Guide expert : comprendre les nuances d'aluminium pour bornes et bancs

Choisir votre alliage

Chez Reliance, nous utilisons principalement deux nuances d'aluminium pour nos bornes et bancs. Leurs conventions de nommage légèrement différentes peuvent prêter à confusion : achetons-nous dans différents pays aux normes internationales distinctes ?

Aluminium vs aluminium (orthographe)

Pour l'aluminium, les pays ne s'accordent même pas sur l'orthographe. L'orthographe nord-américaine « aluminum » était le second choix du chimiste britannique Sir Humphry Davy. Il avait d'abord proposé « alumium », puis « aluminum ». D'autres chimistes préféraient la terminaison « -ium » pour cohérence avec sodium, potassium. L'usage nord-américain est resté sur le second choix de Davy ; certains chimistes américains et l'usage ailleurs ont adopté « aluminium » comme construction lexicale plus cohérente.

Les deux grands types de nuances d'aluminium

Ce n'est ni l'étymologie ni la norme internationale qui créent deux systèmes de nuances. La raison : les métaux moulus (cast) et travaillés (wrought) sont classés différemment. Leurs besoins et usages diffèrent, donc une même spécification ne convient pas aux deux.

Le fer est connu sous forme de fonte (cast iron) et fer forgé (wrought iron) — bien que le sens se soit perdu, beaucoup disant « rod iron » à tort. L'aluminium, comme le fer, existe en forme moulée et travaillée. L'aluminium moulé est coulé ou injecté liquide dans un moule. En refroidissant, l'objet solide émerge près de sa forme finale (near-net shape). Il peut être usiné pour finition ou intégré à un ensemble plus large, mais l'objectif du moulage est de créer une forme très proche du final. L'aluminium travaillé, lui, est produit en brames, blocs, blooms, puis laminé en tôles, barres, tubes. Il peut être forgé, usiné, assemblé ou autrement travaillé pour atteindre sa forme finale.

Nous moulons nos bornes en aluminium, comme nos bornes en fonte ductile. Un bon alliage de moulage capture de beaux détails (canelures, courbes douces) dans le moule. Idéal pour formes complexes, courbes, en une pièce. Nos bancs sont faits de tôles d'aluminium formées, assemblées, découpées laser ; ces pièces sont plus soudables et travaillables, permettant des designs complexes à multiples composants.

Ces procédés distincts exigent des nuances différentes.

Nuances pour alliages d'aluminium travaillés (wrought)

De nombreuses organisations internationales ont établi un Système International de Désignation des Alliages (IADS) pour l'aluminium travaillé. Ces alliages sont groupés en familles par leur premier chiffre, indiquant l'élément d'alliage principal.

Série 1xxx : 99 %+ d'aluminium

L'aluminium pur apparaît dans la série 1000. Ces métaux mettent en avant les propriétés de l'élément ; le 1100 est le grade « pur » le plus courant, avec <1 % d'éléments ajoutés (zinc, cuivre, silicium) pour la résistance. Même avec ces ajouts, cette famille est moins résistante que les autres, mais les alliages sont faciles à travailler et résistent à la corrosion. Bons conducteurs thermiques et électriques. Série 1000 utilisée en applications chimiques, alimentaires, électriques.

Série 2xxx : Aluminium et Cuivre

2011, 2014, 2024 sont les grades courants de la série 2000, prisés pour leur résistance et usinabilité. Le cuivre est l'élément d'alliage principal. Série 2000 : dure, forte, robuste, mais sensible à la corrosion — nécessite protection (peinture, poudre, plastique, ou placage aluminium pur). Utilisée en aérospatiale, fixations, applications industrielles.

Série 3xxx : Aluminium et Manganèse

Le manganèse, crucial pour métallurgistes et verriers, est méconnu du grand public. Il apporte résistance et désoxyde les alliages. Omniprésent, il entre dans les nuances courantes d'inox et l'aluminium d'usage général. Le 3003 est l'aluminium le plus utilisé : travaillable, soudable, finissable. De la tôle aux ustensiles de cuisine, l'aluminium qu'on voit le plus est probablement série 3000.

Les parois des canettes sont en série 3004. Surprenant : c'est une nuance différente du fond et du couvercle (5182), pas juste plus épais.

Série 4xxx : Aluminium et Silicium

Le silicium abaisse le point de fusion, augmente la ductilité (métal plus flexible, moins cassant). Série 4000 utilisée en automobile et électrique : résiste à la chaleur et à l'électricité.

Série 5xxx : Aluminium et Magnésium

Les navigateurs connaissent la série 5000. Aluminium + magnésium = alliage résistant à la corrosion. Applications marines, réservoirs, vannes — tout ce qui touche produits chimiques ou intempéries. Ces alliages se soudent et se forment bien, facilitant coques, vannes, réservoirs cryogéniques. C'est la série du 5182 utilisé pour le haut et le bas des canettes !

Série 6xxx : Aluminium, Magnésium et Silicium

Les séries 6000 sont les alliages « constructeurs », combinant corrosion résistance (série 5000) et résistance (série 4000). Nos bancs en aluminium sont en 6061, pour résistance à l'eau, sel, neige, soleil, pluie ; l'alliage apporte aussi la solidité et stabilité nécessaires au mobilier urbain robuste.

Série 7xxx : Aluminium et Zinc

Le zinc donne une résistance proche de l'acier. Si l'aluminium doit faire le travail de l'acier là où le poids de l'acier est pénalisant, on utilise la série 7000. Aéronautique, aérospatiale, automobile, équipement sportif.

