Faits sur le fer

D’être un élément crucial de l’acier à nourrir les plantes et à aider à transporter l’oxygène dans votre sang – le fer est toujours occupé à aider à maintenir la vie sur Terre.

Le fer est une substance cassante et dure, classée comme un métal dans le groupe 8 du tableau périodique des éléments. Le plus abondant de tous les métaux, sa forme pure se corrode rapidement en cas d’exposition à l’air humide et aux températures élevées. Le fer est également le quatrième élément le plus courant en poids dans la croûte terrestre et on pense qu’une grande partie du noyau de la Terre est composée de fer. En plus d’être communément présent sur Terre, le fer est abondant dans le soleil et les étoiles, selon le Los Alamos National Laboratory. Le fer est essentiel à la survie des organismes vivants, selon le Jefferson Lab. Chez les plantes, il joue un rôle dans la production de chlorophylle. Chez les animaux, il est un composant de l’hémoglobine – une protéine du sang qui transporte l’oxygène des poumons aux tissus du corps.

Nonante pour cent de tout le métal qui est raffiné de nos jours est du fer, selon la Royal Society of Chemistry. La plus grande partie est utilisée pour fabriquer de l’acier – un alliage de fer et de carbone – qui est à son tour utilisé dans l’industrie manufacturière et le génie civil, par exemple pour fabriquer du béton armé. L’acier inoxydable, qui contient au moins 10,5 % de chrome, est très résistant à la corrosion. Il est utilisé dans les couverts de cuisine, les appareils électroménagers et les ustensiles de cuisine tels que les casseroles et les poêles en acier inoxydable. L’ajout d’autres éléments peut conférer à l’acier d’autres qualités utiles. Par exemple, le nickel augmente sa durabilité et le rend plus résistant à la chaleur et aux acides ; le manganèse le rend plus durable, tandis que le tungstène l’aide à maintenir sa dureté à haute température, selon Jefferson Lab.

Les faits

• Numéro atomique (nombre de protons dans le noyau) : 26
• Symbole atomique (sur le tableau périodique des éléments) : Fe
• Poids atomique (masse moyenne de l’atome) : 55,845
• Densité : 7,874 grammes par centimètre cube
• Phase à température ambiante : Solide
• Point de fusion : 2 800,4 degrés Fahrenheit (1 538 degrés Celsius)
• Point d’ébullition : 5 181,8 F (2 861 C)
• Nombre d’isotopes (atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons) : (inclure combien sont des isotopes stables) : 33 Isotopes stables : 4
• Isotopes les plus courants : Fer-56 (abondance naturelle : 91,754 pour cent)

Histoire et propriétés du fer

Les archéologues estiment que les gens utilisent le fer depuis plus de 5 000 ans, selon Jefferson Lab. En fait, il s’avère que certains des plus anciens fer connus des humains sont littéralement tombés du ciel. Dans une étude publiée en 2013 dans le Journal of Archeological Science, des chercheurs ont examiné d’anciennes perles de fer égyptiennes datant d’environ 3200 avant J.-C. et ont découvert qu’elles avaient été fabriquées à partir de météorites de fer. L’Ancien Testament de la Bible mentionne également le fer à de multiples reprises, selon le Los Alamos National Laboratory.

Le fer est principalement obtenu à partir des minéraux hématite et magnétite. À des degrés moindres, il peut également être obtenu à partir des minéraux taconite, limonite et sidérite, selon le Jefferson Lab. Le fer a quatre formes allotropiques différentes, ce qui signifie qu’il a quatre formes structurelles différentes dans lesquelles les atomes se lient selon des schémas différents, selon le Los Alamos National Laboratory. Ces formes sont appelées ferrites, dites alpha (qui est magnétique), bêta, gamma et oméga.

Le fer est un nutriment important dans notre alimentation. La carence en fer, la carence nutritionnelle la plus courante, peut provoquer une anémie et une fatigue qui affecte la capacité à effectuer un travail physique chez les adultes. Elle peut également altérer la mémoire et d’autres fonctions mentales chez les adolescents, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Les femmes qui présentent une carence en fer pendant leur grossesse ont un risque accru d’avoir des bébés petits et précoces, préviennent les CDC.

