Nouveau procédé de l'Institut Fraunhofer pour les machines-outils et la technologie de formage pour fabriquer de la mousse d'aluminium à partir de déchets d'aluminium

fr.wedoany.com Rapport : L'aluminium est un matériau important pour la mobilité durable et les produits économes en ressources, mais sa production est extrêmement énergivore. L'équipe de recherche de l'Institut Fraunhofer pour les machines-outils et la technologie de formage (Fraunhofer IWU) a démontré une nouvelle voie de recyclage qui permet de réintroduire sélectivement les déchets de production, les copeaux d'aluminium et les composants en mousse d'aluminium en fin de vie dans le processus de fabrication, rendant ainsi la production circulaire de mousse d'aluminium plus réalisable et susceptible de réduire l'utilisation d'aluminium primaire.

La mousse d'aluminium est un matériau de construction légère qui présente une faible densité, une capacité d'absorption d'énergie élevée et de bonnes propriétés d'amortissement. Elle est couramment utilisée dans la construction automobile, les structures mécaniques, le bâtiment et les systèmes légers économes en énergie. Actuellement, ce matériau est principalement fabriqué par un procédé de métallurgie des poudres, à partir de poudre d'alliage d'aluminium, dont la préparation est relativement complexe et coûteuse.

L'équipe se concentre sur l'utilisation de matériaux recyclés dans la production de mousse par métallurgie des poudres, notamment les copeaux d'aluminium de qualité pure, les déchets de production et les matériaux en fin de vie. Une approche clé consiste à remplacer partiellement ou totalement la poudre d'alliage d'aluminium neuve, très énergivore, par des copeaux d'aluminium traités : après broyage et classification granulométrique, les copeaux forment une matière première pulvérulente qui peut être transformée en demi-produits expansibles, et la mousse obtenue présente une structure et une densité comparables à celles des produits issus des procédés traditionnels.

Le Dr-Ing. Jörg Hohlfeld, responsable du groupe Métaux cellulaires au Fraunhofer IWU, souligne que le retour direct des déchets de production dans le cycle des matériaux présente une valeur écologique et économique élevée ; la production d'aluminium recyclé consomme nettement moins d'énergie que celle d'aluminium primaire, ce qui réduit également les coûts des matériaux et les émissions de CO₂.

Outre les copeaux d'aluminium, les recherches portent également sur des déchets d'aluminium de plus grande taille, tels que les feuilles, les bobines (chutes de grandes bobines de tôles d'aluminium) et les matériaux de roues. Après plusieurs étapes mécaniques — découpe, concassage, broyage et tamisage — on obtient des granulométries définies adaptées à la production de mousse. En théorie, les composants en mousse d'aluminium en fin de vie peuvent également être réintroduits dans le cycle des matériaux ; l'équipe a élaboré à cet effet des méthodes de concassage, de tri et de traitement en aval selon les propriétés des matériaux. Le recyclage ne repose pas sur une simple refusion, mais sur un recyclage à l'état solide (Solid-State-Recycling), qui préserve la majeure partie de la structure matérielle d'origine dans le produit final, réduisant ainsi la consommation d'énergie et les pertes de matériau.

Les recherches montrent que les déchets d'aluminium pulvérulents peuvent techniquement remplacer de manière équivalente la poudre d'alliage d'aluminium neuve. Dans des secteurs exigeant une légèreté élevée, comme la construction automobile, le génie mécanique et la technologie ferroviaire, ces solutions de recyclage soutiennent la création de chaînes de valeur circulaires. Prochainement, l'équipe prévoit de poursuivre le développement afin de stabiliser les propriétés des matériaux face aux fluctuations de qualité des déchets, tout en réalisant une évaluation du cycle de vie pour fournir des données quantitatives en vue d'applications industrielles.