Chrome - Cr

Le chrome (Cr) est un métal dur et argenté, apprécié pour son utilisation dans l’acier inoxydable, les alliages et les traitements de surface. Son comportement dans l’eau et ses effets sur la santé dépendent fortement de sa forme chimique. Il faut distinguer le chrome métallique, le chrome(III) et le chrome(VI) lors de l’interprétation des analyses ou du choix d’un traitement.

Propriétés chimiques · Applications · Chrome dans l’eau et traitement · Effets sur la santé · Effets sur l’environnement

Quelques propriétés du chrome métallique
Symbole / numéro atomique	Cr / 24
Poids atomique standard	51.9961(6)
Groupe / période / bloc	6 / 4 / d
Configuration électronique	[Ar] 3d⁵ 4s¹
Électronégativité (Pauling)	1.66
Masse volumique	7,15 g cm⁻³ à température ambiante
Point de fusion	1907 °C
Point d’ébullition	2671 °C
Rayon covalent	0,130 nm
Rayon non lié	0,206 nm
États d’oxydation courants dans les composés	+2, +3 et +6
Isotopes naturels	⁵⁰Cr, ⁵²Cr, ⁵³Cr et ⁵⁴Cr
Première énergie d’ionisation	652,9 kJ mol⁻¹
Découverte / isolement	Nicolas-Louis Vauquelin, 1797 / 1798

Les données physiques et atomiques proviennent de la Royal Society of Chemistry ; le poids atomique, les isotopes naturels et les dates de découverte proviennent de la CIAAW. Le poids atomique est sans dimension ; la masse molaire correspondante est d’environ 51,9961 g mol⁻¹. Le nombre entre parenthèses indique l’incertitude sur le dernier chiffre. Les rayons ioniques dépendent de l’état d’oxydation et de la coordinence.

Échantillon de chrome aux surfaces cristallines réfléchissantes — Échantillon de chrome.

Chrome : propriétés et présence naturelle

Le chrome forme une couche d’oxyde protectrice qui contribue à sa résistance à la corrosion. Dans l’acier inoxydable, il favorise la formation de la couche superficielle passive ; cette résistance dépend néanmoins de la nuance de l’alliage, de la composition chimique de l’eau et des conditions d’utilisation. Le chrome se trouve principalement dans le minerai de chromite, couramment représenté par FeCr₂O₄, et est transformé en ferrochrome, en composés chimiques du chrome ou en métal.

Nicolas-Louis Vauquelin a découvert le chrome en 1797 en étudiant la crocoïte, un minéral constitué de chromate de plomb, puis a isolé le métal en 1798. Son nom vient du mot grec désignant la couleur, en référence à ses nombreux composés colorés.

Applications du chrome

Acier inoxydable et alliages : le chrome améliore la résistance à la corrosion et à l’oxydation, et contribue à la dureté et à la résistance à l’usure.
Traitements de surface : le chromage permet de réaliser des revêtements décoratifs ou fonctionnels.
Produits chimiques et matériaux : les composés du chrome sont utilisés dans les pigments, les catalyseurs, le verre, les céramiques et le traitement du cuir. Les espèces de chrome utilisées et celles qui se forment pendant les procédés influent sur l’exposition et le traitement des déchets.

Chrome dans l’eau et traitement de l’eau

Voir Le chrome dans l’eau (Cr + H₂O) pour des informations complémentaires sur les réactions, la présence du chrome et son élimination.

Chrome(III), chrome(VI) et chrome total

Le chrome(III), ou Cr(III), est trivalent. Sa concentration dissoute peut être limitée par la précipitation et la fixation aux particules, selon le pH et les substances complexantes. Le chrome(VI), ou Cr(VI), est hexavalent. Dans l’eau, il se présente généralement sous forme d’ions apparentés aux chromates, chargés négativement. Il peut être mobile dans les eaux souterraines : on ne peut donc pas supposer que le chrome reste immobilisé dans les sols ou les sédiments.

La mesure du chrome total porte sur les formes de chrome prises en compte par la méthode d’analyse ; elle ne révèle pas la concentration en Cr(VI). Lorsque la spéciation est importante, il faut utiliser une méthode adaptée au Cr(VI) et respecter ses exigences de prélèvement et de conservation des échantillons. Les sources géologiques, tout comme la contamination industrielle, peuvent apporter du chrome à l’eau.

