Aluminium

ï»ż
Aluminium
Aluminium
MagnĂ©sium ← Aluminium → Silicium
B
  Structure cristalline cubique

13
Al
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
↑
Al
↓
Ga
Table complĂšte ‱ Table Ă©tendue
Informations générales
Nom, symbole, numéro Aluminium, Al, 13
Série chimique métal pauvre
Groupe, période, bloc 13 (IIIA), 3, p
Masse volumique 2,6989 g·cm-3 [1]
Dureté 1,5
Couleur blanc lustre métallique
No CAS 7429-90-5 [2]
No EINECS 231-072-3
Propriétés atomiques
Masse atomique 26,9815386 Â± 8×10-7 u
Rayon atomique (calc) 125 pm (118 pm)
Rayon de covalence 1,21 Â± 0,04 Ă… [3]
Rayon de van der Waals 205 pm
Configuration Ă©lectronique [Ne] 3s2 3p1
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 3
État(s) d’oxydation 3
Oxyde amphotĂšre
Structure cristalline cubique face centrée
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 660,323 Â°C (congĂ©lation)[4]
Point d’ébullition 2 519 Â°C [1]
Énergie de fusion 10,79 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 294 kJ·mol-1 (1 atm, 2 519 Â°C)[1]
Volume molaire 10,00×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 2,42×10-6 Pa
Vitesse du son 6 400 m·s-1 Ă  20 Â°C
Divers
ÉlectronĂ©gativitĂ© (Pauling) 1,61
Chaleur massique 31,75104 J·mol-1·K-1 (liquide, 660,3 Ă  2 517,7 Â°C)[5]
ConductivitĂ© Ă©lectrique 37,7×106 S·m-1
ConductivitĂ© thermique 237 W·m-1·K-1
Solubilité sol. dans NaOH, KOH ou Na2CO3 aqueux[6],

HCl (catalysée par CuCl2, HgCl2 ou une goutte de Hg),
HCl + H2O2,

H2SO4 dilué (catalysée par les ions Hg(II))[7]
Énergies d’ionisation[8]
1re : 5,985768 eV 2e : 18,82855 eV
3e : 28,44765 eV 4e : 119,992 eV
5e : 153,825 eV 6e : 190,49 eV
7e : 241,76 eV 8e : 284,66 eV
9e : 330,13 eV 10e : 398,75 eV
11e : 442,00 eV 12e : 2 085,98 eV
13e : 2 304,1410 eV
Isotopes les plus stables
iso AN PĂ©riode MD Ed PD
MeV
26Al Traces 717 000 ans ÎČ+ 1,17 26Mg
27Al 100 % stable avec 14 neutrons
Précautions
Directive 67/548/EEC[9]
État pulvĂ©rulent :
Facilement inflammable
F
Phrases R : 11, 15, 17,
Phrases S : 2, 7/8, 43,
Transport
-
   1396   
SIMDUT[10]
B6 : MatiĂšre rĂ©active inflammable
B6,
SGH[11],[12]
SGH02 : Inflammable
Danger
H250, H261, P222, P231, P232, P422,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'aluminium est un Ă©lĂ©ment chimique, de symbole Al et de numĂ©ro atomique 13. C’est un mĂ©tal pauvre, mallĂ©able, de couleur argentĂ©e. Il est remarquable pour sa rĂ©sistance Ă  l’oxydation et sa faible densitĂ©. C'est le mĂ©tal le plus abondant de l'Ă©corce terrestre et le troisiĂšme Ă©lĂ©ment le plus abondant aprĂšs l'oxygĂšne et le silicium ; il reprĂ©sente en moyenne 8 % de la masse des matĂ©riaux de la surface solide de notre planĂšte. L'aluminium est trop rĂ©actif pour exister Ă  l'Ă©tat natif dans le milieu naturel : on le trouve au contraire sous forme combinĂ©e dans plus de 270 minĂ©raux diffĂ©rents, son minerai principal Ă©tant la bauxite, oĂč il est prĂ©sent sous forme d’oxyde hydratĂ© dont on extrait l’alumine. Il peut aussi ĂȘtre extrait de la nĂ©phĂ©line, de la leucite, de la sillimanite, de l'andalousite et de la muscovite.

L'aluminium mĂ©tallique est trĂšs oxydable, mais est immĂ©diatement passivĂ© par une fine couche d'alumine Al2O3 impermĂ©able de quelques micromĂštres d'Ă©paisseur qui protĂšge la masse mĂ©tallique de la corrosion. On parle de protection cinĂ©tique, par opposition Ă  une protection thermodynamique, car l’aluminium reste en tout Ă©tat de cause trĂšs sensible Ă  l'oxydation. Cette rĂ©sistance Ă  la corrosion et sa remarquable lĂ©gĂšretĂ© en ont fait un matĂ©riau trĂšs utilisĂ© industriellement.

L'aluminium est un produit industriel important, sous forme pure ou alliĂ©e, notamment dans l'aĂ©ronautique, les transports et la construction. Sa nature rĂ©active en fait Ă©galement un catalyseur et un additif dans l'industrie chimique ; il est ainsi utilisĂ© pour accroĂźtre la puissance explosive du nitrate d'ammonium.

