Saviez-vous queAluminiumreprésente 75 à 80 % d'un avion moderne ?!
L'histoire de l'aluminium dans l'industrie aérospatiale remonte à loin. En effet, l'aluminium était utilisé en aviation avant même l'invention des avions. À la fin du XIXe siècle, le comte Ferdinand Zeppelin utilisait l'aluminium pour fabriquer les structures de ses célèbres dirigeables.
L'aluminium est idéal pour la construction aéronautique grâce à sa légèreté et sa robustesse. Il pèse environ un tiers du poids de l'acier, ce qui permet à l'avion de supporter un poids plus important et/ou d'être plus économe en carburant. De plus, sa haute résistance à la corrosion garantit la sécurité de l'avion et de ses passagers.
Nuances d'aluminium courantes pour l'aérospatiale
2024– Généralement utilisé pour les revêtements, capots et structures d'avions. Également utilisé pour la réparation et la restauration.
3003– Cette feuille d’aluminium est largement utilisée pour les capots et les déflecteurs.
5052– Couramment utilisé pour fabriquer des réservoirs de carburant. Le 5052 présente une excellente résistance à la corrosion (en particulier dans les applications marines).
6061– Généralement utilisé pour les tapis d’atterrissage d’avions et de nombreuses autres utilisations structurelles non aéronautiques.
7075– Couramment utilisé pour renforcer les structures des avions. Le 7075 est un alliage à haute résistance et est l’une des nuances les plus couramment utilisées dans l’industrie aéronautique (après le 2024).
Histoire de l'aluminium dans l'industrie aérospatiale
Les frères Wright
Le 17 décembre 1903, les frères Wright ont réalisé le premier vol humain au monde avec leur avion, le Wright Flyer.
Le Wright Flyer des frères Wright
À l'époque, les moteurs automobiles étaient très lourds et ne fournissaient pas suffisamment de puissance pour décoller. Les frères Wright ont donc construit un moteur spécial dans lequel le bloc-cylindres et d'autres pièces étaient en aluminium.
L'aluminium étant rare et hors de prix, l'avion lui-même fut construit à partir d'une structure en épicéa de Sitka et en bambou, recouverte de toile. Compte tenu de la faible vitesse et de la portance limitée de l'avion, il était essentiel de maintenir une structure extrêmement légère, et le bois était le seul matériau suffisamment léger pour voler, tout en étant suffisamment résistant pour supporter la charge requise.
Il faudra plus d’une décennie pour que l’utilisation de l’aluminium se généralise.
Première Guerre mondiale
Les avions en bois ont fait leur marque aux débuts de l'aviation, mais pendant la Première Guerre mondiale, l'aluminium léger a commencé à remplacer le bois comme composant essentiel de la fabrication aérospatiale.
En 1915, le concepteur aéronautique allemand Hugo Junkers construisit le premier avion entièrement métallique au monde : le monoplan Junkers J 1. Son fuselage était fabriqué dans un alliage d'aluminium contenant du cuivre, du magnésium et du manganèse.
Le Junkers J 1
L'âge d'or de l'aviation
La période entre la Première et la Seconde Guerre mondiale est connue sous le nom d'âge d'or de l'aviation.
Dans les années 1920, Américains et Européens participaient à des courses d'avions, ce qui a conduit à des innovations en matière de conception et de performances. Les biplans ont été remplacés par des monoplans plus aérodynamiques, et on a assisté à une transition vers des châssis entièrement métalliques en alliages d'aluminium.
L'« oie en fer-blanc »
En 1925, la Ford Motor Co. se lança dans l'industrie aéronautique. Henry Ford conçut le 4-AT, un avion trimoteur entièrement métallique en aluminium ondulé. Surnommé « l'Oie en fer-blanc », il connut un succès immédiat auprès des passagers et des compagnies aériennes.
Au milieu des années 1930, une nouvelle forme d'avion profilée est apparue, avec des moteurs multiples à capot serré, un train d'atterrissage rétractable, des hélices à pas variable et une construction en aluminium à revêtement contraint.
Seconde Guerre mondiale
Pendant la Seconde Guerre mondiale, l’aluminium était nécessaire à de nombreuses applications militaires, notamment la construction de châssis d’avions, ce qui a entraîné une forte augmentation de la production d’aluminium.
La demande d'aluminium était si forte qu'en 1942, WOR-NYC diffusa une émission de radio intitulée « Aluminium pour la Défense » pour encourager les Américains à contribuer à l'effort de guerre avec leurs déchets d'aluminium. Le recyclage de l'aluminium était encouragé et des campagnes de collecte d'aluminium offraient des places de cinéma gratuites en échange de boules de papier aluminium.
Entre juillet 1940 et août 1945, les États-Unis produisirent le nombre impressionnant de 296 000 avions. Plus de la moitié étaient principalement fabriqués en aluminium. L'industrie aérospatiale américaine était en mesure de répondre aux besoins de l'armée américaine et de ses alliés, dont la Grande-Bretagne. À leur apogée, en 1944, les usines aéronautiques américaines produisaient 11 avions par heure.
À la fin de la guerre, l’Amérique possédait l’armée de l’air la plus puissante du monde.
L'ère moderne
Depuis la fin de la guerre, l'aluminium est devenu un élément essentiel de la construction aéronautique. Si la composition des alliages d'aluminium s'est améliorée, ses avantages demeurent inchangés. L'aluminium permet aux concepteurs de construire des avions aussi légers que possible, capables de transporter de lourdes charges, consommant le moins de carburant possible et résistants à la rouille.
Le Concorde
Dans la construction aéronautique moderne, l'aluminium est omniprésent. Le Concorde, qui a transporté des passagers à plus de deux fois la vitesse du son pendant 27 ans, était doté d'une coque en aluminium.
Le Boeing 737, l'avion de ligne commercial le plus vendu qui a fait du voyage aérien une réalité pour le grand public, est composé à 80 % d'aluminium.
Les avions d'aujourd'hui utilisent de l'aluminium dans le fuselage, les panneaux d'ailes, le gouvernail, les tuyaux d'échappement, la porte et les planchers, les sièges, les turbines des moteurs et l'instrumentation du cockpit.
Exploration spatiale
L'aluminium est précieux non seulement dans les avions, mais aussi dans les engins spatiaux, où un poids léger allié à une résistance maximale sont d'autant plus essentiels. En 1957, l'Union soviétique a lancé le premier satellite, Spoutnik 1, fabriqué en alliage d'aluminium.
Tous les engins spatiaux modernes sont composés de 50 à 90 % d'alliage d'aluminium. Les alliages d'aluminium ont été largement utilisés sur le vaisseau spatial Apollo, la station spatiale Skylab, les navettes spatiales et la Station spatiale internationale.
Le vaisseau spatial Orion, actuellement en développement, est destiné à permettre l'exploration humaine des astéroïdes et de Mars. Le constructeur, Lockheed Martin, a choisi un alliage aluminium-lithium pour les principaux composants structurels d'Orion.
Station spatiale Skylab
Date de publication : 20 juillet 2023