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Sommaire

Partie I : Présentation du musée et des activités pédagogiques

L'Espace Alu : un musée dédié à l'épopée de l'aluminium dans les Alpes p.3 Les activités pédagogiques de l'Espace Alu p.5 Comment préparer et organiser une visite à l'Espace Alu ? p.7 Le déroulement d'une visite à l'Espace Alu p.8 5 bonnes raisons de visiter l'Espace Alu avec votre classe p.9 Informations pratiques p.10 Des idées pour compléter votre visite p.11

Partie II : Ressources pour préparer votre visite

Introduction p.14 Thème 1 : Un espace, la Maurienne – un atout, l'hydroélectricité p.15

- Fiche exercice « Thème 1 » p.17- Correction fiche exercice « Thème 1 » p.19

Thème 2 : De la bauxite à l'aluminium p.21

- Fiche exercice « Thème 2 » p.25- Correction fiche exercice « Thème 2 » p.27

Thème 3 : Propriétés et transformations p.29

- Fiche exercice « Thème 3 » p.34- Correction fiche exercice « Thème 3 » p.35

Thème 4 : L'aluminium au quotidien, les objets p.36

- Fiche exercice « Thème 4 » p.39- Correction fiche exercice « Thème 4 » p.40

Thème 5 : L'évolution des conditions de travail, l'environnement et la santé p.41

- Fiche exercice « Thème 5 » p.44- Correction fiche exercice « Thème 5 » p.46

Bibliographie p.48

1 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

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Partie IPrésentation du musée et des activités pédagogiques

2 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

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L'Espace Alu : un musée dédié à l'épopée de l'aluminium

dans les Alpes

Bienvenue à l’Espace Alu, muséedédié à l'épopée de l'aluminium dansles Alpes, situé à Saint-Michel-de-Maurienne, au cœur de la vallée de laMaurienne, qui a vu naître, à la fin duXIXème siècle, l'industrialisation del'aluminium !

Premier et unique musée au mondeentièrement consacré à l'aluminium,l'Espace Alu a une approchepluridisciplinaire : origine géologique,recherche scientifique, procédéstechniques, dimension sociale, regardsociétal, culturel, littéraire…

C'est à l'Espace Alu que débutants et experts viennent chercher des réponses à leurs questions :pourquoi des usines d'aluminium en Maurienne ? Quels scientifiques ont contribué à ladécouverte de l'aluminium ? Quel est le procédé de fabrication de l'aluminium ? Quels étaient etquels sont les usages de l'aluminium ? Quels sont les métiers liés à l'aluminium ?

Pourquoi un musée sur l’aluminium en Maurienne ? Des Mauriennais travaillant chez Pechiney constituent en 1992 l’AMMA, Association pour unMusée Mauriennais de l’Aluminium. Ils considèrent que la Maurienne, avec ses 6 usinesd’aluminium créées fin XIXème et début XXème siècle, est vraiment la « Vallée de l’aluminium », etsurtout le cœur historique de cette industrie. En effet, à la fin du XIXème siècle, l'hydroélectricité etla production d'aluminium se développent simultanément et conjointement. La Maurienne est lecadre privilégié de cette association des sciences, des techniques et de l'industrie.

Aujourd'hui, seules deux usines en France produisent encore de l'aluminium, l'une à Saint-Jean-de-Maurienne, l'autre à Dunkerque.

Pendant de nombreuses années, les membres de l'AMMA rassemblent des documents, desarchives, commencent une collection d’objets en faisant appel à la population de la vallée … etrecherchent une commune qui pourrait porter et réaliser leur projet.

C’est en 1999 que Félix Anselme, alors Maire de Saint-Michel-de-Maurienne, répond à leurdemande et décide, avec son conseil municipal, de se lancer dans l’aventure de l’aluminium. De 2000 à 2007, la Mairie de Saint-Michel-de-Maurienne connaît 7 années très intenses pourarriver à l’inauguration du musée, le 30 novembre 2007.

3 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 5: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Présentation du musée Divertissant et interactif, grâce à des maquettes, des expériences, des jeux, des films et uneimportante collection d'objets, les 600m² d’exposition du musée sont répartis sur 3 niveaux :

- Le rez-de-chaussée est consacré à la vallée de laMaurienne, son histoire, son développement économique, àl'hydroélectricité et l’implantation des usines d’aluminium.

- Le premier étage est dédié aux aspects scientifiques ettechniques liés à l'aluminium : le procédé de fabrication del’aluminium (du minerai à l'objet), les propriétés de ce métalet ses différentes méthodes de transformation.

- Le second étage met en avant les Hommes de l’aluminium, l'évolutiondes conditions de travail dans les usines d'aluminium au cours du XXème

siècle, l'environnement et la santé.

L'Espace Alu n’est pas voué à la nostalgie : sa vocation est de transmettre, de façon dynamique,aux générations à venir, l’histoire du métal léger et de ses usages mais aussi la mémoireindustrielle de cette vallée.

4 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 6: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Les activités pédagogiques de l'Espace Alu

L'Espace Alu propose des activités pédagogiques adaptées au niveau Lycée et en adéquation avecles programmes scolaires. Vous avez le choix entre 2 types d'activités :

La visite avec livret « A la découverte de l'aluminium » - Durée : 2h

En petits groupes, les élèves travaillent en semi-autonomie avec un livret à compléter. L'animateurscientifique du musée est présent pour les guider dans leur recherche. Pour répondre au mieux à votre projet pédagogique, vous avez le choix des thèmes travaillés lorsde la visite1. 5 thèmes sont proposés :

- Thème 1 : Un espace, la Maurienne - un atout, l'hydroélectricité Grâce à différents modules et panneaux, les élèves découvrent le lien entre l'hydroélectricité etl'implantation des usines d'aluminium dans la vallée à la fin du XIXème siècle.

- Thème 2 : De la bauxite à l'aluminiumDans un décor de mine de bauxite puis dans l'ambiance d'une usine, les élèves percent lessecrets de la fabrication de l'aluminium.

- Thème 3 : Propriétés et transformationsGrâce à des manipulations, les élèves expérimentent les différentes propriétés de l'aluminium,avant de s'intéresser aux procédés de transformation permettant de fabriquer les objets enaluminium du quotidien.

- Thème 4 : L'aluminium au quotidien, les objetsLes élèves entrent dans un nouvel univers : celui de l'objet en aluminium. A travers des vitrinesthématiques et chronologiques, ils observent la progression des usages de l'aluminium depuis lafin du XIXème siècle.

- Thème 5 : L'évolution des conditions de travail, l'environnement et la santéLes élèves prennent conscience de l'amélioration des conditions de travail dans les usinesd'aluminium depuis les années 1920. Ils abordent également le lien entre aluminium,environnement et santé.

Le livret de visite à compléter est composé par vos soins à partir du dossier « Fiches de visite aumusée », remis par le Service éducatif de l'Espace Alu lors de votre réservation ou de votre pré-visite au musée. Des photocopies pour chaque élève sont à prévoir.

Possibilité de visite guidée sur demande.

1 Le nombre de thèmes abordés pendant la visite est défini en fonction du nombre d'élèves. Se renseigner auprès du Servie éducatif.

5 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 7: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Les ateliers - Durée : 2h Pour les classes de niveau Lycée, l'Espace Alu propose 1 atelier : - Atelier 1 : Dans l'envers du décor : la collection

A travers une visite thématique et un atelier manuel, les élèves pénètrent dans les coulisses dumusée et de sa collection.

Déroulement pédagogique - Visite thématique « La collection de l'Espace Alu » : qu'est-ce-qu'une collection ? Quelsobjets trouve-t-on dans celle de l'Espace Alu ? Comment est-elle gérée ? Grâce à un discoursde visite adapté au niveau Lycée, les élèves découvrent la collection du musée.

- Visite des réserves : lieu rarement ouvert au public, les réserves se dévoilent…

- Atelier d'initiation à l'inventaire : dans la peau d'un salarié du musée, les élèves sontsensibilisés à l'inventaire des collections. Fiche d'inventaire, photographie et marquage descollection n'auront plus de secret pour eux !

6 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 8: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Comment préparer et organiserune visite à l'Espace Alu ?

Les activités pédagogiques de l'Espace Alu vous intéressent ? Vous souhaitez venir au musée avec votre classe ?

Contacter Stéphanie GALLOIS du Service éducatif

Par téléphone au : 04 79 56 69 59

Par mail à : [email protected]

Par courrier à : Espace Alu – Service éducatif

Place de l'église 73140 Saint-Michel-de-Maurienne

Pour préparer votre visite et vous accompagner dans l’élaboration de votre projet de visite, notreService éducatif vous propose :

- Des conseilsNos médiateurs sont à votre disposition pour vous apporter des précisions sur le contenu et ledéroulement des activités pédagogiques utiles à la préparation de votre projet pédagogique.

- Une pré-visite gratuiteSur rendez-vous, l'Espace Alu vous ouvre gratuitement ses portes pour vous permettre de découvrirle musée et d’échanger avec nos médiateurs scientifiques, afin de préparer au mieux votre visite.

Cette pré-visite est très fortement recommandée. Toutefois, si vous n'avez pas la possibilité de venirau musée, merci d'en informer notre équipe. Nous fixerons ensemble un rendez-vous téléphoniquepour préparer votre visite à distance.

- Un centre de documentationSur demande, l'Espace Alu met à votre disposition un fond photographique exceptionnel autour del'aluminium, de ses usines, de ses usages...Sur rendez-vous, vous pouvez également accéder à la bibliothèque du musée qui regroupe lesprincipaux ouvrages et revues concernant l'aluminium.

7 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 9: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Le déroulement d'une visiteà l'Espace Alu

Toutes les activités pédagogiques proposées par l'Espace Alu durent 2h et se déroulent en3 temps :

Accueil et introductionDurée : 10 minutes

Les élèves sont rassemblés dans le hall d'accueil du musée. L'animateur fait une courteintroduction à la visite.