La production mondiale de bauxite atteignait 211 millions de tonnes en 2010[13], l'Australie en assurant 33,2 % devant la Chine (19,0 %), le BrĂ©sil (15,2 %), l'Inde (8,5 %) et la GuinĂ©e (8,2 %) – la GuinĂ©e dĂ©tient Ă  elle seule plus du quart des rĂ©serves mondiales de bauxite, estimĂ©es fin 2010 Ă  28 milliards de tonnes. La production mondiale d'aluminium mĂ©tallique s'est Ă©levĂ©e Ă  41,4 millions de tonnes en 2010[14], dont la Chine a rĂ©alisĂ© 40,6 % avec 16,8 millions de tonnes, loin devant la Russie (9,3 %) et le Canada (7,1 %).

Sommaire

Histoire

Aluminium Ă  l’état naturel

En 1807, Humphry Davy, aprĂšs avoir dĂ©couvert que le sodium et le potassium entraient dans la composition de l’alun, suppose qu’il s’y trouve aussi un autre mĂ©tal, qu’il baptise « aluminium Â» (en latin, « alun Â» se dit alumen). Pierre Berthier dĂ©couvre dans une mine prĂšs des Baux-de-Provence en 1821 un minerai contenant plus de 50 % d’oxyde d’aluminium. Ce minerai sera appelĂ© bauxite.

On attribue gĂ©nĂ©ralement la dĂ©couverte et l’isolement de l’aluminium Ă  Friedrich Wöhler en 1827. Toutefois, deux ans plus tĂŽt, le chimiste et physicien danois Hans Christian Ørsted avait rĂ©ussi Ă  produire une forme impure du mĂ©tal. Wöhler fut le premier Ă  mettre en Ă©vidence les propriĂ©tĂ©s chimiques et physiques de l’aluminium, dont la plus notable est la lĂ©gĂšretĂ©.

Le chimiste français Henri Sainte-Claire Deville amĂ©liore en 1846 la mĂ©thode de Wöhler en rĂ©duisant le minerai par le sodium. Il publie ses recherches dans un livre en 1856. Cette mĂ©thode est utilisĂ©e Ă  travers toute l’Europe pour la fabrication de l’aluminium, mais elle reste extrĂȘmement coĂ»teuse. Le mĂ©tal est d’ailleurs utilisĂ© pour fabriquer des bijoux, dont la valeur sera Ă©videmment rĂ©duite Ă  nĂ©ant quelques dĂ©cennies plus tard.

  • 1855 : Les nouveaux mĂ©taux sont exposĂ©s Ă  l’exposition universelle de Paris. La sociĂ©tĂ© Pechiney est crĂ©Ă©e en France.
  • Le premier site industriel producteur d’aluminium au monde s’installe Ă  Salindres dans le Gard, et commence son activitĂ© dĂšs 1860.
  • 1876 : William Frishmuth rĂ©alise la premiĂšre coulĂ©e d’aluminium. En 1884, il rĂ©alise la coiffe du Washington Monument en ce mĂ©tal.
  • 1886 : de maniĂšre indĂ©pendante, Paul HĂ©roult et Charles Martin Hall dĂ©couvrent une nouvelle mĂ©thode de production de l’aluminium en remarquant qu’il est possible de dissoudre l’alumine et de dĂ©composer le mĂ©lange par Ă©lectrolyse (procĂ©dĂ© HĂ©roult-Hall) pour donner le mĂ©tal brut en fusion. Pour cette dĂ©couverte, Hall obtient un brevet (400655) la mĂȘme annĂ©e. Ce procĂ©dĂ© permet d’obtenir de l’aluminium de maniĂšre relativement Ă©conomique. La mĂ©thode mise au point par HĂ©roult et Hall est toujours utilisĂ©e aujourd’hui.
  • 1887 : Karl Josef Bayer dĂ©crit une mĂ©thode connue sous le nom de procĂ©dĂ© Bayer pour obtenir de l’alumine Ă  partir de la bauxite. Cette dĂ©couverte permet de faire entrer l’aluminium dans l’ùre de la production de masse.
  • 1888 : les premiĂšres sociĂ©tĂ©s de production d’aluminium sont fondĂ©es en Suisse, France et aux États-Unis.
  • de 1941 Ă  1959, la France a frappĂ© des piĂšces de monnaie de 50c, 1 F, 2F et 5F en aluminium. Auparavant, pendant la premiĂšre guerre mondiale et dans les annĂ©es 1920, de trĂšs nombreuses monnaies de nĂ©cessitĂ© avaient dĂ©jĂ  Ă©tĂ© frappĂ©es en France et Ă  l'Ă©tranger.

Isotopes

Article dĂ©taillĂ© : Isotopes de l'aluminium.

L'aluminium possĂšde 22 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 21 et 42, ainsi que quatre isomĂšres nuclĂ©aires. Seul 27Al est stable, ce qui fait de l'aluminium un Ă©lĂ©ment monoisotopique. Si le radioisotope demi-vie de 7,17×105 annĂ©es), l'abondance de 27Al est telle qu'on considĂšre l'aluminium comme mononuclĂ©idique et on lui attribue une masse atomique standard de 26,9815386(8) u. Tous les autres isotopes de l'aluminium ont une demi-vie infĂ©rieure Ă  7 minutes, et la plupart d'entre infĂ©rieur Ă  une seconde.

