Des chercheurs du Laboratoire national d’Oak Ridge ont développé RidgeAlloy, un nouvel alliage d’aluminium qui transforme la ferraille contaminée des carrosseries de voitures en matériau haute performance pour les pièces automobiles. Cette innovation répond aux défis du recyclage posés par les impuretés, pouvant réduire la consommation énergétique jusqu’à 95 % par rapport à la production d’aluminium primaire. Cette percée pourrait permettre la réutilisation de jusqu’à 350 000 tonnes de ferraille d’aluminium par an en Amérique du Nord au début des années 2030.
Des scientifiques du Laboratoire national d’Oak Ridge (ORNL) du Département de l’Énergie ont mis au point RidgeAlloy, permettant la conversion d’aluminium recyclé de faible valeur provenant des panneaux de carrosserie de véhicules en composants solides et durables pour des applications automobiles structurales. Cet alliage surmonte les problèmes de contamination, tels que le fer des rivets et fixations introduit lors du déchiquetage, qui rendent généralement la ferraille inadaptée aux usages haute performance. nnLe développement répond à un afflux anticipé de ferraille d’aluminium provenant de véhicules à forte teneur en aluminium, comme la série Ford F-150 introduite vers 2015 et atteignant la fin de vie au début des années 2030. Les systèmes de recyclage en Amérique du Nord pourraient traiter 350 000 tonnes de telle ferraille de tôles de carrosserie par an, dont une grande partie va actuellement à des produits de moindre valeur ou à l’exportation. nnL’équipe de l’ORNL a utilisé l’informatique à haut débit pour plus de deux millions de calculs afin de concevoir l’alliage, en incorporant des éléments comme le magnésium, le silicium, le fer et le manganèse pour répondre aux normes de résistance, de ductilité et de sécurité en cas de collision. La diffraction neutronique à la Spallation Neutron Source de l’ORNL a aidé à analyser les effets des impuretés au niveau atomique. nn« L’équipe est passée d’un concept sur papier à une démonstration réussie d’une pièce à pleine échelle d’un nouvel alliage en seulement 15 mois », a déclaré Allen Haynes, directeur du programme central Light Metals de l’ORNL. « C’est un rythme d’innovation inédit dans le développement d’alliages structuraux complexes. » nnDes lingots issus de ferraille automobile mixte ont été produits par Trialco Aluminum du groupe PSW à Chicago et coulés en pièces de taille moyenne par Falcon Lakeside Manufacturing dans le Michigan grâce à un moulage sous haute pression. Les tests ont confirmé l’adéquation de RidgeAlloy pour les soubassements et les éléments de châssis. nn« Utiliser de la ferraille refondue au lieu d’aluminium primaire permet une réduction estimée jusqu’à 95 % de l’énergie nécessaire au traitement d’une pièce », a indiqué Amit Shyam, responsable du groupe Alloy Behavior and Design de l’ORNL. Le projet, soutenu par le Vehicle Technologies Office du DOE, pourrait s’étendre à l’aéronautique, aux machines agricoles et aux véhicules marins, renforçant les chaînes d’approvisionnement nationales.
