L’Élémentarium
L’abbé René Just Haüy ayant observé l’analogie géométrique des cristaux de béryl et d’émeraude, demanda à Louis Nicolas Vauquelin d’en réaliser l’analyse. En 1798 celui-ci montra la présence d’une « nouvelle terre », l’oxyde de béryllium qu’il dénomma glucinium, du grec douceur. Le métal, fut isolé, en 1828, indépendamment à Paris par Antoine Bussy et à Berlin par Friedrich Wöhler, ce dernier lui donnant le nom de béryllium.
| Numéro atomique | Masse atomique | Configuration électronique | Structure cristalline | Rayon métallique pour la coordinence 12 |
| 4 | 9,012 g.mol-1 | [He] 2s2 | hexagonale de paramètres a = 0,2289 nm et c = 0,3583 nm | 113 pm |
| Masse volumique | Dureté | Température de fusion |
Température d’ébullition |
Conductibilité électrique |
Conductibilité thermique |
Solubilité dans l’eau froide |
Solubilité dans l’eau chaude |
| 1,848 g.cm-3 | 5,5 | 1 278°C | 2 970°C | 31,3.106 S.m-1 | 201 W.m-1.K-1 | insoluble | peu soluble |
| Électronégativité de Pauling | État d’oxydation | pKa : Be(aq)2+/BeOH(aq)+ | E° : Be2+ + 2e = Be(s) |
pKs : Be(OH)2 |
| 1,57 | +2 | 6 | -1,85 V | 17,7 |
| Béryllium cristallisé | Béryllium gazeux |
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La teneur en béryllium (Be) de l’écorce terrestre est de 2,8 ppm.
Deux minéraux de béryllium sont exploités industriellement, la bertrandite (Be4Si2O7(OH)2) aux États-Unis et le béryl (Be3Al2Si6O18), dans des pegmatites granitiques, dans les autres pays. Aux États-Unis, la teneur du minerai de bertrandite exploité est de 0,25 % de Be.
Jusqu’en 1969, début de l’exploitation du gisement de bertrandite des États-Unis par Materion, seuls les gisements de béryl étaient exploités.
Les gisements de béryl sont également exploités pour leurs cristaux d’émeraude, d’aigue-marine… L’émeraude est un béryl, c’est-à-dire un silicoaluminate de béryllium dans lequel une partie des ions Al3+ est substituée par des ions Cr3+ ou V3+.
Elle est estimée, en 2023, à 330 t de béryllium contenu.
| États-Unis | 190 | Ouganda | 1 | |
| Chine | 74 | Madagascar | 1 | |
| Brésil | 40 | Rwanda | 1 | |
| Mozambique | 24 |
Source : USGS
En 2017, la production mondiale de concentrés de béryl, contenant environ 4 % de Be, est estimée à 1 540 t.
Elles sont peu connues, sauf pour les États-Unis où elles sont évaluées à 19 000 t de Be contenu, en 2023.
Les minerais de béryl sont concentrés, ceux de bertrandite traités directement par hydrométallurgie.
Aux États-Unis, le minerai de bertrandite et les concentrés de béryl éventuellement importés sont lixiviés, à chaud, par de l’acide sulfurique. Au préalable, les concentrés de béryl sont fondus à 1650°C trempés dans l’eau et traités à l’acide sulfurique. Seulement 50 à 60 % du Be contenu passant en solution, un deuxième traitement thermique de la pulpe inattaquée vers 900-1000°C, permet d’augmenter le taux de récupération du béryllium à 90-95 %.
La solution de lixiviation contient de 0,4 à 0,7 g de Be/L. Les métaux contenus sont extrait par un solvant organique et ré-extrait par une solution de carbonate d’ammonium, vers 70°C. Après élimination des ions fer et aluminium par précipitation sous forme d’hydroxydes, à 85°C, et filtration, un chauffage à 95°C, entraîne la précipitation du béryllium sous forme de carbonate basique, BeCO3,Be(OH)2 qui par chauffage est décomposé en hydroxyde de béryllium Be(OH)2, appelé glucine. L’oxyde de béryllium BeO, est obtenu par calcination de l’hydroxyde.
Le béryllium métallique, est préparé par électrolyse en sel fondu, en présence de chlorure de sodium, lithium ou potassium. Le béryllium obtenu titre 99,5 %. Sa purification est réalisée par anode soluble, dans un bain de chlorure fondu.
Les principaux producteurs sont :
En Chine la production serait pour environ la moitié à partir de minerais importés principalement du Kazakhstan. Les principaux producteurs chinois sont Hunan Shuikoushan Non Ferrous Metals Group dans la région autonome du Xinjiang et Fuyun Hengsheng Beryllium Industry dans la province du Guangdong.
Le recyclage est estimé de 20 à 25 % de la consommation.
Considéré, aux États-Unis comme un métal stratégique, en 2021, son stock est de 57 t de métal, 7 t de poudre et 1 t de concentré de béryl.
Il n’y a plus de production minière. Une faible production de béryl a eu lieu au début du XXème siècle, dans les Monts d’Ambazac (87). La présence de béryllium, associé au lithium, est attestée dans quelques sites (voir le chapitre lithium).
Il n’y a plus de production métallurgique depuis 1976. Avant cette date, la société Péchiney avait développé, à Salindres (30) et La Praz (73), une filière complète de production de béryllium.
La mise en forme d’alliages de béryllium est réalisée, à Couëron (44) par le groupe japonais NGK Berylco.
Commerce extérieur : en 2023 pour le béryllium brut et la poudre.
La consommation mondiale, en 2014, était estimée à environ 300 t, dont, en 2023, 150 t aux États-Unis.
En 2011, la consommation européenne était de 30,2 t dont 22,2 t en Allemagne.
Les principaux secteurs utilisateur de Be aux États-Unis, en 2023, sont les suivants :
| Composants industriels | 25 % | Infrastructures télécom | 10 % | |
| Défense, aérospatial | 17 % | Appareils électroniques | 7 % | |
| Électronique automobile | 14 % | Énergie | 7 % |
Source : USGS
La principale utilisation, avec 75 % du total en 2017, est sous forme d’alliages de cuivre, renfermant de 0,15 à 2,6 % de Be. Ces alliages sont utilisés principalement dans des connections électroniques, les circuits intégrés et la fabrication de moules pour injection de matières plastiques. Les alliages Cu-Be sont préparés à partir d’un alliage-maître renfermant 4 % de Be. Après ajustement de la composition souhaitée, l’alliage en fusion est solidifié et maintenu vers 800°C. A cette température l’alliage est monophasé, avec dissolution du béryllium dans le cuivre, à 800°C la solubilité étant d’environ 2 %. Il est malléable et peut être mis en forme facilement. Une trempe permet de conserver un alliage malléable, avec une seule phase, mais avec une solution solide sursaturée car, à la température ambiante, la solubilité du Be dans le cuivre est très faible, inférieure à 0,25 %. Un durcissement structural est obtenu, par un chauffage de revenu, entre 300 et 400°C, qui permet d’accélérer l’obtention d’un état stable avec formation de deux phases, du cuivre renfermant très peu de béryllium et un précipité intermétallique du type CuBe.
Les autres utilisations sont les suivantes :
Le béryllium est un métal très toxique et cancérigène. Des teneurs dans l’atmosphère supérieures à 100 µg/m3 peuvent causer des pneumopathies graves, une exposition chronique donnant une maladie professionnelle, la bérylliose. La valeur limite d’exposition est de 2 µg/m3.