Stacked aluminium billets in a factory, illuminated by bright overhead lights

Comment l’aluminium est-il fabriqué et pourquoi c’est important

Le parcours de la roche rouge au métal que nous utilisons tous les jours.

L’aluminium est partout. Il est léger, solide et durable, en faisant le métal idéal pour les choses comme les cadres des fenêtres, les pièces de voitures, les emballages de nourriture ou de boisson et les câbles d’alimentation. 

Mais d’où vient l’aluminium et comment est-il fabriqué? 

Comprendre le parcours de la roche rouge au métal aide à expliquer la polyvalence de l’aluminium et pourquoi la façon dont il est produit est importante. 

Points à retenir : 

  1. L’aluminium commence avec de la bauxite, une roche brun-rougeâtre qui se trouve dans le sol. La bauxite est raffinée en alumine, une fine poudre blanche, qui est ensuite transformée en aluminium. 
  2. L’aluminium est grandement utilisé parce qu’il est léger, solide, résistant à la corrosion, conducteur, malléable et recyclable.  
  3. Nous attendons une augmentation de la demande mondiale pour l’aluminium de près de 40 % d’ici 2030. Produire de l’aluminium demande beaucoup d’énergie, comment il est fabriqué importe. 
  4. Rio Tinto investit dans des technologies comme ELYSIS® et AP60 tout en augmentant ses façons de recycler pour produire plus de notre aluminium de manière plus efficace tout en travaillant sur la réduction des émissions liées à la production. 

Comment produisons-nous l’aluminium? 

De la roche rouge à la poudre blanche – comment nous avons de l’alumine à partir de la bauxite 

Pour produire de l’aluminium, nous devons commencer dans le sol avec la bauxite, un minerai brun-rougeâtre produit naturellement, se trouvant souvent dans les régions tropicales et tempérées comme le Brésil, la Guinée et des parties de l’Australie. 

A site worker with gloves holding a handful of bauxite
La bauxite et connue pour sa teinte rougeâtre, le résultat d’oxydes de fer présents dans le minerai.
Après l’extraction de la bauxite, le minerai est transporté vers une raffinerie où il est transformé pour extraire une fine poudre blanche appelée l’alumine grâce à un procédé industriel en plusieurs étapes nommé le procédé Bayer. 
Un convoyeur de nos opérations de BC Works à Kitimat, au Canada, déplace l’alumine au sein du site.
Un convoyeur de nos opérations de BC Works à Kitimat, au Canada, déplace l’alumine au sein du site.

De la poudre au métal fondu, comment l’alumine devient de l’aluminium

Après le raffinage de l’alumine, elle est transportée vers une aluminerie où elle est dissoute dans un bain liquide. Un courant électrique passe alors pour séparer l’aluminium de l’oxygène. 

Le résultat est de l’aluminium fondu qui est alors moulé en différentes formes comme des lingots, des billettes ou des plaques. Ces produits peuvent ensuite être roulés, extrudés ou modelés selon ce dont les clients ont besoin.
  • Comment l’aluminium est-il fabriqué? 
    Avant que l’aluminium devienne le métal brillant que nous reconnaissons, il commence avec de la bauxite, un minerai brun-rougeâtre qui se trouve dans le sol. La bauxite est extraite, puis transformée en une fine poudre blanche appelée alumine, ensuite utilisée pour produire de l’aluminium. 

4 à 5 

tonnes

bauxite nécessaire pour produire environ 2 tonnes d’alumine

~2 

 tonnes

alumine nécessaire pour produire 1 tonne d’aluminium

556

  livres

prévision de quantité d’aluminium par véhicule d’ici 2030

Source

À quoi l’aluminium sert-il? 

L’aluminium est utile parce qu’il combine plusieurs propriétés clés dans un seul matériau : 

  • léger, mais solide 
  • résistant à la corrosion 
  • bon conducteur d’électricité 
  • malléable, donc peut être modelé, roulé, coulé et extrudé 
  • recyclable, il peut donc être utilisé encore et encore. 

Souvent, il fait plusieurs de ces choses en même temps. 

Parce qu’il est si polyvalent, l’aluminium peut être mélangé et combiné avec d’autres éléments pour former des alliages ou produits spécialisés, selon la raison dont il sera utilisé. 

C’est pourquoi l’aluminium se retrouve dans autant de facettes de la vie quotidienne. 