Visite Durée : 1h40

Les élèves sont divisés en sous-groupes. Le nombre de sous-groupes est défini avec l'équipe dumusée lors de la préparation de la visite. Chaque sous-groupe visite le musée et/ou fait son atelierselon l'activité définie lors de la préparation à la visite.

Conclusion

Durée : 10 minutes

En fin de visite, l'animateur regroupe l'ensemble des élèves dans le hall d'accueil pour uneconclusion sous forme de discussion.

Quelques conseils pour des conditions de visite optimales :

- Respecter les horaires convenus lors de la réservation

- Définir à l'avance la composition des sous-groupes d'élèves

- Définir à l'avance l'ordre de passage des sous-groupes selon l'activité choisie

C onseils particuliers pour la visite avec livret :

- Prévoir pour chaque élève :• une photocopie du livret de visite à compléter. Il est à composer par vos soins,

en fonction des thèmes choisis, à partir du dossier « Fiches de visite aumusée », remis par le Service éducatif de l'Espace Alu

• un crayon à papier (éviter les stylos et les feutres)

- Préparer, si possible, la visite en classe. Des ressources sont disponibles dans ce dossieret sur demande auprès du Service éducatif de l'Espace Alu (photographies, ouvrages enconsultation...)

- Ne pas modifier les fiches de visite, sauf accord du Service éducatif. Pour information,la correction des fiches de visite est à prévoir en classe. Les corrections se trouvent à lafin du dossier « Fiches de visite au musée ».

8 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 10: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

5 bonnes raisons de visiter l'Espace Alu avec votre classe

L'Espace Alu, seul musée au monde dédié à l'aluminium L'Espace Alu, seul musée au monde dédié à l'aluminium, a pour vocation de transmettre, auxgénérations à venir, l'histoire et les usages de ce métal ainsi que la mémoire industrielle de lavallée de la Maurienne.

Une scénographie moderne et ludiqueL'Espace Alu propose aux élèves de découvrir le monde de l'aluminium à travers une scénographiemoderne et ludique composée de maquettes, d'expériences, de jeux, de films et d'une richecollection d'objets.

Un contenu scientifique rigoureuxLes informations scientifiques contenues dans le musée et dans les documents pédagogiques ontété rédigées en partenariat avec l'Institut pour l'Histoire de l'Aluminium, référent français pourl'aluminium.

Des activités pédagogiques adaptéesLes activités pédagogiques de l'Espace Alu sont élaborées en collaboration avec l'EducationNationale et des enseignants de la Maternelle à la Terminale, en adéquation avec les programmesscolaires.

Un service éducatif à votre écouteNotre Service éducatif vous conseille et vous accompagne pour préparer la visite la plus adaptée àvos objectifs pédagogiques. Une question ? Un projet de visite ? N'hésitez pas à contacterStéphanie Gallois du Service éducatif au 04 79 56 69 59 ou à [email protected].

9 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 11: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Informations pratiques

OuvertureL'Espace Alu est ouvert aux groupes toute l'année, sauf lors de la fermeture annuelle de la fin desvacances de Toussaint au début des vacances de Noël. Les visites se font uniquement sur réservation, après une préparation avec l'un de nos médiateurs.

EffectifsVisite avec livret : 50 élèves maximum par visite (effectif divisé en plusieurs groupes)Ateliers : 30 élèves maximum par visite (effectif divisé en 2 groupes)Prévoir 1 accompagnateur minimum par groupePour des effectifs plus élevés, contacter le Service éducatif.

Tarifs (comprenant le matériel et l'animateur)Visite avec livret : 3,50 par élève€Ateliers : 5 par élève€Gratuit pour les enseignants, les accompagnateurs et le chauffeur du car.

Aides au financement : Cartes M'RAL'Espace Alu accepte la carte M'RA pour le paiement des entrées au musée lors des visites dansle cadre scolaire.

Vous avez la possibilité de débiter les cartes de vos élèves à distance grâce au lecteur-encodeurM'RA de votre établissement. Renseignements auprès du Service éducatif.

RepasPossibilité de prêt d'une salle hors-sac à proximité de l'Espace Alu. Réservation obligatoire. Se renseigner auprès de notre Service éducatif.

Accès

10 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

A 1,5 km de la sortie n° 29 de l'A43

1h15 de Chambéry 2h00 d'Annecy1h15 d'Albertville 2h15 de Lyon1h30 de Grenoble 2h15 de Genève

Accès autocar : Dépose minute et aire de

retournement devant l'entrée de l'Espace Alu et parking spécial

autocars à 100m.

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DES IDÉES POUR COMPLÉTER VOTRE VISITE

Pour prolonger votre découverte du patrimoine industriel, scientifique et technique de la vallée de la Maurienne, n'hésitez pas à découvrir :

Le Grand Filon / Saint-Georges-d’Hurtières

Venez découvrir l’univers de la mine et des mineurs du massif desHurtières, de l’histoire de l'épée Durandal à l'exploration d'unegalerie de mine à la lampe frontale. Un site, plusieurs espaces, pourun programme sur-mesure !

Durée : de 2 h à la journée Public concerné : Maternelle – Élémentaire – Collège - LycéeContact : Grand Filon – La Minière 73220 Saint-Georges-d’Hurtières www.grandfilon.net – [email protected] – 04 79 36 11 05

Le Musée Opinel / Saint-Jean-de-Maurienne

Entièrement agrandi et rénové en 2013, le Musée Opinel vousaccueille toute l’année pour découvrir l’histoire du célèbre couteausavoyard. De l’ancienne forge jusqu’à la présentation filmée desateliers actuels, vos élèves sauront tout de l’évolution de lafabrication.

Durée : 1h30Public concerné : du CP au CM2 – Collège – LycéeContact : Musée Opinel – 25 rue Jean Jaurès 73300 Saint-Jean-de-Maurienne www.opinel-musee.com – [email protected] – 04 79 64 04 78

Solid'Art / Saint-Jean-de-Maurienne

Participez à une démonstration de fonderie d'aluminium : confectiond’un moule en sable par les élèves, fusion du métal, coulée etdémoulage. Une rencontre exceptionnelle avec la matière !L’occasion aussi de découvrir les métiers de la fonderie à travers lestémoignages des salariés.

Durée : 1h30Public concerné : Maternelle – Élémentaire – Collège - LycéeContact : Solid'Art – Rue du Parquet 73300 Saint-Jean-de-Maurienne www.solidart.net – [email protected] – 04 79 83 08 13

11 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 13: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

L'Espace culturel « Le Savoie » / Saint-Michel-de-Maurienne

Découvrez le travail des ouvriers de nos vallées dans le film « Demémoires d'ouvriers » de Gilles Perret. De la naissance del'électrométallurgie à l'industrie touristique, des grands travaux desAlpes à la mutation de l'industrie, c'est l'histoire ouvrière en généralque racontent les hommes rencontrés par Gilles Perret. Possibilitéde rencontrer un ancien ouvrier après la projection (sous réserve dedisponibilité).

Durée : 1h20Public concerné : CM2 – Collège – LycéeContact : Espace culturel – 16 avenue de la République 73140 Saint-Michel-de-Maurienne http://cinesavoie.blogspot.com – Mail : [email protected] – 09 53 06 66 83

Le Centre d'Information du Public – EDF / Avrieux

Accompagné par un guide professionnel spécialisé dans l’énergie,vous aborderez 6 thèmes majeurs autour de l’énergie (enjeux,histoire, moyens de production, environnement, métiers ettechnologie) et découvrirez les aménagements hydroélectriques de laHaute-Maurienne qui ont façonné l’histoire, les paysages et la viesociale et économique de cette vallée.

Durée : 1hPublic concerné : du CE2 au CM2 – Collège - LycéeContact : Centre d’information du Public EDF – 73500 Avrieux http://hydro-alpes.edf.com – [email protected]

Les activités présentées ici sont des suggestions de visites. Toutes les visites ou activités proposées se font sur réservation.

Les demandes de renseignements, les réservations et le règlement s’effectuent auprès de chaque prestataire.

12 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 14: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Partie IIRessources pour préparer votre visite

13 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 15: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

INTRODUCTION

Une histoire industrielle de la Maurienne à larencontre d’une histoire de l’aluminium

La Maurienne, pays de montagnes et de vallées, a disposé, dès la fin du XIXème siècle, d’un atoutmajeur pour attirer les industries : l’hydroélectricité (produire de l’électricité à partir d’une chuted’eau). A cette époque, c’est la seule méthode connue pour produire de grandes quantitésd’électricité. Cette capacité à produire de l’électricité grâce à ses nombreuses chutes d’eau et à laconstruction de barrages va entraîner l'industrialisation de cette vallée. En effet, à cette époque,on ne sait pas transporter l’électricité sur de grandes distances. En conséquence, les industries« gourmandes » en électricité n’ont pas le choix, elles doivent venir s’installer au pied des chutesd’eau, près des centrales hydrauliques. C'est le cas des usines de production d'aluminium, pourlesquelles l'hydroélectricité mauriennaise va jouer un rôle majeur.

