Ductilité
Aussi : Malléabilité, Extensibilité, Formabilité
La ductilité désigne la propriété d'un matériau à se déformer plastiquement sous une contrainte de traction sans se rompre.
La ductilité est l'une des propriétés mécaniques les plus remarquables des métaux précieux et l'une des principales raisons de leur importance industrielle et artisanale. Elle décrit la capacité d'un solide à se déformer de façon permanente et plastique sous l'effet d'une contrainte de traction — c'est-à-dire à s'allonger, s'étirer ou se plier — sans se fissurer ni se rompre. Le contraire de la ductilité est la fragilité : les matériaux fragiles tels que le verre ou la fonte échouent brusquement sans déformation plastique notable.
Comment la ductilité se forme
À l'échelle atomique, la ductilité repose sur la capacité des plans du réseau cristallin à glisser les uns par rapport aux autres sous l'effet d'une contrainte de cisaillement. Ce phénomène s'appelle mouvement de dislocations. Les métaux dotés d'une structure cristalline cubique à faces centrées (CFC) — parmi lesquels l'or, l'argent, le platine, le palladium et le cuivre — possèdent un nombre particulièrement élevé de plans de glissement (12 systèmes de glissement indépendants) et sont donc exceptionnellement ductiles.
La ductilité se mesure généralement à l'aide de deux grandeurs issues de l'essai de traction normalisé (DIN EN ISO 6892-1) :
Allongement à la rupture A = (Lf - L0) / L0 × 100 %
Striction Z = (S0 - Su) / S0 × 100 %
- L0 = longueur initiale de jauge, Lf = longueur de jauge après rupture
- S0 = section transversale initiale, Su = section transversale à la zone de rupture
Une valeur élevée pour ces deux grandeurs signifie une ductilité élevée.
Comparaison de la ductilité des principaux métaux précieux
| Métal | Allongement à la rupture (typique) | Particularité |
|---|---|---|
| Or | > 40 % | métal le plus ductile qui soit ; 1 g → ~3 km de fil |
| Argent | ~50 % | ductilité la plus élevée parmi les métaux monétaires |
| Platine | 35–40 % | ductile, mais plus tenace que l'or |
| Palladium | ~30 % | similaire au platine, déformable à froid |
| Cuivre | 40–50 % | base de nombreux alliages ; conductivité élevée |
L'or est le métal le plus ductile connu à ce jour. À partir d'un seul gramme d'or, il est possible de tirer un fil d'environ 3 000 mètres de long ; martelé en or en feuille, il atteint des épaisseurs inférieures à 0,1 micromètre — soit moins d'un millième de l'épaisseur d'un cheveu humain.
Importance pratique pour les investisseurs et la transformation des métaux précieux
La grande ductilité de l'or et de l'argent en fait, depuis des millénaires, les matériaux de prédilection pour la bijouterie, les pièces de monnaie et les lingots. Pour les investisseurs, elle est indirectement pertinente :
- Frappe de monnaies : les métaux ductiles peuvent être frappés sans fissures. Les reliefs fins des pièces Bullion comme le Krugerrand résultent exclusivement de la déformation plastique sous le poinçon de frappe.
- Alliages : l'or fin pur (999) est très mou et très ductile ; l'ajout de métaux d'alliage comme le cuivre ou l'argent accroît la dureté au détriment de la ductilité. L'or 585 ou 750 est donc plus adapté à l'usage quotidien, mais moins déformable que l'or fin.
- Détection de contrefaçons : le tungstène possède pratiquement la même densité que l'or, mais est nettement plus fragile et plus dur. Les tests mécaniques (test de flexion, test sonore) exploitent cette différence de ductilité pour vérifier l'authenticité — en complément de la détermination de la densité et de l'analyse par fluorescence X.
- Recyclage : la déformabilité facilite le recyclage — l'or de récupération et l'argent de récupération peuvent être refondus et remis en forme sans perte de matière due à la rupture.
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Influence de la température et de la déformation à froid
La ductilité n'est pas une constante immuable : à basse température, elle diminue pour certains métaux (fragilisation à froid), tandis qu'elle augmente à haute température. La déformation à froid (par laminage ou martelage, par exemple) accroît la densité de dislocations dans le réseau cristallin et provoque un écrouissage — le métal devient plus dur, mais moins ductile. Un recuit ultérieur (recuit de recristallisation) permet de restaurer en grande partie la ductilité d'origine.
En bref
La ductilité explique pourquoi les métaux précieux peuvent être mis en forme, frappés et recyclés depuis des millénaires. L'or occupe la première place de cette propriété parmi tous les métaux connus et demeure ainsi indispensable aussi bien pour la transformation industrielle que pour la fabrication de pièces de placement et de lingots de haute qualité.