LM METAUX 08

Question 1

Aperçu historique quelles dates ? et quoi ?

Answer 1

or avant mais l’Âge du cuivre (environ 5000 à 3000 av.
J.-C.). puis l’Âge du bronze (environ 3000 à 1200 av.
J.-C.) puis et l’Âge du fer (à partir d’environ
1200 av. J.-C.) et Au début du XVIIIe siècle, aux prémices de la Révolution
industrielle,
l’amélioration des techniques de fusion jeta les
bases de la production en masse de fonte. et apres a chicage XIXe
siècle, le développement des procédés de fabrication de l’acier
doux entraîna un essor considérable de la production de fer.

Question 2

Définition Aperçu historique et propriétés de metaux

Answer 2

Les métaux représentent 80 % des éléments chimiques du tableau
périodique.
* Grande résistance mécanique
* Longue durée de vie
* Bonne conductivité électrique
* Bonne conductivité thermique
* Résistance à la déformation
* Étanchéité à la vapeur

Question 3

probleme des metaux ?

Answer 3

Comme les métaux résistent mal au feu, il convient d’accorder
une grande attention aux mesures de protection incendie lors
des études et de l’exécution des ouvrages. L’acier, souvent
utilisé en structure, perd sa capacité porteuse à environ 500 °C,
tandis que les structures en métaux légers comme l’aluminium
défaillent déjà à environ 350 °C.

Question 4

deux types de famille de metaux ?

Answer 4

Matériaux ferreux
* Fer
* Fonte
* Aciers
et materiaux non ferreux
Métaux lourds (masse volumique ρ > 5 g/cm3)
− Cuivre
− Plomb
− Étain
− Zinc
− Etc.
Métaux légers (masse volumique ρ < 5 g/cm3)
− Aluminium
− Magnésium
− Titane
− Etc.

Question 5

Métaux nobles c’est quoi ?

Answer 5

On appelle métaux nobles les métaux qui sont particulièrement
résistants à l’action des agents chimiques. Ils sont donc, dans
une large mesure, résistants à la corrosion.

Question 6

Comptent parmi les métaux nobles :

Answer 6

• l’argent ;
• l’or ;
• le platine.

Question 7

Il existe quelques autres métaux qui, sans être classés parmi
les métaux nobles, Ces métaux sont notamment

Answer 7

• le cuivre ;
• l’aluminium ;
• le chrome ;
• le molybdène ;
  zinc

Question 8

Extraction des matières premières et fabrication

Answer 8

Dans la nature, les métaux se présentent en général sous la
forme de minerais.L’extraction à ciel ouvert ou souterraine de
ces derniers implique de lourdes atteintes au paysage, d’importants
flux de transport et des émissions polluantes considérables. l’obtention du métal primaire à partir
du minerai est un processus très énergivore. De plus, le recours
à de hautes températures et l’utilisation d’acides et de solutions
alcalines comportent des risques pour la santé des ouvriers.
Il convient donc de veiller à ce que les métaux, une fois
entrés dans le circuit économique, soient recyclés le plus systématiquement
possible.

Question 9

Recyclage des metaux ?

Answer 9

Le fait que les métaux soient relativement faciles à récupérer
et que le prix des matières premières soit élevé a favorisé le
développement de filières de recyclage très performantes. La
plupart des métaux peuvent être réutilisés sans pertes de qualité
ou presque. La ferraille est transformée en produits semi-finis
tels que barres et treillis d’armature. Les autres déchets
métalliques sont, eux aussi, collectés et réemployés dans la
production de métaux issus en tout ou partie de matériaux de
recyclage. Faire fondre de la ferraille consomme beaucoup
moins de ressources et d’énergie que de transformer pour la
première fois du minerai en métal. Toutefois, en dépit des
grands progrès accomplis en matière de recyclage, la demande
actuelle ne saurait être satisfaite sans production de métaux
primaires. Dans le bâtiment, par ailleurs, il arrive souvent qu’on
limite la part de métaux recyclés pour des raisons esthétiques.

Question 10

Protection anticorrosion ?

Answer 10

Les métaux sont sujets à la corrosion. Cette dernière affecte
assez vite les éléments en acier exposés à l’air humide s’ils ne
sont pas protégés. Même les éléments en acier galvanisé doivent
être munis d’une protection adéquate. Si l’on envisage de
les revêtir de peinture ou de vernis, il convient, dans un souci
d’écologie, d’opter pour un revêtement à base d’eau, exempt
de solvants et de substances nocives pour la santé et l’environnement.
Il est préférable d’appliquer le revêtement en usine
plutôt que sur le chantier.

Question 11

Impacts toxicologiques

Answer 11

La présence de métaux lourds comme le cuivre, le zinc et le
plomb dans les eaux et les sols peut, même en petites quantités,
représenter un danger pour les organismes vivants. La
toxicité des métaux lourds tient au fait que, à la différence des
composés organiques, ils ne s’éliminent pas facilement, mais
s’accumulent dans les sédiments, les eaux et les organismes
vivants.