  • Pourquoi l’aluminium est-il utilisé dans autant de choses? 
    L’aluminium est grandement utilisé parce qu’il est léger, solide, résistant à la corrosion, conducteur, malléable et recyclable.

    Il peut aussi être combiné avec de petites quantités d’autres éléments pour fabriquer des alliages avec différentes utilités. 

    Ces propriétés rendent l’aluminium utile en construction, transport et emballage, puis pour les systèmes électriques et les infrastructures d’énergie renouvelable. 
  • L’aluminium peut-il rouiller? 
    Non, l’aluminium ne rouille pas de la même façon que le fer ou l’acier.

    La rouille est une forme d’oxyde de fer, l’aluminium ne contient pas de fer dans sa forme pure. 

    Au lieu de cela, lorsque l’aluminium est exposé à l’air, il forme naturellement une couche très fine d’oxyde sur sa surface. Cette couche aide à protéger le métal de la corrosion, c’est l’une des raisons pour laquelle il est utilisé pour construire des immeubles, véhicules et emballages. 
  • L’aluminium peut-il être conducteur d’électricité? 
    Oui, l’aluminium est conducteur d’électricité.

    Il n’est pas aussi conducteur que le cuivre, mais il et léger et peut être rentable pour plusieurs applications électriques. Cette combinaison rend l’aluminium utile pour les câbles d’alimentation, les lignes de transport d’énergie, les composantes électriques et les infrastructures d’énergie renouvelable.

    Parce que l’aluminium est plus léger que le cuivre, il peut être spécialement utile lorsque le poids importe ou lorsqu’il est nécessaire d’utiliser des conducteurs électriques de grande longueur. 
  • Quel est le point de fusion de l’aluminium? 
    Le point de fusion de l’aluminium est environ 660 °C ou 1 220 °F.

    Cela signifie que l’aluminium change de l’état liquide à solide à une température beaucoup plus basse que d’autres métaux comme l’acier. C’est important pour le moulage, le recyclage et la fabrication, où l’aluminium peut être fondu et modelé à nouveau en nouveaux produits. 

Pourquoi la façon dont l’aluminium est produit est-elle importante?

L’aluminium fait déjà partie de la vie quotidienne et nous attendons une demande toujours croissante, d’environ 40 % mondialement d’ici 20301, ce qui rend la façon dont il est produit très importante. 

De l’extraction de la bauxite au raffinage de l’alumine, de la fonte au recyclage, chaque étape de la chaîne de valeur a des enjeux environnementaux. 

Nous travaillons au sein de plusieurs domaines pour produire plus d’aluminium dont le monde a besoin, de manière responsable : 

1. Énergie 

Comment l’énergie influence-t-elle l’empreinte carbone de l’aluminium? 

L’énergie est l’un des plus grands facteurs de l’empreinte carbone de l’aluminium : fondre une tonne d’aluminium primaire utilise environ 14 mégawatts par heure d’électricité2 – à peu près la quantité qu’un ménage canadien utilise au cours de 15 mois3. 

Nos 7 centrales hydroélectriques au Québec et en Colombie-Britannique génèrent la grande majorité de l’électricité que nous utilisons au sein de nos opérations de l’aluminium au Canada. L’aluminerie de la Nouvelle-Zélande (NZAS) et l’aluminerie Bell Bay, en Tasmanie, utilisent aussi principalement l’hydroélectricité pour convertir l’alumine en aluminium. En Australie, nous travaillons depuis plusieurs années sur une solution concurrentielle d’alimentation en énergie pour nos opérations d’aluminium à Gladstone pour éliminer progressivement les combustibles fossiles de nos procédés. 

Convertir l’alimentation de grands actifs industriels avec de l’énergie renouvelable, lorsqu’ils ont été construits pour utiliser du charbon et des gaz, est complexe, mais nous progressons bien. Nous avons conclu des contrats de plus de 2,8 gigawatts (GW) de nouvelles capacités d’énergie renouvelable et plus de 600 mégawatts (MW) de capacité d’entreposage, dont : 

  • 1,1 GW d’énergie solaire de la centrale solaire Upper Calliope, qui sera construite près de Gladstone 
  • 1,1 GW d’énergie éolienne du parc éolien Bungaban dans le Queensland 
  • 90 % d’électricité et de capacité d’entreposage de batterie des centrales d’énergie solaire Edify Energy’s Smoky Creek et Guthries Gap, incluant une centrale solaire de 600 MW et un système d’entreposage d’énergie par batterie de 2 400 MWh 
  • 40 % de la centrale d’énergie solaire Lower Wonga de Linghtsource bp en construction près de Gympie, équivalent à 112 MW/3,24 MWh d’énergie et d’entreposage par batterie. 

