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élément chimique de numéro atomique 13 et de symbole Al De Wikipédia, l'encyclopédie libre
L'aluminium est l'élément chimique de numéro atomique 13, de symbole Al. Il appartient au groupe 13 du tableau périodique ainsi qu'à la famille des métaux pauvres.
Aluminium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Morceau d'aluminium. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Position dans le tableau périodique | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Symbole | Al | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nom | Aluminium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Numéro atomique | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Groupe | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Période | 3e période | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bloc | Bloc p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Famille d'éléments | Métal pauvre | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuration électronique | [Ne] 3s2 3p1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Électrons par niveau d’énergie | 2, 8, 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propriétés atomiques de l'élément | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masse atomique | 26,981 538 6 ± 8 × 10−7 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rayon atomique (calc) | 125 pm (118 pm) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rayon de covalence | 121 ± 4 pm[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rayon de van der Waals | 205 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
État d’oxydation | +3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Électronégativité (Pauling) | 1,61 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxyde | amphotère | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Énergies d’ionisation[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1re : 5,985 768 eV | 2e : 18,828 55 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3e : 28,447 65 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 : 2 304,141 0 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotopes les plus stables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Propriétés physiques du corps simple | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
État ordinaire | solide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masse volumique | 2,698 9 g·cm-3[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Système cristallin | Cubique à faces centrées | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dureté (Mohs) | 1,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Couleur | blanc lustre métallique | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Point de fusion | 660,323 °C (congélation)[4] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Point d’ébullition | 2 519 °C[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Énergie de fusion | 10,79 kJ·mol-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Énergie de vaporisation | 294 kJ·mol-1 (1 atm, 2 519 °C)[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 à 20 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Chaleur massique | 897 J·K-1·kg-1 (solide, à 298 K)[5]
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Conductivité électrique | 37,7×106 S·m-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivité 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), |
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Divers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
No CAS | [8] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
No ECHA | 100.028.248 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
No CE | 231-072-3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
No E | E173 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Précautions | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH[9],[10] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pyrophorique :H250, H261, P210, P222, P280, P231+P232, P335+P334 et P422 Stabilisé :H228, H261, P210, P370+P378 et P402+P404 |
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SIMDUT[11] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
B6, |
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Transport[9],[10] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pyrophorique : Stabilisé : |
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Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Le corps simple aluminium est un métal malléable, argenté, peu altérable à l'air[note 1] et peu dense. C'est le métal le plus abondant de l'écorce terrestre et le troisième élément le plus abondant après l'oxygène et le silicium ; il représente en moyenne 8 % de la masse des matériaux de la surface solide de la planète. Il est, en règle générale, trop réactif pour exister à l'état natif dans le milieu naturel[note 2] : on le trouve combiné à plus de 270 minéraux différents. Son minerai principal est la bauxite : il y est présent sous forme d’oxyde hydraté dont on extrait l’alumine. Il peut aussi être extrait de la néphéline, de la leucite, de la sillimanite, de l'andalousite et de la muscovite.
Le métal mis à nu s'auto-passive immédiatement par oxydation, même en condition défavorable : une couche d'alumine Al2O3 imperméable épaisse de quelques nanomètres le protège de la corrosion (les conditions favorables sont essentiellement : environnement peu chaud, peu humide, peu pollué, peu salé ; alliage de qualité adaptée). L'oxydabilité de l'aluminium doit être techniquement contrôlée par une série de processus industriels dont les deux principaux sont l'oxydation rapide amplifiée forcée anodique électrolytique et le colmatage rapide par hydratation à chaud.
Sa légèreté, sa résistance à la corrosion, sa mise en forme variée et sa coloration durable en font un matériau important et très utilisé dans l'industrie et l'artisanat, malgré la technicité de sa mise en œuvre, sous forme pure ou alliée, notamment dans l'aéronautique, les transports et la construction. Sa nature réactive en fait également un catalyseur et un additif dans l'industrie chimique ; il est ainsi utilisé pour accroître la puissance explosive du nitrate d'ammonium.
En 2010, 211 millions de tonnes de bauxite ont été extraites dans le monde[13], l'Australie en assurant 33,2 % devant la Chine (19,0 %), le Brésil (15,2 %), l'Inde (8,5 %) et la Guinée (8,2 %). La Guinée détient à elle seule plus du quart des réserves mondiales connues de bauxite, estimées fin 2010 à 28 milliards de tonnes. La production mondiale d'aluminium métallique s'est élevée à 41,4 millions de tonnes en 2010[14], dont la Chine a réalisé 40,6 % avec 16,8 millions de tonnes, loin devant la Russie (9,3 %) et le Canada (7,1 %).
Enfin, l'aluminium n'est pas un oligo-élément, sa production nécessite énormément d'énergie, et c'est un contaminant croissant de l'environnement et de l'alimentation[15].
L'aluminium est isolé et exploité depuis seulement moins de deux siècles : la révolution industrielle accompagne son intégration.
En 1807, Humphry Davy, après avoir découvert que le sodium et le potassium entraient dans la composition de l’alun (substance astringente servant à fixer les teintures), suppose qu’il s’y trouve aussi un autre métal, qu’il baptise « aluminium » (en latin, « alun » se dit alumen)[16]. Pierre Berthier découvre dans une mine près des Baux-de-Provence en 1821 un minerai contenant de 50 à 60 % d’oxyde d’aluminium. Ce minerai sera appelé bauxite.