Propriétés

Propriétés physiques

L’aluminium est un mĂ©tal mou, lĂ©ger, mais rĂ©sistant avec un aspect argent-gris mat, dĂ» Ă  une mince couche d’oxydation de cinq Ă  dix nanomĂštres qui se forme rapidement quand on l’expose Ă  l’air et qui empĂȘche la corrosion de progresser dans des conditions normales d’exposition chimiques. Ce film composĂ© d'alumine se forme spontanĂ©ment trĂšs rapidement quand l’aluminium est mis en contact avec un milieu oxydant comme l’oxygĂšne de l’air. À la diffĂ©rence de la plupart des mĂ©taux, il est utilisable mĂȘme s’il est oxydĂ© en surface. On peut mĂȘme dire que sans cette couche d’oxyde, il serait impropre Ă  la plupart de ses applications. Il est possible d’augmenter artificiellement l’épaisseur de cette couche d’oxydation par anodisation, ce qui permet d’augmenter la protection et de dĂ©corer les piĂšces en colorant la couche d’oxyde. Contrairement Ă  l’aluminium qui est un trĂšs bon conducteur, l’oxyde d’aluminium est un excellent isolant.

L’aluminium a une densitĂ© (2,7) environ trois fois plus faible que celle de l’acier ou du cuivre ; il est mallĂ©able, ductile et facilement usinĂ© et moulĂ©. Il possĂšde une excellente rĂ©sistance Ă  la corrosion et une grande longĂ©vitĂ©. Il est Ă©galement paramagnĂ©tique et ne provoque pas d’étincelles. C’est le deuxiĂšme mĂ©tal le plus mallĂ©able et le sixiĂšme le plus ductile.

BombardĂ© par un laser Ă  Ă©lectrons libres, l’aluminium devient transparent dans les ultraviolets extrĂȘmes[15].

Propriétés chimiques

En solution, l’aluminium se trouve le plus gĂ©nĂ©ralement sous la forme d’ions Al3+. Il s’oxyde lentement Ă  froid et rapidement Ă  chaud pour former l’alumine Al2O3. L’action des acides sur l’aluminium produit l’ion citĂ© plus haut.

La rĂ©action de l'aluminium avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (soude) produit de l’aluminate de sodium et du dihydrogĂšne gazeux, selon une rĂ©action exothermique d’équation :

\mathrm{2\, Al + 2\, (Na^+,OH^-) + 6\, H_2O \longrightarrow 2\, [Na^+,Al(OH)_4^-] + 3\, H_2}

Les hydroxydes d’aluminium s’obtiennent en gĂ©nĂ©ral en prĂ©cipitant une solution contenant des cations Al3+ Ă  l’aide d’une base. Cette mĂ©thode permet de former selon les conditions de prĂ©cipitation diffĂ©rentes phases cristallographiques tel que la bayerite, la boehmite, la gibbsite.

L’aluminium est aussi utilisĂ© en tant que rĂ©ducteur fort, notamment pour l’aluminothermie et en pyrotechnie dans les feux d'artifice, oĂč il joue un rĂŽle similaire au magnĂ©sium, Ă  moindre coĂ»t et avec une puissance plus grande.

Cinétique dans l'organisme humain, et élimination

L'organisme d'un sujet sain contient au total de 30 Ă  50 mg (ATSDR 1999), surtout prĂ©sent dans l’os (+/- 50 %), le poumon (environ 25 %) et le foie (20 Ă  25 %). Le reste est partagĂ© dans d'autres organes, dont le systĂšme nerveux central et la rate. Les taux tissulaires et notamment dans le poumon et le cerveau augmentent avec l’ñge (ATSDR 1999).
Le traçage isotopique (isotope radioactif 26Al) d'aluminium injectĂ© montre que 24 h aprĂšs l’injection, 99 % de l’aluminium sanguin est passĂ© dans la fraction plasmatique. Peu Ă  peu, le taux intra-Ă©rythrocytaire augmente pour atteindre 14 %. L'aluminium se lie, dans le plasma, prĂ©fĂ©rentiellement Ă  la transferrine (80 %), et Ă  l'albumine Ă  hauteur de 10 %, les 10 % restant sont transportĂ©s par des protĂ©ines de bas poids molĂ©culaire (LMW). L'Al-transferrine se dĂ©pose surtout dans la rate et le foie (riches en rĂ©cepteurs-transferrine), pendant que l'Al-LMW se fixe dans l’os (qui ne contient pas de rĂ©cepteurs-transferrine) [16]. L'homme Ă©limine plus de 95 % de l'aluminium ingĂ©rĂ© dans les fĂšces, et 83 % de l'aluminium qui aura passĂ© la barriĂšre intestinale sera Ă©liminĂ© par voie urinaire (avec une fonction rĂ©nale normale, la dose Ă©liminĂ©e varie de 3 Ă  20 ÎŒg/L d'urine [17],[18],[19],[20]. Des chĂ©lateurs (EDTA, dĂ©fĂ©roxamine...) en accĂ©lĂšrent l'Ă©limination). La demi-vie dans l'organisme varie selon l'importance et la durĂ©e d’exposition et la durĂ©e de la redistribution de l’aluminium Ă  partir des organes qui l'ont stockĂ©. Elle peut durer plusieurs annĂ©es. Elle est triphasique : en phase 1, la moitiĂ© de l'aluminium est Ă©liminĂ© en quelques heures, en phase deux, 50 % de ce qui reste est Ă©liminĂ© en quelques semaines, et il faut habituellement plus d'un an pour Ă©liminer la moitiĂ© du reste [21].