Il existe deux types de fer alimentaire : le fer hémique et le fer non hémique. Le fer hémique – qui est le type de fer le plus facilement absorbé – se trouve dans la viande, le poisson et la volaille, tandis que le fer non hémique – qui est également absorbé mais dans une moindre mesure que le fer hémique – se trouve à la fois dans les aliments végétaux (comme les épinards, le chou frisé et le brocoli) et dans la viande, selon la Croix-Rouge américaine. Les personnes absorbent jusqu’à 30 % du fer hémique, contre 2 à 10 % du fer non hémique, rapporte l’ARC, ajoutant que les aliments riches en vitamine C, comme les tomates ou les agrumes, peuvent aider les personnes à absorber le fer non hémique.

Qui l’aurait su ?

• Le sang est rouge en raison de l’interaction entre le fer et l’oxygène, selon l’Université de Californie, Santa Barbara. Le sang est rouge en raison de la façon dont les liaisons chimiques entre les deux éléments réfléchissent la lumière.
• Le fer pur est en fait mou et malléable, selon l’Université de Denver.
• En 2007, des chercheurs ont découvert un énorme panache d’eau riche en fer émanant de cheminées hydrothermales dans le sud de l’océan Atlantique.
• Le fer est nécessaire à la croissance du phytoplancton – de minuscules bactéries marines qui utilisent le dioxyde de carbone de l’atmosphère pour alimenter la photosynthèse. Certains chercheurs ont donc affirmé que fertiliser les océans avec du fer supplémentaire pourrait aider à aspirer l’excès de dioxyde de carbone. Mais une étude publiée en ligne en novembre 2010 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences a révélé que cela pourrait ne pas être une si bonne idée, car tout ce fer supplémentaire pourrait en fait déclencher la croissance d’algues productrices de toxines qui contribuent à la contamination de la faune marine.
• Environ 90 % de tout le métal qui est raffiné aujourd’hui est du fer, selon la Royal Society of Chemistry.
• Le fer est un composant crucial d’une classe de météorites connue sous le nom de sidérites, selon le Los Alamos National Laboratory.
• Un pilier en fer datant d’environ 400 après JC se dresse encore aujourd’hui à Delhi, en Inde, selon le Los Alamos National Laboratory. Le pilier fait environ 23,75 pieds (7,25 mètres) de haut et mesure 15,75 pouces (40 centimètres) de diamètre. Malgré son exposition aux conditions météorologiques, le pilier ne s’est pas beaucoup corrodé en raison de sa composition unique de métaux.
• Les exemples d’aliments riches en fer comprennent la viande, comme le bœuf, la dinde, le poulet et le porc ; les fruits de mer, comme les crevettes, les palourdes, les huîtres et le thon ; les légumes, comme les épinards, les pois, le brocoli, les patates douces et les haricots verts ; le pain et les céréales, comme les céréales de son, le pain de blé entier et le riz enrichi ; d’autres aliments, comme les haricots, les lentilles, la pâte de tomate, le tofu et la mélasse, selon la Croix-Rouge américaine.
• La surface de Mars est rouge en raison d’une grande quantité d’oxyde de fer (rouille) à sa surface, selon Nature. Mars a plus de deux fois plus d’oxyde de fer dans sa croûte que la Terre.
• Le noyau interne solide et le noyau externe liquide de la Terre sont principalement composés de fer (environ 85 % et 80 % en poids, respectivement). Le courant électrique généré par le fer liquide crée le champ magnétique qui protège la Terre, selon la NASA. On trouve également du fer dans les noyaux de toutes les planètes du système solaire.
• Le fer est l’élément le plus lourd formé dans les noyaux des étoiles, selon le JPL. Les éléments plus lourds que le fer ne peuvent être créés que lorsque des étoiles de grande masse explosent (supernovae).
• Le nom latin du fer est ferrum, d’où son symbole atomique, Fe.
• Le mot fer provient d’un mot anglo-saxon, iren. Le mot fer est peut-être dérivé de mots antérieurs signifiant « métal sacré » car il était utilisé pour fabriquer les épées utilisées lors des croisades, selon WebElements.

