Un métallurgiste explique les propriétés surprenantes de l'aluminium

2 décembre 2022

par coeur

Bien qu'il soit le métal le plus abondant sur Terre, constituant plus de 8 % de la masse du noyau terrestre, l'aluminium n'a été découvert que dans les années 1820 par le physicien danois Hans Christian Ørsted. Cela s'explique en partie par le fait que l'aluminium pur n'existe pas dans la nature car il se lie facilement avec d'autres éléments comme l'oxygène.

Notre principale source d'aluminium est la roche sédimentaire, la bauxite. Comme l'explique Van der Eijk, "Il faut environ quatre kilos de bauxite pour produire un kilo d'aluminium métallique. Après avoir extrait le minerai de bauxite, l'oxyde d'aluminium est extrait. Ensuite, l'aluminium et l'oxygène sont séparés par un courant électrique traversant une solution fondue. d'alumine et le minéral cryolithe, qui dissout les minéraux oxydés."

Ce n'est que vers la fin du XIXe siècle que l'aluminium a été produit à l'échelle industrielle et ses propriétés se sont révélées inestimables. Il est léger - environ un tiers du poids de l'acier. "Il est également doux et malléable, il peut donc facilement être coulé ou façonné en de nombreux produits différents", ajoute Van der Eijk.

Il a été couramment utilisé dans les emballages (en canettes et pour le papier d'aluminium), les biens de consommation (tels que les téléphones et les ordinateurs), les transports (voitures, avions, bateaux et trains) et les lignes électriques, étant moins cher que le cuivre et avec une meilleure conductivité pour rapport pondéral.

Il s'avère que c'est une idée fausse.

Lorsque le fer est exposé à l'humidité et à l'oxygène, il se transforme en une substance cassante brun-rouge que nous appelons la rouille. L'acier étant un alliage dont le fer est l'ingrédient principal, il rouille également.

Alors que d'autres métaux se corrodent lorsqu'ils sont exposés à l'oxygène ou à l'eau, ils ne rouillent pas réellement. Pensez à la fine couche verte qui se forme sur les dômes des bâtiments en cuivre, laiton ou bronze.

"L'aluminium réagit très rapidement à l'oxygène, créant une fine couche d'oxyde d'aluminium sur sa surface extérieure, qui empêche plus d'oxygène d'atteindre le métal, le protégeant ainsi", explique Van der Eijk.

Ceci, cependant, ne rend pas l'aluminium invincible.

Le contact avec l'eau salée peut entraîner de petits trous, appelés fosses, et il se corrodera s'il est exposé à des environnements alcalins, mais il est plus résistant à l'acide, capable de résister aux boissons gazeuses avec un pH inférieur à trois.

"Il ne convient donc pas lorsqu'il est combiné avec du béton humide. Lorsque le ciment Portland est hydraté avec de l'eau pour fabriquer du béton, il produit de l'hydroxyde de calcium très alcalin, ce qui peut provoquer la fissuration de l'aluminium", note Van der Eijk.

L'aluminium peut être recyclé à l'infini avec une perte de matériaux limitée. En effet, selon Recycling World : "Cette propriété de recyclabilité infinie a conduit à une situation où aujourd'hui environ 75% du près d'un milliard de tonnes d'aluminium jamais produit est encore utilisé de manière productive."

Il peut également être utilisé pour remplacer des matériaux de construction moins durables lorsqu'ils atteignent la fin de leur cycle de vie, Recycling World ajoutant qu'« il faut jusqu'à 95 % moins d'énergie pour recycler l'aluminium que pour produire du métal primaire et évite ainsi les émissions correspondantes, y compris gaz à effet de serre."

De plus, c'est un matériau idéal pour construire les infrastructures, telles que les panneaux solaires et les éoliennes, de la transition énergétique verte. Il reste également attrayant pour le transport, car le poids réduit des véhicules réduit également les émissions.

Cependant, des questions subsistent quant à la pérennité de sa production.

"Actuellement, chaque kilogramme d'aluminium métallique produit crée plus d'un kilogramme de boue rouge, qui finit en décharge. Et l'électrolyse devrait être effectuée sans émission de CO2", remarque Van der Eijk.

En effet, le projet ENSUREAL de Van der Eijk visait exactement à atteindre cet objectif. ENSUREAL a modifié le processus de production standard de Pedersen pour accepter des minerais de qualité inférieure, tout en remplaçant les matériaux carbonés par de l'hydrogène et les matériaux carbonés fossiles par des biocarbones, tout en créant des sous-produits utiles, tels que des matériaux de construction.

"L'aluminium a longtemps été surnommé 'le métal vert' ; bien qu'il ne soit pas encore pleinement à la hauteur de cela, je suis convaincu qu'il reste la clé de l'économie circulaire", conclut Van der Eijk.

Plus d'information:Production zéro déchet d'alumine en Europe : cordis.europa.eu/article/id/44 … of-alumina-in-europe

Fourni par CORDIS