Série 8xxx : Les cas particuliers

Les métaux ont des alliages inhabituels pour applications spécifiques. Ils finissent souvent dans une série « fourre-tout » ; pour l'aluminium travaillé, c'est la série 8xxx. Si vous achetez un alliage rare, vous savez généralement pourquoi et pour quel usage précis (ex. métallurgistes de la NASA pour environnements extrêmes).

Comprendre les nuances pour alliages d'aluminium moulés (cast)

R-7539-AL

Hauteur : 35-3/4" (90,8 cm)
Diamètre intérieur max du tube : 4-1/2" (11,4 cm)

Matériau : Aluminium
Nuance : A356

 

R-7589-AL

Hauteur : 35" (88,9 cm)
Diamètre intérieur max du tube : 4-1/2" (11,4 cm)

Matériau : Aluminium
Nuance : A356

 

R-7591-AL

Hauteur : 32" (81,3 cm)
Diamètre intérieur max du tube : 4-1/2" (11,4 cm)

Matériau : Aluminium
Nuance : A356

 

R-7530-AL

Hauteur : 39" (99,1 cm)
Diamètre intérieur max du tube : 3-1/2" (8,9 cm)

Matériau : Aluminium
Nuance : A356

 

L'aluminium moulé a plus d'une norme de nommage courante. Selon les régions, les spécifications diffèrent.

Les principales normes pour l'aluminium moulé viennent de :

• The Aluminum Association
• British Standards Institution (BSI Group)
• Normes allemandes (DIN)

La norme de The Aluminian Association ressemble à première vue à celle de l'aluminium travaillé. Les numéros de série reflètent l'élément d'alliage principal… mais en raison des différences d'alliages de moulage, le chiffre initial n'indique pas le même élément principal.

Comme pour l'aluminium travaillé, la série 1xx.x est aluminium quasi pur, 2xx.x = cuivre. Ensuite, l'élément principal change. Séries 3xx.x et 4xx.x = silicium. Comme pour l'aluminium travaillé, le silicium abaisse le point de fusion et maintient la ductilité. La ductilité aide en moulage pour capturer des détails plus fins dans le moule. La série 3xx.x compte sur d'autres éléments pour la résistance. 5xx.x = magnésium, 7xx.x = zinc, 8xx.x = étain, et le bloc 9xx.x contient « les cas particuliers » — alliages pour usages spécifiques. La série 6xx.x est inutilisée dans cette convention.

Les alliages moulés comportent parfois des lettres indiquant le traitement thermique :

• F : tel que fabriqué (as fabricated)
• O : recuit (annealed)
• H : écroui par travail (work-hardened)
• W : traité en solution (solution heat-treated)
• T(1-10) : autres traitements thermiques, désignés par les chiffres suivants.

Dans notre cas, le « A » devant 356 n'indique pas un traitement thermique. Pour cet alliage, le A suggère une pureté chimique supérieure : les tolérances de chaque élément sont plus strictes.

L'aluminium : d'un luxe à un produit courant

L'aluminium est le troisième élément le plus abondant dans la croûte terrestre, après l'oxygène et le silicium — plus abondant que le fer. Contrairement au fer, il ne s'extrait pas par simple fusion. Rubis, saphirs, et minéraux moins précieux comme la gibbsite contiennent de l'aluminium.

Ce n'est qu'au XIXe siècle (années 1820) que les chimistes ont isolé l'aluminium élémentaire. Le procédé était si complexe que ce « nouveau » métal valait plus que le platine, l'or ou l'argent.

On raconte souvent que Napoléon III possédait un service de couverts en aluminium réservé à ses hôtes les plus honorés. Un forum historique bien documenté questionne cette anecdote, mais note qu'un ouvrage français sur l'aluminium évoque l'intérêt de l'empereur pour des applications militaires (éléments d'uniforme, armement) et qu'il fit faire un hochet en aluminium pour son fils. Il est certain qu'avant 1855, l'aluminium était assez cher pour que des lingots soient stockés à Fort Knox.

Qu'est-ce qui a changé ? En 1855, un procédé d'extraction de l'aluminium par électrolyse fut inventé. Relativement simple et industrialisable, l'aluminium étant abondant. En 1859, l'aluminium ne valait plus que légèrement plus que l'argent. Aujourd'hui, il se vend à la livre pour un vingtième du coût de l'once d'argent (bien que les problèmes de chaîne d'approvisionnement 2020-2022 aient fait grimper le prix).

Pourquoi le papier aluminium s'appelle-t-il « papier étain » ?

Avant l'aluminium commercial, on utilisait du papier d'étain. Comme l'aluminium, il servait à emballer les aliments. Mais il était plus épais, moins ductile, et laissait un arrière-goût. L'étain servait aussi en dentisterie (plombages) et dans les premiers phonographes.

Le papier d'étain (élément 50) existe encore, surtout pour chimistes et scientifiques. Il est plus cher que le papier aluminium.

Les avancées technologiques humaines dépendent souvent des avancées métallurgiques. Âge du bronze, âge du fer, révolution industrielle rendue possible par l'acier Bessemer… L'aluminium est le métal de l'Ère spatiale, comme le silicium est le métalloïde de l'Ère de l'information. Moulé ou travaillé, minerai neuf ou recyclé, les alliages d'aluminium offrent une vaste gamme de propriétés pour presque toute application.

Lectures complémentaires :

• L'aluminium rouille-t-il ou se corrode-t-il ?
• Jantes, boîtes et avions : Aluminium et moulages d'aluminium
• Guide complet de l'acier inoxydable