Question 12

Émissions de métaux lourds

Answer 12

Lorsque des métaux mis en oeuvre en extérieur sont exposés
aux intempéries, il se peut que la pluie transporte des métaux
lourds nocifs dans les eaux et les sols. Aussi devrait-on renoncer
à utiliser sur de grandes surfaces des métaux comme le
cuivre, le zinc-titane, l’acier galvanisé, le laiton ou le bronze.
Des métaux lourds sont aussi susceptibles de pénétrer dans
l’eau potable et les eaux usées par l’intermédiaire des vieux
réseaux d’alimentation en eau constitués de tuyaux en cuivre
ou en acier galvanisé. Quant aux émissions de métaux lourds
dans l’air, elles sont occasionnées par les procédés métallurgiques
(transformation des minerais, production de fonte brute
et d’acier, travaux de fonderie, etc.).

Question 13

L’acier dans le bâtiment ou est il utiliser ?

Answer 13

• Poteaux et poutres (profilés laminés)
• Barres et treillis d’armature pour béton armé
• Câbles tendus
• Feuilles d’acier au nickel-chrome pour travaux de
  ferblanterie
• Divers ouvrages en acier calaminé, acier au nickel-chrome
  ou acier galvanisé (p. ex. garde-corps, robinets, auvents,
  grilles)
• Profilés de façades, portes et fenêtres

Question 14

Fabrication de l’acier ? deux types commentz ?

Answer 14

• l’acier primaire, ou acier de première fusion ;

L’acier est fabriqué à partir de fonte brute, obtenue du minerai de fer. La fonte brute est rendue moins cassante par l’ajout d’oxygène, réduisant sa teneur en carbone à moins de 2%. Avant d’être coulée, la fonte subit un traitement adapté à son usage final, y compris l’ajout d’éléments d’alliage pour améliorer sa qualité.

• l’acier secondaire, ou acier de deuxième fusion
  (acier recyclé).

En Suisse, près de 55% de l’acier utilisé provient de ferraille recyclée, provenant notamment de profilés et d’armatures usagées. Le recyclage de l’acier nécessite environ 70% moins d’énergie que la production d’acier primaire. L’urban mining consiste à recycler efficacement les déchets urbains pour réintroduire les matières premières secondaires dans le cycle de production.

Question 15

proprietes de l’acier

Answer 15

• Grande résistance mécanique
• Dureté
• Aptitude au forgeage
• Aptitude au soudage
• Multiples possibilités de façonnage (étirage, laminage,
  estampage, pliage, tournage)

Question 16

Alliages d’acier c’est quoi ?

Answer 16

Un alliage est un produit métallurgique résultant de la combinaison
d’au moins deux métaux. Dans le cas de l’acier – dont la
teneur en carbone ne doit pas dépasser 2 % de masse pour
qu’il puisse être aisément façonné –, l’incorporation d’éléments
d’alliage se révèle souvent indispensable pour conférer
au matériau les propriétés bien spécifiques que requièrent ses
divers emplois dans le bâtiment.

Question 17

des exemple de allialges envisagables pour l’acier

Answer 17

• Chrome (Cr)
• Manganèse (Mn)
• Molybdène (Mo)
• Nickel (Ni)
• Plomb (Pb)
• Soufre (S)
• Vanadium (V)
• Tungstène (W)

Question 18

Parmi les alliages d’acier inoxydables les plus couramment
utilisés figurent notamment :

Answer 18

• Aciers au nickel-chrome (équipements de cuisine,
  ouvrages de ferblanterie)
• Aciers au nickel-chrome-molybdène (cheminées,
  installations
  sanitaires)
• Aciers au nickel-chrome-molybdène-

Question 19

traitements de surfac Quand on soumet l’acier à un traitement superficiel, c’est principalement

Answer 19

• pour des raisons esthétiques ;
• pour le protéger de la corrosion.

Question 20

il y a les procedes (2 types )

Answer 20

Procédés non métalliques :
* Laquage au four
* Poudrage électrostatique, ou thermolaquage
* Émaillage
* Procédé duplex (alliant procédés métallique et non
métallique)

Procédés métalliques:
* Galvanisation au trempé
* Procédés électrolytiques
* Projection thermique au pistolet à arc électrique

Question 21

Importance de l’acier ?

Answer 21

L’acier est le métal le plus utilisé dans la construction à l’échelle
mondiale. Il permet de réaliser des structures élancées,
légères et économes en matériau, caractérisées par un haut
degré de préfabrication.
Il convient toutefois de ne pas négliger
les mesures de protection incendie nécessaires. L’acier peut
être indéfiniment recyclé sans pratiquement subir de pertes de
qualité, différents alliages pouvant par ailleurs être produits
en fonction des besoins
spécifiques. Les plus grands producteurs
de minerai de fer sont le Brésil, l’Australie, la Chine, la
Russie, l’Inde, l’Ukraine, les États-Unis, l’Afrique du Sud, le
Canada, la Suède, le Venezuela, le Kazakhstan, le Mexique et la
Mauritanie.

Question 22

Problèmes de l’acier

Answer 22

L’acier est sujet à la corrosion. Aussi, tous les éléments en
acier – hormis les aciers d’armature – doivent être galvanisés
et protégés de la corrosion et du lessivage par des mesures
constructives. La fabrication d’acier primaire est très polluante
et gourmande en énergie, raison pour laquelle il convient de
promouvoir l’utilisation systématique d’acier recyclé. La production
d’acier secondaire consomme 70 % d’énergie et rejette
85 % de CO2 en moins que la production d’acier primaire. En
Suisse, le taux d’acier secondaire utilisé est de 100 % pour les
armatures et d’environ 45 % pour les éléments de structure et
les tôles destinées à la construction.

