En plus des utilisations domestiques familières du sel, les applications plus dominantes de la production d’environ 250 millions de tonnes par an (données 2008) comprennent les produits chimiques et le déglaçage.
Production de produits chimiquesEdit
Le sel est utilisé, directement ou indirectement, dans la production de nombreux produits chimiques, qui consomment la majeure partie de la production mondiale.
Industrie du chlore et de la soude caustiqueEdit
C’est le point de départ du procédé de chlore-alcali, le procédé industriel permettant de produire du chlore et de l’hydroxyde de sodium, selon l’équation chimique
2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH
Cette électrolyse est réalisée soit dans une cellule à mercure, soit dans une cellule à diaphragme, soit dans une cellule à membrane. Chacune d’entre elles utilise une méthode différente pour séparer le chlore de l’hydroxyde de sodium. D’autres technologies sont en cours de développement en raison de la forte consommation d’énergie de l’électrolyse, de sorte que de petites améliorations de l’efficacité peuvent avoir des retombées économiques importantes. Parmi les applications du chlore figurent le PVC, les désinfectants et les solvants. L’hydroxyde de sodium permet aux industries qui produisent du papier, du savon et de l’aluminium.
Industrie de la soude
Le chlorure de sodium est utilisé dans le procédé Solvay pour produire du carbonate de sodium et du chlorure de calcium. Le carbonate de sodium, à son tour, est utilisé pour produire du verre, du bicarbonate de sodium et des colorants, ainsi qu’une myriade d’autres produits chimiques. Dans le procédé Mannheim et dans le procédé Hargreaves, le chlorure de sodium est utilisé pour la production de sulfate de sodium et d’acide chlorhydrique.
NormeEdit
Le chlorure de sodium a une norme internationale qui est créée par ASTM International. La norme est nommée ASTM E534-13 et constitue les méthodes d’essai standard pour l’analyse chimique du chlorure de sodium. Ces méthodes répertoriées fournissent des procédures pour analyser le chlorure de sodium afin de déterminer s’il est adapté à l’utilisation et à l’application prévues.
Diverses utilisations industriellesEdit
Le chlorure de sodium est fortement utilisé, de sorte que même des applications relativement mineures peuvent consommer des quantités massives. Dans l’exploration pétrolière et gazière, le sel est un composant important des fluides de forage des puits. Il est utilisé pour floculer et augmenter la densité du fluide de forage afin de surmonter les fortes pressions de gaz en fond de puits. Lorsqu’un foret touche une formation saline, du sel est ajouté au fluide de forage pour saturer la solution afin de minimiser la dissolution dans la strate de sel. Le sel est également utilisé pour augmenter le durcissement du béton dans les boyaux cimentés.
Dans les textiles et les teintures, le sel est utilisé comme rinçage de saumure pour séparer les contaminants organiques, pour favoriser le « salage » des précipités de colorants et pour le mélanger avec des colorants concentrés afin de les normaliser. L’un de ses principaux rôles est de fournir la charge ionique positive pour favoriser l’absorption des ions chargés négativement des colorants.
Il est également utilisé dans le traitement de l’aluminium, du béryllium, du cuivre, de l’acier et du vanadium. Dans l’industrie de la pâte et du papier, le sel est utilisé pour blanchir la pâte de bois. Il est également utilisé pour fabriquer du chlorate de sodium, qui est ajouté avec de l’acide sulfurique et de l’eau pour fabriquer du dioxyde de chlore, un excellent produit chimique de blanchiment à base d’oxygène. Le procédé au dioxyde de chlore, qui a vu le jour en Allemagne après la Première Guerre mondiale, est de plus en plus populaire en raison des pressions environnementales visant à réduire ou à éliminer les composés de blanchiment chlorés. Dans le tannage et le traitement du cuir, le sel est ajouté aux peaux d’animaux pour inhiber l’activité microbienne sur la face inférieure des peaux et pour attirer à nouveau l’humidité dans les peaux.
Dans la fabrication du caoutchouc, le sel est utilisé pour fabriquer des types de caoutchouc buna, néoprène et blanc. La saumure de sel et l’acide sulfurique sont utilisés pour coaguler un latex émulsifié fabriqué à partir de butadiène chloré.
Le sel est également ajouté pour sécuriser le sol et pour donner de la fermeté aux fondations sur lesquelles les autoroutes sont construites. Le sel agit pour minimiser les effets du déplacement causé dans le sous-sol par les changements d’humidité et de charge de trafic.
Le chlorure de sodium est parfois utilisé comme déshydratant bon marché et sûr en raison de ses propriétés hygroscopiques, faisant du salage une méthode efficace de conservation des aliments historiquement ; le sel aspire l’eau des bactéries par pression osmotique, les empêchant de se reproduire, une source majeure de détérioration des aliments. Même s’il existe des dessiccants plus efficaces, peu d’entre eux peuvent être ingérés sans danger par l’homme.