Toxicologie

L’aluminium est reconnu pour ses effets neurotoxiques, avec l'« encĂ©phalopathie des dialysĂ©s Â» (ou « dĂ©mence des dialysĂ©s Â») observĂ©e dĂšs 1972, qui a pu ĂȘtre attribuĂ©e en 1978 Ă  l'aluminium contenu dans le dialysĂąt, qui s'ajoute Ă  un apport oral d'hydroxyde d'aluminium visant Ă  contrĂŽler l'hyperphosphorĂ©mie du patient[22]. Des personnes exposĂ©es Ă  l’aluminium (suite Ă  un traitement de dialyse) peuvent dĂ©velopper des complications au niveau du systĂšme nerveux central, la myofasciite Ă  macrophages, l’encĂ©phalopathie, l’épilepsie et des troubles de mĂ©moire. L’accumulation d’aluminium dans l’organisme peut aussi jouer un rĂŽle dans d’autres maux comme le psoriasis, les insuffisances hĂ©patorĂ©nales chroniques, l’anĂ©mie, l’ostĂ©omalacie (os cassants ou mous), l’intolĂ©rance au glucose et les arrĂȘts cardiaques chez les humains. Les cellules du cerveau des patients atteints d’Alzheimer contiennent de 10 Ă  30 fois plus d’aluminium que la normale[23]. La rĂ©glementation europĂ©enne impose maintenant aux centres de dialyse de mieux contrĂŽler l'exposition des dyalisĂ©s Ă  l'aluminium, ce qui s'est traduit par une diminution de leurs taux sĂ©riques moyens des dialisĂ©s, avec vers une diminution de 61,8 ± 47,5 ÎŒg/L en 1988 Ă  25,78 ± 22,2 ÎŒg/L en 1996 [22].

Une Ă©tude de l'Institut français de Veille sanitaire (INVS, en 2003, a montrĂ© le manque de donnĂ©es suffisantes pour confirmer ou infirmer les consĂ©quences de l’aluminium sur la santĂ©. Par exemple, la qualitĂ© des eaux de boisson est trĂšs suivie, mais non les effets des emballages en aluminium[24].

On peut trouver de l’aluminium dans les aliments, l’eau, les dĂ©odorants[25], les vaccins et les mĂ©dicaments[26]. Les ustensiles de cuisine et le papier d’aluminium peuvent Ă©galement en libĂ©rer (en quantitĂ© gĂ©nĂ©ralement nĂ©gligeable) dans les aliments. C’est pourquoi son utilisation dans la fabrication de conduites d’eau est prohibĂ©e dans plusieurs pays. Cependant, le sulfate d'aluminium est utilisĂ© dans le traitement des eaux.

En France, la campagne massive de vaccination suite à la Grippe A (H1N1) de 2009-2010 a relancé la polémique sur les risques de santé liés à cet élément car 47% des vaccins commercialisés contiennent comme adjuvant de l'aluminium[27].

Une des premiĂšres statues coulĂ©es en aluminium (1893), L’Ange de la charitĂ© chrĂ©tienne souvent appelĂ© Eros trĂŽnant sur le Shaftesbury Memorial situĂ© Ă  Piccadilly Circus, Ă  Londres
Lingot d’aluminium
Production mondiale d’aluminium
Production mondiale d’aluminium primaire. Source : International Aluminium Institute

Alimentation

L'aluminium est repris comme additif alimentaire, son numéro SIN est E173[28],[29].

Prix au kilogramme

Au 1er fĂ©vrier 2011, la tonne d'aluminium de premiĂšre fusion s'Ă©changeait Ă  3 500 USD, soit 2 530 EUR, d'oĂč un prix au kilogramme de 2,53 â‚Ź.

Alliages remarquables et utilisations

En tonnage et en valeur, l’aluminium est le mĂ©tal le plus utilisĂ© aprĂšs le fer, grĂące Ă  sa lĂ©gĂšretĂ© et sa bonne conductivitĂ© Ă©lectrique et thermique. L’aluminium pur est mou et fragile, mais avec des petites quantitĂ©s de cuivre, magnĂ©sium, manganĂšse, silicium et d’autres Ă©lĂ©ments, il peut former des alliages aux propriĂ©tĂ©s variĂ©es.

