Alliages d’aluminium Utilisés en BTP Réalisé par: Oussama DOULFADLE Othman ELMOURABITI 2GC1 Encadré par: Pr. LAHLOU

Plan PLAN Introduction Propriétés et atouts Production de l’Aluminium Alliages d’aluminium Utilisation en BTP Conclusion

INTRODUCTION

A uminium Informations générales Elément chimique de symbole Al et de numéro atomique 13. C'est le métal le plus abondant de l'écorce terrestre. Le troisième élément le plus abondant après l'oxygène et le silicium. Le plus léger des métaux usuels après le magnésium, la majorité de ses applications sont dues à cette propriétés. Il est trop réactif pour exister à l'état natif dans le milieu naturel : on le trouve au contraire sous forme combinée dans plus de 270 minéraux différents. Son minerai principal étant la bauxite

Historique 1821: Pierre Berthier découvre une mine contenant plus de 50 % d’oxyde d’aluminium. Ce minerai sera appelé bauxite. 1825: le chimiste et physicien danois Hans Christian réussit à produire une forme impure du métal. 1827: Friedrich Wôhler isole l’aluminium par action du potassium sur le chlorure d’aluminium. 1854: Le chimiste français Henri Sainte-Claire Deville présente à l'Académie des sciences le premier lingot d'aluminium obtenu, à l'état fondu.

Propriétés et atouts

8 Propriétés physiques: Poids vs Résistance Un rapport poids/résistance très favorable. Le poids spécifique de l’aluminium ne représente qu’un tiers de celui de l’acier. Il est très résistant 70% par rapport à l’acier ordinaire. vs Résistance les structures en aluminium sont faciles à monter. Résistant à la corrosion Un film oxydé, dur et étanche, se forme rapidement à la surface de l’aluminium et rend celui-ci étanche à la corrosion atmosphérique. Durable Rentable

Bonne conductibilité thermique (5 fois celle des aciers; 237w/m/K) Lorsque l’aluminium est utilisé sur une toiture ou une façade, sa conductivité électrique peut offrir un avantage fonctionnel. Bonnes propriétés électriques: (conductivité égale à 60% de celle du cuivre; 38 MS/m) Conductivité électrique et thermique L’aluminium peut être coulé, pressé, forgé, laminé et extrudé afin de créer des profilés complexes. Souplesse des formes et des couleurs

L’aluminium se prête à toutes les opérations courantes avec ou sans enlèvement de copeaux. Usinabilité Beaucoup de gens ne le savent pas, mais l’aluminium est recyclable à 100%, d’innombrables fois et sans perte de qualité. Ecologique

Production de l’Aluminium

Extraction de la bauxite Les bauxites qui sont des roches riches en aluminium (45 à 60%) constituent actuellement la source quasi exclusive de ce métal.. Extraction de la bauxite Il est basé sur la dissolution de l’alumine provenant de la bauxite par de la soude. Procédé Bayer On obtient une liqueur qui après séparation des oxydes de fer et de silicium est envoyée dans des décomposeurs pour précipitation de l'alumine. Alumine

Electrolyse Aluminium primaire L'aluminium est tiré de l'alumine par réduction électrolytique, c'est-à-dire par la séparation des atomes d'oxygène et d'aluminium. Electrolyse Aluminium primaire L'aluminium formé par électrolyse de dépose au fond de la cuve..

Alliages d’aluminium Les éléments d’alliage les plus courants sont le magnésium, le silicium, le cuivre, le manganèse et le zinc, seuls ou en combinaison. Les teneurs sont en général de l’ordre de quelques unités %. Il existe plusieurs centaines d’alliages commerciaux.

Alliages d'aluminium pour corroyage les alliages de corroyage (corroyage = déformation à chaud), coulés en plaques ou billettes puis transformés à chaud par laminage, filage, forgeage, matriçage.... Résistance mécanique Ductilité Résistance à la propagation des fissures Résistance à la fatigue (efforts alternés) Résistance aux multiples formes de corrosion Conductibilité électrique. Les requises

Bonnes caractéristiques mécaniques Faible Résistance à la corrosion Traitement thermique Bonnes caractéristiques mécaniques Faible Résistance à la corrosion Cuivre (Cu) Propriétés mécaniques moyennes Excellente aptitude à la mise en forme à chaud Bonne soudabilité Magnésium (Mg) et Silicium (Si) Meilleures propriétés mécaniques Mais, faible résistance à chaud dès 120°C Zinc (Zn)

Traitement par écrouissage 99% d'aluminium au minimum Propriétés mécaniques faibles Excellente tenue en humidité Bonne mise en forme Bonne résistance à la corrosion Facilement soudables Manganèse (Mn) Silicium (Si) Destiné plus souvent à la fonderie Caractéristiques mécaniques moyennes Résistance et soudabilité excellentes Magnésium (Mg)

Alliages d'aluminium pour fonderie les alliages de moulage, coulés dans des moules d’où sortent des produits (presque) finis. Ils ne subissent donc pas de déformation importante Bonne coulabilité Peu de retrait à la solidification Pas de formation de criques Les requises

Excellentes caractéristiques mécaniques Mauvaise coulabilité Al/Cu Al/Si Al/Si/Mg Al/Si/Cu Très bonne coulabilité Bonne résistance à la corrosion Excellente résistance à la corrosion en atmosphère marine, résistance à l’eau de mer également très bonne. Coulabilité médiocre. Al/Mg Destiné plus souvent au corroyage à cause de la faible coulabilité. La tendance au criquage Al/Zn/Ni

Utilisation en BTP

Les alliages d’aluminium sont de grande utilité dans le secteur du bâtiment, ils permettent : Une souplesse de conception Une longue durée de vie des structures par résistance à la corrosion Un entretien minime avantage de coût Un excellent rapport résistance/poids facilité du transport et manutention sur chantier Sécurité contre les incendies Pas d’émanation de substances dangereuses

Le secteur du bâtiment couvre les applications suivantes:: Revêtement Façades

Fenêtres et portes pour les bâtiments résidentiels, non résidentiels et industriels. Portes industrielles Vérandas

Cloisons Protection solaire Cabines de douche Accessoires (charnières, rampes, autres) Volets et accessoires Toits et accessoires

Conclusion

Bibliographie Livre Matériaux De Construction édition Eyrolles 1979 Cours aluminium et ses alliages lycée Raymond Loewy www. Ledialoguesurlaluminium.com www. futura-sciences.com Article : les atouts de l’aluminium dans l’enveloppe de bâtiment