- ACTUALITE, Métaux et traitement des métaux
- août 28, 2020
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Sommaire
L’histoire de l’aluminium
De la découverte de l’alu jusqu’à notre époque
Commençons avec un peu d’histoire. C’est en 1821 que l’alumine est découverte en France. Il faudra attendre la fin du XIXème siècle, au croisement des deux révolutions industrielles, pour voir apparaitre l’aluminium tel qu’on le connait aujourd’hui.
Toutefois, l’aluminium est considéré comme un métal précieux et coûtera très cher pendant longtemps du fait de son extraction compliquée à l’époque.
Aujourd’hui, l’aluminium représente une part importante de notre industrie puisqu’il est le métal le plus consommé juste après me fer. On estime une utilisation d’en moyenne 20 kilos par an d’aluminium et par personne en France.
Toutefois, l’aluminium est considéré comme un métal précieux et coûtera très cher pendant longtemps du fait de son extraction compliquée à l’époque.
Aujourd’hui, l’aluminium représente une part importante de notre industrie puisqu’il est le métal le plus consommé juste après me fer. On estime une utilisation d’en moyenne 20 kilos par an d’aluminium et par personne en France.
Comment est produit l’aluminium ?
Il faut savoir que l’aluminium est l’un des éléments les plus abondants de la croute terrestre. Il se place en 3ème position juste après l’oxygène et le silicium.
Minerai et extraction
L’aluminium se trouve dans la bauxite, principal minerai contenant 40 à 60% d’oxyde d’aluminium. L’extraction de la roche se fait par creusement de puits et galeries, mais on trouve également des carrières à ciel ouvert.
Le saviez-vous ?
Produire 1 tonne d’aluminium nécessite 2 tonnes d’alumine. Et pour récupérer 1 tonne d’alumine il faut 2,5 tonnes de bauxite environ. Donc, pour la production d’1 tonne d’aluminium il faut extraire environ 5 tonnes de bauxite.
De la bauxite à l’alumine
C’est grâce au chimiste Karl-Josef Bayer, en 1887, que nous avons réussi à exploiter la bauxite pour en extraire l’alumine. Sa technique est la base de notre méthode actuelle, avec toutefois quelques améliorations.
La bauxite est réduite en poudre et mélangée à de la soude sous pression à haute température. On obtient alors une sorte de liqueur d’aluminate de sodium, qui est débarrassée de toutes ses impuretés, diluée et refroidie.
On se retrouve avec de l’oxyde d’aluminium hydraté, qui sera calciné afin d’obtenir l’alumine qui servira à la production d’aluminium.
De l’alumine à l’aluminium
L’aluminium est obtenu par électrolyse de l’alumine. Il s’agit d’un procédé qui consiste à réduire par électrolyse l’alumine dissoute dans un bain de cryolithe fondue à 950°C. La cuve d’électrolyse est traversée par un courant électrique de haute intensité.
Durant ce processus, l’aluminium sous forme de métal liquide se dépose dans le fond de la cuve. Il est alors régulièrement siphonné et conduit en fonderie où il sera traité et mis en forme.
Les caractéristiques de l’aluminium
Si l’aluminium a évolué pour devenir un métal aussi populaire c’est qu’il regroupe un ensemble de caractéristiques particulières.
Les caractéristiques et avantages de l’alu
Légèreté
l’aluminium est l’un des métaux les plus légers utilisés par l’industrie. Sa densité est de 2,7g/cm3, ce qui représente – à titre d’exemple – un tiers de la densité de l’acier.
Résistance à la corrosion
l’alu possède une très bonne résistance à la corrosion grâce à sa couche naturelle d’oxyde qui le protège.
Conductivité thermique et électrique
l’une des caractéristiques de l’aluminium est la bonne conductivité de la chaleur et de l’électricité. A poids égal, l’alu offre une conductivité deux fois supérieure à celle du cuivre.
Imperméabilité
l’aluminium est un matériau totalement imperméable à la lumière, aux micro-organismes ou aux odeurs, et ce même à très faible épaisseur.
Recyclage
l’alu est un métal qui se recycle à l’infini. La production d’aluminium de deuxième fusion provenant du recyclage a un avantage majeur : elle est 95% moins coûteuse en énergie que la production d’aluminium de première fusion.
L’aluminium pour quelles utilisations ?
Les avantages de l’aluminium
- Prix: Nécessitant très peu d’entretien, et recyclable à l’infini, l’aluminium fait partie des métaux les plus intéressants économiquement.
