Conductivité électrique
Aussi : conductivité, conductivité spécifique, conductance électrique
La conductivité électrique mesure la facilité avec laquelle un matériau laisse passer le courant électrique ; c'est une propriété qualitative essentielle des métaux précieux pour leurs applications industrielles.
La conductivité électrique (symbole : σ, unité : siemens par mètre, S/m) indique avec quelle facilité les porteurs de charge électrique — dans les métaux, ce sont les électrons libres — peuvent traverser un matériau. Plus la valeur est élevée, plus la résistance opposée au passage du courant est faible. Pour l'argent et le cuivre, cette propriété revêt une importance industrielle de premier ordre.
Contexte physique
L'inverse de la conductivité est la résistivité électrique ρ (unité : ohm-mètre, Ω·m). Ces deux grandeurs sont liées par la relation suivante :
σ = 1 / ρ
Dans les métaux, les électrons de conduction sont diffusés par le réseau cristallin. Une température élevée, des défauts de réseau et des atomes étrangers (éléments d'alliage) accentuent cette diffusion et réduisent la conductivité. Un métal pur et monocristallin présente donc toujours une conductivité supérieure à celle d'un alliage du même métal de base.
Comparaison de la conductivité des principaux métaux précieux
| Métal | σ (× 10⁶ S/m) | Rang | Application typique |
|---|---|---|---|
| Argent (Ag) | 63,0 | 1 (tous métaux) | Pistes conductrices, contacts, cellules solaires |
| Cuivre (Cu) | 59,6 | 2 | Câbles, circuits, transformateurs |
| Or (Au) | 45,2 | 3 | Connecteurs, fils de bonding, microprocesseurs |
| Aluminium (Al) | 37,7 | – | Lignes haute tension |
| Palladium (Pd) | 9,5 | – | Contacts de connecteurs, catalyseurs |
| Platine (Pt) | 9,4 | – | Capteurs de température (PT100/PT1000) |
L'argent est en tête du classement pour tous les métaux — une réalité qui confère au prix de l'argent une solide composante de demande industrielle. Le cuivre, malgré une conductivité légèrement inférieure, est le matériau conducteur le plus utilisé car il est nettement moins cher et bien plus abondant. L'or séduit en électronique non pas par sa conductivité record, mais par son exceptionnelle résistance à la corrosion : les contacts dorés n'oxydent pas et restent fiables dans la durée.
Influence de la température et de l'alliage
- Dépendance à la température : Les métaux conduisent moins bien à mesure que la température augmente (coefficient de température positif). À 0 °C, la conductivité du cuivre est environ 12 % plus élevée qu'à 25 °C.
- Effet de l'alliage : L'argent sterling (92,5 % Ag, 7,5 % Cu) présente une conductivité réduite d'environ 55 % par rapport à l'argent pur (environ 28 MS/m contre 62 MS/m). Pour les pistes de haute précision, on préfère donc l'argent fin (≥ 999/1000).
- Domaine cryogénique : De nombreux métaux deviennent supraconducteurs à très basse température (σ → ∞) ; l'or et le cuivre, en revanche, ne le font pas — ils restent des conducteurs ordinaires.
Importance pour l'industrie et le marché des métaux précieux
Environ 50 % de la demande mondiale d'argent provient d'applications industrielles, notamment la pâte d'argent pour le photovoltaïque, les brasures et les contacts électriques. Cette demande structurelle confère au prix de l'argent une composante de demande industrielle stable, indépendante de l'intérêt des investisseurs. L'or est utilisé en couche mince (fils de bonding, connecteurs) dans l'industrie des semi-conducteurs, car sa protection contre l'oxydation reste efficace pendant des décennies.
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À retenir
L'argent est le métal le plus conducteur de tous les métaux et joue donc un rôle clé dans les industries électronique et solaire. L'or s'impose dans les applications à haute fiabilité grâce à son inoxydabilité, et non par une conductivité record. La conductivité diminue avec la hausse de la température et avec chaque ajout d'élément d'alliage — la pureté se révèle électriquement payante.