En 1825, le chimiste et physicien danois Hans Christian Ørsted réussit à produire une forme impure du métal.
En 1827, Friedrich Wöhler approfondit les travaux d'Ørsted. Il isole l’aluminium par action du potassium sur le chlorure d’aluminium, obtenant une poussière grise d’aluminium. Il est le premier à mettre en évidence les propriétés chimiques et physiques de cet élément, dont la plus notable est la légèreté.
Le chimiste français Henri Sainte-Claire Deville améliore en 1846 la méthode de Wöhler en réduisant le minerai par le sodium. En 1854, il présente à l'Académie des sciences le premier lingot d'aluminium obtenu, à l'état fondu, par voie chimique[17]. Il publie ses recherches dans un livre en 1856. Cette méthode est utilisée de façon industrielle à travers toute l’Europe pour la fabrication de l’aluminium (notamment en 1859 par Henry Merle dans son usine de Salindres, berceau de la société Pechiney), mais elle reste extrêmement coûteuse, donnant un métal dont le prix était comparativement à l'or, très élevé pour un minerai, lui, très abondant : le kilo d'aluminium raffiné coûtait en moyenne 1 500 francs-or. Le métal est alors réservé pour fabriquer à la haute joaillerie[18] ou à l’orfèvrerie, ciblant la haute-bourgeoisie. Il en fut ainsi pour les coupes d'honneur (réalisées notamment par Paul Morin et Cie)[19] et les objets d'art fabriqués pour la cour impériale de Napoléon III[20]. Ce dernier reçoit ses hôtes de marque avec des couverts en aluminium, les autres convives devant se contenter de couverts en vermeil[21],[22].
Les progrès concernant la production d'électricité et la découverte, en 1886, du processus de production de l'aluminium par électrolyse, permettent de baisser les coûts de manière sensible. Dès lors, l'aluminium trouve de nouvelles applications dans les ustensiles de cuisine et, sous forme d'alliage, dans l'industrie naissante de l'aéronautique (alliage duralumin moins cassant créé en 1909) et le câblage électrique (almelec créé en 1921 et utilisé comme conducteur électrique). En 1888, Charles Martin Hall et Alfred Ephraim Hunt créent la Pittsburgh Reduction Company, la future Alcoa. En 1901 naît l’Aluminium Association (AA), cartel qui réunit les entreprises des quatre seuls pays producteurs au monde (Allemagne, États-Unis, France, Royaume-Uni) et qui maintient le prix de l'aluminium stable alors que le cours des métaux concurrents subissent de plus grandes fluctuations[23].
À la fin des années 1970, la production d’aluminium se contracte et l'arrivée de nouveaux pays producteurs concurrents (Australie, Canada, Russie) fait éclater le cartel qui ne contrôle plus son prix, lequel décline[24].
L'aluminium possède 22 isotopes connus, avec des nombres de masse entre 21 et 42, ainsi que quatre isomères nucléaires. Seul 27Al est stable, ce qui fait de l'aluminium un élément monoisotopique. De petites quantités du radioisotope 26Al, de demi-vie 0,717 Ma, existent dans la nature mais l'abondance de 27Al est telle qu'on considère l'aluminium comme mononucléidique ; on lui attribue une masse atomique standard de 26,981 538 6(8) u. Tous les autres isotopes de l'aluminium ont des demi-vies inférieures à 7 min, et la plupart des demi-vies inférieures à la seconde.
L’aluminium a une densité de 2,7 c'est-à-dire environ trois fois plus faible que celle de l’acier ou du cuivre.
L'aluminium pur est malléable (le second parmi les métaux) et ductile (le sixième parmi les métaux). Les alliages d'aluminium pour corroyage et pour fonderie ont des propriétés mécaniques améliorées par rapport à l'aluminium pur, tout en restant facilement usinables et moulables.
Les produits en aluminium, lorsqu'ils ne sont pas traités en surface, ont un aspect visuel argent-gris. Cette coloration est en partie due à une mince couche d’oxyde (alumine) de cinq à dix nanomètres qui se forme spontanément et rapidement dans un milieu oxydant comme l’oxygène de l’air. Dans des conditions normales d’exposition chimique, cette couche protectrice limite les différentes formes de corrosion (corrosion par piqûres, filiforme, feuilletante, galvanique, corrosion sous contrainte[26]). Il est possible d’augmenter artificiellement l’épaisseur de cette couche d’oxydation — tout en donnant une teinte colorée — par anodisation, ou d'améliorer la résistance à la corrosion à l'aide d'autres traitements de surface (e.g. thermolaquage[26]).
L’aluminium est un très bon conducteur électrique et thermique, contrairement à son oxyde qui est un excellent isolant. Il est paramagnétique et ne provoque pas d’étincelles.
L'aluminium est transparent aux neutrons[27], et devient transparent aux rayons ultraviolets extrêmes lorsqu'il est bombardé par un laser à électrons libres[28].
En solution, l’aluminium se trouve le plus généralement sous la forme d’ions Al3+. Il s’oxyde lentement à froid et rapidement à chaud pour former l’alumine Al2O3. L’action des acides sur l’aluminium produit l’ion cité plus haut.