Question 23

Recommandations pour l’acier

Answer 23

En intérieur, il convient de privilégier des matériaux moins
énergivores que l’acier. Les éléments en acier galvanisé exposés
aux intempéries doivent être, de surcroît, protégés par
procédé duplex contre le lessivage des métaux lourds. S’il
n’est pas possible de renoncer à la mise en oeuvre de tôles
d’acier galvanisées sur de grandes surfaces exposées aux
intempéries,
il s’agit de prévoir un filtre à métaux approprié
pour les eaux provenant des toitures et façades concernées.
Dans la mesure du possible, tous les éléments en acier devraient
être traités en usine. Pour protéger du feu les éléments
en acier normaux et galvanisés, on optera pour des peintures
ignifuges écologiques et exemptes d’halogènes.

Question 24

L’aluminium dans le bâtiment ou ?

Answer 24

• Ouvrages de ferblanterie (placages, blindages,
  garnitures en tôle d’aluminium)
• Bardages (tôle d’aluminium)
• Tablettes de fenêtre extérieures (tôle d’aluminium)
• Portes de garages et d’usines (tôles et profilés)
• Profilés de portes et fenêtres
• Équerres d’angle
• Profilés d’ossature pour cloisons légères
• Pare-vapeur (feuilles d’aluminium)

Question 25

fabrication de l’alu quel types

Answer 25

l’aluminium primaire, ou aluminium de première fusion ;
* l’aluminium secondaire, ou aluminium de deuxième fusion
(aluminium recyclé).
Aluminium primaire
L’aluminium primaire se fabrique à partir de la bauxite, un
minerai dont les principaux gisements se situent en Australie,
en Afrique de l’Ouest, en Jamaïque et au Brésil. Dans un premier
temps, on soumet la bauxite à un traitement sodique pour
en extraire l’alumine – ou oxyde d’aluminium –, à partir de
laquelle on produit ensuite l’aluminium par électrolyse ignée.
Ce processus consomme beaucoup d’énergie électrique.

Aluminium secondaire
L’aluminium secondaire se fabrique à partir de déchets et de
crasses d’aluminium, qui sont fondus ensemble. Les crasses
sont des sous-produits issus de la fabrication et de la transformation
de l’aluminium primaire. La fabrication d’aluminium
secondaire ne requiert que 5 à 10 % de l’énergie nécessaire à la
production primaire. En outre, la quantité de résidus de production
générée est 20 fois moindre. Recycler l’aluminium
s’avère donc judicieux du point de vue aussi bien économique
qu’écologique.

Question 26

Propriétés de l’alu

Answer 26

Grande résistance mécanique
* Légèreté
* Malléabilité
* Aptitude au soudage
* Multiples possibilités de façonnage (étirage, laminage,
matriçage,
pliage)
* Bonne conductivité électrique
* Bonne tenue aux intempéries

Question 27

Alliages d’aluminium on melange avec quoi

Answer 27

• Cuivre (Cu)
• Magnésium (Mg)
• Manganèse (Mn)
• Silicium (Si)
• Zinc (Zn)

Question 28

quel type de alliage pour l’alu 2 types et a quoi sont t’il destine ?

Answer 28

Les premiers sont destinés à être transformés par forgeage
(laminage, extrusion) ; les seconds, à être moulés.

Alliages de corroyage
* Aluman
* Anticorodal
* Avional
* Extrudal
* Peraluman

Alliages de fonderie
* Alufont
* Anticorodal

Question 29

Traitements de surface de l’alu

Answer 29

• Traitement de surface chimique
• Anodisation
• Application d’un revêtement

Question 30

Anodisation c’est quoi ?

Answer 30

L’anodisation – appelée aussi oxydation anodique ou, en Suisse
romande, éloxage – consiste à renforcer, par électrolyse, la
pellicule d’oxyde qui se forme naturellement sur l’aluminium.
D’une épaisseur de 5 à 25 μm selon les exigences, ce film protecteur,
incolore et poreux, est apte à absorber des colorants
ou pigments, ce qui permet de teinter l’aluminium de manière
à ce que la couleur fasse partie intégrante de la couche protectrice.

Question 31

Application d’un revêtement c’est quoi ?

Answer 31

L’application d’un revêtement ne modifie pas la structure
superficielle
de l’aluminium lui-même. Elle permet de conférer
au métal les avantages du revêtement choisi, ce qui élargit
encore les possibilités d’utilisation du matériau. Parmi les
multiples procédés de revêtement envisageables pour l’aluminium,
deux sont particulièrement répandus dans l’industrie
du bâtiment, à savoir :
* le laquage au pistolet (peinture liquide) ;
* le poudrage électrostatique, ou thermolaquage
(peinture en poudre).
Tant dans le cas de l’anodisation que de l’application d’un revêtement,
la pièce d’aluminium à traiter doit être préalablement
soumise à une préparation mécanique ou chimique

Question 32

Traitement de surface chimique c’est quoi

Answer 32

Les traitements de surface chimiques étant peu employés
dans l’industrie de la construction, il n’y a pas lieu de les décrire
ici plus en détail.

