Tous les métaux sont de remarquables conducteurs électriques. Toutefois, on peut distinguer une capacité de résistance qui varie en fonction du type de métal. Dans cet article, découvrez la liste des métaux conducteurs par opposition à d’autres matières non conductrices comme, par exemple, le PVC.
La liste des meilleurs métaux conducteurs d’électricité
Le podium des meilleurs conducteurs électriques est dominé par des métaux précieux qui sont non seulement remarquables pour leur efficacité mais aussi pour leur valeur sur le marché :
- En tête de liste, l’argent se distingue comme le champion toutes catégories en termes de conductivité électrique. Sa supériorité vient de sa capacité à transmettre le courant avec une perte minimale d’énergie, ce qui le rend idéal pour des applications nécessitant une grande fiabilité et efficacité. Cependant, son coût élevé limite son utilisation à des domaines où le bénéfice justifie l’investissement, comme dans des équipements spécifiques de haute technologie ou dans des composants où la performance optimale est non négociable ;
- En deuxième position, le cuivre représente le juste milieu entre efficacité et coût. Bien que son prix ait augmenté à cause de phénomènes économiques tels que la surproduction et les fluctuations du marché des matières premières, il reste le métal de prédilection pour la fabrication des câbles électriques. La conductivité élevée du cuivre, couplée à sa relative abondance et à sa facilité de manipulation, en fait un choix incontournable pour les installations électriques résidentielles, commerciales, et même industrielles ;
- L’or, le numéro trois des meilleurs conducteurs, joue quant à lui un rôle utile dans des niches spécifiques de l’électronique, surtout là où la corrosion et la fiabilité sont des enjeux majeurs. Bien qu’il soit moins conducteur que l’argent et le cuivre, l’or ne ternit pas et maintient une surface conductive propre, ce qui est vital pour maintenir des connexions fiables et durables dans les composants électroniques, notamment dans les environnements hostiles ou les appareils de précision où chaque millivolt compte. Sa capacité à résister à l’oxydation et à la corrosion le rend indispensable dans les circuits électroniques de haute qualité, bien que son prix élevé limite également son utilisation à des applications ciblées et haut de gamme.
Les 7 autres métaux conducteurs du top 10
Au-delà des trois métaux principaux qui se distinguent en termes de conductivité électrique, il existe une série d’autres métaux qui, bien que moins conducteurs, jouent des rôles indispensables dans diverses applications industrielles et technologiques en raison de leurs propriétés uniques :
- En quatrième position, nous trouvons l’aluminium, un métal léger, malléable et non moins conducteur, souvent salué comme le substitut économique au cuivre. Utilisé massivement dans la production d’emballages alimentaires en raison de sa résistance à la corrosion et sa capacité à préserver la fraîcheur des produits, l’aluminium est également employé dans le domaine de l’électricité. On le retrouve dans les câbles à haute tension où son faible poids par rapport au cuivre est un avantage considérable, même si sa conductivité est inférieure ;
- Le zinc se positionne comme un métal clé dans la protection des autres métaux contre la corrosion. Sa principale application dans le domaine de l’électricité est indirecte, via la galvanisation, un processus où le zinc est utilisé pour revêtir l’acier ou le fer pour les protéger de la rouille. Bien que son rôle en tant que conducteur pur soit limité, le zinc contribue à la durabilité des infrastructures et composants électriques ;
- Viens ensuite le nickel, un métal ductile et résistant à la corrosion, souvent allié à d’autres métaux pour former de l’acier inoxydable (inox). L’inox est omniprésent dans notre quotidien, des cuisines aux salles d’opération, et sa part dans l’électrotechnique n’est pas à négliger. Le nickel, en tant que tel, trouve également son utilité dans les batteries, notamment les batteries rechargeables où il contribue à la densité énergétique et à la longévité ;
- Le fer, connu principalement pour son rôle structural dans la construction et l’industrie automobile, est aussi un conducteur électrique employé lorsque le coût est un facteur déterminant et que la conductivité n’a pas besoin d’être à la pointe. Ses alliages, en particulier l’acier, sont courants dans les applications électromécaniques et dans certains types de câblage ;
- Le platine, bien que plus connu pour sa valeur en bijouterie et son rôle de catalyseur, est également un conducteur électrique efficace. Son usage dans le domaine électrique est limité mais précieux, particulièrement dans les équipements médicaux où sa stabilité et sa résistance aux températures élevées sont primordiales ;
- Le palladium, un métal précieux semblable au platine, s’avère être un bon conducteur électrique et est utilisé dans certaines applications spécialisées comme les contacts et les connecteurs électriques où sa capacité à résister à l’oxydation à température ambiante est un atout :
- Enfin, le plomb, bien qu’aujourd’hui très réglementé en raison de sa toxicité, a des propriétés électriques qui le rendent utile dans la fabrication de batteries au plomb-acide. Sa malléabilité et sa densité en font également un choix adapté pour les blindages contre les radiations dans les domaines médical et nucléaire.
Matériaux conducteurs et supraconducteurs
Les matériaux conducteurs tels que l’argent, le cuivre et l’or sont des éléments fondamentaux dans le domaine de la conduction électrique, comparables à l’eau, en particulier lorsqu’elle est chargée en sels minéraux qui améliorent sa conductivité.
Toutefois, au-delà de ces conducteurs traditionnels, il existe une catégorie de matériaux, connue sous le nom de supraconducteurs, qui surpassent ces conducteurs classiques en efficacité lorsque des conditions spécifiques sont remplies, notamment en ce qui concerne leur température. Ces supraconducteurs revêtent une importance cruciale dans des contextes expérimentaux de haute technologie comme ceux rencontrés au CERN, où ils sont utilisés dans l’accélérateur de particules pour leurs propriétés électriques exceptionnelles.
Ces matériaux atteignent l’état supraconducteur et présentent des caractéristiques remarquables telles que l’absence totale de résistance électrique, ou résistivité nulle, qui permet un passage du courant sans perte d’énergie. En outre, ils sont caractérisés par l’effet Meissner, qui se manifeste par une expulsion complète du champ magnétique à l’intérieur du matériau, un phénomène fascinant qui a des implications profondes en physique théorique et appliquée.
Dans les laboratoires de pointe, des expériences ont révélé des comportements supraconducteurs dans des substances variées :
- Le mercure, par exemple, perd toute résistivité en dessous d’une température critique bien définie.
- De manière similaire, l’hélium liquide entre dans un état supraconducteur à une température frigorifique de -271,6 °C.
- Le plomb, traditionnellement connu pour sa capacité à conduire l’électricité, atteint lui aussi un niveau de supraconductivité à une température encore plus basse, à environ −266,15° Celsius.
Ces découvertes suggèrent des possibilités infinies pour l’avancement technologique, notamment dans la conception de systèmes de transport d’énergie plus efficaces et dans le développement de technologies médicales avancées, où la précision et l’efficacité énergétique sont primordiales.
X.D.