Options de traitement

Réduction suivie d’une élimination : un agent réducteur, tel que le fer ferreux, transforme le Cr(VI) en Cr(III). Une précipitation ou une coagulation ultérieure, suivie d’une séparation des solides, permet d’éliminer le chrome de l’eau. La réduction seule modifie son état d’oxydation ; elle n’élimine pas l’élément.
Échange d’anions : des résines adaptées captent les espèces de Cr(VI) chargées négativement. Le choix de la résine, les anions concurrents, la percée du contaminant et la gestion des résines usées ou des solutions de régénération influent sur les performances.
Osmose inverse et nanofiltration : ces procédés membranaires peuvent éliminer le chrome, avec une efficacité qui dépend de l’espèce chimique, de la membrane et de l’eau d’alimentation. Le concentrat retient les contaminants rejetés.
Précipitation et coagulation du Cr(III) : l’ajustement du pH et la séparation des solides peuvent être efficaces, mais les agents complexants présents dans les eaux usées industrielles peuvent modifier le comportement du chrome lors de son élimination.

Le choix du procédé doit s’appuyer sur une analyse de l’eau et des essais de traitabilité. Il faut vérifier à la fois la concentration finale de chrome requise et les flux résiduels. Dans des conditions appropriées, les oxydants peuvent reconvertir une partie du Cr(III) restant en Cr(VI) ; le traitement et la désinfection en aval doivent donc être envisagés conjointement.

Effets du chrome sur la santé

Chrome(VI)

Le CIRC classe les composés du chrome(VI) comme cancérogènes pour l’être humain (groupe 1). Les données sur l’inhalation en milieu professionnel établissent un danger de cancer du poumon. L’exposition au Cr(VI) peut également léser les voies respiratoires et provoquer une irritation cutanée, des ulcères ou une dermatite allergique. Le risque réel dépend du composé, de la dose, de la voie et de la durée d’exposition.

L’évaluation de l’EPA de 2024 considère le Cr(VI) comme cancérogène pour l’être humain par inhalation et probablement cancérogène pour l’être humain par voie orale. L’exposition par l’eau potable ne doit donc pas être écartée au seul motif qu’une grande partie des données humaines concerne les milieux professionnels. Ces évaluations du danger ne signifient pas que toute exposition provoque un cancer.

Parmi les composés du Cr(VI) figurent le trioxyde de chrome ainsi que les chromates de calcium, de plomb, de strontium et de zinc. Les mesures de prévention de l’exposition doivent tenir compte des substances chimiques, poussières et fumées effectivement présentes.

Chrome(III) et nutrition

Le Cr(III) est présent dans les aliments et présente un profil toxicologique différent de celui du Cr(VI). Il ne faut pas le présenter comme inoffensif à toute dose. Le caractère essentiel du chrome pour l’être humain reste débattu : les valeurs nutritionnelles de référence américaines comprennent des apports suffisants établis en 2001, tandis que l’EFSA a conclu en 2014 que les preuves de son caractère essentiel n’étaient pas convaincantes et n’a pas fixé de recommandation d’apport. Les NIH indiquent qu’il n’existe pas d’état de carence en chrome défini cliniquement.

Pour un aperçu général, voir les apports journaliers recommandés en vitamines et minéraux. Les valeurs nutritionnelles de référence pour le Cr(III) ne sont pas des limites applicables à l’eau potable et ne s’appliquent pas au Cr(VI).

Effets du chrome sur l’environnement

L’altération des roches libère naturellement du chrome, tandis que la transformation des métaux, les traitements de surface, la production de cuir et l’élimination des déchets peuvent accroître ses concentrations dans l’environnement. La forme chimique et les conditions environnementales déterminent son transport et sa biodisponibilité. Le Cr(III) se fixe souvent aux solides ou précipite, tandis que le Cr(VI) peut rester dissous et migrer.

Les variations de pH et des conditions d’oxydoréduction peuvent modifier ce comportement. Le chrome est un élément et n’est pas détruit par réduction chimique ou adsorption : le traitement en modifie la forme ou le transfère vers un autre flux. La gestion environnementale comprend donc la maîtrise des rejets et la prise en charge appropriée des boues, des matériaux filtrants et des concentrats contenant du chrome.

Dernière révision de la page sur le chrome : 24 octobre 2026 par Lenntech.