Question 33

Importance de l’aluminium

Answer 33

L’aluminium est de loin le métal non ferreux le plus utilisé
dans le bâtiment. Il s’agit d’un matériau pérenne, largement
résistant à la corrosion et aisé à façonner, à la fois très léger
et doté d’une grande résistance mécanique. Si sa fabrication
se révèle très polluante et gourmande en énergie, l’aluminium
peut être indéfiniment recyclé sans pertes de qualité, la
production d’aluminium secondaire ne consommant en outre
qu’environ 5 à 10 % de l’énergie nécessaire pour fabriquer de
l’aluminium primaire. La part d’aluminium secondaire représente,
en moyenne européenne, environ 50 % de la production
totale d’aluminium.

Question 34

Problèmes de l’alu

Answer 34

La fabrication d’aluminium primaire est précédée d’un processus
d’extraction de matière première très énergivore, et la
transformation de la bauxite en aluminium se révèle très
polluante. Pour chaque tonne d’aluminium sont en effet produites
entre une et six tonnes de boues rouges, des résidus
toxiques qui sont encore trop souvent déversés dans les mers
et les grands lacs, voire les rivières, avec des conséquences la
plupart du temps mortelles pour les écosystèmes touchés. Les
procédés métallurgiques de fabrication et de transformation
produisent des gaz nocifs pour la flore, la faune et les riverains
des usines. La production d’une tonne d’aluminium pur nécessite
environ 13’500 kWh d’énergie électrique. Celle d’une tonne
d’aluminium secondaire dégage dix tonnes de CO2 en moins, ce
qui correspond à une réduction des émissions de 85 %.

Question 35

Recommandations

Answer 35

On utilise souvent de l’aluminium là où d’autres matériaux
moins énergivores pourraient rendre les mêmes services. Ainsi,
une ossature en bois renferme environ dix fois moins d’énergie
grise qu’une en aluminium. Certains emplois de l’aluminium
se justifient cependant tout à fait d’un point de vue écologique.
Grâce à son excellente résistance à la corrosion, l’aluminium
utilisé pour les portes et les fenêtres peut être mis en oeuvre
non traité, ou anodisé mais non teinté. Un revêtement ne
s’imposera que pour des raisons esthétiques, ou si l’élément
concerné est exposé à des solutions alcalines, des acides ou
des sels.

Question 36

Le cuivre dans le bâtiment ou ?

Answer 36

L’utilisation du cuivre comme matériau de construction remonte
à l’Antiquité. Ses nombreuses propriétés favorables
valent à ce métal une bonne réputation. Dans le bâtiment, on y
recourt souvent pour fabriquer des conduites de toutes sortes,
ainsi que pour réaliser des ouvrages de ferblanterie et de couverture.

Question 37

Principaux éléments de construction en aluminium :

Answer 37

• Fils électriques
• Tuyaux pour installations de chauffage et sanitaires
• Tôles pour travaux de ferblanterie et couverture
• Tôles pour bardages

Question 38

fabrication du cuivre

Answer 38

Comme pour l’acier et l’aluminium, on établit la distinction
entre :
* le cuivre primaire, ou cuivre de première fusion ;
* le cuivre secondaire, ou cuivre de deuxième fusion
(cuivre recyclé).

Cuivre primaire
Le cuivre primaire s’obtient à partir de divers minerais de cuivre,
dont le principal est la chalcopyrite. Les minerais concassés
sont d’abord enrichis par flottation, puis oxydés en plusieurs
étapes dans des fours de grillage. L’oxyde de cuivre est ensuite
transformé par réduction en cuivre de première fusion pour la
construction, avec un degré de pureté d’environ 98.5 %. Pour
pouvoir être utilisé dans l’industrie électrique, ce cuivre doit
être débarrassé des impuretés restantes par électrolyse.

Cuivre secondaire
Le cuivre secondaire se fabrique à partir du cuivre issu de la
collecte de produits en fin de vie (déchets électriques, tuyaux
récupérés dans de vieux bâtiments, etc.) ainsi que des déchets
issus des processus industriels eux-mêmes. La fabrication de
cuivre secondaire ne nécessite que 20 % de l’énergie consommée
lors de la production de cuivre primaire. À l’heure actuelle,
près de la moitié du cuivre utilisé en Europe est issue de la
production secondaire. Le cuivre peut être recyclé indéfiniment
sans subir de pertes de qualité.

Question 39

proprietes du cuivre ?

Answer 39

Le cuivre employé dans le bâtiment présente en général les
propriétés suivantes :
* Matériau antibactérien
* Mauvaise aptitude au soudage
* Excellente conductivité électrique
* Excellente conductivité thermique
* Malléabilité
* Bonne tenue aux intempéries
* Multiples possibilités de façonnage (étirage, laminage,
matriçage,
pliage, forgeage, brasage)
* Ductilité

Question 40

Patine c’est quoi

Answer 40

Le cuivre pur présente un éclat métallique et une teinte rougeâtre.
Au contact de l’air, il se couvre très rapidement d’une
mince pellicule d’oxyde imperméable à l’air et à l’eau, qui rend
le métal très résistant à la corrosion. Au fur et à mesure que ce
film s’épaissit, le cuivre prend une patine brun-noir tout à fait
caractéristique.
Lorsque le cuivre est très exposé aux eaux de pluie – par exemple
lorsqu’il est mis en oeuvre comme matériau de couverture
–, cette couche protectrice continue de se modifier. Il se
forme des composés de cuivre alcalins qui génèrent, peu à peu,
une patine verte. Cette patine ne doit pas être confondue avec
du vert-de-gris.

