Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Second métal utilisé après l’acier, l’aluminium est recherché pour ses propriétés de légèreté, de conductivité thermique, de conductivité électrique et de facilité de mise en forme. Il faut rajouter à ses qualités sa très bonne résistance à la corrosion, appréciée dans de très nombreuses applications. Après un rappel de la métallurgie de l’aluminium, l’article traite des phénomènes de réaction entre le métal et son environnement (corrosion par piqûres, caverneuse, galvanique…), ainsi que les corrosions liées plus directement à la structure métallurgique de l’aluminium.
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Max REBOUL : Ancien Chef de section Corrosion et Expert recherche Centre de Recherches PECHINEY à Voreppe - Ancien Directeur de Recherche Associé au CNRS
INTRODUCTION
La production mondiale d’aluminium est de l’ordre de 20 Mt/an ; c’est le second métal le plus utilisé après l’acier. La production mondiale annuelle d’acier est de l’ordre de 800 Mt/an, mais il n’est pas très judicieux de comparer des tonnes d’aluminium avec des tonnes d’acier car les masses volumiques sont très différentes et parce que les matériaux métalliques sont le plus souvent utilisés sous la forme de produits minces tôles ou profilés plutôt que sous forme massive. De ce fait, il faudrait comparer des surfaces ou des volumes donc pour avoir des chiffres comparables plus représentatifs, on peut prendre 100 pour l’acier et 7,5 ou 10 pour l’aluminium. Ces chiffres confirment que l’acier est le métal le plus utilisé, cela provient du fait que les caractéristiques mécaniques de l’acier sont plus élevées que celles de l’aluminium et que l’acier coûte moins cher. De ce fait l’aluminium n’est préféré que lorsqu’on a besoin des caractéristiques particulières de ce métal :
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la masse volumique de 2,7 g/cm3, l’aluminium est trois fois plus léger que l’acier. Cette propriété est particulièrement intéressante dans les transports ;
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la conductivité thermique pour la production d’échangeurs thermiques (radiateurs automobiles, de réfrigérateurs, de climatiseurs...) ;
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la conductivité électrique pour la fabrication de câbles électriques ;
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la facilité de mise en forme pour la production de boîtes de conserve, de boîtes boissons, de profilés de fenêtres...
La bonne résistance à la corrosion de l’aluminium fait aussi partie des propriétés attractives, déterminantes en milieu marin, et appréciée dans de nombreuses applications .
Dans cette présentation nous commencerons par rappeler les principales utilisations actuelles de l’aluminium. Puis les problèmes de corrosion que l’on peut rencontrer avec l’aluminium en fonction de la composition chimique des alliages, de leur structure métallurgique, des conditions de service et les solutions recommandées pour les éviter.
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- Version courante de mars 2023 par Emmanuel ROCCA
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Présentation
Rappels de métallurgie de l’aluminium1. Introduction
1.1 Principales utilisations de l’aluminium
Les principales applications actuelles de l’aluminium (tableau 1) sont résumées ci-après .
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Transports (25 %)
L’aluminium est léger, il peut être obtenu avec des caractéristiques mécaniques élevées ce qui est déterminant pour les matériaux utilisés dans les transports. De ce fait, les avions sont constitués à 80 % d’aluminium. L’aluminium est aussi utilisé pour les transports terrestres rapides comme les trains à grande vitesse (TGV), les bateaux à grandes vitesses (NGV) et, depuis les cinq dernières années, dans la carrosserie automobile (les voitures plus légères consomment moins d’essence ce qui diminue aussi la pollution atmosphérique). En fait, ce nouveau développement est une renaissance car l’aluminium était déjà utilisé il y a 50 ans dans la voiture française Dyna-Panhard (1952-1955), mais il avait disparu de ce marché parce que la tôle aluminium coûte 20 à 25 % plus cher que la tôle équivalente en acier. Ce retour en grâce de l’aluminium provient du changement de réglementations qui oblige maintenant les fabricants de voitures à recycler leurs voitures en fin de vie. Donc en fin de vie, les voitures retourneront chez le fabricant où elles seront démontées en séparant les matériaux constitutifs : acier, aluminium, verre, plastiques, qui seront réutilisés pour la fabrication de nouvelles voitures. Si le recyclage est pris en compte, l’aluminium redevient compétitif parce que le recyclage de l’aluminium est plus rentable que celui de l’acier pour au moins deux raisons :
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les déchets d’aluminium contiennent le tiers de l’énergie nécessaire à la fabrication d’aluminium à partir de minerais (on économise l’électrolyse) ;
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de plus comme la température de fusion...
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Introduction
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ASM Metals Handbook - Corrosion of Aluminium and Aluminium alloys. - Vol. 13, 583-609, Metals Handbook, 9th edition ASM Intl. Ohio (1987).
-
(2) - REBOUL (M.) - * - Mémoires et Études Scientifiques, Revue de Métallurgie, 61-74 (1987).
-
(3) - PECHINEY RHENALU - * - Demi-produits Aluminium (1997).
-
(4) - ASM Metals Handbook - * - Properties and selection : Non Ferrous Alloys and Pure Metals Aluminium and Aluminium alloys. Vol. 2, Metals Handbook, 9th edition ASM Intl. Ohio (1987).
-
(5) - ASHBY (M.F.) - Materials selections in mechanical design. - Pergamon Press (1992).
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(6) - BRECHET (Y.) - Choix des matériaux. - Conférence CETIM (juin 1994).
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