L'aluminium a été découvert en 1854 par un Français, Henri Sainte-Claire Deville. C'est lui quiréalise la première production significative du métal léger grâce à un procédé chimique utilisant laréduction du chlorure d’aluminium par le sodium. Il utilise au départ de l'alun mais il se rendbien vite compte que la bauxite, minerai découvert en 1821 par Pierre Berthier (dont les gisementssont très importants et qui est toujours utilisé de nos jours), est beaucoup plus commode pourproduire de l'aluminium. La première usine de production d'aluminium s’installe à Salindres dansle Gard en 1860 et utilise la méthode chimique d'Henri Sainte-Claire Deville. Mais elle est trèscoûteuse et difficile. On produit peu d’aluminium dont le prix est très élevé (à cette époque c’estun métal aussi précieux que l’or !). Cette difficulté à produire de l'aluminium est inhérente àdeux problèmes :

extraire facilement de la bauxite l'alumine ou oxyde d'aluminium : ce souci est résolu en1887 par la découverte, par Karl Bayer, du procédé d'extraction de l'alumine qui porte sonnom et qui est toujours utilisé aujourd'hui,

séparer facilement les éléments composant l'alumine (oxygène et aluminium) pour negarder que l'aluminium : en 1886, Paul Héroult, un Français, et Charles Martin Hall, unAméricain, découvrent un procédé permettant cette séparation de l'oxygène et del'aluminium contenus dans l'alumine : c'est l'électrolyse de l'alumine.

Contrairement au procédé « chimique », ce procédé « électrique » exige de très grandes quantitésd’électricité. C’est donc logiquement que les nouvelles usines de production d’aluminiumviennent s’installer en Maurienne. Entre la fin du XIXème siècle et les années 1980, la vallée de laMaurienne a compté six usines de production d'aluminium. A l'heure actuelle, il n'en reste plusqu'une : celle de Saint-Jean-de-Maurienne (l'autre usine française se trouvant à Dunkerque).

Aujourd'hui pour produire environ 1 tonne d’aluminium, on a besoin de 2 tonnes d’alumine, 500 kg de carbone et 13 000 kWh. Une usine d’électrolyse est composée de 3 grands secteurs :

secteur Carbone, lieu où l’on prépare les anodes, secteur Électrolyse, secteur Fonderie, où l’aluminium en fusion à 960 °C est mélangé dans des fours à d’autres

métaux pour obtenir différents alliages. Après coulée, on obtient l’alliage sous forme delingots, billettes, plaques ou fils.

Les produits semi-finis sont ensuite envoyés dans des usines de transformation, où les procédésde fonderie, laminage, filage, tréfilage et emboutissage permettent de produire des objets finistrès diversifiés.

14 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 16: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Thème 1Un espace, la Maurienne - un atout, l’hydroélectricité

A la fin du XIXème siècle, l'hydroélectricité et la production d'aluminium se développentsimultanément et conjointement. L'hydroélectricité utilise la force motrice de l'eau et latransforme en électricité. Ainsi, dès la fin du XIXème

siècle, la montagne est équipée de conduites forcées etde barrages. A cette époque, le transport de l'électricitéétait possible mais restait onéreux et peu fiable. Enconséquence, les industriels préférèrent installer leursusines, grandes consommatrices d'électricité, sur les sitesde production hydroélectrique. Cette localisation desindustries sur les sites de production d'électricité modifieprofondément le paysage des vallées alpines, jusque-làtrès agricoles. Ainsi, l'aluminium, fabriqué selon leprocédé de l'électrolyse, prendra son essor au pays de lahouille blanche. En 1889, la 1ère usine françaised’électrolyse est inaugurée à Froges, en Isère. La vallée de la Maurienne devient ensuite le cadre privilégié de cette association, hydroélectricitéet production d'aluminium, avec l'installation de 6 usines entre 1892 et 1907 ce qui lui vaudral'appellation de « vallée de l'aluminium ». Actuellement en France, seulement 2 usines produisentencore de l'aluminium : l'usine de Saint-Jean-de-Maurienne et celle de Dunkerque.

15 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

L'usine de La Praz et ses conduites forcées

Page 17: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Pour fabriquer 1 tonne d'aluminium, il fautaujourd'hui près de 13 000 kilowattheures, ce quireprésente 20 à 30% du prix de revient. Uneusine moderne produisant 500 000 tonnesd'aluminium par an consomme l'énergieéquivalente à une ville d'un million d'habitants.Pour exemple, l'usine de Saint-Jean-de-Maurienneconsomme par jour autant d'électricité que la villede Lyon. L'usine de Dunkerque a quant à elle étéconstruite à côté de la centrale nucléaire deGravelines. Cela explique le rôle historique majeurjoué par les producteurs d'aluminium dansl'équipement électrique des nations, barrages,centrales, réseaux d'interconnexion. En France,par exemple, en 1939, 15 % de l'énergiehydroélectrique était produite par Pechiney.

Le destin de toute usine d'aluminium, ainsi que le prix de ce métal, dépendent donc directementdu coût de l'énergie. L'hydroélectricité, qui a été un atout incontestable pour la Maurienne, audébut du XXème siècle, ne l'est plus aujourd'hui. En effet, nous avons actuellement d'autresmoyens de production et de transport d'électricité (centrales nucléaires ou au gaz et lignes hautetension). En France, la nationalisation de l'énergie en 1946 a eu pour conséquence un tournantdans la stratégie d'implantation des producteurs. Faute de disposer, dans l'Hexagone, d'électricitéà bas prix pour leurs nouvelles usines, ils se sont tournés vers l'étranger. Sept des neuf usines dePechiney construites depuis l'ont été loin des frontières. Le temps n'est donc plus où l'onconstruisait les usines au pied des chutes d'eau. Elles sont aujourd'hui situées sur des ports eneau profonde, mieux adaptés au transport de l'alumine et du métal, comme à Dunkerque, et dansdes pays ayant de grosses chutes d’eau (Québec, Mozambique) ou du gaz (Pays du Golfe) et ducharbon (Australie) non exportables ou un potentiel géothermique important (Islande).

16 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

L'usine de St-Jean-de-Maurienne aujourd'hui

Page 18: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Fiche exercice « Thème 1 »

Un espace, la Maurienne - un atout, l’hydroélectricité

Quel est le nom donné à la production d'électricité grâce aux chutes d'eau ?

.............................................................................................................................................

Observe ce schéma.

Associe à chaque numéro le mot correspondant parmi :

Conduite forcée Usine d’aluminium Centrale électrique

Fond de vallée Barrage

1. ................................................

2. ................................................

3. ................................................

4. ................................................

5. .............................................…

Reporte les numéros de 1 à 5 sur le schéma.

17 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

5

Page 19: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Explique le fonctionnement de cette installation en utilisant les mots ci-dessous :

Conduite forcée Usine de production d’aluminium Centrale électrique

Fond de vallée Barrage Turbine Alternateur

Réserve d'eau Montagne Électricité Eau

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

Quel est l'intérêt du barrage ?

Avoir de l'eau toute l'année Filtrer l'eau avant son utilisation

En t'aidant des questions précédentes, explique pourquoi les usines de production d’aluminium

sont venues s'installer dans la vallée de la Maurienne ?

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

A ton avis, la production d’électricité est-elle toujours un atout pour la vallée de la

Maurienne ?

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

18 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 20: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Correction fiche exercice « Thème 1 »

Un espace, la Maurienne - un atout, l’hydroélectricité

Quel est le nom donné à la production d'électricité grâce aux chutes d'eau ?

La production d'électricité grâce aux chutes d'eau s'appelle l'hydroélectricité.

Observe ce schéma.

Associe à chaque numéro le mot correspondant parmi :

Conduite forcée Usine d’aluminium Centrale électrique

Fond de vallée Barrage

1. Barrage

2. Conduite forcée

3. Centrale électrique

4. Usine d'aluminium

5. Fond de vallée

Reporte les numéros de 1 à 5 sur le schéma.

19 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

5

1

32

4

Page 21: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Explique le fonctionnement de cette installation en utilisant les mots ci-dessous :

Conduite forcée Usine de production d’aluminium Centrale électrique

Fond de vallée Barrage Turbine Alternateur

Réserve d'eau Montagne Électricité Eau

Dans la montagne, on construit un barrage. On constitue ainsi une réserve d'eau. De ce barrage part

une conduite forcée qui descend vers une centrale électrique, dans le fond de vallée. En dévalant la

pente, l'eau prend assez de la vitesse pour faire tourner des turbines qui entraînent des alternateurs.

Ces alternateurs vont ainsi produire de l'électricité. Celle-ci est alors utilisée par l'usine de production

d'aluminium, toute proche.

Quel est l'intérêt du barrage ?

Avoir de l'eau toute l'année Filtrer l'eau avant son utilisation

En t'aidant des questions précédentes, explique pourquoi les usines de production d’aluminium

sont venues s'installer dans la vallée de la Maurienne ?

Les usines sont venues s'installer en Maurienne car elles avaient besoin d’énergie électrique. A

l’époque, il n’y avait que de l’énergie hydraulique et on ne savait pas transporter l’électricité, sans

perte importante.

A ton avis, la production d’électricité est-elle toujours un atout pour la vallée de la

Maurienne ?

Non car aujourd'hui on sait produire de l'électricité par d'autres moyens que l’hydroélectricité,

comme par exemple les centrales nucléaires et on sait mieux transporter l’électricité (lignes très

hautes tension). De plus, la nationalisation de l'énergie en 1946 a eu pour conséquence un tournant

dans la stratégie d'implantation des producteurs. Ils vont aujourd'hui installer leurs usines là où

l'électricité est moins chère (la plupart du temps, à l'étranger).

20 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 22: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Thème 2 De la bauxite à l'aluminium

L’aluminium, composant 8% de l'écorce terrestre, est le troisième élément le plus abondant de lacroûte terrestre, juste derrière l'oxygène (47%) et le silicium (28%). Pourtant sa découverte esttardive car il n'existe pas à l'état natif. En effet, l'aluminium ne se trouve jamais seul sous formemétallique dans la nature, mais est toujours combiné avec d'autres éléments. L’aluminium provient de la bauxite, minerai composé de plusieurs oxydes (d'aluminium, de fer, desilicium) dont on extrait l’alumine (oxyde d’aluminium Al2O3) grâce au procédé Bayer. Puis, parélectrolyse, on sépare l'aluminium (Al) de l'oxygène (O). A noter qu’il faut environ 4 tonnes debauxite pour produire 2 tonnes d’alumine pour obtenir 1 tonne d’aluminium.

