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13.01.2007
Des lingots d’aluminium multi-alliages
Quelle que soit l’application, le choix d’un matériau est généralement délicat. De par son influence sur la réussite technique et commerciale du produit, le matériau choisi résulte d’un compromis entre les différentes propriétés visées (résistance à la corrosion, résistance mécanique, masse, etc.). Un procédé innovant ouvre aujourd’hui une voie nouvelle pour combiner les propriétés de différents alliages d’aluminium en un seul et unique matériau.
Au début de l’été 2006, la société canadienne Novelis a annoncé avoir mis au point un nouveau procédé permettant de réaliser des lingots d’aluminium multi-alliages. Ce procédé, opportunément appelé « Fusion », consiste à couler dans un même moule un premier alliage puis un ou deux autres avant que la solidification du premier ne soit complète. Durant le processus, les flux et le niveau de matière dans le moule sont contrôlés précisément. Après refroidissement complet des alliages, un unique lingot de plusieurs dizaines de centimètres d’épaisseur (étape 1 du schéma) est obtenu. La qualité de la liaison entre les différents alliages rend possible son laminage pour obtenir des tôles multicouches (étape 2 du schéma).
Les tôles finalement obtenues possèdent des propriétés différentes en surface et à cœur, comme par exemple une excellente résistance à la corrosion en surface et une grande résistance mécanique à cœur. En ce qui concerne l’interface des différents alliages du lingot, les essais réalisés par Novelis ont montré que sa qualité est égale voire supérieure à celle obtenue avec des méthodes plus traditionnelles. Comme le montre les microstructures de l’interface d’un lingot AA1200 / AA2124 (cf. photos ci-dessous; source : Novelis), l’interface est plane avec très peu d’oxydes et de porosité. Elle présente également peu d’indices d’interpénétration. Des essais en traction sur éprouvettes ont par ailleurs confirmé les niveaux de performances mécaniques des tôles obtenues après laminage du lingot.
Jusqu’à présent, aucun procédé n’avait été industrialisé faute de résoudre le problème majeur qu’est l’oxydation immédiate de l’aluminium au contact de l’air (cela affaiblit les liaisons entre les différentes couches). Ce procédé pourrait donc remplacer ou compléter le plaquage dans certaines applications. Il permettrait également de nouvelles combinaisons d’alliages, sources potentielles de nouvelles applications. Une cinquantaine de combinaisons différentes d’alliages avait été testée avant mars 2006, date du début de la commercialisation de ces alliages en Amérique du nord.
Ce procédé est donc une première mondiale et représente une importante avancée dans le domaine de la fabrication de lingots d’aluminium.
Applications potentielles : produits fabriqués à base de lingots multi-alliages (échangeurs thermiques du système de climatisation embarqué, etc.), revêtement de peau d’avions, …
Applications déjà réalisées : échangeurs thermiques (radiateurs utilisés dans l’automobile, etc) ; d’autres sont encore en cours d’études comme des pièces de tôlerie automobile (capot, ailes, etc.).
Coût : Non annoncé.
Disponibilité : immédiate en Amérique du nord (usine d’Oswego, Etats-Unis) ; mi-2007 en Asie (usine en Corée du sud) et mi-2008 en Europe (usine de Sierre en Suisse) (source : Novelis).
Mon avis : On peut facilement imaginer les avantages pour le secteur aéronautique d’un tel procédé avec un alliage d’aluminium riche en magnésium ou de l’Alclad, surtout si ce procédé est moins coûteux et permet une qualité plus homogène. Le procédé « Fusion » me semble donc très intéressant à première vue. Je m’interroge cependant sur son « solde » environnemental. Ce procédé représenterait-il une nouvelle piste vers des procédés et des matériaux moins polluants et/ou plus économes en énergie (lors de sa production, …) et/ou en matière première (recyclage)? Les informations en ma possession ne me permettent pas de répondre à cette question pour le moment.
Plus d’informations :
Novelis, la société à l’origine du procédé.
www.novelis.com
Photo du haut (cliquer dessus pour l’agrandir) : Novelis. Un lingot fabriqué avec ce nouveau procédé.
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