Recyclabilité de l'aluminium : ce nouvel enjeu qui unit Constellium aux laboratoires de l'UGA et du CNRS

Le groupe Constellium, qui se positionne comme l'un des leaders mondiaux des produits d'aluminium, s'associe avec l'UGA (Université Grenoble Alpes) et le CNRS pour accélérer le développement d'alliages d'aluminium plus facilement recyclables, et intégrant une plus grande part de matériaux recyclés. Que ce soit à destination de l'industrie agroalimentaire (canettes) ou des industries automobile ou aéronautique. Et ce, alors que Constellium vient d'annoncer son engagement de réduire de 30% ses émissions de gaz à effet de serre d'ici à 2030.

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Que ce soit pour les canettes, mais aussi pour l'automobile ou l'aéronautique, les alliages aluminium de demain devront être en capacité de tolérer plus de matériaux recyclés.
Que ce soit pour les canettes, mais aussi pour l'automobile ou l'aéronautique, les alliages aluminium de demain devront être en capacité de tolérer plus de matériaux recyclés. (Crédits : Constellium)

Ils collaboraient déjà depuis plus de 40 ans, notamment autour des alliages d'aluminium destinés à l'aéronautique. En particulier sur des thématiques visant à l'allégement des matériaux.

Le CNRS, l'Université Grenoble Alpes (UGA) et C-TEC, la principale unité de recherche du groupe industriel Constellium, l'un des leaders mondiaux de produits d'aluminium (12.000 salariés dont 4.500 en France, CA 2021 : 6 milliards d'euros), font désormais un pas supplémentaire.

Ils créent un laboratoire commun, public/privé donc, le premier laboratoire commun de Constellium en France. Baptisé 3ALP, celui-ci porte deux enjeux majeurs pour l'avenir de la métallurgie : le développement de la durabilité et de la recyclabilité de l'aluminium.

Développer le "super pouvoir" de l'aluminium, sa recyclabilité

"La métallurgie de demain devra faire appel à des alliages d'aluminium disposant des mêmes exigences de performance et de légèreté qu'aujourd'hui, mais avec un prisme supplémentaire : le 'super pouvoir' de recyclabilité de l'aluminium", explique Ludovic Piquier, le vice-président senior excellence opérationnelle et directeur technique du groupe Constellium.

Créé en 2011 à la suite de différentes fusion entre des mastodontes du secteur (Pechiney, Rio Tinto, Alcan, AluSuisse), ses marchés principaux sont désormais le packaging alimentaire (canettes par exemple), l'automobile et l'aéronautique.

Le groupe dispose de trois unités de R&D : l'une aux Etats-Unis (15 personnes), une autre au Royaume-Uni (40 personnes) et enfin une à Voreppe (Isère), près de Grenoble, où est installée sa principale et historique entité de R&D, C-TEC (250 collaborateurs).

Le choix de ce "labo commun", en Auvergne Rhône-Alpes, est donc loin d'être un hasard, fruit d'une implantation locale forte depuis plus de 50 ans (issu de l'histoire de Pechiney) et, de l'autre côté de la région, avec un site industriel majeur installé à Issoire (Puy-de-Dôme), qui emploie 1.500 salariés et produt des alliages, principalement à destination de l'aéronautique.

"Au sein de 3ALP, nous voulons définir une véritable roadmap de nos objectifs en matière de sciences des matériaux de demain. Nous devons réussir à intégrer de plus en plus de matériaux recyclés dans nos alliages afin de réduire encore l'impact environnemental de l'aluminium. Même si celui-ci est déjà un matériau hautement recyclé, - nous estimons que 80% de l'aluminium produit est encore en utilisation-, nous devons aller encore plus loin".

Créer de nouveaux alliages acceptant plus facilement l'aluminium recyclé

La création de ce nouveau laboratoire intervient alors que Constellium vient tout juste d'annoncer ses objectifs en matière environnementale, en s'engageant à réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 30% d'ici 2030 et d'augmenter sa consommation d'aluminium recyclé à plus de 750 000 tonnes d'ici 2025.

"Le recyclage de l'aluminium ne nécessite que 5% de l'énergie nécessaire à la production d'aluminium primaire", rappelle Tim Warner, directeur scientifique du groupe Constellium, basé à Voreppe. Aujourd'hui, 41% des approvisionnements en aluminium de Constellium proviennent déjà de l'aluminium recyclé, un poids environnemental et économique non négligeable dans un contexte de hausse inédite des matériaux.

La proportion cible pour les prochaines années n'est pas communiquée, mais l'ambition est d'aller bien au-delà de ces 41%. Pour cela, outre les problématiques de collectes et de tri des déchets, Constellium devra lever certains freins, en développant des alliages plus tolérants à la matière recyclée.

"Pour les canettes, il n'y a pas de problème, c'est facile. En revanche, pour les véhicules ou les avions, c'est plus complexe. Même si les process de tri progressent, les degrés de pureté peuvent être moins performants. Et surtout, assez variables en fonction des lots".

Constellium vise donc à concevoir des formulations d'alliages capables de tolérer ces impuretés d'une part, et d'accepter les données de variabilité de l'autre, tout en respectant les contraintes mécaniques et les contraintes de poids.

Pour se faire, Constellium compte s'appuyer sur les compétences du CNRS et de l'UGA en matière de caractérisation microstructurale et multiphysique des matériaux (avec l'utilisation du rayonnement synchrotron notamment) mais aussi en matière d'intelligence artificielle pour traiter plus vite des volumes importants de données.

"Cette association nous permettra d'aller beaucoup plus vite. Jusqu'ici la mise au point d'un nouvel alliage significatif prenait 10 ans. Les enjeux environnementaux ne nous permettent plus ce délai, nous devons accélérer".

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