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mars 30, 2020

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L'aluminium est-il une alternative viable au cuivre ?
L'aluminium est-il une alternative viable au cuivre ?

Aluminium ou cuivre ?

La hausse croissante du prix des ressources énergétiques et le manque de réserves de cuivre poussent de plus en plus les fabricants d'équipements d'origine (OEM) à envisager l'utilisation d'autres métaux, comme l'aluminium, pour la production de fils et de câbles. Bien que l'aluminium soit plus léger et moins cher que le cuivre, son adoption généralisée a, par le passé, été freinée par les inconvénients que présente l'utilisation de ce métal. 

Les préoccupations concernant les réserves de cuivre disponibles ne sont pas récentes. En 1924, Ira B. Joralemon, un géologue expert dans le domaine de l'extraction du cuivre, est revenu de son voyage d'études à travers le monde, avec l'avertissement suivant : « L'ère du cuivre sera de courte durée. Vu le rythme élevé de production à venir, les réserves mondiales de cuivre vont à peine durer une vingtaine d'années... Notre civilisation, qui repose sur l'électricité, va dépérir et mourir. » 

La prédiction d'Ira ne s'est peut-être pas réalisée, mais il avait raison de s'inquiéter. Le cuivre présente la conductivité électrique la plus élevée de tous les métaux non précieux et, par conséquent, la demande en cuivre n'a cessé d'augmenter au cours des 50 dernières années. 

Aluminium ou cuivre

Dans le secteur industriel, le cuivre est couramment utilisé pour les câbles à haute tension et extrême haute tension, le câblage des bâtiments, des télécommunications et les transformateurs. L'aluminium, quant à lui, est utilisé majoritairement pour les lignes aériennes haute tension, les rotors des moteurs à induction et les câbles souterrains basse tension.

Certaines applications nécessitent un métal particulier et, dans ce cas, il n'est pas possible d'envisager une alternative. Cependant, dans certains produits, il est possible d'utiliser directement l'aluminium en remplacement. L'exemple le plus parlant est celui du matériau utilisé pour les enroulements des inducteurs ou des bobines d'arrêt. Néanmoins, avant de changer de matériau, il y a quelques facteurs à prendre en compte.

Tout d'abord, l'aluminium n'est pas disponible dans toutes les sections d'enroulements. On doit souvent utiliser une section plus grande que nécessaire, ce qui augmente le poids et le volume de l'enroulement.

Le point de fusion de l'aluminium est également inférieur à celui du cuivre. Comme l'aluminium fond à 660 °C, au lieu de 1 085 °C pour le cuivre, on ne peut pas l'utiliser dans des applications où l'on rencontre des surcharges élevées, car cette énergie ne pourra pas être absorbée assez rapidement. 

Historiquement, la technologie des connexions et des bornes a toujours été un frein à l'utilisation des câbles et fils en aluminium. Les connexions entre l'aluminium et le cuivre peuvent entraîner une corrosion de contact et ainsi augmenter la résistivité électrique et réduire la conductivité, augmentant les pertes et provoquant une défaillance du système.

Les réserves de cuivre n'ont peut-être pas diminué autant que l'avait prédit Joralemon il y a 100 ans, mais pour rester compétitifs, les fabricants doivent peser le pour et le contre de l'utilisation de matériaux alternatifs.

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