L'aventure des scientifiquesL’aluminium est un métal très récent puisqu'il a été isolé pour la 1ère fois au milieu du XIXème

siècle. La quête de l’aluminium commence au XVIIIème siècle. Le Français Lavoisier a l’intuitionque roches et minéraux contiennent des oxydes métalliques. Quatre savants vont ensuite trouver lechemin vers l’aluminium. L’Anglais Humphrey Davy, en 1808, échoue dans sa tentative deréduction de l’alumine, mais offre un nom au métal : l’alumium. Le Danois Christian Oersted, en1825, essaie à son tour, par action du potassium sur le chlorure d’aluminium. L’AllemandFriedrich Wöhler, en 1827, poursuit dans cette voie et arrive à produire une poudre grise. Il s’agitbien d’aluminium mais tellement impur qu'il commet des erreurs dans son analyse chimique : ilconclut ainsi que l’aluminium est sensible à la corrosion par l’eau.

C’est enfin le Français Henri Sainte-Claire Deville qui, en 1854, trouve lasolution : il réduit le chlorure d’aluminium par action du sodium etréussit à produire quelques globules de métal. L’aluminium est né. Ilutilise alors de l’alun mais très vite il va s’intéresser à la bauxite etproduire de l’alumine par le procédé au carbonate, dit par voie sèche.

Mais ce procédé est très coûteux. Pour produire à moindre coût et enquantité plus importante, il y a deux obstacles : - extraire facilement l’alumine de la bauxite, procédé découvert en1887 par Karl Bayer- séparer l’oxygène de l’aluminium contenu dans l'alumine, procédé del'électrolyse découvert en 1886 par Paul Héroult et Charles Martin Hall.

En effet, en 1886, deux chercheurs découvrent comment séparerfacilement l’aluminium de l’oxygène. Paul Héroult, un Français etCharles Martin Hall, un Américain, découvrent l’électrolyse del’aluminium. On les appelle « les jumeaux de l’aluminium » car ils sontnés la même année (1863), ont découvert le procédé électrolytiquede production d’aluminium la même année (1886) et sont morts lamême année (1914).

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Henri Sainte-Claire Deville

Paul Héroult

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La bauxiteLa bauxite tient son nom des Baux-de-Provence où elle a été découverte en 1821par Pierre Berthier, minéralogiste et ingénieur français. La France sera, au débutdu XXème siècle, le premier producteur mondial de ce minerai. Depuis le débutdes années 1990, il n’y a plus d’exploitation de bauxite en France. Actuellement, on trouve encore quelques mines exploitéesen Europe, principalement en Grèce. Mais la majorité de labauxite est extraite d’énormes mines à ciel ouvert enGuinée, en Australie ou en Jamaïque. La productionmondiale de bauxite atteint 240 millions de tonnes par an.

Les réserves identifiées sont estimées à au moins 200 ans, voire 400 ans, enadmettant que la consommation actuelle reste la même. En général, labauxite est de couleur rouge, due à la présence d'oxyde de fer. Toutes lesbauxites ne sont pas aussi colorées. Il y a sur la planète d'énormes gisementsdont les plus intéressants contiennent très peu de fer.

Le procédé BayerLe chimiste austro-hongroisKarl Bayer dépose en 1887un brevet pour un procédéd'extraction d'alumine de labauxite. Ce procédé esttoujours utilisé aujourd’huiet repose sur un traitementen 6 étapes :

- N°1 le broyage : la bauxiteest séchée puis broyée. - N°2 l'attaque : elle subitune attaque par la soude,sous pression et à 170°C.On obtient un liquide rougecomposé d'aluminate desodium et de résidusinsolubles, les « bouesrouges ».

- N°3/4 la décantation : ce liquide est placée dans des décanteurs puis lavé, filtré et refroidi. Aucours de cette étape, les « boues rouges », composées d'oxyde de fer, de silice et d'autresimpuretés, vont se déposer au fond de la cuve alors que l'aluminate de sodium reste en solutionau dessus. Seul le liquide contenant l'aluminate de sodium va être récupéré et conservé.

- N°5 la précipitation : l'aluminate de sodium est placé dans de grands décomposeurs où, parcristallisation à froid, la soude est retirée de l'aluminate de sodium . On obtient de l'aluminehydratée.

- N°6 la calcination : l'alumine hydratée est calcinée à 1300° dans des fours pour obtenir unepoudre blanche, l'alumine dite « métallurgique », utilisée pour la fabrication d'aluminium.

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La bauxite

Pierre Berthier

Schéma du procédé Bayerréalisé par La Petite boîte

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L'alumineLa production mondiale d'alumine dépasse les 60 millions detonnes par an. L'usine d'alumine la plus importante est située àGladstone, en Australie. La dernière usine de productiond’alumine en France est située entre Aix-en-Provence etMarseille, à Gardanne. Mis à part dans une usine de Grèce, latransformation de la bauxite en alumine se fait dans des usinesdifférentes de celles où l’on fait l’électrolyse de l’aluminium. EnMaurienne, toutes les usines installées étaient des usinesd’électrolyse où l'on extrayait l’aluminium de l’alumine.

Le procédé de l'électrolyseL'électrolyse est le procédé physique qui permet de séparer l'aluminium de l'oxygène contenu dansl'alumine (ou oxyde d'aluminium Al2O3).

Explication simplifiéeL'électrolyse est réalisée dans des cuves. La cuve est composée d'une cathode (au fond, chargenégative) et d'une anode (au dessus, charge positive). On dépose, dans la cuve, de l'alumine avecun solvant en fusion, la cryolite. Ce mélange, appelé « bain », est maintenu à une températureconstante de 960°C. On plonge alors l'anode dans le bain et on fait circuler entre l'anode et lacathode un courant électrique de forte intensité. Ce courant électrique provoque la séparation del'aluminium et de l'oxygène contenu dans l'alumine. L'oxygène est alors entraîné vers le carbonede l'anode (pour s'évacuer sous forme de dioxyde de carbone CO2) alors que l'aluminium va êtrerepoussé au fond de la cuve. On récupère ensuite de l'aluminium Al liquide au fond de la cuve.

Explication techniqueDans une cuve, on mélange de l'alumine (Al2O3) et de la cryolite, un dérivé fluoré (Na3AlF6). Cebain d'électrolyse est ensuite traversé par un courant continu de forte intensité (plus de 300 000ampères actuellement). Ce courant électrique est amené dans la cuve grâce à une anode encarbone qui est plongée dans le bain. Il assure la fusion du mélange et va permettre la séparation

23 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

L'alumine

Générateur

Aluminium liquide

Température : 960°C

Ions aluminium Al3+

Ions oxygène O2-

L'anode decharge positive

La cathode de charge négative

Bain = alumine+ cryolite fondue

Courant électrique de forte intensité

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de l’aluminium (ions d'aluminium III Al3+) et de l’oxygène (ions oxygène O2-) contenus dansl'alumine. Lors de l'électrolyse, l'alumine se dissocie selon le bilan Al2O3 → 2Al3++3O2-. Les ionsoxygène O2- (charge négative) sont attirés vers l'anode positive placée au dessus de la cuve et vonts’évacuer sous forme de dioxyde de carbone (CO2) alors que les ions aluminium III Al3+ (chargepositive) sont attirés vers la cathode négative au fond de la cuve. Il se produit les réactionssuivantes : - A l’anode : 2O2- → O2+2e-. Puis O2 réagit avec le carbone de l’anode pour donner CO et CO2.- A la cathode : Al3++3e- → Al. On récupère ensuite de l'aluminium Al liquide au fond de la cuve.

L'aluminium liquide est collecté régulièrement dans des poches par système de pompage (pochesde coulée). Il est ensuite transporté sur un chariot à la fonderie, puis déversé dans un four.D'autres métaux sont rajoutés dans des proportions précises pour obtenir des alliages selon lespropriétés souhaitées. L'aluminium est ensuite solidifié sous formes variées : plaques, billettes,lingots ou fils.

La cryoliteLa cryolite est un minéral employé comme solvant de l'alumine dans les bains d'électrolyse del'aluminium pour deux raisons : elle permet d'abaisser la température de fusion de l'alumine(l'alumine pure fond à 2054°C alors que le mélange alumine/cryolite fond à 960°C) et elle permetla réalisation de l'électrolyse puisque c'est un électrolyte (substance permettant le passage d'uncourant électrique). Le seul gisement connu de cryolite dans le monde se trouve au Groenland,d'où le nom attribué à ce minerai (cryolite : pierre du froid). En raison de sa rareté, ce puissantfondant a été remplacé dans les procédés industriels par des fluorures d'aluminium et de sodiumproduits artificiellement. Cependant, leur utilisation provoque des dégagements toxiques decomposés fluorés qu'il faudra capter pour éviter tout risque de pollution.

Une usine d'électrolyseUne usine d’aluminium est composée de 3 grands secteurs :

● Le secteur Carbone (fabrication des anodes) : uséesau cours de l’électrolyse, les anodes constituées de500kg à 1t de carbone sont à changer environtoutes les trois semaines. Ce secteur était appelé« quartier nègre », en raison de la poussière noirequi recouvrait les ouvriers.

● Le secteur Électrolyse : l’aluminium est produit ausecteur de l’électrolyse dans de longs halls avecdes cuves montées en série (un seul courantélectrique va traverser toutes les cuves, l’une aprèsl’autre).

● Le secteur Fonderie : l’aluminium en fusion est mélangé à d'autres métaux dans des fourspuis est moulé sous forme de lingots, de plaques, de billettes ou de fils avant d’êtreexpédié dans les usines de transformation.

