donc jamais être goûté, selon Jefferson Lab. En fait, le métal, ses alliages et ses sels ne doivent être manipulés que conformément à des codes de travail spécifiques. Le béryllium est également classé comme cancérogène par le Centre international de recherche sur le cancer et il peut provoquer un cancer du poumon chez les personnes exposées quotidiennement au béryllium en raison de leurs occupations qui les obligent à extraire ou à traiter le métal, a déclaré le Dr. Lew Pepper, chercheur médical au Queens College Center for the Biology of Natural Systems à New York.

Malgré sa toxicité, l’élément est très utile en raison de ses qualités uniques. Par exemple, c’est l’un des métaux les plus légers et a l’un des points de fusion les plus élevés parmi les métaux légers, selon le Laboratoire national de Los Alamos. De couleur gris acier, le module d’élasticité du béryllium est environ un tiers supérieur à celui de l’acier. Le béryllium est non magnétique et résistant à l’acide nitrique concentré. Il a également une conductivité thermique supérieure et résiste à l’oxydation dans l’air à des températures normales.

Juste les faits

• Numéro atomique (nombre de protons dans le noyau): 4
• Symbole atomique (sur le Tableau périodique des Éléments): Be
• Poids atomique (masse moyenne de l’atome): 9,012182
• Densité: 1,85 grammes par centimètre cube
• Phase à température ambiante: Solide
• Point de fusion: 2 348 . 6 degrés Fahrenheit (1 287 degrés Celsius)
• Point d’ébullition: 4 479.8 F (2 471 C)
• Nombre d’isotopes (atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons) : 12, dont un isotope stable.
• Isotopes les plus courants: 9Be (Abondance naturelle: 100%)
• Découverte et utilisation du béryllium

Le Béryllium a été découvert en 1798 par le chimiste français Louis Nicolas Vauquelin, qui l’a trouvé sous forme d’oxyde dans le béryl et une variété de béryl de couleur verte, l’émeraude.Le métal a été isolé en 1828 par deux chimistes, Friedrich Wölhler d’Allemagne et Antoine Bussy de France, qui ont réduit indépendamment le chlorure de béryllium (BeCl2) avec du potassium dans un creuset en platine, selon le laboratoire Jefferson. De nos jours, le béryllium est généralement obtenu à partir des minéraux béryl et bertrandite dans un processus chimique ou par électrolyse d’un mélange de chlorure de béryllium fondu et de chlorure de sodium, rapporte le Jefferson Lab.

Le béryllium se trouve dans environ 30 espèces minérales, dont la bertrandite, le béryl, le chrysobéryl et la phénacite, selon le Laboratoire national de Los Alamos. Le béryl et la bertrandite sont les sources commerciales les plus importantes de l’élément et de ses composés.

Le béryllium est allié au cuivre ou au nickel pour fabriquer des ressorts, des gyroscopes, des contacts électriques, des électrodes de soudage par points et des outils anti-étincelles, selon la Royal Society of Chemistry. D’autres alliages de béryllium sont utilisés dans les avions et les missiles à grande vitesse, ainsi que dans les engins spatiaux et les satellites de communication. Le cuivre au béryllium est également utilisé dans le cadre du pare-brise, les disques de frein, les poutres de support et d’autres composants structurels de la navette spatiale.

Grâce à sa faible section d’absorption des neutrons thermiques, le béryllium est utilisé dans les réacteurs nucléaires comme réflecteur ou modérateur. De plus, le point de fusion élevé de l’oxyde de béryllium en fait un matériau utile pour les travaux nucléaires et les applications céramiques, selon le Laboratoire national de Los Alamos.

Qui savait?

• L’émeraude, la morganite et l’aigue-marine sont des formes précieuses de béryl. Certaines des plus anciennes mines d’émeraude ont été développées par les Romains dans le désert oriental de l’Égypte il y a environ 2 000 ans, selon l’US Geological Survey.
• Les matériaux contenant du béryllium sont utilisés dans les téléphones portables, autres appareils portables et appareils photo, selon l’Association technologique Beryllium Science&.
• Le béryllium est également présent dans certaines parties de l’équipement d’analyse utilisé pour tester le sang pour le VIH et d’autres maladies, rapporte la Beryllium Science &Technology Association.
• Le béryllium a joué un rôle dans la découverte du neutron lorsque James Chadwick a bombardé le béryllium avec des particules alpha et découvert la particule subatomique sans charge électrique nette.
• Le béryllium était l’ingrédient principal utilisé pour fabriquer des miroirs dans le télescope spatial James Webb de la NASA, selon la NASA.
• La Commission européenne classe le béryllium parmi les 20 matières premières critiques pour l’Union européenne.
• Le département de la Défense des États-Unis classe le béryllium comme matériau stratégique et critique, car il peut être trouvé dans des produits essentiels à la sécurité nationale, selon l’U.S. Geological Survey.
• Les États-Unis sont la première source et producteur de béryllium au monde. En fait, une seule mine à Spor Mountain, dans l’Utah, a été la source de plus de 85% du béryllium excavé dans le monde en 2010, rapporte l’USGS.
• Le béryllium est très transparent aux rayons X et est donc utilisé dans les fenêtres pour les tubes à rayons X, selon Jefferson Lab.
• Louis Nicolas Vauquelin – le chimiste qui a découvert le béryllium a également découvert un autre élément – le chrome.