La réaction de l'aluminium avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (soude) produit de l’aluminate de sodium et de l'hydrogène gazeux, selon une réaction exothermique d’équation :
Les hydroxydes d’aluminium s’obtiennent en général en précipitant une solution contenant des cations Al3+ à l’aide d’une base. Cette méthode permet de former selon les conditions de précipitation différentes phases cristallographiques telles que la bayérite, la boehmite, la gibbsite.
L’aluminium est aussi utilisé en tant que réducteur fort, notamment pour l’aluminothermie et en pyrotechnie dans les feux d'artifice, où il joue un rôle similaire au magnésium, à moindre coût et avec une puissance plus grande.
L'organisme d'un sujet contemporain de pays industriel contient de 30 à 50 mg d'aluminium selon l'ATSDR en 1999, ou 50 à 150 mg selon le Römpp Lexikon Chemie en 2013[29]. L'ATSDR en 1999 l'estimait surtout présent dans l’os (environ 50 %), le poumon (environ 25 %) et le foie (20 à 25 %), le reste étant partagé dans d'autres organes, dont le système nerveux central et la rate. Une source plus récente l'estime présent à environ 50 % dans les tissus pulmonaires, 25 % dans les tissus mous et 25 % dans les os. Les taux tissulaires (dont dans le poumon et le cerveau) augmentent avec l'âge (environ 35 à 50 mg d'aluminium s'accumuleraient ainsi dans le corps durant la vie)[30],[31],[32].
Cependant, comme pour d'autres métaux toxiques, chez l'homme et chez d'autres espèces de mammifères testées, pour une même dose standardisée ingérée, les valeurs d'absorption corporelle de l'aluminium varient significativement selon les individus (selon l'âge, l'état des reins, et selon la génétiques qui influe sur le niveau d'absorption gastro-intestinale de l'aluminium).
Après ingestion, le pic dans le plasma peut varier du simple au triple selon l'individu[33],[34],[35],[36],[37].
Le traçage isotopique (isotope radioactif 26Al) démontre que 24 heures après l’injection, 99 % de l’aluminium sanguin est passé dans la fraction plasmatique. Peu à peu, le taux intra-érythrocytaire augmente pour atteindre 14 %. L'aluminium se lie, dans le plasma, préférentiellement à la transferrine (80 %), et à l'albumine à hauteur de 10 %, les 10 % restants sont transportés par des protéines de bas poids moléculaire (LMW). L'Al-transferrine se dépose surtout dans la rate et le foie (riches en récepteurs-transferrine), pendant que l'Al-LMW se fixe dans l’os (qui ne contient pas de récepteurs-transferrine)[38].
L'aluminium présent dans les aliments (10 à 40 mg par jour, voire plus) est de 99 à 99,9 normalement éliminé dans les fèces, sans être absorbé dans le tractus gastro-intestinal. Mais ce taux varie selon le composé chimique, sa solubilité, le pH du bol alimentaire et la présence éventuelle d'agents complexants chélateurs (tels que l'acide citrique du jus de citron peuvent augmenter l'absorption à 2 à 3 %). On estime que 1 ‰ et 3 ‰ de l'aluminium provenant de la nourriture et de l'eau potable sont absorbés dans le tractus gastro-intestinal[39], et plus chez des personnes dont la perméabilité intestinale est anormalement élevée (Cf. maladie cœliaque)[40].
Chez une personne en bonne santé, 83 % de cet aluminium ayant traversé la barrière intestinale sera ensuite peu à peu éliminé, essentiellement via les reins (un rein en bon état élimine de 3 à 20 µg l−1 d'urine)[41],[42],[43],[44]. Des chélateurs (EDTA, déféroxamine, etc.) accélèrent cette élimination.
La demi-vie dans l'organisme varie selon l'importance et la durée d’exposition et selon la durée de la redistribution de l’aluminium à partir des organes qui l'ont stocké. Elle peut durer plusieurs années.
Elle est triphasique : en phase 1, la moitié de l'aluminium est éliminé en quelques heures, en phase deux, 50 % de ce qui reste est éliminé en quelques semaines, et il faut habituellement plus d'un an pour éliminer la moitié du reste[45].
Le système osseux est l'un des réceptacles de l'aluminium[40]. On peut l'y détecter en colorant la matrice osseuse non décalcifiée par l'azurine solochrome (colorant permettant la détection de l'aluminium atomique à des taux de 0,03 %[40].
L'« encéphalopathie aluminique » autrefois souvent associée à l'ostéomalacie[46],[47] chez les personnes dialysées pour insuffisance rénale chronique a presque disparu après élimination de l'aluminium du dialysat, mais on retrouve parfois ensuite une partie de cet aluminium dans les os où il est associé à l'hydroxyapatite[40]. Il a aussi été associé à l'exostose, une tumeur osseuse bénigne fréquente[40].
Le taux d'aluminium augmente aussi dans l'os chez chez les personnes prenant régulièrement des médicaments anti-acides aluminiques et/ou ayant une perméabilité intestinale anormalement élevée (Cf. maladie cœliaque)[40].