Parmi les secteurs utilisant l’aluminium, on peut citer :

  • les transports (automobiles, avions, camions, trains, bateaux, vĂ©los etc.) ;
  • l’emballage (boĂźtes de conserve, papier aluminium, canettes, barquettes, aĂ©rosols, etc.) et notamment les emballages alimentaires ;
  • la construction (fenĂȘtres, portes, gouttiĂšres, etc.) ;
  • les biens de consommation (appareils, ustensiles de cuisine etc.) ;
  • les fils Ă©lectriques (la conductivitĂ© de l’aluminium ne reprĂ©sente que 60 % de celle du cuivre, mais l’aluminium est plus lĂ©ger et moins cher) ;
  • de l’aluminium trĂšs pur (99,980 Ă  99,999 %) est employĂ© en Ă©lectronique et pour les CD.
  • de l'alliage de l'aluminium soumis Ă  une torsion sous haute pression (60 T/ cm2) puis Ă  un vieillissement, est dotĂ© d'une « nanostructure hiĂ©rarchique Â» et de performances atteignant celles des meilleurs aciers. Il est employĂ© en aĂ©ronautique ou astronautique[30].
  • En peinture, certains artistes tels que le peintre laqueur FrĂ©dĂ©ric Halbreich utilisent des panneaux d'aluminium comme support de leurs Ɠuvres .

Outil de datation

  • En gĂ©omorphologie et palĂ©osismologie, l’isotope 26Al, crĂ©Ă© par les rayons cosmiques, est utilisĂ© pour la datation par isotopes cosmogĂ©niques de surfaces ou la dĂ©termination de taux d’érosion.
  • Le systĂšme solaire provient d'une nĂ©buleuse oĂč le 26Al Ă©tait autrefois rĂ©parti de maniĂšre homogĂšne (Ă  ± 10% ; ceci est dĂ©montrĂ© par l'analyse des chondres des mĂ©tĂ©orites les plus anciennes). Il se dĂ©sintĂšgre en magnĂ©sium avec une demie-vie de 0,73 million d'annĂ©es, ce qui constitue un Ă©talon pour Ă©valuer la date de formation des premiers solides du systĂšmes solaire[31]. Ceci pourra aider Ă  mieux connaĂźtre le calendrier de la formation des premiers solides du systĂšme solaire.[rĂ©f. nĂ©cessaire]

Gisements

L’aluminium est un Ă©lĂ©ment abondant dans la croĂ»te terrestre mais il se trouve rarement sous sa forme pure[32]. C’est le troisiĂšme Ă©lĂ©ment le plus abondant dans la croĂ»te terrestre (8 % de la masse) aprĂšs l’oxygĂšne et le silicium. L’aluminium est trĂšs difficile Ă  extraire des roches qui le contiennent et a donc Ă©tĂ© longtemps trĂšs rare et prĂ©cieux.

Le principal minerai d’aluminium est la bauxite.

Production

La bauxite contient de l’alumine (Al2O3), qu’il faut d’abord extraire. Pour cela la bauxite doit ĂȘtre traitĂ©e par une solution de soude.

On obtient un prĂ©cipitĂ© de Al(OH)3 qui donne de l’alumine par chauffage. L’aluminium est extrait par Ă©lectrolyse : l’alumine est introduite dans des cuves d’électrolyse avec des additifs comme la cryolithe (Na3AlF6), le fluorure de calcium (CaF2), le fluorure de lithium et d’aluminium (Li3AlF6) et le fluorure d’aluminium (AlF3) afin d’abaisser le point de fusion de 2 040 Â°C Ă  960 Â°C.

La production d’une tonne d’aluminium nĂ©cessite de quatre Ă  cinq tonnes de bauxite. Elle nĂ©cessite entre 13 000 et 17 000 kWh (entre 47 et 61 GJ). Lors de l’électrolyse, sont Ă©mis des gaz tels que du dioxyde de carbone, (CO2), du monoxyde de carbone (CO), des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), et des fluorures gazeux. Dans les meilleures usines, le monoxyde de carbone (CO) et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont brĂ»lĂ©s ou recyclĂ©s comme source de carbone, et les fluorures sont retournĂ©s dans le bain d’électrolyse.

Statistiques de production[33]

La production mondiale d’aluminium secondaire Ă  partir du recyclage s’est Ă©levĂ©e Ă  7,6 Mt en 2005, soit 20 % de la production totale de ce mĂ©tal.

Année Afrique Amérique
du Nord
Amérique
latine
Asie Europe
et Russie
Océanie Total
1973 249 5 039 229 1 439 2 757 324 10 037
1978 336 5 409 413 1 126 3 730 414 11 428
1982 501 4 343 795 1 103 3 306 548 10 496
1987 572 4 889 1 486 927 3 462 1 273 12 604
1992 617 6 016 1 949 1 379 3 319 1 483 14 763
1997 1 106 5 930 2 116 1 910 6 613 1 804 19 479
2003 1 428 5 945 2 275 2 457 8 064 2 198 21 935
2004 1 711 5 110 2 356 2 735 8 433 2 246 22 591
Production d’aluminium en milliers de tonnes