Adoucissement de l’eauModification
L’eau dure contient des ions de calcium et de magnésium qui interfèrent avec l’action du savon et contribuent à l’accumulation d’un tartre ou d’une pellicule de dépôts minéraux alcalins dans les équipements ménagers et industriels et les tuyaux. Les adoucisseurs d’eau commerciaux et résidentiels utilisent des résines échangeuses d’ions pour éliminer les ions responsables de la dureté. Ces résines sont générées et régénérées à l’aide de chlorure de sodium.
Sel routierEdit
La deuxième application majeure du sel est le déverglaçage et l’antigivrage des routes, à la fois dans les bacs à graviers et épandu par les véhicules de service hivernal. En prévision des chutes de neige, les routes sont « antigivrées » de manière optimale avec de la saumure (solution concentrée de sel dans l’eau), qui empêche l’adhérence entre la glace de la neige et la surface de la route. Cette procédure permet d’éviter l’utilisation massive de sel après les chutes de neige. Pour le déverglaçage, on utilise des mélanges de saumure et de sel, parfois avec des agents supplémentaires tels que le chlorure de calcium et/ou le chlorure de magnésium. L’utilisation de sel ou de saumure devient inefficace en dessous de -10 °C (14 °F).
Le sel destiné au déverglaçage au Royaume-Uni provient principalement d’une seule mine à Winsford dans le Cheshire. Avant d’être distribué, il est mélangé à <100 ppm de ferrocyanure de sodium comme agent anti-agglomérant, ce qui permet au sel gemme de s’écouler librement des véhicules de déglaçage malgré son stockage avant utilisation. Ces dernières années, cet additif a également été utilisé dans le sel de table. D’autres additifs ont été utilisés dans le sel routier pour réduire les coûts totaux. Par exemple, aux États-Unis, une solution d’hydrates de carbone sous-produit de la transformation de la betterave sucrière a été mélangée au sel gemme et a adhéré à la surface des routes environ 40 % mieux que le sel gemme seul. Comme il est resté plus longtemps sur la route, le traitement n’a pas dû être répété plusieurs fois, ce qui a permis de gagner du temps et de l’argent.
Dans les termes techniques de la physico-chimie, le point de congélation minimal d’un mélange eau-sel est de -21,12 °C (-6,02 °F) pour 23,31 % en poids de sel. La congélation au voisinage de cette concentration est cependant si lente que le point eutectique de -22,4 °C (-8,3 °F) peut être atteint avec environ 25 % en poids de sel.
Effets sur l’environnementRévision
Le sel de voirie se retrouve dans les masses d’eau douce et pourrait nuire aux plantes et aux animaux aquatiques en perturbant leur capacité d’osmorégulation. L’omniprésence du sel pose un problème dans toute application de revêtement côtier, car les sels piégés causent de grands problèmes d’adhérence. Les autorités navales et les constructeurs de navires surveillent les concentrations de sel sur les surfaces pendant la construction. Les concentrations maximales de sel sur les surfaces dépendent de l’autorité et de l’application. La réglementation de l’OMI est la plus utilisée et fixe les niveaux de sel à un maximum de 50 mg/m2 de sels solubles mesurés en chlorure de sodium. Ces mesures sont effectuées au moyen d’un test de Bresle. La salinisation (augmentation de la salinité, alias syndrome de salinisation de l’eau douce) et l’augmentation subséquente de la lixiviation des métaux est un problème permanent dans toute l’Amérique du Nord et les cours d’eau douce européens.
Dans le cadre du déverglaçage des autoroutes, le sel a été associé à la corrosion des tabliers de pont, des véhicules à moteur, des barres et des fils d’armature, ainsi que des structures en acier non protégées utilisées dans la construction des routes. Le ruissellement de surface, la pulvérisation des véhicules et les actions du vent affectent également le sol, la végétation en bordure de route et les réserves locales d’eau de surface et d’eau souterraine. Bien que des preuves de la charge environnementale du sel aient été trouvées pendant les pics d’utilisation, les pluies et les dégels printaniers diluent généralement les concentrations de sodium dans la zone où le sel a été appliqué. Une étude de 2009 a révélé qu’environ 70 % du sel de voirie appliqué dans la zone métropolitaine de Minneapolis-St Paul est retenu dans le bassin hydrographique local.
Modification de la substitution
Certaines agences substituent la bière, la mélasse et le jus de betterave au sel de voirie. Les compagnies aériennes utilisent davantage de glycol et de sucre plutôt que des solutions à base de sel pour le dégivrage.
Industrie alimentaire et agricultureModifier
De nombreux micro-organismes ne peuvent pas vivre dans un environnement salé : l’eau est aspirée hors de leurs cellules par osmose. C’est pourquoi le sel est utilisé pour conserver certains aliments, comme le bacon, le poisson ou le chou.
