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Qu’est-ce que l’aluminium ? C’est un élément chimique, que l’on trouve naturellement sur Terre. C’est le métal le plus abondant sur notre planète, puisqu’il constitue environ 8% de la croûte à la surface. Il est très polyvalent, ce qui en fait le deuxième métal le plus utilisé après l’acier, notamment dans la construction automobile et les bâtiments. Des siècles après le début de la production industrielle d’aluminium, sa demande mondiale a rapidement grimpé en flèche pour atteindre environ 29 millions de tonnes par an, dont environ 22 millions de tonnes d’aluminium vierge. En comparaison, 7 millions de tonnes sont de l’aluminium réutilisé provenant de la ferraille. Il convient de noter que l’aluminium est l’un des métaux utilisés dans l’ingénierie car il a un rapport résistance/poids supérieur à celui de l’acier.

Propriétés et avantages de l’aluminium

Les avantages de l’utilisation de l’aluminium sont associés à ses propriétés remarquables comme suit :

– Résistance à la corrosion

Lorsque l’aluminium est exposé à l’air et à l’humidité, une couche de peau d’oxyde se forme pour protéger la surface de l’aluminium d’une oxydation extrême. Cette couche d’oxyde auto-protectrice donne à l’aluminium la résistance qu’il a contre la détérioration, résistant même à l’atmosphère industrielle qui facilite les intempéries. Les traitements d’anodisation peuvent encore être utilisés pour renforcer la résistance de la couche d’oxyde sur les surfaces.

– Conductivité thermique et électrique

L’aluminium conduit excellemment la chaleur et l’électricité. La conductivité thermique de l’aluminium est d’environ 50 à 60 % de celle du cuivre, ce qui le rend très applicable dans la production à grande échelle d’ustensiles de cuisine. La conductivité thermique concerne le transfert d’un milieu à un autre ; ainsi, les échangeurs de chaleur en aluminium sont utilisés dans les industries chimique, alimentaire et aéronautique. La conductivité élevée de l’aluminium (1350) est environ 62 pour cent de la norme internationale du cuivre recuit (IACS) le rend efficace pour l’utilisation et le conducteur électrique et a environ un tiers de la gravité spécifique du cuivre.

– Réflectivité

L’aluminium lisse a une réflectivité élevée sur le spectre électromagnétique des ondes radio et dans la gamme infrarouge et thermique. Il fait rebondir environ 80% de la lumière et 90% de la chaleur qui frappe sa surface. Cette réflectivité élevée donne à l’aluminium un aspect décoré et le rend efficace pour une utilisation contre le rayonnement de la lumière et de la chaleur dans des applications telles que les toitures et les boucliers thermiques automobiles.

– Caractéristiques non toxiques

La nature non toxique de l’aluminium a été découverte il y a des siècles dans sa première utilisation industrielle. Cette caractéristique permet de l’utiliser dans les ustensiles de cuisine sans avoir d’effets nocifs sur le corps humain. Elle facilite également son utilisation dans l’emballage en feuille des produits alimentaires dans l’industrie de transformation.

– Recyclabilité

Le recyclage de l’aluminium est inégalé. Notamment, il y a une différence significative dans les propriétés entre l’aluminium recyclé et l’aluminium vierge. Environ 5% de l’énergie utilisée pour produire de l’aluminium vierge est nécessaire pour recycler l’aluminium. Actuellement, environ 60% de l’aluminium est recyclé vers la fin de son cycle de vie.

– Finissabilité

Pour la plupart de ses applications, l’aluminium n’a pas besoin d’un revêtement protecteur. Les techniques de finition telles que le sablage, le polissage et le brossage métallique répondent à la plupart des besoins de finition et, dans la plupart des cas, la finition de surface utilisée est adéquate sans qu’il soit nécessaire de procéder à une finition supplémentaire. Lorsque l’aluminium pur ou une protection supplémentaire est nécessaire, une large gamme de finitions de surface telles que la peinture, les techniques chimiques et électrochimiques sont appliquées.