Question 41

Alliages de cuivre

Answer 41

Il existe plus de 400 alliages de cuivre (ou cupro-alliages)
différents, dont chacun présente des propriétés spécifiquement
adaptées à un usage particulier. Aucun autre métal n’offre par
ailleurs, avec ses alliages, un éventail de teintes aussi large.

Question 42

Les principaux éléments d’alliage sont les suivants : du cuivre

Answer 42

Aluminium (Al)
* Étain (Sn)
* Nickel (Ni)
* Zinc (Zn)

Question 43

Dans le bâtiment, les alliages de cuivre ne jouent pas un rôle
prépondérant, mais on les y retrouve néanmoins dans de nombreux
domaines. Comptent parmi les cupro-alliages les plus
courants :

Answer 43

le bronze (cuivre + étain) ;
* le bronze d’aluminium ;
* le laiton (cuivre + zinc) ;
* le laiton rouge ;
* le cupronickel.

Question 44

Traitements de surface du cuivre

Answer 44

Les éléments en cuivre ou alliage de cuivre peuvent faire l’objet
de traitements superficiels variés, parmi lesquels on choisira
le plus approprié à la fonction de l’élément concerné.

Les principaux modes de traitement envisageables sont les
suivants :
* Décapage
* Dépôt d’une couche de protection
* Émaillage
* Coloration chimique
* Patinage artificiel
* Polissage
− mécanique
− chimique
− électrolytique
Dans le bâtiment, on recourt surtout au patinage artificiel,
notamment pour les capteurs solaires, les bardages de façade
et les placages de toiture.

Question 45

Importance du cuivre

Answer 45

La demande de cuivre ne cessant d’augmenter au niveau mondial,
la question de sa disponibilité et de son recyclage devient
toujours plus pressante. L’exemple de l’électromobilité illustre
bien le phénomène : si le nombre de voitures électriques augmentait
sensiblement au cours des dix prochaines années, les
besoins en cuivre pourraient, dans ce seul domaine, être multipliés
par neuf – ce métal étant utilisé aussi bien dans les
moteurs électriques que dans les batteries.
La production de cuivre secondaire ne nécessite qu’environ
20 % de l’énergie requise pour produire du cuivre primaire. À
cela s’ajoute le fait que la fabrication d’une tonne de cuivre à
partir de matériaux recyclés émet 3.4 tonnes de CO2 en moins,
ce qui correspond à une réduction de 62 % par rapport à la
production primaire. Au sein de l’Union européenne, le cuivre
utilisé provient à 45 % de la production primaire et à 55 % du
recyclage. Avec un taux de recyclage d’environ 65 %, toutefois,
le potentiel en matière de récupération est loin d’être pleinement
exploité.

Question 46

Problèmes du cuivre

Answer 46

Le cuivre et ses alliages sont, de tous les métaux, ceux qui
exercent le plus fort impact sur l’environnement (exprimé en
unités de charge écologique [UCE]). La très faible teneur naturelle
en métal du minerai de cuivre (comprise entre 0.2 et 2.5 %
seulement) nécessite, pour obtenir un rendement satisfaisant,
des processus de transformation très gourmands en énergie.
Au contact de l’air, le métal se couvre d’une patine qui le protège.
Dans certaines circonstances, le cuivre peut aussi produire
du vert-de-gris toxique. Si de grandes surfaces exposées
aux intempéries sont couvertes de cuivre (notamment en toiture),
il se peut que des ions de métaux lourds pénètrent dans
les sols et les eaux, avec tous les problèmes qui en résultent.

Question 47

Recommandations pour le cuive

Answer 47

Si du cuivre nu est mis en oeuvre sur de grandes surfaces exposées
aux intempéries, il convient de filtrer les eaux s’écoulant
depuis les toitures et les façades à l’aide d’un filtre à
métaux approprié.

Question 48

definition metaux non fereeux

Answer 48

Comme leur nom l’indique, les métaux non ferreux sont les
métaux et alliages qui ne contiennent pas de fer. Parmi les
métaux non ferreux les plus utilisés dans le bâtiment figurent,
outre l’aluminium et le cuivre, les métaux lourds suivants :

• Plomb (Pb)
• Étain (Sn)
• Zinc (Zn)

Question 49

Plomb definition

Answer 49

En raison de sa toxicité, le plomb n’est pratiquement plus utilisé
dans le bâtiment ; tout au plus y recourt-on encore pour
des emplois spéciaux, en rénovation et dans le domaine de la
protection contre les radiations. Il reste toutefois présent dans
de nombreux bâtiments anciens, surtout en ferblanterie (étanchéité
de la couverture des pans de toiture au niveau des pénétrations,
etc.).
Les vieilles conduites d’eau potable réalisées en plomb doivent
être remplacées dans le cadre d’un concept de rénovation global,
intégrant aussi les autres conduites contaminées, la robinetterie
et les chauffe-eau.

