AQUIDEAS

     L'aluminium (du latin alumen, signifiant « léger ») est l'élément métallique le plus abondant et le troisième constituant de l'écorce terrestre (8 % de son poids) après l'oxygène (47 %) et le silicium (28 %).

     À l'état naturel, l'aluminium est toujours combiné à d'autres éléments, notamment les oxydes (alumine), les hydroxydes (provenant essentiellement de la bauxite, qui contient environ 52 % d’alumine) et les silicates (provenant de l'argile et des schistes).

     La première étape consiste à extraire l’alumine (Al₂O₃) d'un minerai, habituellement la bauxite. La production d’une tonne d’aluminium nécessite entre quatre et cinq tonnes de bauxite. L’aluminium primaire provient principalement de la République Populaire de Chine. En 2022, elle produisait 40 millions de tonnes, soient 58,3 % de la production mondiale.

     En tonnage et en valeur, l’aluminium est le métal le plus utilisé après le fer, grâce non seulement à cette légèreté, mais aussi à sa bonne conductivité électrique et thermique. L’aluminium pur est mou et fragile et donc facilement déformable (maléable). Mais avec des petites quantités de cuivre, magnésium, manganèse, silicium et d’autres éléments, il peut former des alliages aux propriétés variées très intéressantes.

     Du fait de ses nombreuses propriétés physico-chimiques (celles mentionnées plus haut, mais également une grande résistance à la corrosion, une mise en forme variée, une coloration durable, etc.), l’aluminium est un métal très utilisé dans énormément de domaines. C’est notamment le cas dans :

• l’industrie du bâtiment ;

• le transport ;

• l’emballage, comme les boîtes de boissons et barquettes alimentaires ;

• l’industrie agro-alimentaire, notamment dans la conservation, les colorants, additifs et comme anti-agglomérant ;

• les ustensiles de cuisine ;

• la pharmacie, c’est le cas des pansements gastriques, des anti-acides, adjuvants de vaccins et du verre pharmaceutique ;

• la chirurgie, comme les céramiques orthopédique et dentaire, ainsi que les alliages dans les implants orthopédiques ;

• les produits cosmétiques, exemples les déodorants et colorants capillaires ; et

• le traitement des eaux d'alimentation, essentiellement comme agents floculant et clarifiant.

     En particulier, pour la rendre potable, un traitement dans l’eau permet notamment de réduire la présence de micro-organismes (bactéries, virus, parasites), d’en améliorer la couleur et la turbidité et d’atteindre une qualité d’eau garantissant l’efficacité de la désinfection. Toutefois, il est nécessaire que les installations de traitement utilisant des sels d’aluminium soient conçues et exploitées de manière à garantir en permanence le respect de la référence de qualité : en France, elle est fixée à max. 200 µg/L, en accord avec les préconisations de l’OMS. L’optimalisation du processus passe donc par l’élimination de cet aluminium à l’issue de son utilisation.

     Les formes solubles de l'aluminium (AlCl₃, AlF₃, sulfate d'aluminium Al₂(SO₄)₃ et citrate d'aluminium) présentent un potentiel toxique plus important que les formes insolubles, telles que l'hydroxyde d'aluminium Al(OH)₃. Les effets toxiques de l’aluminium portent essentiellement sur le système nerveux central (encéphalopathies, troubles psychomoteurs) et sur le tissu osseux.

     Compte tenu du caractère ubiquitaire de l’aluminium dans l’environnement, pratiquement toutes les denrées en contiennent naturellement, mais les teneurs dans le cacao et le thé sont parfois particulièrement élevées (50 mg/kg relevé pour le chocolat).

     Que pouvons-nous dire au sujet des propriétés biologiques ?

     L'aluminium ingéré par les aliments (10 à 40 mg par jour, voire plus) est à 99-99,9 % normalement éliminé dans les fèces, sans être absorbé dans le tractus gastro-intestinal. Mais ce taux varie selon la composé chimique, sa solubilité, le pH du bol alimentaire et la présence éventuelle d'agents complexants chélateurs¹. Environ 1 ‰ à 3 ‰ de l'aluminium provenant de la nourriture et de l'eau potable ayant traversé la barrière intestinale sera ensuite peu à peu éliminé, essentiellement via les reins.

     Les os sont également un réceptacle d'aluminium (cas dans la maladie cœliaque).

     C'est également un anti-agglomérant lorsque qu'il est ajouté au sel, au cacao et au lait en poudre.

     C’est enfin un émulseur² qui accroît la fondabilité des fromages.

     Quelle en est la phytotoxicité ?