Dans les cas d'hémochromatose et de drépanocytose, l'aluminium est colocalisé avec le fer, pour une raison encore à préciser au milieu des années 2010[40].
La corrosion des implants prothétiques composés de titane grade V (TA6V est un alliage contenant 6 % d'aluminium et 4 % de vanadium) a également été observée dans une série de reprises de hanche ou de genou[40].
Des expériences indépendamment conduites aux États-Unis en Australie et en France ont montré que de l'Al radiomarqué est détecté dans le cerveau d'animaux de laboratoire quinze jour après qu'ils ont consommé une dose d'aluminium équivalente à celle consommée par des humains buvant un unique verre d'eau traitée à l'alun[48],[49],[50].
La demi-vie dans le sang est normalement d'environ huit heures, mais si la fonction rénale est altérée, cette durée s'allonge, avec un risque accru d'accumulation délétère dans le corps (cerveau et os en particulier, par ex chez les dialysés)[31].
Les principales voies d'exposition sont les boissons et denrées alimentaires[51]. En particulier, les additifs alimentaires sont une source croissante d'exposition (chlorure d'aluminium, citrate d'aluminium, maltolate d'aluminium et autres complexes aluminium-acide alimentaire, phosphate d'aluminium, silicate d'aluminium, sulfate d'aluminium et autres espèces d'aluminium). Les additifs sont utilisés comme colorant de goûters et de desserts tels que croustilles de maïs, glaces, gâteaux, ou encore des bonbons et confitures[51]. On en retrouve dans l'enrobage de comprimés de vitamines et de médicaments et gélules para-médicales[51]. C'est aussi un anti-agglomérant ajouté au sel, au cacao en poudre ou au lait en poudre, ou encore un émulseur qui accroît la fondabilité des fromages, ou un agent levant des pains, gâteaux et d'autres produits de boulangerie industrielle. Il épaissit des crèmes ou sauces et sert de liant des viandes dans les saucisses et la charcuterie. Il sert d'agent stabilisant, tampon, neutralisant, texturant et durcisseur pour les légumes marinés ou les fruits confits[51]. Le fromage fondu de type pré-coupé, emballé individuellement en contient une quantité importante (jusqu'à 50 mg par tranche sont autorisés aux États-Unis et au Canada)[52], et de nouveaux produits alimentaires à base d'aluminium sont régulièrement mis sur le marché[51].
D'autres sources sont certains matériaux en contact avec les aliments, et divers produits cosmétiques (en vente libre) et pharmaceutiques ou chirurgicaux[15]. L'aluminium est aussi absorbé par la peau, lors d'applications topiques à base d'aluminium (dont via des écrans solaires et des déodorants, y compris à base d'alun)[51]. Il est enfin injecté dans le muscle dans le cas de nombreux vaccins injectables (à adjuvant vaccinal aluminique)[15].
Les employés de l'industrie de l'aluminium (fonderie en particulier), de l'impression et de l'automobile y sont en outre professionnellement exposés[53].
Les usines de potabilisation d'eaux de surface et les stations d'épuration utilisent du sulfate d'alumine comme floculant et clarifiant[54],[51]. Une directive européenne[55] a fixé un seuil de précaution de 200 µg/l à ne pas dépasser dans l'eau du robinet et les eaux de consommation[54]. En France en 2007, ce seuil était respecté dans plus de 97 % de 381 contrôles. Dans ce pays selon l'AFSSA, « la part de l'exposition à l'aluminium par l'eau de boisson constitue probablement moins de 5 % des apports quotidiens d'aluminium par voie alimentaire de la population »[56]. « Pour les eaux de dialyse, la limite de qualité fixée par la pharmacopée européenne et par la pharmacopée française est de 30 µg/l »[54].
Sa biodisponibilité et son taux d'absorption intestinale dépendent de divers facteurs :
Dans le monde, environ 50 % des terres arables sont naturellement acides et plus ou moins riches en aluminium natif (latérite, argiles, etc.). Quand le pH est inférieur à 5,0, l'aluminium devient biodisponible pour les plantes : leurs racines absorbent alors des ions Al3+ phytotoxiques (hormis pour des espèces tolérante à l'aluminium) et à partir de 4,5, il commence à être mobile et biodisponible. L'aluminium perturbe le fonctionnement de nombreuses enzymes et protéines végétales, allant jusqu'à empoisonner la plante, par des mécanismes encore mal compris.
Dans les années 1960-1970 le phénomène de pluies acides a aggravé cette situation, dont en suracidifiant les eaux de surface et les lacs (d'Europe du nord notamment), provoquant la dissolution et la destruction d'un plus grand nombre d'ions Al3+, affectant les plantes aquatiques et palustres. En Suède[68] et Norvège[69], ce lien a été scientifiquement établi dès les années 1970. L'acide sulfurique (alors principalement issu de la combustion de charbons et fuels non désoufrés) en se combinant avec le soufre produisait de l'hydroxysulfate d'aluminium phytotoxique[68] selon la réaction suivante :
Dans ces contextes l'aluminium est un « facteur limitant majeur de la productivité des plantes dans les sols acides »[70]. Dans la cellule végétale, il interagit négativement aussi avec l'adénosine triphosphate (ATP) synthase, de même qu'avec des protéines liées à la paroi cellulaire ; et la glutathion S-transférase (GST6) et la glutathion S-transférase tau 19 (ATGSTU19) peuvent contribuer cette phytotoxicité.