Pour produire environ 1 tonne d’aluminium, on a besoin de deux tonnes d’alumine, 500 kg decharbon et 13 000 kWh. L’usine de production d’aluminium fonctionne à feu continu, c'est-à-dire24h /24 et 7j /7 et ne peut être arrêtée sous peine de voir le métal se figer dans les cuves. Lemétal est sorti des usines d’électrolyse, sous les différentes formes citées plus haut et va êtreenvoyé dans les usines de transformation. L’usine de Saint-Jean-de-Maurienne s’est spécialiséedans la production de fils d'aluminium.

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Hall d'électrolyse

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Fiche exercice « Thème 2 »

De la bauxite à l'aluminium

A partir de quel minerai est fabriqué l'aluminium (photo 1) ?

.............................................................................................................................................

Le minerai utilisé pour produire de l'aluminium ne contient-il que de l'oxyde d'aluminium ? Oui Non

Quel est le nom des différents oxydes suivants :

Al2O3 : ............................................

SiO2 : ..............................................

Fe2O3 : .............................................

Quelle est la première étape pour produire de l'aluminium à partir de ce minerai (photo 3) ?

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

Comment s'appelle ce procédé (photo 2) ?

.......................................................................................................................................…

25 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Photo 2Photo 1 Photo 3

Page 27: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Quel procédé, utilisé à l'usine de Saint-Jean-de-Maurienne, permet de produire de l'aluminium

à partir de l'alumine ?

.............................................................................................................................................

Quels ions constituent l'alumine ?

.............................................................................................................................................

Précise sur ce schéma le mouvement des ions contenus dans l'alumine.

A quelle température fond l'alumine pure ?

.............................................................................................................................................

Pourquoi avoir rajouté de la cryolite ?

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

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26 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

O2-Al3+

Page 28: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Correction fiche exercice « Thème 2 »

De la bauxite à l'aluminium

A partir de quel minerai est fabriqué l'aluminium (photo 1) ?

L'aluminium est fabriqué à partir de la bauxite.

Le minerai utilisé pour produire de l'aluminium ne contient-il que de l'oxyde d'aluminium ? Oui Non

Quel est le nom des différents oxydes suivants, tous contenus dans la bauxite :

Al2O3 : oxyde d’aluminium III ou alumine

SiO2 : oxyde de silicium ou silice (quartz)

Fe2O3 : oxyde de fer (qui fait penser à la rouille, couleur rouille)

Quelle est la première étape pour produire de l'aluminium à partir de ce minerai (photo 3) ?

La première étape pour produire de l'aluminium à partir de la bauxite consiste à extraire l'oxyded'aluminium ou alumine contenu dans le minerai.

Comment s'appelle ce procédé (photo 2) ?

Ce procédé s'appelle le procédé Bayer, du nom de son inventeur, Karl Bayer.

27 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Photo 2Photo 1 Photo 3

Page 29: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Quel procédé, utilisé à l'usine de Saint-Jean-de-Maurienne, permet de produire de l'aluminium

à partir de l'alumine ?

Le procédé utilisé pour produire de l'aluminium à partir de l'alumine s'appelle l'électrolyse.

Quels ions constituent l'alumine ?

L'alumine est constituée d'ions aluminium III (Al3+) et d'ions oxygène (O2-).

Précise sur ce schéma le mouvement des ions contenus dans l'alumine.

A quelle température fond l'alumine pure ?

L'alumine pure fond à 2054° C.

Pourquoi avoir rajouté de la cryolite ?

On ajoute de la cryolite pour faire descendre la température de fusion de l'alumine de 2054°C à

960°C (c'est un solvant de l'alumine) et parce que la cryolite est un électrolyte (elle permet le

passage de l'électricité dans le bain).

28 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

O2-Al3+

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Thème 3Propriétés et transformation

Les propriétés de l'aluminiumL'aluminium se distingue des autres métaux par un ensemble de caractères physiques etchimiques qui l'ont rendu indissociable du développement de l'aviation, de l'automobile, del'emballage ou de l'architecture moderne. En effet, l'aluminium est :

Très léger→ : avec une densité de 2,7, l'aluminium est environ 3 fois plus léger que l’acier(densité entre 7 et 8). Cette légèreté est intéressante pour tous les moyens de transport : routier,ferroviaire, maritime et aérien.

→ Ductile et malléable : l’aluminium peut être facilement travaillé à basse température et déformésans se rompre. Il peut ainsi prendre des formes très variées.

C→ onducteur d'électricité : à poids égal, l’aluminium offre une conductivité électrique deux foissupérieure à celle du cuivre, ce qui explique son emploi privilégié dans les applications detransport d’électricité à haute tension sur grande distance.

C→ onducteur thermique : l’aluminium est un excellent conducteur de la chaleur. Cetteconductivité thermique est utilisée dans de nombreuses applications d’évacuation de la chaleur,c’est-à-dire de refroidissement (comme les systèmes d’air conditionné dans les véhicules).

→ Résistant naturellement à la corrosion de l'air et de l'eau : l'aluminium est facilement oxydablemais uniquement en surface. A l'air, il se combine avec l'oxygène (O2) générant naturellement unecouche de quelques micromètres d'oxyde d'aluminium (Al203) appelé alumine, selon la réactionsuivante : 4Al + 3O2 → 2Al2O3. Cette couche imperméable et translucide le protège et empêchel'oxydation de progresser. A la différence de la plupart des métaux, l'aluminium est utilisablemême s'il est oxydé à la surface. D'ailleurs, sans cette couche d'oxyde, il serait impropre à laplupart de ses applications. Différents types de traitement de surface peuvent encore améliorercette résistance (anodisation, laquage…).

→ Non magnétique : l'aluminium est un métal non ferreux, il est insensible aux aimants. L'aimantgénère naturellement un champ magnétique et certains métaux comme le fer réagissent sousl’effet de ce champ. L'aluminium appartient aux métaux paramagnétique, il est incapable deproduire un champ magnétique. Le fer et l'acier sont attirés par l'aimant. Le plastique et l'alu ysont indifférents.

Propriétés réfléchissantes→ : l'aluminium possède un pouvoir réfléchissant élevé de la lumière etde la chaleur. Ajouté à son faible poids, il est un matériau idéal pour les réflecteurs dans lesmatériels d’éclairage ou les couvertures de survie.

Inertie i→ mperméabilité et chimique : même à très faible épaisseur, une feuille d’aluminium esttotalement imperméable et ne laisse passer ni lumière, ni micro-organismes, ni odeurs. De plus, lemétal lui-même ne libère ni odeur ni goût, ce qui en fait un élément de choix pour l’emballagealimentaire ou pharmaceutique.

29 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 31: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

→ Facilement associable à d’autres métaux afin d’améliorer certaines propriétés : dans la plupart deses applications, l'aluminium est utilisé sous forme d’alliage, ce qui augmente sa résistancemécanique, mais souvent au détriment d'une autre propriété. Pour trouver le meilleur compromisentres les propriétés pour un usage donné, les métallurgistes agissent sur la composition del'alliage. Les alliages à base d’aluminium se font les plus souvent avec le cuivre, le magnésium, lemanganèse, le silicium et le zinc.

→ Résistance mécanique : sous forme d'alliage, l'aluminium peut être très résistant. Certainsalliages d'aluminium peuvent, par exemple, présenter une résistance à la traction de 50 %supérieure à celle de l'acier doux. La résistance de l’alliage est adaptée en fonction del’application requise.

Zoom sur le recyclage de l'aluminiumL'une des principales propriétés de l'aluminium est sa recyclabilité. En effet, il est recyclable àl'infini sans perdre ses qualités, à condition de ne pas fondre dans un même bain des alliages decompositions différentes. La production d'aluminium secondaire (par recyclage) permetd'économiser jusqu'à 95% d'énergie par rapport à la production d'aluminium primaire (parélectrolyse). Ainsi, en recyclant l'aluminium, on réduit l'énergie utilisée pour le produire et onlimite les rejets polluants associés à l'électrolyse. On économise aussi, pour 1 kg d'aluminium,4kg de bauxite et 4kg de produits chimiques.

Que recycle-t-on→ ?Puisque l'aluminium est recyclable à 100 %, tous les déchets en aluminium devrait êtrerecyclable. Mais cela n'est pas si facile. On ne recycle en effet actuellement que les « gros »déchets en aluminium : canettes, aérosols, barquette, boîte de conserve … Les emballages comme le papier aluminium, les capsules decafé, les opercules de yaourt ou les blisters de médicaments nesont pas recyclés. Dans les centres de tri français, ces produitstombent généralement dans le « refus de tri ». L'inconvénientd'être petits et légers… Ils sont donc incinérés avec les déchetsménagers. Néanmoins, à la sortie des incinérateurs, lesmatériaux non combustibles sont récupérés sous forme demâchefers d'incinération. Ils contiennent des matières minéraleset, en moyenne, environ 10% de métaux ferreux et 1% demétaux non-ferreux comme l'aluminium. Ces métaux sontensuite séparés et recyclés. Actuellement, 50 % des mâchefersissus de l'incinération sont ainsi récupérés.

→ Comment l'aluminium est-il recyclé ? Grâce au tri préalable effectué par les habitants, l'aluminium est acheminé dans les centres de trioù il est séparé des autres matériaux. Différentes méthodes sont utilisées :

- le tri par détecteur-éjecteur, solution qui s'appuie sur un capteur industriel qui reconnaîtl’aluminium quelle que soit sa forme.

- la machine à courant de Foucault qui l'extrait par magnétisme. Il s'agit d'un tapis roulant, surlequel circulent les déchets, équipé d'une roue polarisée tournant à 2600 tours par minute. Cetteroue est composée d'aimants dont les pôles sont alternés, chacun entraînant un champ

30 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Mâchefers d'incinération

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magnétique. Les métaux ferreux restent accrochés et tombent sous la roues, les matériaux inertes(cailloux, verre) tombent devant la roue et les métaux non ferreux, dont l'aluminium, sont projetésdevant la roue.