Question 50

L’étain dans le bâtiment definition

Answer 50

L’étain n’est pratiquement pas utilisé dans le bâtiment à l’état
pur. Il est en revanche employé comme élément d’alliage ou à
des fins d’étamage (p. ex. dans l’acier étamé). Principaux domaines
d’application :
* Ouvrages de ferblanterie
* Métal d’apport pour brasage
* Ustensiles
* Revêtement métallique (étamage)

Question 51

Fabrication de l’etain

Answer 51

La principale matière première intervenant dans la production
de l’étain est la cassitérite, une espèce minérale composée
de dioxyde d’étain, qui se présente sous forme de minerai.
L’étain en est extrait au moyen d’un procédé en plusieurs étapes.
Aujourd’hui, toutefois, une grande partie de l’étain utilisé
est produit par recyclage.

Question 52

Durabilité de l’etain

Answer 52

Les impacts connus de l’étain sur l’environnement interviennent
au niveau de la production primaire, qui présente un assez fort
potentiel d’émissions de gaz à effet de serre et d’acidification.

Question 53

proprietes de l’etain

Answer 53

• Grande tendreté
• Ductilité et malléabilité
• Bonne coulabilité
• Bonne aptitude au soudage et au brasage
  L’étain pur présente un éclat métallique et une teinte blanc
  argenté. Au contact de l’air, il se couvre très rapidement d’une
  mince pellicule d’oxyde qui le rend très résistant aux altérations.

Question 54

Le zinc dans le bâtiment definition

Answer 54

Dans le bâtiment, le zinc est surtout utilisé comme élément
d’alliage – notamment sous forme de zinc-titane, qui est en
réalité un alliage de zinc, de titane et de cuivre –, ainsi qu’à des
fins de galvanisation. Principaux domaines d’application :
* Ouvrages de ferblanterie, bardages et placages de toiture
(zinc-titane)
* Fils
* Revêtement métallique (galvanisation)

Question 55

Fabrication du zinc

Answer 55

Le zinc est un élément très répandu dans la nature, qui se présente
principalement sous forme de sphalérite, un minerai de
sulfure de zinc composé d’environ 65 % de zinc. Ce dernier peut
être obtenu au moyen d’un procédé pyrométallurgique ou d’un
procédé hydrométallurgique. Le zinc possédant un point de
fusion assez bas, la production primaire nécessite relativement
peu d’énergie. Près d’un tiers du zinc utilisé aujourd’hui
est issu de la production secondaire.

Question 56

Propriétés du zinc

Answer 56

• Matériau cassant
• Aptitude au forgeage, au laminage et à l’étirage
• Bonne coulabilité
• Bonne aptitude au brasage
  Le zinc pur présente un éclat métallique et une teinte blanc
  bleuté. Au contact de l’air, il se couvre très rapidement d’une
  mince pellicule d’oxyde qui le rend très résistant aux altérations.
  Le zinc entre en réaction avec la chaux, le plâtre, le ciment et le
  béton liquides, raison pour laquelle il convient de le protéger
  pendant les travaux.

Question 57

Durabilité du zinc

Answer 57

impacts connus du zinc sur l’environnement interviennent
au niveau de la production primaire, plus précisément au niveau
de l’extraction et de la préparation des minerais, qui portent
par ailleurs fortement atteinte aux paysages.

Question 58

Corrosion – généralités

Answer 58

La corrosion engendre chaque année, dans le monde, des
coûts de plusieurs milliards de francs. Il importe donc de comprendre
comment les phénomènes de corrosion peuvent se
produire, et comment on peut les prévenir.

Question 59

Le mot corrosion vient du verbe latin corrodere, qui signifie
« ronger ». On distingue deux grands types de corrosion

Answer 59

• La corrosion chimique
• La corrosion électrochimique

Question 60

Selon l’endroit et le contexte dans lequel la corrosion intervient,
on établit, dans le domaine technique, la distinction entre
différents types de phénomènes :

Answer 60

• la corrosion de contact ;
• la corrosion par piqûres ;
• la corrosion uniforme (ou généralisée) ;
• la corrosion caverneuse (ou par crevasses) ;
• la corrosion fissurante sous contrainte.

Question 61

Corrosion chimique c’est quoi

Answer 61

La corrosion chimique est provoquée par la réaction entre deux
éléments qui forment, lorsqu’ils entrent en contact, une liaison
chimique. Lorsqu’un métal quelconque – à l’exception des
métaux nobles – entre en contact avec de l’oxygène, il se forme
à sa surface une mince pellicule d’oxyde (oxydation). Dans la
plupart des cas, ce film protège le métal sous-jacent des intempéries.
Dans le cas des métaux ferreux – et donc aussi de l’acier –,
l’oxydation ne se produit que sous l’action de l’eau. La couche
d’oxyde de fer qui se forme est peu dense et poreuse, de sorte
que les couches de métal sous-jacentes continuent de réagir
avec l’oxygène. Si aucune mesure de protection n’est prise, ce
processus se poursuit indéfiniment : le métal se détériore progressivement.
C’est ce phénomène que l’on appelle, dans le
langage courant, la rouille.
Les éléments de construction en acier doivent toujours être
protégés de la corrosion par des moyens appropriés.

Question 62

Parmi les facteurs environnementaux susceptibles de favoriser
la corrosion figurent notamment :

Answer 62

• les gaz ;
• l’eau ;
• l’air humide ;
• les sels ;
• les acides et les bases.

