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26 février 2014Ingrédients

Le bore Ajouter à mon portfolio
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Par Xvazquez (Travail personnel) [CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) ou GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], via Wikimedia Commons

Le bore est un élément chimique de symbole B et de numéro atomique 5. C'est un métalloïde trivalent. Il est plutôt rare dans l'écorce terrestre et le système solaire, mais plus abondant à la surface de la Terre, notamment sous forme de borax, du fait de la solubilité élevée des borates. Il constitue environ 0,001 % de la croûte terrestre, soit 10 ppm en moyenne (et ou 5 mg/kg dans les basaltes).

Temps de lecture : ~ 8 minutes

Histoire : Les composés du bore (arabe بورق - buraq, persan burah "brillant"), sont connus depuis des milliers d'années. Dans l'Égypte antique, le procédé de momification dépendait du natron, un minerai contenant des borates ainsi que d'autres sels plus communs. Les Chinois utilisaient une glaise de borax depuis −300 et les Romains utilisaient des composés de bore pour la fabrication du verre.

Cet élément ne fut isolé qu'en 1808 par Sir Humphry Davy, Gay-Lussac et le baron Louis Jacques Thénard, qui obtinrent une pureté de 50 %. Ils n'identifièrent toutefois pas la substance comme un élément. Ce fut Jöns Jacob Berzélius, celui-là même qui isola le silicium, qui, en 1824, identifia le bore comme un élément. Le premier échantillon de bore pur fut obtenu par le chimiste américain W. Weintraub en 1909.

Il existe deux variétés allotropiques de bore à l'état de corps simple : le bore amorphe qui est une poudre brune, tandis que le bore métallique est noir. Le bore métallique est dur et présente une faible conductivité électrique à température ambiante. Il présente un grand intérêt tant pour la variété de ses composés, pour les progrès qu'il a rendu possibles dans la compréhension de la liaison chimique, que pour son importance industrielle et technologique. Il est utilisé essentiellement sous forme de perborate de sodium Na2B2O4(OH)4 dans les lessives et les détergents, ainsi que sous forme de borax, Na2B4O7·10H2O.

On ne trouve pas de bore dans la nature sous sa forme élémentaire, mais sous forme combinée par exemple dans le borax (tinkalite), l'acide borique, la colémanite, la kernite, l'ulexite et divers borates. On trouve parfois de l'acide borique dans les sources d'eau volcanique. L'ulexite est un minerai de bore qui possède naturellement les propriétés de la fibre optique.

Les principaux dérivés commercialisés du bore ou industriellement utilisés sont à date :
• Sels disodiques : Borate de sodium (ou borax anhydre ; diborate de sodium ; tétraborate de sodium) ; n°CAS : 1330-43-4.
• Borate de triméthyle (ou Ester triméthylique de l'acide borique ; UN2416) ; n°CAS : 121-43-7.
• Oxyde de bore (ou Sesquioxyde de bore ; trioxyde de bore ; trioxyde de dibore) ; n°CAS : 303-86-2.
• Tribromure de bore (ou Bromure de bore ; UN2692) ; n°CAS : 10294-33-4.
• Trichlorure de bore (ou Chlorure de bore ; UN1741) ; n°CAS : 10294-34-5.
• Trifluorure de bore (ou Fluorure de bore, UN1008) ; n°CAS : 7637-07-2.
• Trifluorure de bore (éthérate) ; n°CAS : 109-63-7.
• Borohydrure de sodium (ou Tétrahydroborate de sodium ; UN1426) ; n°CAS : 16940-66-2.
• Décaborane (ou UN1868) ; n°CAS : 17702-41-9.
• Diborane (ou Boroéthane ; hydrure de bore ; hexahydrure de dibore ; UN1911) ; n°CAS : 19287-45-7.
• Pentaborane (UN1380) ; n°CAS : 19624-22-7.
• Perborate de sodium (ou Peroxyborate de sodium ; peroxoborate de sodium) ; n°CAS : 7632-04-4.
• Tétraborate de sodium, décahydraté (ou Biborate de sodium ; diborate de sodium décahydraté ; pyroborate de sodium ; pyroborate de sodium décahydraté ; tétraborate de sodium ; borax) ; n°CAS : 1303-96-4.
• Triéthylborane ; n°CAS : 97-94-9.