Une fois trié, l'aluminium est compressé en balles et part dans des usines de recyclage où il estd'abord broyé puis fondu. L'aluminium ainsi recyclé sert principalement dans la fabrication desalliages pour pièces moulées, dans celle des tôles pour le bâtiment et dans l'équipementautomobile.

Quelles utilisations pour l'aluminium recyclé→ ? En 2010, 30% environ de l'aluminium en Europe provient de recyclage. La production française demétal recyclé était de 490 000 tonnes en 2011 soit 44,5% de la consommation, un chiffreparticulièrement élevé. L’aluminium recyclé se retrouve dans toutes les applications del’aluminium de première fusion : nouveaux emballages, moteurs de voitures, capots de tondeusesà gazon, semelles de fers à repasser, radiateurs, mobilier contemporain….et, en général, lamajorité des objets en aluminium moulé. Il faut l'équivalent d'environ 18000 aérosols pourfabriquer entièrement une voiture.

Les procédés de transformation de l'aluminiumA la sortie de l'usine d'électrolyse, l'aluminium, le plus souvent sous forme d'alliages, se présenteen plaques, lingots, billettes ou fils.

31 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Roue polaireMachine à courant de Foucault

PlaquesBillettes Bobines de fil

Lingots

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Il peut alors prendre toutes les formes possibles, grâce à différents procédés de transformation :

La fonderie→La fonderie est l’une des techniques les plus anciennes de travail des métaux, utilisée environ4000 ans avant J.-C. Cette technique permet d'obtenir des pièces moulées, creuses ou pleines. Les lingots de métal sont chauffés et portés à l’état liquide. Puis, en fusion, le métal est coulédans un moule. Après refroidissement, ce moule donne à la pièce sa forme quasi-définitive. Lapièce est enfin usinée. Différents types de moules et de moulages sont utilisés : moule en sable,en coquille, sous pression, à la cire perdue, par centrifugation… Tout dépend de la pièce àfabriquer. En 2004, on a produit en France environ 350 000 tonnes de pièces de fonderie en aluminium, etplus de 10 millions de tonnes dans le monde. L’automobile en consomme 63 %, loin devant lesautres secteurs.

Le laminage→Le laminage permet d’obtenir des tôles épaisses ou fines et des feuilles d’aluminium parécrasement d’une plaque entre les deux cylindres d’un laminoir.

La plaque d'aluminium est réchauffée aux environs de 550°C puislaminée (aplatie) grossièrement. C’est le laminage à chaud, qui sefait dans un dégrossisseur. On obtient alors une ébauche.L’ébauche passe ensuite à froid dans un laminoir, où elle faitl’objet de passages successifs entre les cylindres, en fonction del’épaisseur souhaitée. Elle peut subir également des traitementsthermiques (au four) pour renforcer sa solidité (propriétésmécaniques). On obtient alors :

• des tôles épaisses (supérieure à 6 mm d’épaisseur), utiliséespour des applications structurales : coques de navires,structures de semi-remorques… • des tôles ou bandes (entre 0,15 mm et 6 mm d’épaisseur),utilisées pour les revêtements de bâtiments, les carrosseriesd’automobiles, les structures d’avions, la fabrication de produitscomme les canettes, les ustensiles de cuisine…• des feuilles d’aluminium, d’une épaisseur inférieure à 0,15mm, employées pour l’emballage des aliments, des produitspharmaceutiques...

Le filage→Le filage permet d'obtenir des produits longs de formes simples(barres, tubes) ou compliquées (profilés), utilisés pour la fabricationdes châssis et armatures de véhicules ferroviaires et routiers, lamenuiserie métallique... Cette technique consiste à placer une billette d'aluminiumpréalablement chauffée dans un outillage appelé conteneur équipéd'une filière. Un poinçon exerce alors une poussée à l'arrière de labillette. Le métal est d'abord plaqué contre la filière et file à traversen prenant sa forme.

32 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Laminoir

Filière

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Le tréfilage→Le tréfilage permet de fabriquer le fil d'aluminium destiné à un usage électrique (câbles detransport et de distribution d'énergie) ou à un usage mécanique (rivets, fil de soudage, grillage…). Cette technique consiste en la réduction de la section d'un fil d'aluminium, par tractionmécanique, dans une machine à tréfiler. Le fil « machine » produit à l'usine d'électrolyse, sousforme de bobine, est posé sur un dévidoir. Il est enroulé sur un ou des cabestans, qui, parfrottement, exercent une traction sur le fil. Le fil passe dans une filière, en amont du cabestan,qui lui impose une déformation pour réduire son diamètre.

L'emboutissage→L'emboutissage permet de mettre en forme une tôle d'aluminium grâce à une forte pression. Celapermet d'obtenir notamment des casseroles, des canette, des capots de voiture...

Une tôle d'aluminium est d'abord produite grâce au laminage. Cette tôle est ensuite découpée auxbonnes dimensions et posée sur une matrice. Un poinçon vient alors frapper la tôle, qui prend laforme voulue.

Les traitements de surface→Les traitements de surface de l’aluminium ont pour but d'enrichir l'aspect du métal (brillant oumat, naturel ou coloré par anodisation, lisse ou modelé) et de la préserver durablement des effetsde la corrosion. Des normes techniques européennes définissent les procédés et les contrôles àeffectuer pour avoir des produits de grandes qualités.

33 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 35: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Fiche exercice « Thème 3 »

Propriétés et transformation

Donne 3 exemples de propriétés de l'aluminium.

Propriété 1 : ...............................................................………………………………………………

Propriété 2 : ...............................................................………………………………………………

Propriété 3 : ...............................................................………………………………………………

Pourquoi ces propriétés sont-elles intéressantes dans les usages actuelles de l'aluminium ?

Propriété 1 : ...............................................................………………………………………………

...............................................................……………………………………………………………..

Propriété 2 : ...............................................................………………………………………………

...............................................................……………………………………………………………..

Propriété 3 : ...............................................................………………………………………………

...............................................................……………………………………………………………..

Cherche des exemples d'objets fabriqué grâce à chaque procédé de transformation cité ci-

dessous.

Procédé 1 : la fonderie

Définition : l'aluminium est chauffé et porté à l’état liquide, puis coulé dans un moule.

Exemples d'objets : ………………………………………………………………………..…………………

…………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………..…………………………………..………………………………………..

Procédé 2 : le laminage

Définition : l'aluminium sous forme de plaques est passé entre de grands rouleaux pour l’aplatir.

Exemples d'objets : ………………………………………………………………………..…………………

…………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………..…………………………………..………………………………………..

34 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Page 36: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Correction fiche exercice « Thème 3 »

Propriétés et transformation

Donne 3 exemples de propriétés de l'aluminium.

Propriété 1 : En fonction du choix de l'élève

Propriété 2 : En fonction du choix de l'élève

Propriété 3 : En fonction du choix de l'élève

Pourquoi ces propriétés sont-elles intéressantes dans les usages actuelles de l'aluminium ?

Propriété 1 : En fonction du choix de l'élève

Propriété 2 : En fonction du choix de l'élève

Propriété 3 : En fonction du choix de l'élève

Cherche des exemples d'objets fabriqué grâce à chaque procédé de transformation cité ci-

dessous. Aide-toi des définitions.

Procédé 1 : la fonderie

Définition : l'aluminium est chauffé et porté à l’état liquide, puis coulé dans un moule.

Exemples d'objets : pièces de moteurs de voiture, d'avion, de bateau, de moto, objets design, pièces

de meubles …

Procédé 2 : le laminage

Définition : l'aluminium sous forme de plaques est passé entre de grands rouleaux pour l’aplatir.

Exemples d'objets : papier aluminium, tôle fine, aile d'avion, coque de bateau, carrosserie de voiture,

revêtement de bâtiment, canettes, ustensiles de cuisine, opercules de yaourt, produits

pharmaceutiques…

35 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

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Thème 4L'aluminium au quotidien : les objets

Intimement lié à la deuxième révolution industrielle et à l'électricité, l'aluminium symbolise laprodigieuse évolution technique du XXème siècle. Ce métal est désormais au cœur de notrequotidien et joue un rôle capital dans de nombreux secteurs. Ainsi, l'histoire des objets enaluminium offre un saisissant condensé de l'histoire du XXème siècle.

L'aluminium chimiqueDe 1860 à 1890, le procédé de production del'aluminium est celui d’Henri Sainte-Claire Deville,qui utilise la voie chimique. En 30 ans de cetteproduction, la quantité d’aluminium produiteéquivaut à celle de nos jours en 40 secondes. Laproduction se fait d’abord à Nanterre puis àSalindres, dans le Gard, pour réduire les coûts detransport. Mais cela reste une production trèscoûteuse et sa commercialisation posa beaucoup deproblèmes financiers.

Métal nouveau, rare et donc précieux, l’aluminium est d’abord utilisé pour faire des objets d’art etdes bijoux. Il vaut à cette époque plus cher que l’argent. Napoléon III aime et soutient lesrecherches sur ce métal. Le 1er objet d’art réalisé en aluminium est un hochet destiné au Princeimpérial en 1856. L’un des plus célèbres objets en aluminium chimique est un groupe d’amoursréalisé par Christofle en 1858 et offert par celui-ci à Napoléon III.

Les applications vont ensuite se diversifier un peu,avec des objets de bureau, nécessaires de voyage,accessoires pour fumeurs…

Le seul alliage de la période de l’aluminium chimique, mis au point par Paul Morin, est le bronzed’aluminium, alliage mélangeant du cuivre avec 5 à 15 % d'aluminium. Outre de remarquablespropriétés mécaniques et résistant à toutes sortes de corrosion, cet alliage a l’apparence de l’or. Ilétait très utilisé pour la fabrication de couverts de luxe.