Recherche actuelle

Le béryllium est depuis longtemps un sujet d’intérêt pour les chercheurs qui ont examiné ses effets nocifs sur la santé chez les personnes exposées quotidiennement au métal pendant de longues périodes. Cependant, ce risque ne s’applique pas aux personnes de la population générale qui ne manipulent pas réellement le béryllium, a déclaré Pepper.

« Le béryllium devient nocif lorsqu’il est généré en une particule en suspension dans l’air which qui est inhalée et descend dans les poumons, et il peut avoir une réponse immunologique chez l’individu », a déclaré Pepper à Live Science. Cette réponse immunologique, appelée sensibilisation au béryllium, peut alors se transformer en maladie chronique du béryllium, qui provoque des cicatrices du tissu pulmonaire et peut être mortelle. Il n’existe actuellement aucun remède contre la maladie, dont la progression peut être ralentie par des médicaments, une oxygénothérapie et des greffes pulmonaires dans les cas graves, selon le Centre médical de l’Université de Californie à San Francisco.

Fait intéressant, tous ceux qui sont exposés à des niveaux potentiellement nocifs de béryllium ne connaîtront pas une réaction allergique, potentiellement mortelle. « Il y a une composante de susceptibilité génétique, ce qui signifie que toutes les personnes exposées ne risquent pas de développer une sensibilisation, puis une maladie chronique du béryllium », a déclaré Pepper. « Pour la plupart, cela dépend d’une susceptibilité génétique », a-t-il déclaré.

Environ 85% des personnes qui développent une maladie chronique du béryllium après avoir été exposées ont une protéine du système immunitaire connue sous le nom de HLA-DP2, selon une recherche récente publiée en juillet 2014 dans la revue Cell. Dans l’étude, les chercheurs ont déterminé que les corps des personnes qui ont cette protéine créent une « poche » moléculaire unique, qui capture les ions béryllium et déclenche une réponse inflammatoire dans les poumons.

« Le système immunitaire ne « voit » pas réellement le béryllium », a déclaré l’auteur de l’étude John Kappler, chercheur à National Jewish Health, dans un communiqué. « Le béryllium modifie la forme d’auto-peptides autrement inoffensifs, de sorte que les lymphocytes T les reconnaissent comme étrangers et dangereux. » (Les lymphocytes T sont des globules blancs essentiels à l’immunité.) Il a ajouté que les nouvelles découvertes pourraient un jour conduire à de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter et prévenir la maladie chronique du béryllium.

Datation des événements géologiques avec le béryllium

En utilisant une technique connue sous le nom de datation des nucléides cosmogéniques, les scientifiques peuvent déterminer depuis combien de temps les roches ont été exposées à l’air en mesurant leurs niveaux de béryllium-10, un isotope radioactif du béryllium. La datation par nucléide cosmogénique est souvent utilisée pour déterminer les dates d’événements géologiques importants, tels que les avancées et les retraites des glaciers, les glissements de roches, les impacts de météores et les coulées de lave.

Par exemple, après une avalanche de roches, les rochers qui se posent au-dessus du tas ont des surfaces qui sont exposées au ciel pour la première fois. Les particules provenant des rayons cosmiques entrants (rayonnement de haute énergie provenant de l’espace) commencent à frapper ces surfaces rocheuses, créant du béryllium-10. Plus la surface exposée est longue, plus la quantité de béryllium-10 est importante, selon l’Université de l’Utah.

Dans une étude récente, des chercheurs de l’Université de l’Utah ont effectué la première analyse rigoureuse à ce jour d’un glissement de terrain survenu il y a des milliers d’années dans ce qui est aujourd’hui le parc national de Zion dans l’Utah. Les scientifiques savent depuis un certain temps que le sol plat de ce parc était auparavant un lac créé à l’origine lorsqu’une avalanche rocheuse massive a endigué la rivière Virgin, mais on ne savait toujours pas exactement quand ce glissement de terrain s’est produit. Pour le savoir, les chercheurs ont analysé les niveaux de béryllium-10 dans 12 rochers prélevés dans la région.

Leurs résultats concluent que l’avalanche de roches s’est produite il y a environ 4 800 ans en un seul événement, avec une plage d’incertitude qui donne ou prend 400 ans, selon l’Université de l’Utah. Leurs travaux ont été publiés en 2016 dans GSA Today, le journal de la Geological Society of America.

Rapports supplémentaires de Traci Pedersen, contributrice de Live Science. Suivez en direct la Science @livescience, Facebook &Google+.