Le lithium : du calme à la tempête
Atomes, portraits de familles (3/9). A l’occasion des 150 ans du tableau périodique des éléments, créé par Dmitri Mendeleïev, présentation d’un petit ion qui se place au sommet de la colonne des alcalins.
Pour découvrir la subtilité et la richesse du monde chimique, inutile d’aller très loin dans les 118 cases du tableau périodique des éléments. Juste sous l’hydrogène, voici le lithium, avec seulement trois protons et trois neutrons dans sa forme la plus stable. Deux de ses trois électrons sont si près du noyau qu’ils ne comptent pas vraiment en chimie. Mais le dernier est en périphérie, particulièrement agité, n’attendant qu’à être cédé pour réagir fortement. Ainsi, en contact avec l’eau, le lithium forme des sels, après un fort dégagement gazeux d’hydrogène, d’où le nom d’« alcalins » associé à la colonne dont il occupe le sommet. Mais en la matière, le lithium est moins vigoureux que le sodium, dans la même colonne, connu pour exploser dans l’eau. Ces deux éléments sont les rares métaux à pouvoir flotter. Sur Terre, c’est sous forme de saumure qu’on trouve le lithium en abondance en Amérique du Sud, notamment, ou en minerai en Australie. Mais s’il sert de lubrifiant ou d’additif dans les verres et céramiques, il est surtout connu comme élément-clé des batteries des téléphones et ordinateurs portables. Légèreté Pour cette application, les chimistes mettent à profit d’une part sa légèreté pour concentrer le plus d’énergie possible, et d’autre part sa forme « déplumée » ou ionique, celle dans laquelle il a perdu un électron et est donc positif. Cet ion circule d’une électrode à l’autre en libérant un électron. L’un des pères de ce système est le Franco-Marocain Rachid Yazami, qui a reçu avec trois autres pionniers, en 2014, le prix Charles Stak Draper d’ingénierie. En septembre, le chercheur, devenu entrepreneur, a aussi été récompensé du Prix de l’investisseur arabe pour l’invention d’un circuit électronique permettant de surveiller l’échauffement de ces batteries. Batterie de téléphone portable fonctionnant au lithium. Jaap Arriens / NurPhoto Il est amusant de voir que l’un des éléments qui font battre les cœurs technologiques de nos sociétés est aussi à l’origine de tous les éléments dans l’Univers. Après l’hydrogène, il est en effet parmi les premiers fabriqués et brûlés dans les étoiles pour forger le reste des atomes. Troubles bipolaires L’excellente conductivité et la petite taille du lithium sont aussi à l’origine d’une autre application qui soulage des millions de personnes atteintes de troubles bipolaires. Rien d’électrique là-dedans, mais c’est encore la forme ionique minuscule, capable de passer la barrière sang-cerveau qui est la clé de la correction de certains dysfonctionnements cérébraux, comme le raconte le psychiatre Walter Brown dans un livre paru en août, Lithium : A Doctor, a Drug, and a Breakthrough (Liveright, non traduit).