- Recyclage: Comme vous le savez, l’aluminium se recycle indéfiniment sans perdre ses propriétés. Il faut savoir que le recyclage de l’alu est bien moins énergivore que son extraction et sa production première.
- Légèreté: L’aluminium a également l’avantage d’être très léger par rapport à l’acier notamment (jusqu’à 3 fois plus léger selon les chiffres du CeAl). L’alu permet donc d’alléger les structures tout en garantissant résistance et fiabilité.
Les industries utilisant de l’aluminium
Les caractéristiques avantageuses de l’aluminium en font un matériau très utilisé au quotidien dans différents secteurs.
L’aluminium dans le BTP
Dans le BTP, l’aluminium est un matériau de choix. Résistant et pouvant supporter de grandes charges de poids, l’alu est notamment utilisé pour la structure des baies vitrées et fenêtres.
L’aluminium se retrouve également dans les portes, les bardages, les toitures, les équipements de chauffage ou ventilation, les dispositifs solaires, etc… Certains bâtiments de types préfabriqués sont même entièrement conçus en aluminium.
L’aluminium dans le transport
L’aluminium, par rapport à l’acier, comporte différents avantages intéressants pour l’industrie du transport. Métal bien plus léger et tout aussi résistant, il s’agit d’un matériau qui s’est imposé dans l’industrialisation du transport. Ce métal est notamment très prisé dans l’industrie aéronautique & aérospatiale, malgré la concurrence du carbone qui se développe.
L’aluminium dans l’alimentaire
L’aluminium est également utilisé dans l’industrie alimentaire dans tout ce qui touche au packaging. Que ce soit les emballages divers, les opercules de certains produits, etc. L’aluminium étant totalement imperméable à la lumière, aux micro-organismes ou aux odeurs, même à très faible épaisseur, il devient un matériau de choix pour cette industrie.
Traitement et recyclage de l’aluminium
Recyclage de l’alu
Comme nous l’avons évoqué précédemment, l’aluminium fait partie des matériaux les plus recyclés. Il est d’ailleurs recyclable à l’infini et sans perdre la moindre de ses propriétés.
Le saviez-vous ? La production d’aluminium de deuxième fusion provenant du recyclage ne consomme que 5% de l’énergie de la production d’aluminium à l’extraction. (Source CeAl)
Le recyclage de l’aluminium se décompose en cinq parties majeures.
- La collecte du métal
- Le tri
- La préparation de l’aluminium
- La fonte
- Le raffinage
- La refonte
Les traitements de surface possibles pour l’aluminium
Même si l’aluminium est un métal résistant nécessitant peu d’entretien, il est toutefois possible de renforcer ses caractéristiques grâce à certains traitements de surface.
Les traitements de surface sur aluminium chez Stoca
Spécialiste depuis plus de 35 ans dans le traitement de surface des pièces métalliques, les traitements sur l’aluminium n’ont aucun secret pour Stoca.
Anodisation: Il s’agit d’un traitement chimique renforçant la couche d’alumine naturelle de l’alu. Une nouvelle couche d’oxyde est donc créée sous électrolyse, grâce à un procédé de bains d’acide sulfurique, et crée une isolation électrique du métal.
Chromatation – Surtec 650: La chromatation, ou Surtec 650, est un traitement de surface chimique dédié à l’aluminium. Contrairement à l’anodisation, le surtec 650 permet une meilleure conductibilité électrique sur l’aluminium brut.
Ces deux traitements de surface renforcent les propriétés de résistance à la corrosion de l’aluminium.
Autres traitements de surface
Brillantage: traitement préparatoire optionnel au préalable de l’anodisation qui consiste à créer une surface miroir des pièces par une attaque chimique du revêtement.
Décapage: procédé qui consiste à enlever la première couche naturelle d’oxyde de l’aluminium afin de traiter la pièce en alu dans de meilleures conditions. Peut être réalisé chimiquement ou mécaniquement (sablage, ponçage)
CVD: technique chimique utilisée pour recouvrir l’aluminium d’une fine couche d’un matériau doté de propriétés différentes.
Électroplacage: technique de traitement électrochimique permettant d’appliquer une légère couche d’un autre métal sur la pièce.
Métallisation: méthode principalement utilisée pour les grandes pièces, la métallisation au zinc ou zinc-aluminium créer une protection anticorrosion.
La liste est non-exhaustive mais permet de se rendre compte des multiples possibilités liées au traitement des pièces en aluminium.