Le procédé par électrolyse de l’alumine va considérablement réduire les coûts et permettre unevéritable production industrielle, dès les années 1890.

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Broche en aluminium chimiqueCollection Espace Alu

Jumelles en aluminium chimique et laitonCollection Espace Alu

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La Première et la Seconde Guerre mondialeMais c’est surtout avec le déclenchement de la Première Guerre mondiale que l’aluminium vatrouver sa place. Le conflit de 1914-18 marque un tournant décisif dans l'essor de l'industrie del'aluminium. La production augmente considérablement pour répondre à la demande militaire :équipements des soldats, munitions, aviation...

Dans les tranchées, les poilus récupéraient l’aluminiumdes obus allemands et, « pour s’occuper », ilsfabriquaient des bagues qu’ils envoyaient à l’arrière pourleurs mères, leurs femmes, leurs fiancées. Destémoignages très émouvants relatent ces histoires.Parmi ces soldats, il y avait des orfèvres, des bijoutiersqui ont réalisé de véritables objets d'art, mais aussi uncélèbre poète, Guillaume Apollinaire, qui écrivit ces verspour sa fiancée, Madeleine :

« Vous m'attendez ayant aux doigtsDe pauvres bagues en aluminium, pâle comme l’absence

Et tendre comme le souvenirMétal de notre amour métal semblable à l'aube »

A la fin des années 1930, l'Allemagne devient le premier producteur mondial. Pendant laSeconde Guerre mondiale, l'aluminium est consacré métal stratégique. En 1944, les États-Unisproduisent en une seule année 800 000 tonnes d'aluminium, soit 5000% de plus qu'avantguerre. Dès la fin du conflit, la concurrence pousse les industriels à une politique très active derecherche et de développement.

La consommation d'aluminium varie avec le niveau de vie et en fonction des habitudes propres àchaque pays ou région du monde. Les plus grands consommateurs dans le monde sont le Japonavec 29 kg par habitant suivi des États-Unis 27 kg par habitant. La France ne consomme que 17kg par habitant.

Actuellement, la consommation d’aluminium est en constante augmentation. Sa première utilisationest le secteur du transport, avec l’aéronautique en 1ère place. Ensuite vient le secteur del’emballage avec les cannettes, entre autres.

L'aluminium et les transports Aujourd’hui, le pourcentage des alliages d'aluminium utilisés dans la construction des cellulesd'avion avoisine 70%. De par sa légèreté, l'aluminium est devenu indispensable à tous les grandsprogrammes mondiaux : Airbus, Boeing, fusée Ariane. En raison de sa résistance à la corrosionmême en milieu marin, l'aluminium représente aussi la matière première privilégiée dans lesecteur de la construction navale (superstructures, coques, mâts, ...).

Il faut attendre 1947, pour que l'aluminium apparaisse dans l'industriede l'automobile, avec la construction en série de la Dyna Panhard.

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Encrier porte-photoCollection Espace Alu

Publicité pour la Dyna Panhard

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A partir de là, ses applications ne cesseront jamais de croître. Dans les années 1960, le poidsmoyen d'aluminium par automobile s'élève à 20 kg contre 400 kg aujourd'hui, pour une voitured'environ 1000 kg. Les pièces fabriquées en aluminium réduisent le poids des véhicules.L'allègement des véhicules améliore leur rendement énergétique et réduit leurs émissions de gaz àeffet de serre, sans compromettre leur sécurité. De plus, la résistance à la corrosion assure auxcarrosseries d'aluminium une durée trois à quatre fois plus longue que celles en acier.

L'aluminium entre dans les maisonsL'aluminium pénètre d'abord dans les cuisines, avec les casseroles dès le début du XX ème siècle,puis avec le « papier aluminium » et les emballages alimentaires. Les usages de l'aluminiumsouple sont nombreux et variés : enveloppes de boîtes de conserve, capsules de bouchage,conditionnement de biscuits, de chocolat, du café, des médicaments…

Grâce à l'inertie chimique et à la stabilité métallurgique de l'aluminium, l'emballage enaluminium assure un niveau optimal de conservation, de protection contre les ultras violets,l'humidité et l'oxydation. La légèreté et la résistance de l'emballage rigide, réduisent le poids etdonc économisent à la fois le matériau et l'énergie nécessaire pour le produire et le transporter.

La feuille d'aluminium supporte aussi bien la chaleur que le froid et elle se stérilise facilement.Elle constitue une excellente barrière contre l'air, les liquides, les vapeurs et la lumière. Elle estnon toxique et ne laisse ni goût, ni odeur.

Enfin l'aluminium est un excellent conducteur de chaleur. La casserole en aluminium est légère,durable et conduit la chaleur plus efficacement que la casserole en acier inoxydable.

La poêle Tefal→En 1954, l'ingénieur français Marc Grégoire invente un procédé d'accroche en PTFE (Poly TetraFluor Ethylène) sur l'aluminium, réalisant ainsi la première poêle antiadhésive. En 1956, lasociété Tefal est créée avec pour slogan « La poêle Tefal, la poêle qui n'attache vraiment pas ».En 1961, la société s'installe à Rumilly en Haute-Savoie, puis est rachetée par le groupe SEB, en1968.

La cannette→La cannette d'aluminium est apparue au début des années 1950.Aux États-Unis, en 1970, l'aluminium représentait plus de 20%du marché de la cannette d'acier et en 1977, plus de la moitiéde toutes les cannettes en circulation étaient en aluminium. En1994, cette proportion était passée à plus de 96%. En 1999,plus de 115 milliards de cannettes ont été produites enAmérique du Nord, soit environ 300 cannettes par habitant.

L'aluminium est également utilisé dans la fabrication de multiples objets de consommation :jouets, matériels de loisirs... L'aluminium est aussi très prisé par les architectes (bâtiments etmenuiseries métalliques), designers et artistes.

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50 à 70 % des canettes dans le  monde sont en aluminium

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Fiche exercice « Thème 4 »

L'aluminium au quotidien, les objets

Cite trois domaines dans lesquels on utilise de l'aluminium. Donne au moins deux exemples

d'objets pour chaque domaine.

Domaine 1 : ............................................................................................................................

Exemples d'objets : ..................................................................................................................

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Domaine 2 : ............................................................................................................................

Exemples d'objets : ..................................................................................................................

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Domaine 3 : ............................................................................................................................

Exemples d'objets : ..................................................................................................................

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A ton avis, pourquoi l'aluminium est-il de plus en plus utilisé ?

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Correction fiche exercice « Thème 4 »

L'aluminium au quotidien, les objets

Cite trois domaines dans lesquels on utilise de l'aluminium. Donne au moins deux exemples

d'objets pour chaque domaine.

Domaine 1 : en fonction du choix de l'élève

Exemples d'objets : en fonction du choix de l'élève

Domaine 2 : en fonction du choix de l'élève

Exemples d'objets : en fonction du choix de l'élève

Domaine 3 : en fonction du choix de l'élève

Exemples d'objets : en fonction du choix de l'élève

A ton avis, pourquoi l'aluminium est-il de plus en plus utilisé ?

L'aluminium est de plus en plus utilisé car il possède des propriétés très intéressantes dans de

nombreux domaines.

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Page 42: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Thème 5 L'évolution des conditions de travail,

l'environnement et la santé

L'évolution des conditions de travailL'évolution des conditions de travail de la fin du XIXème siècle à nos jours est perceptible dansl'évolution des tenues de travail des « cuvistes », appelés aujourd'hui « opérateurs de séried'électrolyse ».

Jusqu'à la Première Guerre mondiale, le cuvistetravaille avec ses propres vêtements. Sa tenue estensuite l'objet de premières améliorations : un longtablier de cuir et des gants en amiante. En 1919,l'usine de L'Argentière a accordé aux ouvriers, aprèsune grève, des chaussures de sécurité en cuir dotéesd'une épaisse semelle en bois, qui isole de la chaleuret du courant électrique. Mais les accidents ne sontpas évités : la rigidité des semelles provoque parfoisdes chutes quand le cuviste monte sur la cuve ; lessemelles peuvent éclater quand le cuviste saute pourredescendre.

Pour économiser ces semelles, les ouvriers y plantent des clous. Enfin, selon les usines, on peuttrouver dans l'Entre-deux-guerres des masques de protection composés de mousse et des lunettesde protection, pas toujours supportés par les cuvistes.

Dans les années soixante, les progrès techniques transformentradicalement les conditions de travail dans les hallsd'électrolyse. La mécanisation des tâches permet à l'ouvrierd'être moins exposé à la dangerosité du métal. Sa tenueprend en compte ces changements : pantalon, chemise etveste sont en coton résistant et facilitent les mouvements. Lesbottes en cuir clouté complètent l'équipement. Pour seprotéger des efflux gazeux, particulièrement au moment duchangement d'anode, l'ouvrier dispose d'un masque plusperformant. Il s'agit d'un masque « Martindale », defabrication anglaise, constitué d'un tulle et d'une fine plaqued'aluminium qui épouse la forme du nez et de la bouche touten laissant la liberté de parler.

Cette tenue est complétée par une paire de gants et une paire de lunettes en plastique et verremunie d'œillères pivotantes. Désormais le port de cette tenue complète est accepté par lesouvriers.

41 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Cuviste dans les années 40

Masque Martindale

Page 43: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Au XXIème siècle, l'automatisation des tâches, dûe aux progrès informatiques, a permis de franchirune étape décisive dans la régularité et la sécurité de la production d'aluminium.Le piquage et l'alimentation en alumine se fontdésormais sans intervention humaine, à l'abri duregard, sous les capots. Deux opérationsnécessitent encore la présence d'un ouvrier : lacoulée et le changement d'anode. Les règles desécurité sont devenues très rigoureuses : la tenue deprotection est indispensable et inclut, en particulierchez Alcan, le port d'un casque avec masqueintégré, au besoin relié à un équipement enoxygène. Ce dispositif permet à l'opérateur d'êtretotalement à l'abri des risques d'inhalation depoussières et particules toxiques.