L'antidote est un apport de calcium exogène. Dès que le pH remonte au-dessus de 5,0 l'aluminium se lie à la surface des silicates (sous forme de cation hydroxy polymère). Dans la plante, le calcium atténue en outre l'inhibition de la croissance végétale induite par l'Al et il diminue l'accumulation du métal dans la plante, via un processus lié à des protéines impliquées dans le cycle de l'acide tricarboxylique (dit TCA)[70]
Des variétés plus tolérantes à l'aluminium ont été sélectionnées par les agriculteurs traditionnels, et on a récemment produit des plantes transgéniques (ex. : Arabidopsis) rendues plus tolérantes à l'aluminium[71],[72],[73],[74].
Dans les années 1980, chercheurs et médecins s'inquiètent d'un manque de prise en compte du risque sanitaire induit par l'introduction de diverses formes de l'aluminium par l'Homme dans notre environnement[75],[76], notamment dans les groupes vulnérables tels que les enfants[77], les personnes âgées et les personnes atteintes d'une néphropathie[78], un problème notamment vulgarisé par le film Aluminium, notre poison quotidien réalisé en 2011 par la réalisatrice française Valérie Rouvière et d'abord diffusé par France 5 le [79],[80],[81].
Ce métal est en effet, depuis les années 1990, confirmé comme étant neurotoxique[51],[82].
Il est aussi reprotoxique (facteur de délétion de la spermatogenèse : il a été scientifiquement démontré que l’exposition à l’aluminium est source d'une chute drastique des taux sanguins de FSH, de LH et de testostérone, du nombre de spermatozoïdes et d’une dégradation qualitative du sperme[83]. L'apoptose (induite par la régulation à la hausse de la caspase 3 et la régulation à la baisse de la protéine Bcl2) joue un rôle clé dans la toxicité testiculaire de ce métal, qui semble dégrader la bioénergétique mitochondriale par la production de radicaux libres qu'il génère[83].
L'ion aluminium Al3+ est un pro-oxydant assez réactif :
Une accumulation trop élevée d’aluminium dans l’organisme (et il tend à s'accumuler dans le cerveau avec l'âge) peut jouer un rôle dans divers maux comme :
Ce métal commun est depuis plusieurs décennies soupçonné de jouer un rôle dans la maladie d'Alzheimer pour les patients soumis à une exposition chronique à ce métal[51],[108]. Après 40 ans de recherche, en 2018, il n'y a pas de preuve d'association entre la maladie et ce métal[109],[110].
Les apports quotidiens en aluminium varient considérablement selon l'âge et le type et la quantité d'aliments ingérés. La FDA a estimé qu'au début du XXIe siècle, un humain en ingère de 2 à 14 mg par jour (selon l'âge, le sexe et le type de régime alimentaire). À titre d'exemple, selon des estimations récentes :
On sait au moins depuis les années 1990 que la cuisson d'aliments acides en contact avec une feuille d'aluminium (en papillote…) ou le contact de marinades ou sauces acides (sauce tomate par ex.) avec ces feuilles est l'une des principales sources de contamination de nos aliments en aluminium[119],[120],[121],[122],[78].
L'aluminium est aussi abondamment utilisé comme additif et colorant (colorant alimentaire), son numéro SIN est E173[123],[124].
L'aluminium n'est pas classé comme substance cancerigène par le CIRC. Cependant, La production d'aluminium est classée comme cancérigène du groupe 1 (cancérigène avéré pour l'Homme) (c'est-à-dire pour les travailleurs réalisant la production d'aluminium et exposés à des fortes doses de manière chronique)[125].
On dénombre plus de vingt-cinq substances composées d'aluminium susceptibles d'être présentes dans des produits cosmétiques, notamment dans les déodorants (sous forme de sels d'aluminium). Parmi celles-ci, le chlorohydrate d’aluminium est l’une des plus utilisées pour ses propriétés antitranspirantes[105].
Un rapport de l'Afssaps publié en 2011 souligne le manque de données pertinentes quant au risque que représente l’absorption cutanée de l’aluminium contenu dans les produits cosmétiques. Il déplore la « qualité insuffisante des études publiées » et le fait que celles-ci ne répondent pas aux exigences actuelles[105]. Un autre rapport de la Commission européenne datant de 2014 va également dans de sens[126].
Cependant, sur la base de données chez l'Homme, le rapport de l'Afssaps détermine à 1,2 % la concentration maximale en aluminium ne présentant pas de risque osseux ou neurotoxique, pour une application quotidienne à long terme de produit cosmétique[105].
Il ajoute que les données épidémiologiques ne permettent pas d'établir un lien concluant entre exposition cutanée et orale à l'aluminium et l'apparition d'un cancer[105].
L'Afssaps recommande finalement :
Pour ces produits, notamment quand ils sont destinés au contact alimentaire, le BFR allemand a récemment (mai 2021) proposé une méthode d'analyse de l'extrait à l'eau ultrapure (froide ou chaude, dans des récipients de verre préalablement plusieurs fois nettoyés à l'acide nitrique et plusieurs fois bien rincés à l'eau ultra pure) de résidus d'aluminium pour ces sources possible de contamination de l'alimentation ou de la peau humaine ; le BRF a aussi publié des conseils pour le traitement ultérieur des échantillons et demande que les produits analysés soient « utilisés en totalité ou dans une proportion représentative »[127].