Question 63

Corrosion électrochimique c’est quoi

Answer 63

Dans le cas de la corrosion électrochimique, il n’est pas nécessaire
que les deux éléments intervenant dans le processus – la
plupart du temps deux métaux – entrent en contact direct l’un
avec l’autre pour entrer en réaction. Sous l’action de l’eau, il se
crée un courant électrique où le métal le moins noble cède des
ions au métal le plus noble, ce qui entraîne la décomposition
progressive du premier.
Les sels dissous dans l’eau fonctionnent ici comme des électrolytes,
sans lesquels le phénomène ne se produirait pas. Il
suffit d’un très mince film d’eau pour susciter le processus de
corrosion.
La corrosion électrochimique concerne tous les métaux. Les
pièces de fixation exposées aux intempéries ou à un air très
humide doivent être protégées en conséquence. Les pièces de
fixation des tôles doivent être d’un métal plus noble que les
tôles elles-mêmes.

Question 64

Protection anticorrosion on fait quoi

Answer 64

Les phénomènes de corrosion se produisant en général sous
l’action de l’eau, les mesures préventives consistent principalement
à empêcher que le métal à protéger n’entre en contact
direct avec celle-ci, ni avec l’oxygène et les autres substances
susceptibles de favoriser le processus. Cela peut se faire en
recouvrant le métal d’une fine couche protectrice.
Il existe pour cela divers procédés qui sont décrits dans les
chapitres consacrés aux différents métaux, ainsi que dans la
partie « Métaux plus ».

Question 65

De manière très générale, on distingue :

Answer 65

• les procédés métalliques ;
• les procédés non métalliques.

Question 66

Classement de différents métaux du moins noble au plus
noble

Answer 66

noble au plus noble

Mg Magnésium
Al Aluminium
Ti Titane
Mn Manganèse
Zn Zinc
Cr Chrome
Fe Fer
Ni Nickel
Sn Étain
Pb Plomb
Cu Cuivre
Ag Argent
Pt Platine
Au Or plus noble

Question 67

La fonte dans le bâtiment

Answer 67

La fonte est un alliage de fer et de carbone. De nos jours, on
l’utilise surtout pour fabriquer des couvercles de regard. La
fonte est très résistante à la compression et moins sujette à la
corrosion que l’acier normal. Sa teneur en carbone étant toutefois
supérieure à 2 %, elle est très cassante et résiste donc mal
aux contraintes de traction et de flexion. Du fait de son point de
fusion relativement bas et de sa fluidité à l’état de masse en
fusion, elle présente une bonne coulabilité, mais ne peut être
travaillée par forgeage.
En architecture, on parle parfois de « construction en fer » pour
désigner les ouvrages en fonte ou en fer puddlé (c’est-à-dire
en fonte décarburée) réalisés avant l’apparition de l’acier. Il
s’agit toutefois d’un abus de langage.

Question 68

La fonte dans l’architecture

Answer 68

Au XIXe siècle, la fonte a beaucoup été utilisée dans l’architecture
industrielle et la construction de ponts, ainsi que sous la
forme d’éléments de façade. C’est aussi en fonte qu’était en
général construite la structure porteuse des serres. Une mauvaise
connaissance des propriétés du matériau a toutefois
donné lieu, par la suite, à une série d’accidents graves. Ainsi la
mauvaise tenue au feu de la fonte, souvent sous-estimée,
a-t-elle notamment entraîné, sous l’effet des flammes, la
brusque défaillance de la structure de plusieurs usines, qui se
sont dès lors effondrées.
Avec le développement de l’acier moderne, dont les propriétés
sont bien meilleures, la fonte a pratiquement cessé d’être utilisée
comme matériau de construction. De nombreuses innovations
datant de l’époque de la fonte ont cependant été reprises
dans la construction en acier, ce qui a favorisé l’émergence,
dans les grandes villes américaines, de l’ère des gratte-ciel à
ossature métallique.

Question 69

Extraction du fer

Answer 69

Le fer est un élément chimique de symbole Fe, dont le nom vient
du latin ferrum. Il est le quatrième élément le plus abondant
dans la croûte terrestre continentale, dont il constitue environ
5.6 % de la masse. Cette proportion dépasse même un quart si
l’on considère la masse totale de la Terre.
Minerai de fer
Dans la nature, le fer se présente surtout sous la forme de minerais
de fer. Ceux-ci sont des mélanges de roches et de minéraux
ferrugineux, qui sont en général des oxydes de fer ou des carbonates
de fer. Les trois principaux minéraux ferrugineux
sont :
* la magnétite (teneur en fer allant jusqu’à 72 %) ;
* l’hématite (teneur en fer allant jusqu’à 70 %) ;
* la sidérite (teneur en fer allant jusqu’à 48 %).
Le minerai de fer peut être extrait aussi bien à ciel ouvert que
dans des mines souterraines. Les principaux pays producteurs
sont la Chine, l’Australie, le Brésil et l’Inde, qui assurent à eux
quatre plus de 80 % de l’extraction mondiale. En Europe, les
principaux pays producteurs sont la Russie, l’Ukraine et la
Suède.

