Origines du sel
Usages du sel
Le Sel : un produit aux 14 000 usages…Matière première pour la grande industrie chimique, aliment de l’homme et de l’animal, agent de conservation, compagnon de l’eau adoucie nécessaire à l’industrie et utile à la maison, protecteur de vie des routiers et des automobilistes pendant les durs hivers, le sel offre une prodigieuse diversité d’emplois.
1. Le sel, matière première de base de la grande industrie chimiqueTrois grands secteurs de la chimie sont consommateurs de sel : l’électrolyse du chlorure de sodium, la fabrication du carbonate de sodium et celle du sulfate de sodium.
L’électrolyse du chlorure de sodium : l’électrolyse du chlorure de sodium permet d’obtenir du chlore, de la soude, et, dans certaines conditions, du chlorate de sodium ou du sodium métal. Le chlore est principalement utilisé pour la fabrication des matières premières plastiques comme le polychlorure de vinyle (PVC), mais aussi pour produire des solvants chlorés ainsi que dans la préparation de produits de blanchiment et de désinfection, comme l’eau de Javel. La soude est un produit chimique intermédiaire et est aussi utilisée pour la fabrication des fibres textiles artificielles, de la pâte à papier, de l’alumine, notamment. Le chlorate de sodium est utilisé comme désherbant, comme agent de blanchiment et entre dans la fabrication de certains explosifs. Le sodium métal a des débouchés très importants en chimie organique, comme agent de synthèse, et dans l’industrie nucléaire, comme fluide caloporteur.
Le carbonate de calcium, vulgairement appelé « cristaux de soude » dans son utilisation ménagère est, outre son rôle de réactif ( base) dans l’industrie chimique, principalement utilisé dans l’industrie verrière. Sa production met en jeu deux matières premières : le chlorure de sodium et le carbonate de calcium, et un intermédiaire : l’ammoniac.
Le sulfate de sodium est utilisé en papeterie dans le traitement des pâtes a bois, dans l’industrie du verre et des détergents et comme agent de fabrication d’autres produits chimiques. Ce produit est obtenu dans des fours ou le chlorure de sodium cristallisé est mélangé avec de l’acide sulfurique à une température de + de 550 OC.
2 - Le sel en viabilité hivernaleLa nécessité d’assurer en permanence la viabilité hivernale des chaussées par la lutte contre la glissance est devenue évidente, tant sur le plan économique que pour la sécurité routière. L’élimination de la neige et du verglas, outre l’importante réduction des accidents de personnes et des dommages matériels, entraîne un abaissement de la consommation de carburant des véhicules automobiles, donc des économies d’énergie, et permet surtout le maintien de l’activité économique, en particulier l’acheminement routier des marchandises.
3 - Industries diversesLes propriétés du sel, telles que son hygroscopicité, la densité de ses solutions, la force ionique des saumures, leur bas point de congélation, en font un agent technologiquement très important.
- Adoucissement des eaux : l’adoucissement des eaux consiste à éliminer les éléments incrustants ou entartrant, comme le magnésium et le calcium, contenus dans les eaux naturelles.
- Le sel et l’électrochloration : la désinfection des eaux de piscines est réalisée par l’électrolyse directe dans un électrostérilisateur. On dissout le sel nécessaire dans l’eau de la piscine pour produire la quantité de chlore souhaitée. L’utilisation de pastilles de sel permet l’ajout de stabilisant du chlore, ce qui évite la manipulation de produits dangereux.
- Le sel dans la conservation des cuirs et peaux bruts : les peaux dépouillées provenant de l’abattage sont très rarement utilisées en l’état par la tannerie. Elles subissent une conservation plus ou moins longue et cette conservation doit se faire dans développement bactérien susceptible de les dégrader ou de les détériorer. Le procédé le plus utilisé consiste à déshydrater la peau avec du chlorure de sodium. Le sel doit être utilisé dans des conditions bien définies. Son grenage et sa composition chimique doivent être adaptés à cet usage.
- Le sel et les métaux :
. cémentation et trempe des métaux : le chlorure de sodium est associé à d’autres minéraux pour obtenir des bains de sel fondu ayant une température de fusion très précise. Ces bains sont utilisés pour le traitement de cémentation (chauffage d’une pièce métallique dans un bain) et de trempe (refroidissement rapide) pour donner au métal des propriétés particulières, comme la dureté de surface.
. le sel dans l’affinage de l’aluminium : les déchets des fonderies d’aluminium contiennent principalement des oxydes et des alliages d’aluminium. Ces déchets servent de matière première pour la production d’aluminium de deuxième fusion par affinage à environ 800°C en mélangeant les déchets avec du sel ou un autre chlorure alcalin dont le rôle est d’entraîner les stériles.
. galvanoplastie : la galvanoplastie est un traitement électrolytique à anode soluble qui permet de déposer une couche très fine d’un métal noble à la surface d’un autre métal (argentage, chromage, zingage). Le bain acide est un mélange de chlorure de métal noble et de sel (150 g/l en Cl-) qui joue le rôle d’électrolyte. La nature même du procédé ainsi que le coût des matières premières mises en jeu nécessitent l’utilisation d’un sel de très grande pureté.
- Autres usages :
. vernissage de grès et de céramique : il suffit de jeter quelques poignées de sel dans un foyer très chaud pour voir apparaître des fumées blanches de vapeur de sel. Lorsque la cuisson des poteries est achevée, on projette dans le four encore très chaud un peu de sel humide. L’eau et le sel se vaporisent, leurs vapeurs réagissent sur le silicate chlorhydrique ainsi qu’un silicate alumino-sodique, produit vitreux très fusible, qui forme une légère glaçure à la surface des poteries.