Recyclage

L’aluminium a une excellente recyclabilitĂ© thĂ©orique, mais il faut le collecter, le trier et le faire fondre nĂ©cessite une quantitĂ© importante d'Ă©nergie.
En plus des bĂ©nĂ©fices environnementaux, le recyclage de l’aluminium est beaucoup moins coĂ»teux que l’extraction Ă  partir du minerai de bauxite. Il nĂ©cessite 95 % d’énergie en moins et une tonne d’aluminium recyclĂ© permet d’économiser quatre tonnes de bauxite. En sautant l’étape de l’électrolyse, qui rĂ©clame beaucoup d’énergie, on Ă©vite les rejets polluants qui lui sont associĂ©s. L’aluminium est quasiment recyclable Ă  l’infini sans perdre ses qualitĂ©s, Ă  condition de ne pas fondre dans un mĂȘme bain des alliages de composition diffĂ©rente. Pour cette raison les producteurs refusent une partie significative de l'aluminium rĂ©cupĂ©rĂ© dans les dĂ©chets mĂ©nagers.

Le recyclage de l’aluminium a commencĂ© Ă  ĂȘtre pratiquĂ© dans les annĂ©es 1900 et a rĂ©guliĂšrement progressĂ© : dans la consommation d’aluminium en Europe, la part d’origine recyclage est passĂ©e de 50 % en 1980 Ă  plus de 70 % en 2000. Il existe diffĂ©rentes filiĂšres industrielles de rĂ©cupĂ©ration de l’aluminium.

AprĂšs la Seconde Guerre mondiale la pĂ©nurie a conduit Ă  refondre des alliages d’aluminium pour en faire des piĂšces n’exigeant pas de caractĂ©ristiques mĂ©caniques prĂ©cises, et en particulier des ustensiles de cuisine. La composition des alliages obtenus n’était pas apprĂ©ciĂ©e des fondeurs qui les qualifiaient de « cochonium Â». Les casseroles ainsi rĂ©alisĂ©es se piquaient (corrosion par piqĂ»re), sous l’effet de l’aciditĂ© des aliments. Les consĂ©quences d’une alimentation polluĂ©e ont dĂ©jĂ  Ă©tĂ© Ă©voquĂ©es.

En France, l'aluminium des dĂ©charges des dĂ©chets industriels et assimilĂ©s est rĂ©cupĂ©rĂ© et broyĂ© puis refondu par des affineurs d’aluminium pour produire l' aluminium de seconde fusion. Ce dernier est essentiellement utilisĂ© pour fabriquer des piĂšces de fonderie pour l’automobile (blocs moteur, culasses, pistons, etc.). L’aluminium « mĂ©nager Â» est rĂ©cupĂ©rĂ© avec les emballages dans le cadre du tri sĂ©lectif. Dans les centres de tri, l’aluminium est triĂ© manuellement ou plus couramment grĂące Ă  des machines de tri par courants de Foucault. En 2010, 20 % de l'aluminium rĂ©cupĂ©rĂ© dans les poubelles est classĂ© en refus de tri (refusĂ© par les industriels) et envoyĂ© en enfouissement ou en incinĂ©ration oĂč il contribue Ă  polluer l'environnement. En 2009, en France, 32 % des emballages en aluminium ont Ă©tĂ© recyclĂ©s ; Les petites canettes mĂ©talliques, les canettes Ă©crasĂ©es, les feuilles d'aluminium froissĂ©es, emballages de type Nespresso, etc. sont rejetĂ©es par le processus de tri du fait de leur taille, de mĂȘme que le papier aluminium et divers composĂ©s contenant de l'aluminium (environ 50 000 t/an, rien que pour la France).Nespresso, les fabricants de barquettes en aluminium ou de rouleau en aluminium ne payent pas la taxe Ă©co-emballage ; les centres de tri ne sont donc pas financĂ© pour les trier Ă  fin de recyclage.[rĂ©f. nĂ©cessaire]
En 2010, des industriels ont crĂ©Ă© un club du recyclage de l'emballage lĂ©ger en aluminium et en acier (Celaa). Les tests faits en 2010 dans trois dĂ©partements ont montrĂ© qu'il Ă©tait parfaitement possible de recycler des produits tels que les capsules de machines Ă  cafĂ© familiale, feuilles d'aluminium et d'autres petits Ă©lĂ©ments ; cela augmenterait de 4 Ă  5 % le recyclage de l'acier et de 20 % celui de l'aluminium. Deux expĂ©rimentations sont prĂ©vues en 2011 en Ile-de-France [34].

Dans certains pays en voie de dĂ©veloppement, le recyclage non contrĂŽlĂ© de matiĂšres Ă  base d’aluminium conduit encore de nos jours Ă  rĂ©aliser des ustensiles alimentaires avec des teneurs en Ă©lĂ©ments nocifs (nickel, cuivre, etc.). NĂ©anmoins, le recyclage des alliages d’aluminium, effectuĂ© sĂ©rieusement, avec un contrĂŽle prĂ©cis de la composition, donne d’excellents rĂ©sultats.

Les cinq premiers producteurs mondiaux

Dans la liste de producteurs d'aluminium dans le monde, les cinq principaux sont en 2006 [35] :

Pollution

Trois types de pollutions sont engendrĂ©es par la production de l’aluminium[36]:

  • une pollution par les rejets de production d'alumine Ă  partir de la bauxite, dites boues rouges stockĂ©es dans des aires protĂ©gĂ©es par des digues; ces boues sont caustiques (soude) et contiennent divers mĂ©taux ;
  • une pollution fluorĂ©e lors de la transformation de l’alumine en aluminium ;
  • des rejets gazeux au-dessus des cuves d’électrolyse, qui doivent ĂȘtre captĂ©s.

