ALLIAGES D’ALUMINIUM UTILISÉS EN BTP Elaboré par : EL HADRI Anas SARGEANE Mehdi Encadré par : Pr. LAHLOU Khaled

PLAN: Un peu d’histoire… Un alliage, kesako? Constituants et types d’AA Propriétés mécaniques, physiques et chimiques des AA Procédé de fabrication Avantages et utilisations en BTP Biblographie

1854: première apparition de l'aluminium L’utilisation de l’al est omniprésente dans la vie quotidiennes vu ses multiples avantages que nous verrons tout a l’heure, et ceci est grâce à ce Monsieur La première apparition de l’alu fur lors d'une présentation à l'Académie des sciences par le chimiste français Sainte-Claire Deville, sous la forme d'un lingot. Cette pièce avait été obtenue par voie chimique Depuis l'aluminium a connu un développement très important grâce notamment à son utilisation dans les industries ayant attrait au transport : aviation, automobile, marine. Il est aussi employé dans l'emballage, le bâtiment, l'électricité, la mécanique etc...

Que veut dire d’abord un alliage? L’aluminium pur est mou et fragile, mais avec des petites quantités de cuivre, magnésium, manganèse, silicium et d’autres éléments, il peut former des alliages aux propriétés variées. D’où la notion d’alliance Un alliage est tout simplement la combinaison d'un élément métallique avec un ou plusieurs autres éléments chimiques. Qui dit combinaison dit insertion ou sinon substitution de particules. Dans notre cas, celui des alliages d’aluminium, il s’agit d’un alliage par substitution

Constituants de base: L’aluminium qui est l’élément de base Des éléments métalliques tels que le cuivre, le manganèse, le magnésium, le zinc…

Types d’alliages Alliages de moulage Alliages corroyés Il faut signaler d’abord qu’il existe deux types d’alliages d’aluminium généraux : Les alliages corroyés : produits obtenus par des procédés de déformation plastique à chaud ou à froid tels que le filage, le laminage. Les alliages de moulage : obtenus par fonderie seulement.

Les familles d’alliages

Propriétés mécaniques, physiques et chimiques: On peut voir ici un tableau qui décrit les propriétés des différents alliages, on peut même faire une comparaison avec l’alu seul pour trouver qu’ils améliorent largement quelques propriétés mais diminuent d’autres en revanche. Selon le désir d’utilisation, on choisit l’alliage qui convient. 4:Excellent, 3:Bon, 2:Moyen, 1:Mauvais, 0:Critique

Les caractéristiques des AA couramment utilisés: La légèreté!  La charge de rupture élevée  Bonne résistance! Le module d’élasticité > Aluminium seul Moins de déformation La légèreté: sa masse spécifique est de 2.7 T/m3, soit sensiblement trois fois inférieure à celle de l’acier (y)  sa meilleure motivation ! La charge de rupture: de l’ordre de 22daN/mm² Le module d’élasticité ( de Young ): 72 GPa, celui de l’aluminium seul est de 66.66 Gpa A contrainte égale, un matériau ayant un module d'élasticité élevé subira une déformation plus faible qu'un matériau ayant un module d'élasticité petit.

Le coefficient de dilatation linéaire! Une dureté Brinell considérable! Un point de fusion assez grand! Une conductivité thermique très importante! Une résistivité électrique élevée!  Très bon conducteur! Le coefficient de dilatation linéaire : 24x10(-6) m/(m.K), le double de celui de l’acier Dureté Brinell : 700MPa Le point de fusion: 658°C dont on parlera après La conductivité thermique: 230 W/m.K, valeur élevée comparativement à celle des autres matériaux de construction ( acier:52, béton:1.75, matières plastiques: 1 à 1.5, verre:1.1, bois:0.15 à 0.23) dont on parlera après aussi La résistivité électrique: 2.65x10(-6) Ohm.cm  Bon conducteur!