. construction des chaussées : lors de la construction des sous-couches, ou pour les chaussées non revêtues, l’addition d’une quantité, dosée, de sel aux agrégats permet de maintenir l’humidité à la valeur optimale pour que la compaction de la chaussée se fasse et se conserve dans les meilleures conditions. On diminue en même temps la poussière soulevée par la circulation sur les pistes.
. explosifs de sûreté : le sel intervient dans la composition des explosifs de sécurité utilisés dans les mines grisouteuses ou poussiéreuses. Il joue le rôle de modérateur. Lors de la détonation, la projection de sel très fin refroidit les fumées et inhibe l’auto inflammation du grisou ou des poussières de charbon gras ou flambant.
. bassins solaires : l’énergie solaire peut être captée et stockée dans les bassins solaires ou bassin à gradient de densité. Les saumures ainsi chauffées peuvent être utilisées pour le chauffage d’habitation ou de serres, ou encore pour la production d’électricité. Cette technique a fait l’objet de nombreuses expérimentations, en particulier en Israël, aux Etats-Unis et en France.
Le sel a bien d’autres usages industriels qu’il serait trop long de détailler. Pour mémoire, on citera : boues salées de forages pétroliers, fixation des matières colorantes, fabrication de corps gras, incorporation dans des produits cosmétiques, cimenterie, etc.
4 - Le sel à usage agricole
Les utilisations du sel en agriculture sont fondées non seulement sur son rôle nutritif, tant pour les plantes que pour les animaux, mais aussi sur ses qualités de conservateur.
Le sel est aussi nécessaire à l’alimentation des animaux pour remplacer le chlorure de sodium éliminé par la sueur et les excréments, et transmis dans le lait (1 l de lait de vache contient 2,5 g de sel). Il facilite également la croissance et la productivité du bétail herbivore qui ne trouve que très peu de sel dans son alimentation naturelle. Les apports sont effectués au moyen d’aliments composés (animaux en stabulation) ou par la mise à disposition de blocs de sel que l’animal lèche en libre service selon ses besoins réels, et sans risque d’excès d’absorption.
Les pierres à sel peuvent être utilisées aussi pour l’absorption de produits médicamenteux. Enfin, le sel n’est pas seulement un aliment, mais aussi un agent de conservation dont le pouvoir déshydratant est mis à profit dans le salage des fourrages : il évite une fermentation putréfaction du foin et lui conserve à la fois ses qualités nutritives, en particulier celles des parties les plus énergétiques des graminées (les feuilles) et des légumineuses (les folioles) et ses qualités organoleptiques de couleur, de texture (le foin n’est plus cassant) et de saveur.
5 - Le sel pour la consommation humaine
Comme en agriculture, le sel destiné à la consommation humaine a un double rôle de nutrition et de conservation des aliments. Cette dernière utilisation, dont la pratique est très ancienne, connaît un réel recul avec le développement des techniques de conservation par le froid et de déshydratation. La progression du niveau de vie conduit à une alimentation de plus en plus carnée (donc pré salée) et à une réduction de la consommation de pain, de légumes, voire de pâtes alimentaires ou de riz dont la fadeur nécessite des quantités importantes de sel.
D’autre part, l’évolution des habitudes alimentaires (horaires continus, repas hors foyer, etc.) a conduit les industriels de l’alimentation à produire des quantités sans cesse croissantes de plats cuisinés, d’aliments à réchauffer et de préparations plus ou moins déshydratées. Aussi, la consommation de sel de cuisine a-t-elle été en grande partie remplacée par divers débouchés dans l’industrie alimentaire. Les qualités de sel en usage dans cette industrie ont des caractéristiques chimiques, et surtout physiques, notamment le grenage, de plus en plus précises, afin de faciliter leur mise en œuvre grâce à des matériels de dosage fin. La teneur en sel des aliments est très variable, de plus de 40 % dans le cas de préparations concentrées comme les bouillons en sachets, à seulement quelques pourcent pour les plats préparés, le pain, les fromages, etc. Suivant son degré de concentration en sel, l’eau salée n’autorise le développement que de certains micro-organismes au détriment d’autres qui sont soit détruits, soit inactivés (sporulation de certaines bactéries). On dit du sel qu’il est un antimicrobien sélectif ou un agent bactériostatique. Ce rôle, à la fois d’inhibiteur retardateur et de régulateur orienteur sur le développement et la prolifération des micro-organismes (champignons inférieurs comme les levures ou les moisissures et les bactéries), est mis à profit en conserverie des viandes et du poisson (salaison) ainsi que dans les processus de fabrication, puis d’affinage des fromages. ( voir aussi dossier « sécurité alimentaire » ).
6 - Le stockage dans les gisements de sel
La loi impose aux pétroliers de stocker trois mois de consommation d’hydrocarbures, en produit brut ou raffiné. En outre, les consommations de gaz, d’hydrocarbures liquéfiés et des autres hydrocarbures présentent des variations saisonnières marquées.
Le sel est donc, on vient de le voir, largement et surtout très diversement utilisé. En face de cette demande fortement diversifiée, les techniques de production ont eu à s’affiner considérablement et chaque type de sel –marin, gemme ou ignigène - s’efforce, avec plus ou moins de succès, selon le cas, de satisfaire au plus grand nombre de ces besoins nouveaux. Les caractères physiques et chimiques du sel doivent en effet répondre pleinement aux exigences de chaque usage : ce n’est pas un sel unique, mais de nombreux sels qui rendent possible ces 14 000 usages.