Les principales applications sont :
• Le composé du bore ayant la plus grande importance économique est le borax ou tétraborate de sodium (Na2B4O7·5H2O).
• Pour la couleur verte qu'il donne dans la flamme, le bore "amorphe" est utilisé dans les effets pyrotechniques.
• L'acide borique est un composé important de certains produits textiles.
• L'acide borique et ses sels ont été très utilisés en médecine comme médicaments biocides, mais ils sont peu à peu remplacés par d'autres produits plus sûrs. Des sels de bore ou de l'acide borique ont aussi été utilisés comme fongicide et ignifugeant pour le bois, puis pour la ouate de cellulose avec l'avantage supposé de présenter une faible toxicité pour l'homme. Après qu'on ait constaté au 19e siècle qu'un mélange de trois parties d'acide borique et d'une partie de borax semblait faire un conservateur très efficace pour le lait, le beurre ou des produits carnés, il a été utilisé par certaines industries comme conservateur alimentaire jusqu'à ce que des empoisonnements mortels ou graves aient fait reculer ces pratiques et l'aient fait interdire aux États-Unis, en France, Allemagne, Pays-Bas, Italie et Espagne et plus tardivement en Grande-Bretagne. Le lait traité au bore (Boricized milk) a notamment provoqué des troubles intestinaux graves chez les nourrissons.
• Le bore naturel ou enrichi en 10B est utilisé, sous forme d'acide borique dilué dans l'eau, comme absorbant neutronique dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Il joue aussi un rôle de bouclier contre les radiations neutroniques et dans les détecteurs de neutrons.
• Divers agents borés hypolipémiants, anti-inflammatoires ou anti-cancéreux ont été proposés et/ou développés dans les années 1970-1980, mais la plupart de ces composés ont aussi été jugés hautement toxique.
• Des composés du bore sont utilisés en synthèse organique et pour produire des verres borosilicatés tels que le Pyrex.
• Certains sels de bore ont longtemps été utilisés comme pesticides insecticides et antipuce, ovicide et larvicide.
• L'acide borique, le borate de sodium, l'eau boriquée et eau oxygénée boriquée ont été utilisés comme médicaments, par exemple pour le traitement profond de certaines plaies, à la suite d'un article scientifique de 1990.
• On le trouve en alliage avec le fer et le néodyme (Nd2Fe14B) dans de puissants aimants permanents.
• En métallurgie, le bore renforce la résistance des joints de grains. La combinaison du bore et du titane (appelé "couple titane-bore") dans les aciers influe considérablement sur les propriétés mécaniques de ces derniers. Le dosage doit être très précis, certaines normes d'élaboration interdisent les concentrations en bore supérieures à 0, 0005 % (en masse).
• Des composés de bore sont étudiés pour un très grand nombre d'applications comme dans les membranes perméables au sucre, les capteurs d'hydrate de carbone.
• Dans l'industrie des semi-conducteurs, le bore est un dopant accepteur (type-P), notamment dans le silicium.
• Le diborane est un ergol étudié dans le domaine de l'astronautique pour son impulsion spécifique élevée avec le fluorure d'oxygène.

Dans les produits cosmétiques, il a été surtout utilisé sous forme d’acide borique ou de borax. Plus récemment, il est utilisé sous forme de nitrure de bore.

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Contribution réalisée par Jean Claude Le Joliff
Biologiste de formation, Jean Claude Le Joliff a été un homme de R&D pendant de nombreuses années. Successivement en charge de la R&D, puis de la Recherche et de l’Innovation dans un grand groupe français de cosmétiques et du luxe, et après une expérience de création d’un centre de recherche (CERIES), il s’est tourné vers la gestion de l’innovation.
Il a été par ailleurs Professeur associé à l’Université de Versailles Saint Quentin (UVSQ) et reste chargé de cours dans le cadre de plusieurs enseignements spécialisés : ISIPCA, IPIL, ITECH, UBS, UCO, SFC etc.
Il est le fondateur de inn2c, société de conseil en R&D et Innovation. Consultant auprès de plusieurs sociétés internationales, il a participé activement à des projets comme Filorga, Aïny, Fareva, et bien d’autres.
Il a créé la Cosmétothèque®, premier conservatoire des métiers et des savoirs faire de cette industrie.
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