Question 70

Le fer en tant que minéral

Answer 70

Dans la nature, le fer se présente aussi sous sa forme pure (fer
natif ou tellurique), la plupart du temps en petites quantités
seulement, sous forme de corpuscules ou de paillettes dans la
roche environnante. Plus rarement, on trouve le fer natif sous
forme de masses plates pouvant peser jusqu’à 25 tonnes. Le
fer est donc aussi classé comme minéral.

Question 71

Fabrication de la fonte brute

Answer 71

Agglomération
Pour produire de la fonte brute à partir du minerai de fer, on
soumet d’abord celui-ci à un processus de conditionnement
appelé agglomération sur chaîne. Le minerai, mélangé avec du
coke, est ici brûlé sur un convoyeur perméable à l’air, jusqu’à
ce que les fines de minerai atteignent leur température de frittage
(entre 800 et 1400 °C selon le type de minerai) et fondent
en surface. Arrivé à l’extrémité de la chaîne, le produit ainsi
obtenu, appelé aggloméré, se brise en tombant, suite à quoi il
est broyé pour être envoyé au haut-fourneau.
Haut-fourneau
Le haut-fourneau est alimenté depuis le haut, par couches
alternées de coke et d’aggloméré. On y ajoute – en plus d’autres
additions – du calcaire, qui lie les impuretés.
Au bas du haut-fourneau, on injecte de l’air préchauffé à une
température comprise en 1200 et 1300 °C (« vent »), afin d’attiser
le feu au sein du fourneau. La combustion du coke dégage
du monoxyde de carbone, qui capte l’oxygène dont se compose
l’oxyde de fer contenu dans le minerai. Ce processus, appelé
réduction, permet d’obtenir la fonte brute liquide qui se forme,
à une température d’environ 1800 à 2000 °C, dans la zone de
fusion et qui s’accumule dans le creuset. À intervalles réguliers,
on fait s’écouler d’abord le laitier, puis la fonte brute,
dont la température est d’environ 1450 °C.
Les gaz brûlants et toxiques générés au sein du haut-fourneau
montent jusqu’au gueulard, où ils sont récupérés pour être
épurés. Ils sont ensuite en partie réutilisés pour chauffer l’air
injecté dans le haut-fourneau.
Près de 90 % des hauts-fourneaux produisent ce qu’on appelle
de la fonte blanche, à partir de laquelle on fabrique de l’acier.
Les autres installations produisent de la fonte grise, à partir de
laquelle on fabrique différentes nuances de fonte.

Question 72

Galvanisation à chaud

Answer 72

La galvanisation à chaud compte parmi les procédés de métallisation
au trempé. Elle sert à protéger l’acier de la corrosion.
La pièce à protéger est d’abord nettoyée selon un procédé en
plusieurs étapes, puis immergée dans un bain de zinc en fusion
d’une température d’environ 450 °C. Durant le processus de
galvanisation, il se forme, sur la surface de contact, une couche
très résistante composée d’un alliage de fer et de zinc et, par-dessus,
une couche de zinc pur caractérisée par une excellente
adhérence. Lorsqu’elle vient d’être déposée, cette couche de
zinc présente encore un aspect brillant clair. Au fil du temps,
l’oxydation confère à la surface son aspect gris foncé mat caractéristique.

Question 73

La galvanisation à chaud peut s’effectuer selon deux procédés
:

Answer 73

Procédé discontinu (à la pièce)
* Procédé continu (à la chaîne)

Question 74

Galvanisation discontinue

Answer 74

On commence ici par fabriquer la pièce en acier à protéger,
puis
on la galvanise à chaud en entier, sans qu’aucun autre
traitement ne soit ensuite nécessaire.

Question 75

Galvanisation continue

Answer 75

Ici, de l’acier en plaques minces est immergé dans un bain de
zinc en fusion, puis transformé par formage, perforation ou découpage
– ce qui détruit la couche de zinc protectrice au niveau
des tranches.

Question 76

Effet protecteur
La galvanisation à chaud protège l’acier sous-jacent de deux
manières :

Answer 76

• Protection anticorrosion passive
• Protection anticorrosion active

Question 77

Protection anticorrosion passive

Answer 77

La protection passive contre la corrosion résulte de l’effet de
barrière déployé par le revêtement de zinc, qui protège l’acier
sous-jacent de l’action de l’eau et de l’oxygène.

Question 78

Protection anticorrosion active

Answer 78

La protection active contre la corrosion résulte de l’effet cathodique
du revêtement de zinc. Ce dernier étant un métal moins
noble que le métal ferreux qu’est l’acier, il fonctionne, sous
l’action de l’eau, comme une anode sacrificielle. Il se produit
une corrosion électrochimique lors de laquelle le zinc cède des
ions à l’acier, qu’il protège ainsi en se décomposant lui-même
peu à peu.

Question 79

Thermolaquage

Answer 79

Le thermolaquage, aussi appelé poudrage électrostatique, est
un procédé de revêtement auquel on recourt principalement
pour l’acier et l’aluminium.

Question 80

Anodisation c’est quoi

Answer 80

L’anodisation consiste à transformer la couche supérieure d’une
pièce en aluminium, par un procédé électrochimique, en une
pellicule d’oxyde protectrice très résistante. Ce procédé est
aussi appelé oxydation anodique ou, en Suisse romande, éloxage.