     Dans le monde, environ 50 % des terres arables sont naturellement acides et plus ou moins riches en aluminium natif (latérite, argiles, etc.). Quand le pH baisse en dessous de 5,0 (devient de plus en plus acide), l'aluminium devient biodisponible pour les plantes : leurs racines absorbent alors des ions Al³⁺ phytotoxiques (hormis pour des espèces tolérantes à l'aluminium) et à partir de 4,5, il commence à être mobile et biodisponible. L'aluminium perturbe le fonctionnement de nombreuses enzymes et protéines végétales, allant jusqu'à empoisonner la plante, par des mécanismes encore mal compris.

     Dans les années 1960-1970 le phénomène de pluies acides a aggravé cette situation, en sur-acidifiant les eaux de surfaces et les lacs (notamment d'Europe du nord) provoquant la dissolution et la destruction d'un plus grand nombre d'ions Al³⁺, affectant les plantes aquatiques et palustres (par l’action de l’hydroxysulfate d’aluminium, selon la réaction suivante :      Al(OH)₃ + H₂SO₄ → Al(OH)SO₄ + 2H₂O

     Dans ces contextes, l'aluminium est un facteur limitant majeur pour la productivité des plantes. Dans la cellule végétale, il inter-agit aussi négativement avec l’ATP (l’adénosine triphosphate) synthase³, de même qu'avec des protéines liées à la paroi cellulaire.

     L’antidote est un apport de calcium exogène qui diminue l'accumulation du métal dans la plante, via un processus lié à des protéines impliquées dans le cycle de l’acide tricarboxylique⁴.

     Quelle conséquence pour la santé humaine ?

     Une accumulation trop élevée d’aluminium dans l’organisme (et il tend à s'accumuler dans le cerveau avec l'âge) peut jouer un rôle dans divers dérèglements/maladies, comme :

• certaines encéphalopathies (démence) ;

• l’épilepsie ;

• des troubles de mémoire ;

• les insuffisances hépato-rénales chroniques ;

• l’anémie (en interférant avec le métabolisme du fer) ;

• l’ostéomalacie (les os cassants ou mous) ;

• des troubles du métabolisme du glucose dans le cerveau ;

• l'intolérance au glucose ; et

• certaines pathologies cardiaques (l'aluminium bioaccumulé dans l'organisme serait cardiotoxique et peut notamment induire une myocardite, une fibrose myocardite, une fibrose du cœur et un dépôt de glycoconjugués⁵).

     Ce métal commun est depuis plusieurs décennies soupçonné de jouer aussi un rôle dans la maladie d’Alzheimer pour les patients soumis à une exposition chronique à ce métal, même si aucune preuve formelle n’a encore été apportée pour lever le doute.

     Quels sont les effets toxiques dans la vie de tous les jours ?

     Ils sont principalement d’ordres alimentaire et cosmétique.

     En ce qui concerne l’alimentation, les apports quotidiens en aluminium varient considérablement selon l'âge et le type et la quantité d'aliments ingérés. Ainsi, depuis les années 1990, la cuisson d'aliments acides en contact avec une feuille d'aluminium (en papillote) ou le contact de marinades ou sauces acides (comme la sauce tomate) avec ces feuilles est l'une des principales sources de contamination de nos aliments en aluminium.

     En ce qui concerne les cosmétiques, on les trouve principalement dans les déodorants (sous forme de sels d'aluminium). Parmi les nombreuses substances trouvées dans ces cosmétiques, le chlorohydrate d’aluminium est l’un des plus utilisés pour ses propriétés anti-transpirantes.

     En aquaculture, on utilise le sulphate d’aluminium pour éliminer (par floculation) certains polluants dans les étangs à poissons. La turbidité dans l’eau due à l’argile peut ainsi être précipitée lorsqu’on a affaire avec un tout nouvel étang. Mais à cause de son effet de baisser considérablement le pH (rendre l’eau plus acide), il ne faut utiliser le sulphate d’aluminium que dans des eaux alcalines supérieures à 50 ppm⁶, sinon vous pouvez tuer vos poissons (c’est la raison pour laquelle vous faites des applications de chaux agricole, chaux éteinte ou hydroxyde de calcium, avant de traiter cette eau à l’aluminium⁷).

     L’aluminium permet également une réduction non négligeable de phosphore dans les eaux d’un bassin en empêchant ainsi le phytoplancton de se développer (celui-ci est un aliment de base pour beaucoup de poissons et autres organismes aquatiques ; mais, lorsque trop de plantes s’y développent, il y a compétition pour l’oxygène).

Références :

• anses.fr

• Aquaculture fondamentals: the use of lime, gypsum, alum and potassium permanganate inwater quality management, Simon Wilkinson, NACA, Vol. VII No. 2, 2002.

• cnrtl.fr

• fisheries.tamu.edu

• fr.wikipedia.org

• sciencedirect.com

• techno-science.net

• vulgaris-medical.com

• wikiless.org

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