Un pouvoir réflecteur élevé, et un pouvoir émissif faible! La réaction en présence d’oxygène. Le pouvoir réflecteur: de 85% à 90%, dans le spectre visible, valeur qui a tendance à diminuer lorsque l’aluminium est terni ou recouvert de poussière Le pouvoir émissif: de l’ordre de 5% à 10% de celui du corps noir, c’est-à-dire relativement faible La soudabilité: bonne, les assemblages étant homogènes La réaction en présence d’oxygène: grande affinité, exposé à l’air, sa surface se couvre d’une fine pellicule transparente d’alumine qui assure sa protection naturelle

Procédé de fabrication Une visite à l’usine de fabrication de « Aluminium du Maroc » sera effectuée le plus tôt possible, et sera filmée et projetée pendant la présentation.

bauxite qui contient 40 à 60% de l’oxyde de l’aluminium hydraté, mélangé avec de la silice et de l’oxyde du fer Apres avoir été broyé, la bauxite et mélangé avec de la soude à haute température et sous pression . On obtient un liquide qui, une fois épuré dans des filtres et calciné dans le four rotatif, donne l’alumine, qui n’est qu’un produit intermediaire. À noter que 4 tonnes de bauxite donne seulement 2 tonnes d’alumin La production mondiale annuelle d’alumine avoisine les 50 millions de tonnes l’aluminium liquide est transporté par un chariot vers la fonderie et est déversé dans un four , d’autres métaux peuvent alors etre ajouté pour produire la grande variété des alliages.

Les produits finis ou semi-finis faits d’alliages d’aluminium passent par: Le laminage Le repoussage L’emboutissage Le filage Le matriçage Le cintrage Le pliage L’usinage L‘étirage Le moulage D’autres opérations complémentaires peuvent être nécessaires pour obtenir la forme définitive:

Le recyclage

Utilisations en BTP Facilement malléable et résistant en alliages, l'aluminium permet de réaliser des formes complexes dans une gamme étendue de coloris. Il est donc très apprécié en architecture moderne et ne nécessite que très peu d'entretien. Ces atouts en font un matériau polyvalent utilisé dans tous types de bâtiments, il entre par exemple dans la composition des structures vitrées, des cloisons, des portes, des gouttières… Autre intérêt, les alliages d’aluminium ne s’enflamment pas, même après avoir fondu (au-delà de 650°). Leur grande conductivité thermique permet de faciliter la dissipation de chaleur lors d’un incendie. (Leur diffusivité thermique est 6 fois supérieure à celle de l’acier). Ces deux caractéristiques en font un matériau avantageux et pratique dans la lutte incendie.

PONTS RENOVATION BATIMENTS CONSTRUCTION ECLAIRAGE NATUREL Avec leur souplesse de conception, leur longue durée de vie, leur étanchéité à l’air, leur nécessité minime d’entretien, les multitudes de finitions de surface qu’ils offrent, leur bon rapport résistance/poids, leur réflectivité élevée et leur sécurité contre l’incendie, les alliages d’aluminium sont idéaux pour la construction des bâtiments ou des grands autres ouvrages. Ils sont utilisés dans: PONTS

AU MAROC: Le Maroc exporte chaque année, en moyenne, 125 000 t de déchets ferreux, 4 000 t de cuivre, 6 000 t de laiton, 4 000 t de plomb et 15 000 t d’aluminium (Bilan de 2005) En cherchant des informations sur l’alu au Maroc, je tombe à chaque fois sur « Aluminium du Maroc », j’ai tout de suite compris qu’il monopolise donc le marché marocain. Dit leader marocain en profilés aluminium, il a un chiffre d’affaire de 700  millions de dirhams, ça fait de la fortune l’aluminium. La majeure partie de la production de la société est destinée au marché du bâtiment. La société a accompagné le boom du logement économique que connaît actuellement le Royaume et a mis sur le marché, depuis 2002, de nouvelles gammes de produits sur-mesure et à faible coût.

Bibliographie: « ALUMINIUM ET ALLIAGES D’ALUMINIUM » , Lycée Raymond LOEWY. « L’aluminium dans les bâtiments, une solution durable », l’association européenne de l’aluminium. ISTIV matériaux, métallurgie descriptive. « L’aluminium et ses alliages », Christian BOUCHER. « Les matériaux du second œuvre: la fabrication du bâtiment » Dans un monde orienté vers le gain et seulement le gain, avec un éventuel soucis concernant l’environnement, l’aluminium et ses alliages offrent un matériau qui a sans doute tous critères pour envahir tous les secteurs de production ou de construction dont l’économie de cout, d’energie par le recyclage ainsi que de hautes performances!

MERCI POUR VOTRE ATTENTION Un document sera distribué à nos camarades contenant le lexique relatif à notre présentation, les nouveaux mots techniques…