Le sel est ajouté aux aliments, soit par le producteur alimentaire, soit par le consommateur, comme exhausteur de goût, conservateur, liant, additif de contrôle de la fermentation, agent de contrôle de la texture et révélateur de couleur. La consommation de sel dans l’industrie alimentaire se subdivise, par ordre décroissant de consommation, en autres produits de transformation des aliments, conditionneurs de viande, conserves, produits de boulangerie, produits laitiers et moulins à grains. Le sel est ajouté pour favoriser le développement de la couleur dans le bacon, le jambon et d’autres produits carnés transformés. En tant qu’agent de conservation, le sel inhibe la croissance des bactéries. Le sel agit comme un liant dans les saucisses pour former un gel liant composé de viande, de graisse et d’humidité. Le sel agit également comme un exhausteur de goût et un attendrisseur.
Dans de nombreuses industries laitières, le sel est ajouté au fromage comme agent de contrôle de la couleur, de la fermentation et de la texture. Le sous-secteur des produits laitiers comprend des entreprises qui fabriquent du beurre de crémerie, du lait condensé et évaporé, des desserts glacés, de la crème glacée, du fromage naturel et fondu, et des produits laitiers spécialisés. Dans la mise en conserve, le sel est principalement ajouté comme exhausteur de goût et agent de conservation. Il est également utilisé comme support pour d’autres ingrédients, agent déshydratant, inhibiteur d’enzymes et attendrisseur. En boulangerie, le sel est ajouté pour contrôler le taux de fermentation de la pâte à pain. Il est également utilisé pour renforcer le gluten (le complexe élastique protéine-eau dans certaines pâtes) et comme exhausteur de goût, par exemple pour napper les produits de boulangerie. La catégorie de la transformation des aliments comprend également les produits des moulins à grains. Ces produits consistent à moudre la farine et le riz et à fabriquer des céréales pour le petit déjeuner et des farines mélangées ou préparées. Le sel est également utilisé comme agent d’assaisonnement, par exemple dans les chips, les bretzels, les aliments pour chats et chiens.
Le chlorure de sodium est utilisé en médecine vétérinaire comme agent provoquant des vomissements. Il est administré sous forme de solution saturée chaude. Les vomissements peuvent également être provoqués par le placement pharyngé d’une petite quantité de sel ordinaire ou de cristaux de sel.
MédecineEdit
Le chlorure de sodium est utilisé avec l’eau comme l’une des principales solutions pour la thérapie intraveineuse. Le spray nasal contient souvent une solution saline.
La lutte contre l’incendie
Le chlorure de sodium est le principal agent extincteur des extincteurs (Met-L-X, Super D) utilisés sur les feux de métaux combustibles tels que les alliages de magnésium, de potassium, de sodium et de NaK (classe D). Une poudre thermoplastique est ajoutée au mélange, ainsi que des matériaux imperméabilisants (stéarates métalliques) et anti-agglomérants (phosphate tricalcique) pour former l’agent extincteur. Lorsqu’il est appliqué sur le feu, le sel agit comme un puits de chaleur, dissipant la chaleur du feu, et forme également une croûte excluant l’oxygène pour étouffer le feu. L’additif plastique fond et aide la croûte à maintenir son intégrité jusqu’à ce que le métal en feu refroidisse en dessous de sa température d’inflammation. Ce type d’extincteur a été inventé à la fin des années 1940 sous la forme d’une unité à cartouche, bien que les versions à pression stockée soient désormais populaires. Les tailles courantes sont de 14 kg (30 livres) portables et de 160 kg (350 livres) sur roues.
Edition Nettoyant
Depuis au moins l’époque médiévale, les gens utilisent le sel comme agent nettoyant frotté sur les surfaces domestiques. Il est également utilisé dans de nombreuses marques de shampooing, de dentifrice et populairement pour dégivrer les allées et les plaques de glace.
Utilisation optiqueEdit
Les cristaux de NaCl sans défaut ont une transmittance optique d’environ 90% pour la lumière infrarouge, plus précisément entre 200 nm et 20 µm. Ils ont donc été utilisés dans les composants optiques (fenêtres et prismes) fonctionnant dans ce domaine spectral, où il existe peu d’alternatives non absorbantes et où les exigences d’absence d’inhomogénéités microscopiques sont moins strictes que dans le domaine visible. Bien que peu coûteux, les cristaux de NaCl sont mous et hygroscopiques – lorsqu’ils sont exposés à l’air ambiant, ils se couvrent progressivement de « givre ». Cela limite l’application du NaCl aux environnements secs, aux zones d’assemblage sous vide ou aux utilisations à court terme telles que le prototypage. Aujourd’hui, des matériaux comme le séléniure de zinc (ZnSe), plus résistants mécaniquement et moins sensibles à l’humidité, sont utilisés à la place du NaCl pour la gamme spectrale infrarouge.