Une étude parue en dans la revue scientifique Journal of Applied Toxicology publiant des articles de recherches originales concernant la toxicologie montre in vitro les effets néfastes des sels d’aluminium (chlorhydrate d’aluminium et chlorure d'aluminium) sur les cellules épithéliales mammaires humaines[128].
Des cas particuliers sont certains adjuvants de vaccins, et l’eau pour la dilution des concentrés pour hémodialyse, lorsqu’elle provient d’une station de production inefficace, ainsi que les poches de nutrition parentérale. Dans ces derniers cas, l'aluminium est directement injecté dans le système sanguin ou dans le muscle (autrefois la vaccination pouvait être sous-cutanée, mais elle est devenue intramusculaire)[129].
La campagne massive de vaccination à la suite de 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[130].
En 2004, après une étude épidémiologique, le Conseil de l'AFSSAPS[131] conclut qu'en l'état actuel des connaissances, aucun syndrome clinique spécifique n'est retrouvé associé à la vaccination avec des vaccins contenant des adjuvants aluminiques.
En 2013, selon un rapport « Aluminium et vaccins » du Haut Conseil de la santé publique (HCSP), les données scientifiques disponibles ne permettent pas de remettre en cause la sécurité des vaccins contenant de l’aluminium. Le HCSP met en garde contre « les conséquences, en matière de réapparition de maladies infectieuses, […] résultant d’une remise en cause des vaccins contenant de l’aluminium en l’absence de justification scientifique[132] ».
En 2016, l'Académie de pharmacie a produit un rapport sur les adjuvants aluminiques de vaccins. Elle constate aussi que le lien de cause à effet entre la présence persistante de l'aluminium au niveau du site d'injection du vaccin et son incorporation du métal dans les macrophages, et la MFM n'est pas démontré[133].
Lors de certaines opérations chirurgicales ou médicales, des appareils réchauffent des fluides ou du sang à perfuser aux patients. Certains matériels (ex en 2019 : enFlow IV fabriqué par Vyaire Medical utilisent de plaques d'aluminium non revêtues ; à n'utiliser « que si aucune alternative n'est disponible en raison du risque de toxicité de l'aluminium, a averti l'agence britannique des dispositifs médicaux » ; ces plaques libèrent dans les solutions d'électrolyte équilibrées qui entrent en contact avec elles des taux d'aluminium potentiellement nocifs pour le patient[134].
En Grande-Bretagne, à l'université de Keele, The Birchall Centre abrite, depuis 1992, The Bioinorganic Chemistry of Aluminium and Silicon research qui étudie les effets de l'aluminium sur la santé humaine, et organise, depuis 2005, un colloque annuel, le Keele meeting qui fait le point sur ses découvertes[135].
En 2015, le 11e Keele Meeting[136], tenu du au , à l'université de Lille, « alerte sur les risques croissant de l’aluminium sur la santé humaine. Les suspicions de toxicité deviennent des certitudes » :
« Il est essentiel que nous levions le sujet de l'écotoxicité de l'aluminium et de son rôle dans les maladies humaines et plus particulièrement celles du système nerveux central dont la maladie d'Alzheimer. Il est évident que nous sommes confrontés quotidiennement à l'aluminium dans des domaines où son innocuité n'a jamais été testée et encore moins démontrée comme la vaccination, l'immunothérapie et les cosmétiques »
— Christopher Exley (en), professeur en chimie bioinorganique à l'université de Keele et directeur scientifique du colloque)[137].
En tonnage et en valeur, l’aluminium est le métal le plus utilisé après le fer, grâce à sa légèreté et sa bonne conductivité électrique et thermique. L’aluminium pur est mou et fragile et donc facilement déformable, mais avec des petites quantités de cuivre, magnésium, manganèse, silicium et d’autres éléments, il peut former des alliages aux propriétés variées. On distingue deux grandes catégories : les alliages d'aluminium pour corroyage et les alliages d'aluminium de fonderie.
Parmi les secteurs utilisant l’aluminium métal, on peut citer :
L’aluminium est le troisième élément le plus abondant dans la croûte terrestre (8 % de la masse) après l’oxygène et le silicium[151]. Il se trouve dans la plupart des roches classiques sous forme d'oxyde[note 3], et non sous forme métallique[151]. Le principal minerai de l'aluminium est la bauxite, qui contient environ 52 % d'alumine[151].
La première étape consiste à extraire l'alumine (Al2O3) d'un minerai (habituellement la bauxite) selon le procédé Bayer ou le procédé Orbite. Dans le cas du procédé Bayer, la bauxite est traitée par une solution de soude.
On obtient un précipité de Al(OH)3 qui donne de l’alumine par chauffage.
L’aluminium est extrait par électrolyse : 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 °C à 960 °C.
La production d’une tonne d’aluminium nécessite de quatre à cinq tonnes de bauxite. Elle nécessite entre 13 000 et 17 000 kWh (entre 47 et 61 GJ). Lors de l’électrolyse, sont émis 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 CO et les HAP sont brûlés ou recyclés comme source de carbone, et les fluorures sont retournés dans le bain d’électrolyse.
