Le métal est roi pour un avenir durable (et rentable)

James D.Blythe

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Du bureau de James Blythe —

Ok les auditeurs, sortez vos verres de bouteille de coca les plus épais et vos protecteurs de poche. Parlons de science des matériaux pour démarrer votre semaine.

Pendant très longtemps, la métallurgie (la science des métaux et des alliages métalliques) n’a pas été particulièrement sexy. « Eh bien, avec M. Blythe, n'avons-nous pas découvert tous les métaux qui existent ? Que pourrait-il rester ? Nous fabriquons encore tout en acier, comme c'est ennuyeux ! Avez-vous entendu parler de ce dernier truc composite à micro-tubes et nano-points de graphène ? » Je peux comprendre ce sentiment.

Pourtant, dans un monde de super matériaux, le métal est suprême.

Lorsqu’un travail doit absolument être accompli, vous appelez les métaux. Lorsqu’un bâtiment doit être construit ou qu’une structure de voiture doit être fabriquée, vous appelez des métaux. Si vous avez besoin de résistance, de durabilité et de maniabilité, vous appelez les métaux.

De nouveaux alliages métalliques sont constamment inventés. Quelques points de carbone en moins par ici, quelques points de scandium en plus par là, ce genre de choses. Les grandes avancées de la métallurgie n’ont toutefois pas été aussi frappantes ni bouleversantes qu’elles auraient pu l’être dans les années 1960. Ce qui a pris du retard, cependant, ce n’est pas la recherche et le développement de nouveaux alliages, mais la mise en œuvre et l’adoption des alliages existants. Pire encore, les infrastructures américaines nécessaires à la prise en charge de ces matériaux critiques ne cessent de s’effondrer sous les pressions économiques de l’Asie et des infrastructures vieillissantes.

Bien sûr, ce n'est pas aussi percutant qu'un titre de Popular Mechanics comme « Les scientifiques inventent l'Unobtanium ! Moins cher que le papier toilette, plus résistant que l’acier ! » Mais c'est bien plus important pour notre avenir dans le monde réel.

Les gens déplorent l’obsession de la société moderne pour les plastiques, mais il y a une raison pour laquelle ces matériaux d’ingénierie prolifèrent autant dans les produits de base. Pourtant, dans une économie circulaire et durable, les plastiques et les composites ont du mal à trouver un bon endroit où vivre. Dans une économie circulaire, nous devons penser à la fin de vie de nos appareils. Lorsqu’un produit ou un appareil devient obsolète, comment le retraiter ou le réutiliser ? Pour le retraitement des plastiques et des composites, vos options sont limitées (si vous en avez).

Alors, quelle est la prochaine étape à l’horizon ?

Les alliages légers comme l’aluminium et le titane représentent l’avenir. Ces matériaux de fabrication essentiels ne sont pas nouveaux, mais sont souvent négligés au profit des produits en acier courants. Les métaux sont recyclables à l'infini et, à mesure que de plus en plus d'entreprises adoptent de nouvelles approches de conception, ces alliages ont le potentiel de nous conduire vers un avenir plus rentable et plus durable.

L'obstacle majeur ? Coût et dépendance aux exportations étrangères. Discutons-en, d'accord ?

Vous, les métallurgistes inconditionnels, avez probablement déjà entendu cela. Pour ceux d’entre vous qui ne sont pas initiés, vous n’avez probablement aucune idée de ce dont je parle.

Dans le secteur de la construction et de la fabrication, ainsi que dans de nombreux autres secteurs, les ingénieurs et les scientifiques ont depuis longtemps négligé ce qui est « nouveau ». En tant que tel, de nombreux fabricants, concepteurs et ateliers croient toujours que l’acier de construction à l’ancienne est roi et que tous les autres métaux sont impraticables.

C'est faux, mais je comprends le sentiment.

L’acier alimente une grande partie de notre monde industriel. Il domine les secteurs du transport et de la construction en tant que matériau de choix. Solide, bon marché, facilement disponible et hautement réalisable ; ce sont les marques de fabrique de bons produits en acier. C'est aussi lourd.

Le poids réduit le rendement énergétique et impose des limites significatives aux performances automobiles. Les pièces s'usent plus vite et doivent être remplacées plus souvent.

Dans les industries de la construction, l'acier est utilisé pour renforcer le béton, fournir une charpente structurelle et est même transformé en revêtements légers pour la protection contre les intempéries. Selon certaines estimations, l’utilisation de l’acier dans la construction est excessive – sur la base de la conception technique – pour réaliser des économies de main d’œuvre ou un facteur de sécurité supplémentaire. [1] Cela signifie un excès de poids et du gaspillage dans la production. De nouvelles techniques sont développées pour réduire ce poids.