Selon Planetoscope, la production mondiale annuelle d’aluminium a augmenté de 45 à près de 65 millions de tonnes entre 2010 et 2018. L’aluminium est un métal qui n’est pas présent à l’état pur sur terre. Cet article va vous éclairer sur l’aluminium et ses caractéristiques.
Quelles sont ses principales propriétés ? Quelles sont les applications de l’aluminium ? L’aluminium est présent dans plus de 270 minerais. La bauxite est-elle le minerai principal pour la production d’aluminium ?
Pour en savoir plus sur l’aluminium et ses caractéristiques, lisez !
Corrosion zéro et autres caractéristiques
L’aluminium est un métal présent à l’état pur ou sous forme d’alliages dans de nombreux produits et applications. Ses propriétés font que l’aluminium est partout : aéronautique, automobile, nautisme, construction. Voyons en résumé l’aluminium et ses caractéristiques.
Résistance de l’aluminium à la corrosion
L’aluminium est un métal incroyable : cematériau ne se corrode pas. L’aluminium et ses caractéristiques produisent naturellement une couche d’oxyde (alumine) qui protège sa surface de la corrosion. Contrairement aux aciers, il n’a pas besoin d’alliages pour empêcher la corrosion.
Même s’il produit automatiquement l’alumine (couche d’oxyde), un traitement de surface existe. L’anodisation, le laquage permettent d’améliorer sa résistance à la corrosion et changent l’aluminium et ses caractéristiques.
Le poids, une des propriétés majeures de l’aluminium
L’aluminium est un matériau utilisé en mécanique pour son faible poids. Quelles que soient l’épaisseur et les applications, la masse volumique de l’aluminium est de 2,7 kg/dm3. L’aluminium est un métal trois fois moins lourd que le cuivre ou l’acier.
L’aluminium est le 3e métal le plus léger après le lithium et le magnésium. La légèreté de ce métal tiré de la bauxite explique l’omniprésence des alliages d’aluminium dans l’aéronautique.
Résistance mécanique : l’aluminium remplace l’acier
Les applications mécaniques utilisent rarement l’aluminium en métal pur, il est fragile. L’aluminium à l’état pur a une charge de rupture de 80 MPa et une limite d’élasticité de 40 MPa.
Mais les alliages d’aluminium fournissent une résistance mécanique nettement supérieure à celle de l’aluminium sans alliage.
La résistance mécanique d’un alliage d’aluminium peut atteindre 700 MPa (charge de rupture). Cette résistance mécanique est l’équivalent de la résistance de l’acier trempé.
Aluminium, conductivité thermique et électrique
L’aluminium n’a pas fini de vous surprendre. L’aluminium est un métal à faible résistance électrique. Sa très bonne conductivité électrique le classe dans la famille du cuivre.
L’aluminium est un métal qui monte vite en température. Sa diffusivité thermique est l’équivalent de celle d’un autre métal de même famille, le cuivre. L’aluminium fond à 658 °C (le fer à 1536 °C).
Aluminium : l’ami de l’environnement
L’aluminium est principalement produit à partir de la bauxite. En effet, la bauxite contient des éléments d’aluminium sous forme d’oxyde (jusqu’à 61 % d’alumine, et 10 % de silice). La latérite contient également des éléments naturels d’aluminium (oxyde).
La fabrication de l’aluminium consiste à extraire l’alumine de la bauxite par l’effet d’une solution acide. L’aluminium produit sur terre provient à 95 % de la bauxite. L’aluminium est un métal 100 % recyclable à l’infini par simple fusion.
Applications de l’aluminium en France
En France, l’aluminium a de multiples applications. L’aluminium est le deuxième métal le plus utilisé par l’industrie, après l’acier. Les derniers chiffres disponibles (2018) font état des données intéressantes.
La France produit 390 000 tonnes d’aluminium, elle en consomme 1 427 000 tonnes sous forme de demi-produits. Le secteur des transports représente 37 %, l’emballage 16 %, le bâtiment 26 %, l’ingénierie 14 %.
Effet des alliages sur l’aluminium
Pour modifier l’aluminium et ses caractéristiques, la solution est de créer des alliages d’aluminium.
7 familles principales d’alliages d’aluminium existent :
- aluminium/silicium ;
- aluminium/cuivre ;
- aluminium/manganèse ;
- aluminium/magnésium ;
- aluminium/zinc/magnésium ;
- aluminium/magnésium/silicium.
Chaque alliage améliore l’état naturel de l’aluminium : résistance mécanique, résistance à la corrosion, facilité de soudage.
Modifier l’état de l’aluminium à froid, à chaud
Pourquoi modifier l’aluminium et ses caractéristiques ? En industrie, les matériaux économiques et polyvalents sont rares. L’aluminium en fait partie.
Modifier les propriétés de l’aluminium à froid s’appelle l’écrouissage. L’écrouissage de l’aluminium améliore 3 états mécaniques (charge de rupture, limite élastique, dureté).
L’écrouissage de l’aluminium diminue sa conductivité électrique et sa résistance à la corrosion. Modifier l’aluminium et ses caractéristiques à chaud (traitement thermique recuit) permet de redonner à l’aluminium ses états métallurgiques d’origine.
Pour conclure, quelques surprises sur l’aluminium
L’aluminium est un métal faiblement magnétique. L’aluminium est 50 fois moins magnétique que l’acier. Les traitements de surface à l’aluminium sont très réfléchissants. Les propriétés de résistance mécanique de l’aluminium augmentent quand sa température baisse. La charge de rupture de l’aluminium pur est de 160 MPa à -196 °C, 85 MPa à – 80 ° C. C’est pourquoi on utilise l’aluminium en cryogénie.
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