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Eléments chimiques au quotidien

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Aluminium (Al)

C'est surprenant mais cet élément est le 3e atome le plus abondant sur Terre (8,2%), après l’oxygène (46 %) et le silicium (28 %), auquel il est uni dans la plupart des roches. L’argile est de l’oxyde d’aluminium Al2O3 très impur.

Feuille d'aluminium

La feuille d'alu est faite d'aluminium très pur et très mince, elle fait moins de 0,02mm d'épaisseur, cela la rend très flexible. C'est le Suisse Robert Victor Necker qui a initié sa production afin d'emballer du chocolat! (Image: Picsfive/Shutterstock)

Une production complexe et gourmande en énergie

L’oxyde d’aluminium, l’alumine Al2O3, se trouve à l’état naturel dans les gisements de bauxite, une roche qui trouve son nom de la région du sud de la France: les Baux de Provence. On obtient l’aluminium métallique en électrolysant l’oxyde d’aluminium en solution dans un minerai présent au Groenland, la cryolithe, de formule Na3AlF6. Si on essaie d’électrolyser un composé d’aluminium en solution dans l’eau, on n’y parvient pas: l’eau se décompose avant le sel d’aluminium, qui reste en solution. La cryolithe fondue est la seule substance capable de dissoudre de l’alumine et de permettre ensuite l’obtention de ce métal par électrolyse. Mais il faut, hélas, le chauffer à très haute température, 960°C!

L’électrolyse de l’alumine consomme beaucoup d'électricité. Il est plus économique et écologique de recycler l'aluminium, ce qui se fait dans tous les pays. Un cas extrême se trouve au Japon où tout l’aluminium utilisé provient de la fusion de déchets d’aluminium. Le Japon ne produit pas d’aluminium par électrolyse.

Une utilisation remontant à l'antiquité

Cet aluminium a été produit par l'usine Lonza en Valais.

Barres d'aluminium produites par l'usine Lonza en Valais. (Image: Adrian Michael/Wikimedia Commons)

Selon Pline le jeune, les Romains récoltaient en Toscane de l’alun, qui est un sulfate double d’aluminium et de potassium KAl(SO4)2, soluble dans l’eau et utilisé en teinturerie. Si on trempe de la laine dans une solution d’alun, il s’hydrolyse et le tissu s’imbibe d’un dépôt d’alumine Al(OH)3 insoluble. Ce dépôt peut alors absorber et fixer les teintures: le colorant ainsi fixé résiste bien au lavage.

 

Léger et solide

L'aluminium est un métal léger et brillant comme l’argent, mais qui est continuellement recouvert d’une fine pellicule transparente d’oxyde d’aluminium Al2O3, ce qui le protège de l’oxydation ultérieure de l’air. Il est employé, en raison de sa faible densité, pour fabriquer des contenants de boissons et des cadres de bicyclettes mais aussi dans l’aviation.

De la soudure aux déodorants, de multiples usages

La poudre d’aluminium réagit très vivement avec l’oxygène et un grand nombre d’oxydes. Le mélange Al + oxyde de fer (rouille) n’est pas réactif à froid. Mais si une partie de ce mélange est portée à 600°C, le mélange réagit avec une violence extrême, en produisant de l’alumine et du fer fondu, qui est donc porté à plus de 1500°C. Cette technique, dite aluminothermie, permet de souder bout à bout les rails des voies de chemin de fer.

Aujourd’hui, on utilise la même propriété des composés d’aluminium que les romains utilisaient dans les teintures dans les sticks et autres roll-on pour lutter contre la transpiration, sauf qu’on a remplacé l’alun par le chlorhydrate d’aluminium Al(OH)2Cl. Au contact de la peau, cette substance s’hydrolyse comme l’alun et forme un dépôt insoluble d’alumine, ce qui obture les pores par lesquelles s’échappe la sueur.

 

 

Pour découvrir les propriétés et les utilisations d'autres éléments chimiques, regarde notre dossier «Eléments chimiques au quotidien».

Texte: Maurice Cosandey et Rédaction SimplyScience.ch

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