Incidents graves liés à l'industrie de l'aluminium

Article dĂ©taillĂ© : Accident de l'usine d'aluminium d'Ajka.

Le 4 octobre 2010, un rĂ©servoir de l'usine de production de bauxite-aluminium, Ajkai Timfoldgyar Zrt, situĂ©e Ă  Ajka, Ă  160 kilomĂštres de Budapest, s'est rompu dĂ©versant entre 600 000 et 700 000 mĂštres cube de boue rouge toxique composĂ©e d’élĂ©ments nocifs et trĂšs corrosifs qui ont inondĂ© trois villages dans un rayon de 40 kmÂČ avant d'atteindre le Danube menaçant l’écosystĂšme du grand fleuve avec un taux alcalin lĂ©gĂšrement au-dessus de la normale[37],[38],[39],[40].

Le bilan des pertes humaines s'Ă©lĂšve Ă  9 morts et plus de 150 blessĂ©s, l’écosystĂšme Ă  proximitĂ© de l’usine a Ă©tĂ© entiĂšrement dĂ©truit, la marĂ©e rouge a emportĂ© avec elle le bĂ©tail et les animaux de fermes, des milliers de poissons ont pĂ©ri. Le gouvernement hongrois a dĂ©crĂ©tĂ© l'Ă©tat d'urgence[41],[42].La rĂ©gion demeure sous le risque d'une deuxiĂšme inondation semblable aprĂšs que plusieurs fissures ont Ă©tĂ© remarquĂ©es sur le rĂ©servoir nord menaçant de dĂ©verser 500 000 mĂštres cube de boue rouge de plus[43],[44].