Année | Afrique | Amérique du Nord |
Amérique latine |
Asie hors Chine |
Chine | Europe Ouest et Est |
Divers | Total mondial
moins la Chine |
Total
mondial |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1973 | 249 | 5 039 | 229 | 1 439 | ND | 2 757 | 2 304 | 12 017 | |
1980 | 437 | 5 726 | 821 | 1 567 | ND | 3 595 | 3 244 | 15 390 | |
1990 | 602 | 5 617 | 1 790 | 1 118 | ND | 3 561 | 6 826 | 19 514 | |
2000 | 1 178 | 6 041 | 2 167 | 2 221 | 2 794
(11,3 %) |
7 490 | 2 766 | 21 863
(88,7 %) |
24 657 |
2005 | 1 753 | 5 382 | 2 391 | 3 139 | 7 806
(24,5 %) |
8 546 | 2 888 | 24 099
(75,5 %) |
31 905 |
2010 | 1 742 | 4 689 | 2 305 | 2 500 | 17 331
(40,9 %) |
8 053 | 5 733 | 25 022
(59,1 %) |
42 353 |
2014 | 27 517
(51,9 %) |
25 523
(48,1 %) |
53 040 | ||||||
2015 | 1 687 | 4 469 | 1 325 | 3 001 | 31 672
(54,7 %) |
7 574 | 8 162 | 26 218
(45,3 %) |
57 890 |
2016 | 31 873
(54,2 %) |
26 927
(45,8 %) |
58 800 | ||||||
2017 | 32 600
(54,3 %) |
27 400
(45,7 %) |
60 000 | ||||||
2018 | 36 485
(56,7 %) |
27 851
(43,3 %) |
64 336 |
À la production primaire, il faut ajouter la production secondaire à partir de déchets recyclés (7,6 Mt en 2005).
Production d'aluminium primaire des principaux pays en 2014, en milliers de tonnes[154]
Pays | Production | % mondial | |
---|---|---|---|
1 | Chine | 27 517 | 51,9 |
2 | Russie | 3 488 | 6,6 |
3 | Canada | 2 858 | 5,4 |
4 | Émirats arabes unis | 2 296 | 4,3 |
5 | Inde | 1 767 | 3,3 |
6 | États-Unis | 1 710 | 3,2 |
7 | Australie | 1 704 | 3,2 |
8 | Norvège | 1 195 | 2,3 |
9 | Brésil | 962 | 1,8 |
10 | Bahreïn | 913 | 1,7 |
11 | Islande | 749 | 1,4 |
12 | Afrique du Sud | 745 | 1,4 |
13 | Arabie saoudite | 665 | 1,3 |
14 | Qatar | 612 | 1,2 |
15 | Mozambique | 567 | 1,1 |
Total monde | 53 040 | 100 |
D'après mineralinfo.fr[155]
En 2022, la production d'aluminium primaire est arrêtée dans certaines usines européennes, notamment en Slovaquie, en raison de l'augmentation du coût de l'énergie[156].
L’aluminium a une excellente recyclabilité. Il nécessite 95 % d’énergie en moins, et 1 tonne d’aluminium recyclé permet d’économiser 4 tonnes de bauxite (l’électrolyse de séparation réclame en effet beaucoup d’énergie). L’aluminium est quasiment recyclable à l’infini sans perdre ses qualités, mais à une condition, ne pas fondre dans un même bain des alliages de composition différente. Les producteurs refusent souvent une partie significative de l’aluminium de collecte dans les déchets ménagers.
Il y a donc une certaine spécialisation des alliages en fonction des domaines d’application. Le recyclage de l’aluminium a commencé à être pratiqué dans les années 1900 et a régulièrement progressé : dans la consommation d’aluminium en Europe, la part d’origine recyclage est passée de 50 % en 1980 à plus de 70 % en 2000. Il existe différentes filières industrielles de récupération de l’aluminium.
Après la Seconde Guerre mondiale, une pénurie et les besoins de la reconstruction ont conduit à refondre des alliages d’aluminium pour en faire des pièces n’exigeant pas de caractéristiques mécaniques précises, et en particulier des ustensiles de cuisine. La composition des alliages obtenus n’était pas appréciée des fondeurs qui les qualifiaient de « cochonium ». Les casseroles et couverts ainsi réalisées se piquaient rapidement (corrosion par piqûre), sous l’effet de l’acidité de certains aliments.
En France, l’aluminium des décharges, des déchets industriels et assimilés est récupéré et broyé puis refondu par des affineurs d’aluminium pour produire l’« aluminium de seconde fusion ». Ce dernier est essentiellement utilisé pour fabriquer des pièces de fonderie pour l’automobile (blocs moteur, culasses, pistons, etc.). L’aluminium « ménager » est récupéré avec les emballages dans le cadre du tri sélectif. Dans les centres de tri (en France et dans le monde), l’aluminium est trié manuellement ou plus couramment grâce à des machines de tri par courants de Foucault inventées en 1984 par le thermodynamicien Hubert Juillet[157],[158],[159].