La fonderie est un lieu où l'homme est souventexposé aux dangers du métal en fusion, même si lasécurité, là aussi, a fait de gros progrès. Plusieursopérations s'avèrent délicates : ajouts de métauxd'alliage dans le four de réchauffement,surveillance du métal liquide qui se déverse dansles gouttières pour aller couler des plaques,billettes ou lingots... La tenue du fondeur toutealuminisée est particulièrement spectaculaire :veste et casque sont conçus pour résister auxexplosions, qui peuvent être occasionnées par unesimple goutte d'eau en contact avec le métal enfusion.

Halls d'électrolyseLes ouvriers travaillent dans les halls d’électrolyse aussi appelés « séries » car les cuves y sontmontées en série (un seul courant électrique les traverse toutes, les unes après les autres). ASaint-Jean-de-Maurienne, ces séries étaient nommées par une lettre de façon chronologique. Parexemple, la série A de Saint-Jean-de-Maurienne qui a fonctionné 30 ans, de 1952 à 1982.L’ambiance était alors poussiéreuse et les halls étaient envahis par les gaz. Il pouvait y fairejusqu’à 70°C. Les cuves étaient des AP 10 c'est-à-dire « Aluminium Pechiney de 100 000Ampères ». Le nombre de séries s'est ensuite développé. En 1979, l'usine de Saint-Jean-de-Maurienne a inauguré sa série F avec des cuves AP 18, « Aluminium Pechiney de 180 000Ampères ». La série G utilise actuellement des cuves AP 30 de 300 000 Ampères . Les cuvesdernière génération AP 50 (500 000 A) et AP 60 (600 000 A) sont actuellement installées dansquelques usines, notamment au Canada. Toutes les cuves utilisées dans le monde ont été mises aupoint au LRF (Laboratoire de Recherche des Fabrications) de Saint-Jean-de-Maurienne.

EnvironnementJusqu'à la fin des années 1970, les cuves utilisées pour l'électrolyse avaient l'inconvénient derejeter énormément de gaz polluants dans l'air :

• Les fluorures : le procédé d'électrolyse nécessite des composés fluorés pour améliorer lebain électrolytique.

42 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Cuviste dans les années 2000

Des fondeurs au travail

Page 44: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

• Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) : ils sont le résultat de l'oxydationincomplète de composés carbonés (anodes utilisées pour l'électrolyse).

• Le dioxyde de soufre : résulte de l'oxydation de la coke de pétrole des anodes qui contientune faible teneur en souffre.

• Le dioxyde de carbone : l'oxydation des anodes en carbone des cuves d'électrolyse produitdu CO2.

Les dégagements des fluorures, des oxydes de carbone... des usines d'aluminium de Maurienneont eu des conséquences importantes sur l'environnement de la vallée. Dès le début du XXème

siècle, des rapports signalent que toutes les formes de vie sont touchées par la pollution : lesforêts, principalement les résineux, sont atteintes de nécroses, les arbres fruitiers et la vignedisparaissent, les animaux sont atteints de fluorose et l'apiculture est détruite. Si les hommesrésistent mieux, les arrêts maladie sont nombreux.

Au début des années 1900, une usine rejetait 50 kg de fluorpar tonne d’aluminium produite contre 500g dans les années2000, grâce à la mise en place de dispositifs anti-pollution.Les essais de captation systématique des gaz débutent dansles années 1960, mais ce n'est qu'après 1970 qu'unesolution vraiment efficace est trouvée. Aujourd'huigénéralisée, l'intégration d'un dispositif de captation et derecyclage des effluents réduit considérablement les rejets defluor. On utilise aujourd'hui la captation sèche, quifonctionne en circuit fermé : les dégagements de gaz sontcaptés et renvoyés dans la cuve où le fluor est piégé parl’aluminium.

SantéEn raison de sa présence dans l'écorce terrestre, l'aluminium est omniprésent dans notreenvironnement. Longtemps considéré comme sans danger pour l'homme du fait notamment de satrès faible absorption par l'organisme, de nombreuses études montrent à présent que l'aluminiumpeut être toxique. Cependant, la détermination de l'impact sur la santé de l'exposition humaine àl'aluminium reste encore extrêmement difficile et source de nombreuses controverses.

L'Homme est exposé à l'aluminium d'origine naturelle par contact avec le sol, l'air, l'ingestiond'aliments provenant de la terre et d'eau de source. Par ailleurs, ce métal est utilisé dans denombreux domaines (emballage, pharmacie, cosmétologie...). L'Organisation Mondiale pour laSanté (l'OMS) fixe la limite de toxicité à 7mg/kg/semaine. Contrairement au fer, l'aluminium n'apas d'effet bénéfique connu sur la santé des êtres humains.

43 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Les tuyaux du système de captation de l'usine de St-Jean-de-Maurienne

Page 45: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Fiche exercice « Thème 5 »

L'évolution des conditions de travail, l'environnement et la santé

Regarde ces photos de deux ouvriers au travail.

Donne au moins deux différences entre leurs équipements vestimentaires.

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Années 1960 Années 2000

Page 46: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Selon toi, quel ouvrier est le mieux protégé ?

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Regarde ces photos de l'intérieur de l'usine.

Donne au moins deux différences majeures ?

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Observe, à l'arrière plan, le fond du hall d'électrolyse dans les années 1960. Vois-tu le mur du

fond ?

Oui Non

A ton avis pourquoi ?

Il y a trop de fumée

Le hall est un espace ouvert, il n'y a jamais eu de mur

Quelles peuvent être les conséquences de ce dégagement de fumée ?

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Années 1960 Années 2000

Page 47: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Correction fiche exercice « Thème 5 »

L'évolution des conditions de travail, l'environnement et la santé

Regarde ces photos de deux ouvriers au travail.

Donne au moins deux différences entre leurs équipements vestimentaires.

L'ouvrier des années 1960 est habillé simplement. Les seules protections qu'il porte sont des gants,

un tablier et des lunettes. L'ouvrier des années 2000 est habillé avec une tenue plus complète : il

porte une combinaison spéciale, des gants, un casque et un masque.

Selon toi, quel ouvrier est le mieux protégé ?

L'ouvrier des années 2000 est beaucoup mieux protégé que celui des années 1960.

46 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Années 1960 Années 2000

Page 48: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Regarde ces photos de l'intérieur de l'usine.

Donne au moins deux différences majeures ?

Réponses acceptées :

– changement des cuves

– amélioration de l'atmosphère

– amélioration de la propreté

– absence d'ouvriers sur la seconde photo

Observe, à l'arrière plan, le fond du hall d'électrolyse dans les années 1960. Vois-tu le mur du

fond ?

Oui Non

A ton avis pourquoi ?

Il y a trop de fumée

Le hall est un espace ouvert, il n'y a jamais eu de mur

Quelles peuvent être les conséquences de ce dégagement de fumée ?

Les fumées sont dangereuses pour les ouvriers qui les respirent et pour la nature puisque rien ne les

empêche de se disperser dans l'environnement. En Maurienne, la pollution a été très importante,

notamment à cause du gaz fluor contenu dans ces fumées.

47 Espace Alu – Guide pratique pour l'enseignantLycée

Années 1960 Années 2000

Page 49: Le dossier « Guide pratique pour l'enseignant - Lycée

Bibliographie

Généralités Ivan Grinberg, Florence Hachez-Leroy, Jean Plateau, L’Aluminium : un si léger métal, Paris,

Gallimard, 2003, 127 p.

Espace Alu, Musée des Gueules Rouges, Éditions La Petite boîte, De la bauxite à l'aluminium,La Petite boîte, Collection « La France racontée aux enfants », 2014, 28 p.

Cahiers d'histoire de l'aluminium, Institut pour l'histoire de l'aluminium

Dossiers pédagogiques Galerie Eurêka, C.C.S.T.I. de Chambéry, Livret d'accompagnement et d'approfondissement de

l'exposition : L'âge de l'aluminium, septembre 2006

Histoire de l'aluminium français et alpin Florence Hachez-Leroy, L’Aluminium français : l’invention d’un marché 1911-1983, Paris,

CNRS, 1999, 376 p.

Marie-Christine Bailly-Maître, Mines et forges des Alpes : de l’âge des métaux à l’industrie,Veurey, Dauphiné libéré, 1999, 51 p.

Textes réunis par Paul Benoît, Mines et métallurgie, Villeurbanne, Programmes Pluriannuel enSciences humaines Rhône-Alpes, 1994, 310 p.

Péchiney, Georges Leprince, Les Alpins de l’Alu, 1880-1993, Les Travailleurs de l’aluminium,Paris, Scanéditions, 1993, 138 p.

Daniel Dequier. Maurienne, La vallée de l’aluminium, Les Marches, La Fontaine de Siloé, 1992,245 p.

Claude Mollard, Mines et métallurgie en Savoie 1ère moitié du XIXe siècle, Chambéry, Universitéde Savoie, 1984, 346 p.

Réponse au discours de réception de Mr Gaston Gauthier, Recherches sur l’aluminium enSavoie, Chambéry, 1951, 16 p.

Discours de réception de Mr Gauthier à l’Académie de Savoie, Travaux effectués en Savoie surl’aluminium, Chambéry, 1951, 22 p.

L'aluminium dans la construction C. Hazard avec la collaboration de Technal, Mémotech : bâtiment : métal, aluminium, verre et

matériaux de synthèse : conceptions et réalisations industrielles, Saint-Quentin-en-Yvelines,Casteilla, 2005, 492 p.

Ivan Grinberg, Cent ans d’innovation dans l’industrie de l’aluminium, Paris, Harmattan, 1997,222 p.

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