Notes et références

  1. ↑ a, b et c (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e Ă©d., ReliĂ©, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0) 
  2. ↑ Base de donnĂ©es Chemical Abstracts interrogĂ©e via SciFinder Web le 15 dĂ©cembre 2009 (rĂ©sultats de la recherche)
  3. ↑ (en) Beatriz Cordero, VerĂłnica GĂłmez, Ana E. Platero-Prats, Marc RevĂ©s, Jorge EcheverrĂ­a, Eduard Cremades, Flavia BarragĂĄn et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited Â», dans Dalton Transactions, 2008, p. 2832 - 2838 [lien DOI] 
  4. ↑ ProcĂšs-verbaux du ComitĂ© international des poids et mesures, 78e session, 1989, pp. T1-T21 (et pp. T23-T42, version anglaise).
  5. ↑ a, b et c (en) « Aluminum Â» sur NIST/WebBook, consultĂ© le 28 juin 2010
  6. ↑ (en) Metals handbook, vol. 10 : Materials characterization, ASM International, 1986, 1310 p. (ISBN 0-87170-007-7), p. 346 
  7. ↑ (en) Thomas R. Dulski, A manual for the chemical analysis of metals, vol. 25, ASTM International, 1996, 251 p. (ISBN 0803120664) [lire en ligne], p. 71 
  8. ↑ (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, TF-CRC, 2006, 87e Ă©d. (ISBN 0849304873), p. 10-202 
  9. ↑ ESIS. ConsultĂ© le 1er fĂ©vrier 2009
  10. ↑ « Aluminium (poudre) Â» dans la base de donnĂ©es de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme quĂ©bĂ©cois responsable de la sĂ©curitĂ© et de la santĂ© au travail), consultĂ© le 25 avril 2009
  11. ↑ NumĂ©ro index 013-001-00-6 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du rĂšglement CE N° 1272/2008 (16 dĂ©cembre 2008)
  12. ↑ SIGMA-ALDRICH
  13. ↑ (en) USGS Minerals – 2011 « Bauxite. Â»
  14. ↑ (en) USGS Minerals – 2011 « Aluminum. Â»
  15. ↑ (en) B. Nagler et al., « Turning solid aluminium transparent by intense soft X-ray photoionization Â», dans Nat. Phys., vol. 5, no 9, 2009, p. 693-696 (ISSN 1745-2473) [lien DOI] 
  16. ↑ (en) J.-P. Day et al., « Biological chemistry of aluminium studied using 26Al and accelerator mass spectrometry Â», dans Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, vol. 92, no 1-4, 3 juin 1994, p. 463-468 [lien DOI] 
  17. ↑ (en) W. D. Kaehny, A. P. Hegg et A. C. Alfrey, « Gastrointestinal Absorption of Aluminum from Aluminum-Containing Antacids Â», dans N. Engl. J. Med., vol. 296, no 24, 16 juin 1977, p. 1389-1390 (ISSN 0028-4793) [lien DOI] 
  18. ↑ (en) S. Valkonen et A. Aitio, « Analysis of aluminium in serum and urine for the biomonitoring of occupational exposure Â», dans Sci. Total Environ., vol. 199, no 1-2, 20 juin 1997, p. 103-110 (ISSN 0048-9697) [lien DOI] 
  19. ↑ Aitio A, RiihimĂ€ki V, Valkonen S. Aluminium. In Biological monitoring of chemical exposure in the wor place, WHO, GenĂšve 1996; 2:1-17
  20. ↑ Lauwerys R.R, Hoet P. Industrial chemical exposure : Guidelines for biological monitoring. Lewis publishers. 3rd Ed 2001; 638p.
  21. ↑ Bismuth C. Toxicologie clinique. MĂ©decine-Sciences. Ed. Flammarion, 2000; 1092p.
  22. ↑ a et b Neuro toxicitĂ© de l'aluminium
  23. ↑ (en) C. R. Harrington, C. M. Wischik, F. K. McArthur, G. A. Taylor, J. A. Edwardson et J. M. Candy, « Alzheimer's-disease-like changes in tau protein processing: association with aluminium accumulation in brains of renal dialysis patients Â», dans Lancet, vol. 343, no 8904, 23 avril 1994, p. 993-997 (ISSN 0140-6736) [lien DOI] 
  24. ↑ Claire Gourier-FrĂ©ry, Nadine FrĂ©ry, Claudine Berr, Sylvaine Cordier, Robert Garnier, Hubert Isnard, Coralie Ravault, Claude Renaudeau IVS, 2003, Aluminium - Quels risques pour la santĂ© ?, PDF, 184 pages
  25. ↑ Les sels d'aluminium utilisĂ©s comme antitranspirant (et la pierre d'alun?)
  26. ↑ Évaluation des risques sanitaires liĂ©s Ă  l’exposition de la population française Ă  l’aluminium : eaux, aliments, produits de santĂ©
  27. ↑ Virginie Belle, Quand l'aluminium nous empoisonne - EnquĂȘte sur un scandale sanitaire, Éd. Max Milo, 2010
  28. ↑ Codex alimentarius, « Noms de catĂ©gories et systĂšmes international de numĂ©rotation des additifs alimentaires Â» sur http://www.codexalimentarius.net, 2009. ConsultĂ© le 19 mai 2010
  29. ↑ E173
  30. ↑ (en) P. V. Liddicoat, X.-Z. Liao, Y. Zhao, Y. Zhu, M. Y. Murashkin, E. J. Lavernia, R. Z. Valiev et S. P. Ringer, « Nanostructural hierarchy increases the strength of aluminium alloys Â», dans Nat. Commun., vol. 1, 2010 [lien DOI] 
  31. ↑ (en) J. Villeneuve, M. Chaussidon et G. Libourel, « Homogeneous Distribution of 26Al in the Solar System from the Mg Isotopic Composition of Chondrules Â», dans Science, vol. 325, no 5943, 21 aoĂ»t 2009, p. 985-988 (ISSN 0036-8075) [lien DOI] 
  32. ↑ Photo d’un fragment naturel de roche contenant de l’aluminium
  33. ↑ (en) International Aluminium Institute
  34. ↑ Recyclage ; Oui, on peut recycler les emballages lĂ©gers en alu Environnement-Magazine, 1 fĂ©vrier 2011, consultĂ© 2011/02/06
  35. ↑ M. Prandi, « Rusal devient un actionnaire de rĂ©fĂ©rence de Norilsk Nickel Â», dans Les Échos, no 20074, 24 dĂ©cembre 2007, p. 26 (ISSN 0153-4831) [texte intĂ©gral (page consultĂ©e le 24 mai 2011)] 
  36. ↑ http://www.emt-india.net/process/aluminium/pdf/TheBauxiteMiningandAluminaRefiningProcess.pdf
  37. ↑ « Hongrie: entre 600.000 et 700.000m3 de boue rouge se sont dĂ©versĂ©s Â», dans Le Nouvel Observateur, 8 octobre 2010 (ISSN 0029-4713) [texte intĂ©gral (page consultĂ©e le 24 mai 2011)] 
  38. ↑ « Hongrie. Controverse autour des boues toxiques Â», dans La DĂ©pĂȘche du Midi, 9 octobre 2010 [texte intĂ©gral (page consultĂ©e le 24 mai 2011)] 
  39. ↑ http://afriqueactu.net/10552/monde-2/environnement-2/hongrie-11-million-de-metres-cube-de-boue-dans-le-danube
  40. ↑ http://www.cdurable.info/Boues-rouges-Hongrie-consequences-catastrophe-majeure-ecologiques-sanitaires-Europe,2915.html
  41. ↑ http://www.lefigaro.fr/flash-actu/2010/10/13/97001-20101013FILWWW00338-hongrieboues-neuf-morts-nouveau-bilan.php
  42. ↑ http://www.radinrue.com/spip.php?article6044
  43. ↑ http://www.liberation.fr/monde/01012295337-la-hongrie-s-attend-a-une-nouvelle-inondation-de-boue-rouge-toxique
  44. ↑ http://www.rtlinfo.be/info/monde/europe/744049/hongrie-une-2eme-maree-rouge--probable-

Voir aussi

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Articles connexes

MĂ©tallurgie extractive de l’aluminium
Alliage d’aluminium
Transformation de l’aluminium

Liens externes


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