Nous avons aussi le soutien des gouvernements du Queensland et de l’Australie pour aider à sécuriser de l’énergie concurrentielle internationalement pour continuer la production d’aluminium à notre aluminerie Boyne jusqu’en 2040 au moins.

Ensemble, ces accords aident à préserver la chaîne de valeur pleinement intégrée de l’aluminium dans le Queensland, de l’extraction de la bauxite à la fonte, tout en créant des milliers d’emplois régionaux et soutenant l’industrie manufacturière nationale. 

Ils positionnent aussi l’aluminerie Boyne comme l’une des premières alumineries au monde utilisant l’énergie solaire et éolienne, faisant ainsi de Rio Tinto le plus grand consommateur industriel d’énergie renouvelable d’Australie. 

2. Recherche et innovation

Quelles technologies changent la fabrication de l’aluminium?

De nouvelles technologies changent la façon dont nous fabriquons l’aluminium : offrant un potentiel de plus de métal, de manière plus efficace et en produisant moins d’émissions. 

Un exemple est AP60, notre technique brevetée d’électrolyse de l’aluminium. 

Elle a été développée pour produire plus d’aluminium par cuve que les technologies d’électrolyse conventionnelles, aidant à augmenter la productivité et l’efficacité.

  • Qu’est-ce que AP60? 

    Développée par nos équipes de recherche et développement, la technologie d’électrolyse AP60 est : 

    • très productive – chaque cuve produit plus de 4,5 tonnes d’aluminium par jour 
    • compacte – AP60 produit plus d’aluminium par mètre carré, nécessitant moins d’infrastructures physiques pour atteindre le même résultat. 

    Lorsqu’elle est alimentée par de l’électricité faible en carbone, comme avec son hydroélectricité à notre aluminerie Arvida au Québec, elle peut produire de l’aluminium avec une plus faible empreinte carbone que la moyenne mondiale4. 

Les anodes, de grands blocs de carbone, sont essentielles dans le procédé transformant l’alumine en aluminium. Leur travail est d’aider à faire bouger le courant électrique qui sépare l’aluminium de l’oxygène. 

Lors de l’électrolyse traditionnelle, les anodes en carbone sont « consommées » lorsqu’elles réagissent avec l’oxygène, créant des émissions directes de gaz à effet de serre. 
Un anode en carbone avant l’électrolyse traditionnelle ; Un anode en carbone « consommées »
Un anode en carbone avant l’électrolyse traditionnelle ; Un anode en carbone « consommées »
ELYSIS, notre coentreprise avec Alcoa, a développé une technologie qui remplace les anodes en carbone par des anodes inertes. L’entreprise est soutenue par les gouvernements du Canada et du Québec, par l’intermédiaire d’Investissement Québec, ainsi que par Apple. 

Par rapport au procédé d’électrolyse conventionnel, l’utilisation d’anodes inertes élimine les émissions directes de gaz à effet de serre provenant du processus, produisant de l’oxygène à la place. Nous testons actuellement la cuve de taille commerciale dans une usine de démonstration industrielle à notre aluminerie d’Alma, au Québec. 

Bien que la technologie n’élimine pas tous les défis dans la chaîne de valeur de l’aluminium, elle constitue une partie importante de notre démarche pour produire de l’aluminium de manière plus efficace et avec un profil d’émissions réduit. 

3. Circularité 

L’aluminium est-il recyclable? 

 L’aluminium peut être recyclé encore et encore, en utilisant jusqu’à 95 % moins d’énergie que la production d’aluminium primaire5. 

Cela fait de l’aluminium recyclé, également connu sous le nom d’aluminium secondaire, une partie importante pour répondre à la demande croissante d’aluminium à faible teneur en carbone tout en réduisant la pression sur la production primaire. 

Nous contribuons à renforcer l’approvisionnement en aluminium grâce à notre coentreprise Matalco, qui produit des produits en aluminium recyclé en Amérique du Nord. Nous avons également développé des systèmes en boucle fermée avec des partenaires en Australie pour maintenir le métal en circulation et en usage. 

L’aluminium restera essentiel à la vie quotidienne et aux infrastructures de l’avenir. Le défi et l’occasion consistent à répondre à la demande croissante, tout en continuant à améliorer la production du métal et sa circulation.