– Résistance

L’aluminium pur à usage commercial a une résistance à la traction de 90MPa, ce qui le rend très utile pour les matériaux structurels. Le fait de le travailler par des procédés tels que le laminage à froid le rend plus résistant. On augmente encore sa résistance en l’alliant à des éléments tels que le cuivre, le manganèse et le silicium dans des pourcentages mesurés. Les alliages sont beaucoup plus résistants et peuvent être encore renforcés par un traitement thermique.

– Rapport résistance/poids élevé

Le rapport résistance/poids de l’aluminium est beaucoup plus élevé que celui de l’acier de construction. Cette caractéristique le rend apte à concevoir et à construire des structures solides et légères, ce qui présente de nombreux avantages pour les structures qui se déplacent, comme les navires, les véhicules et les avions.

– Facilité de fabrication

La facilité de fabrication de l’aluminium est l’une de ses caractéristiques les plus importantes en raison de son degré inférieur d’ouvrabilité à l’aide de toute méthode de moulage. L’aluminium peut être fabriqué dans l’épaisseur désirée à partir de la feuille, qui est plus mince que le papier, aux fils d’aluminium à laminer, aux feuilles d’aluminium qui peuvent être laminées, estampées et étirées. Essentiellement, la vitesse et la facilité avec lesquelles l’aluminium est usiné contribuent largement au faible coût de production des pièces en aluminium. Le métal aluminium peut être tourné, fraisé et percé à grande vitesse, ce dont les machines sont capables couplé à sa nature flexible.

– Ductilité

L’aluminium est malléable, ce qui signifie qu’il peut être étiré en fils sans se casser. Cependant, sa ductilité est inférieure à celle du cuivre. L’aluminium a également une faible densité et un point de fusion bas. Sous forme fondue, l’aluminium peut être coulé de plusieurs façons en raison de sa flexibilité pour produire des produits souhaités tels que des feuilles, des films, des tubes et des tiges.

– Résistance à basse température

L’aluminium et ses alliages se sont avérés utiles à des températures froides. Contrairement à d’autres métaux tels que l’acier, qui deviennent fragiles lorsqu’ils sont exposés à de basses températures, l’aluminium, et ses alliages deviennent plus résistants. Non seulement la résistance augmente à basse température, mais aussi ses mesures de traction, de rendement et d’impact. De plus, la résistance à la corrosion de l’aluminium augmente dans ces conditions, ce qui permet de l’utiliser dans les régions froides et glacées sans dégradation accélérée due à l’existence d’humidité.

– Imperméable et inodore

L’aluminium, même roulé comme une feuille, a une épaisseur de 0,007 mm et est suffisamment imperméable et n’émet ni odeur ni goût. Il est également non toxique et, associé à ses caractéristiques inodores et imperméables, il est idéal pour l’emballage de produits tels que les produits pharmaceutiques et alimentaires.

– Non-magnétique

L’aluminium n’attire pas les aimants et est donc qualifié de paramagnétique dans le langage courant. Cette caractéristique le rend idéal pour le blindage des antennes et des disques d’ordinateur.

– Absorption du son et des chocs

L’aluminium est un bon absorbeur de son, ce qui le rend idéal pour la construction de plafonds de toit et d’amortisseurs dans les automobiles. La mousse d’aluminium, sa porosité, la composition du matériau, son épaisseur et divers types de traitement la rendent perméable au son et aux chocs.

Sources et lectures complémentaires

Alliage d’aluminium – Informations générales – Introduction à l’aluminium et à ses alliages. Aalco.co.uk. Consulté le 27 mai 2020, de http://www.aalco.co.uk/datasheets/Aluminium-Alloy_Introduction-to-Aluminium-and-its-alloys_9.ashx.

Asminternational.org. (2020). Principales caractéristiques de l’aluminium. Asminternational.org. Consulté le 27 mai 2020, de https://www.asminternational.org/documents/10192/3456792/06787G_Sample.pdf/c4151917-99fc-46e8-a310-d5578d0af160.

DJUKANOVIC, G. (2016). Les alliages d’aluminium dans la construction navale – une tendance en pleine expansion. Aluminiuminsider.com. Consulté le 27 mai 2020, de https://aluminiuminsider.com/aluminium-alloys-in-shipbuilding-a-fast-growing-trend/.