En 2009, en France, 32 % des emballages en aluminium ont été recyclés. Les petites canettes métalliques, les canettes écrasées, les feuilles d’aluminium froissées, les capsules de café, etc. étaient rejetées par le processus de tri du fait de leur taille, de même que le papier aluminium et divers composés contenant de l’aluminium (environ 50 000 t/an, rien que pour la France).
Afin d'améliorer le recyclage de ces emballages en aluminium, des industriels ont créé le Club de l’emballage léger en aluminium et en acier (CELAA)[160]. Ce dernier a réalisé des expérimentations dans quatre départements (Hauts-de-Seine, Var, Alpes-Maritimes et Lot) qui ont démontré qu'il était tout à fait possible de recycler des produits tels que les capsules de machines à café, les feuilles d’aluminium, les bouchons et couvercles. Les résultats obtenus montrent qu'on peut ainsi aller jusqu'à doubler les taux de recyclage de l'aluminium et augmenter le recyclage de l'acier de 10 %.
À la suite de ces expérimentations a été créé, en partenariat avec Eco-Emballages et l'Association des Maires de France, le projet Métal qui vise à améliorer le recyclage des emballages métalliques en fournissant des outils techniques et financiers aux centres de tri[161]. L'entreprise Nespresso accompagne ce projet avec la création du Fonds de dotation pour le recyclage des petits emballages métalliques qui apporte des soutiens financiers complémentaires pour recycler ces petits emballages. Plus de cinq cents collectivités et trois millions d'habitants participent d'ores et déjà à ce projet et peuvent ainsi recycler l'ensemble de leurs emballages métalliques. Depuis 2015, les centres de recyclage équipés peuvent recycler les canettes[162].
Dans certains pays en voie de développement[Lesquels ?], le recyclage non contrôlé de matières à base d’aluminium conduit encore de nos jours à réaliser des ustensiles alimentaires avec des teneurs en éléments nocifs (nickel, cuivre, etc.). Néanmoins, le recyclage des alliages d’aluminium, effectué sérieusement, avec un contrôle précis de la composition, donne d’excellents résultats[163].
Le recyclage de l’aluminium est une opportunité socio-économique, notamment celles des pays en voie de développement[164].
Au début des années 1980, les cinq premiers producteurs d'aluminium étaient : Alcoa, Alcan, Kaiser Steel, Reynolds, Alusuisse et Pechiney.
En 2006, les principaux producteurs d'aluminium primaire dans le monde sont : Rio Tinto, Rusal, Alcoa, Norsk Hydro et Chalco[165].
Au , la tonne d'aluminium s'échange au London Metal Exchange (LME) à 1 465 USD, soit 1 345 €, d'où un prix au kilogramme de 1,35 €[166].
Au , la tonne d'aluminium s'échange au LME à 3 405 USD, soit 3,08 €/kg.[réf. nécessaire]
Trois types de pollutions directes sont engendrées par la production de l’aluminium[167] :
La production d'aluminium aussi nécessite de grandes quantités d’électricité (deux fois plus que pour la production d'acier), produite souvent par des centrales polluantes. En Islande cette énergie est produite par la géothermie, mais le minerai doit être transporté car l'Islande ne possède pas de gisement de bauxite.
Alcoa et Rio Tinto ont annoncé le avoir mis au point, avec le soutien des autorités canadiennes et québécoises ainsi que d'Apple, un nouveau procédé « zéro émission » pour la production d'aluminium, qu'ils comptent utiliser à partir de 2024 dans une nouvelle usine au Québec ; alors que le procédé d'électrolyse classique utilise des électrodes à base de carbone, provoquant les émissions de gaz à effet de serre, les deux partenaires ont remplacé ce carbone par de nouveaux matériaux brevetés par Alcoa, dont le seul sous-produit est de l'oxygène pur ; pour développer ce nouveau procédé, ils ont créé une coentreprise baptisée « Elysis ». Selon leurs calculs, cette technologie permettrait d'éliminer 6,5 millions de tonnes de gaz à effet de serre si elle était implantée dans toutes les usines d'aluminium du Canada, soit l'équivalent de 1,8 million de voitures sur la route. Les émissions de CO2 lors de la production d'électricité subsisteront, mais au Canada la majeure partie est issue de l'hydroélectricité[168],[169].
Le , un réservoir de l’usine de production de bauxite-aluminium, Ajkai Timfoldgyar Zrt, située à Ajka, à 160 kilomètres de Budapest, s’est rompu déversant entre 600 000 et 700 000 m3 de boue rouge toxique composée d’éléments nocifs et très corrosifs qui ont inondé trois villages dans un rayon de 40 km2 avant d’atteindre le Danube, menaçant l’écosystème du grand fleuve avec un taux alcalin légèrement au-dessus de la normale[170],[171],[172].
Le bilan des pertes humaines s’élève à 9 morts et plus de 150 blessés, l’écosystème à proximité de l’usine a été entièrement détruit, la marée rouge a emporté avec elle le bétail et les animaux de fermes, des milliers de poissons ont péri. Le gouvernement hongrois a décrété l’état d’urgence[173]. La région demeure sous le risque d’une deuxième inondation semblable après que plusieurs fissures ont été remarquées sur le réservoir nord menaçant de déverser 500 000 mètres cubes de boue rouge de plus[174],[175].
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