Recherche actuelle

Le fer a fait l’objet de nombreuses études médicales, dont certaines montrent que des niveaux élevés de fer dans le sang peuvent en fait être liés à un risque accru de problèmes cardiovasculaires. « Certaines recherches suggèrent que les personnes qui ont plus de ferritine dans leur système sanguin et des marqueurs de fer plus élevés dans le corps peuvent être plus à risque en termes de certaines maladies cardiovasculaires », a déclaré Judith Wylie-Rosett, professeur au département d’épidémiologie et de santé de la population et au département de médecine de l’Albert Einstein College of Medicine de l’Université Yeshiva à New York. « Il n’est pas clair si c’est la cause du risque ou si c’est un biomarqueur pour quelque chose d’autre », a déclaré Wylie-Rosett à Live Science. (La ferritine est un type de protéine qui stocke le fer, tandis que le test de ferritine mesure la quantité de fer dans votre sang).

Dans une étude portant sur plus de 1 900 hommes finlandais âgés de 42 à 60 ans, publiée en 1992 dans la revue Circulation, les chercheurs ont trouvé un lien entre des niveaux élevés de fer et un risque accru de crise cardiaque. Dans une étude plus récente, publiée en ligne en janvier 2014 dans le Journal of Nutrition, les chercheurs ont constaté que le fer hémique, présent dans la viande, augmentait le risque de maladie coronarienne de 57 %, mais aucune association de ce type n’a été trouvée entre le fer non hémique et le risque de maladie coronarienne.

Intéressant, des recherches récentes ont également établi un lien entre l’accumulation de fer dans le cerveau et la maladie d’Alzheimer. Dans une étude publiée en août 2013 dans le Journal of Alzheimer’s Disease, les chercheurs ont constaté que la quantité de fer dans l’hippocampe – une zone du cerveau associée à la formation des souvenirs – était accrue et associée à des lésions tissulaires dans la zone de l’hippocampe chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer, mais pas chez les personnes âgées en bonne santé.

« L’accumulation de fer dans le cerveau peut être influencée par des facteurs environnementaux modificateurs, comme la quantité de viande rouge et de compléments alimentaires en fer que nous consommons et, chez les femmes, le fait d’avoir subi une hystérectomie avant la ménopause », a déclaré l’auteur de l’étude, le Dr. George Bartzokis, professeur de psychiatrie à l’Institut Semel pour les neurosciences et le comportement humain à UCLA, a déclaré dans un communiqué.

Les carences en fer ont également été liées à la dépression, selon une étude de 2017 publiée dans le Journal of Psychiatric Research par un groupe de chercheurs australiens qui tentaient de trouver un lien entre la génétique, les niveaux de fer et la dépression, en particulier chez les adolescents. Les chercheurs ont constaté que, bien qu’il existe un lien entre les niveaux de fer dans le sang et la mesure de la dépression, il n’y a aucune preuve d’une relation génétique entre les deux. Les chercheurs ont utilisé les données disponibles dans les études sur les jumeaux et ont examiné divers facteurs en comparant les jumeaux adolescents aux jumeaux adultes. Le lien entre les niveaux de fer et la dépression est plus susceptible d’être observé pendant les périodes où le corps a besoin de quantités plus élevées de fer, comme pendant les poussées de croissance.

Un article de 2017 publié dans le European Journal of Nutrition par un groupe de recherche d’Iran a décrit une étude dans laquelle des suppléments de fer ont été donnés à de nouvelles mères non anémiques souffrant de dépression post-partum (DPP). Un groupe de 70 femmes a commencé l’essai en double aveugle une semaine après l’accouchement et les symptômes de la DPP ont été comparés six semaines plus tard. Le groupe qui a pris le supplément de fer a connu une amélioration significativement plus importante des symptômes de la DPP que le groupe qui a pris le placebo.

Reportage supplémentaire par Rachel Ross, collaboratrice de Live Science

.