L'origine et l'Histoire de l'acier

Vous êtes adeptes des bracelets en acier et vous voulez savoir d'où vient l'acier, comment le recycler et bien plus ?

 

On a tout prévu pour vous et on va le voir ensemble dans cet article.

 

L'acier est en réalité un alliage métallique constitué principalement de carbone et de fer. Il faut savoir que la teneur en carbone est comprise entre 0,02 % et 2 %. C'est grâce à cette teneur en carbone que l'alliage possède les propriétés de l'acier tel qu'on le connaît.

 

Attention cependant, il existe d'autre métaux qui sont réalisés à base de fer mais qui ne sont pas de l'acier comme par exemple les ferroalliages.

 

Dans cet article vous allez connaître l'historique de l'acier de ses débuts jusqu'à aujourd'hui, le traitement de l'acier, le recyclage, les utilisations possibles et enfin découvrir qu'est-ce que l'acier inoxydable.

L'histoire de l'acier

Nous allons voir ensemble quelques dates importantes pour vous permettre d'en connaître plus sur l'histoire de l'acier.

 

Abraham Darby, un célèbre forgeron, naît le 14 Avril 1678 et commence à travailler dans une fabrique de moulins à malt puis décide d'ouvrir son propre atelier.

 

En 1702, il décide de se lancer dans la production d'ustensiles en cuivre puis, plus tard, arrive à mettre au point une nouvelle méthode de fonte de l'acier en inventant le haut fourneau de coke. Cela a pour but de pouvoir fabriquer de l'acier à moindre coût. Il décédera le 8 mars 1717.

 

La France produit du fer depuis très longtemps. Au siècle des lumières, à la demande du roi, de renommés chimistes comme Réaumur, Monge et encore Berthollet constatent que les meilleurs aciers doivent être importés. Pourquoi ? Car les gisements sur le sol français sont très phosphorés. Ils mettent au point de nouveaux procédé d'obtention d'acier par trempe et cémentation en 1722.

 

C'est au XIXe que les procédés industriels d'obtention du fer et d'acier vont réellement apparaître avec notamment l'affinage par air pulsé inventé par l'ingénieur Henry Bessemer en 1855.

 

En 1910, la France produite huit fois moins d'acier que les Etats-Unis, quatre fois moins que l'Allemagne et deux fois moins que la Grande-Bretagne. La France importe donc l'acier d'Espagne, de Suède et d'Allemagne pour l'industrie automobile et l'aviation.

 

Toujours en 1910, il faut savoir que les Etats-unis produisent à eux seuls 27,4 millions de tonner de fonte et fabriquent 36 millions de tonnes de fer et d'acier. Après cette date, l'acier est énormément recherché.

 

En 1913, l'acier inoxydable est inventé par le métallurgiste Harry Brearley dans son laboratoire en Angleterre. Il est utilisé notamment pour les couteaux en inox.

 

En 1919, juste après la guerre, le charbon, le fer et l'acier sont convoités plus que jamais. De nouvelles concessions sont ouvertes et exploitées.

Les éléments d'alliages

Les éléments d'alliages sont, pour résumé, ce que l'on va "rajouter" à l'acier pour lui modifier ou améliorer ses propriétés. Le carbone a une importance capitale car c'est lui qui, additionné au fer, confère le nom d'acier à l'alliage. En voici la liste avec les explications :

 

L'aluminium : Au-delà d'un certain seuil, il peut rendre l'acier inapte à la galvanisation à chaud. C'est un excellent désoxydant.

 

Le vanadium : il a pour but de provoquer une résistance à l'adoucissement par revenu. Il augmente la trempabilité et élève la température de surchauffe.

 

Le chrome : il a un rôle aphagène et il joue un très grand rôle dans la résistance à la corrosion lorsqu'il est présent à plus de 12 %. C'est l'élément qui confère à l'acier cette propriété de résistance à l'oxydation.

 

Le tungstène : il améliore la dureté à très haute température. Il a des fonctions quasiment similaire à celles du molybdène que nous allons voir un peu plus bas.

 

Le cobalt : il provoque une résistance à l'adoucissement lors du revenu. Il est utilisé dans de nombreux alliages magnétiques.

 

Le titane : Tout comme le niobium, que nous allons voir un peu plus bas, il a un pouvoir carburigène élevé.

 

Le manganèse : il a pour but d'augmenter la trempabilité (tout comme le vanadium) et forme des sulfures qui améliorent l'usinabilité.

 

Le silicium : il augmente la résistivité électrique et améliore l'oxydation de certains aciers réfractaires. Il est également utilisé comme désoxydant.

 

Le molybdène : il augmente la trempabilité, la résistance à haute température, la température de surchauffe et la résistance au fluage.

 

Le phosphore : il augmente fortement la trempabilité et augmente la résistance à la corrosion.

 

Le nickel : il sert à produire des aciers de trempabilité modérée ou élevée. Il permet également l'élaboration des aciers ductiles à basses températures.

 

Le niobium : il possède le même avantage que le titane (à savoir un pouvoir carburigène élevé) mais beaucoup moins volatil.

Le recyclage de l'acier

Tous les objets en acier usagés retournent en aciérie pour commencer leur deuxième vie. A partir de là, le cycle est infini et c'est ainsi qu'un objet en acier a pu faire dix, vingt, trente cycles de production. Nous allons voir ensemble un cycle complet pour mieux comprendre :

 

- La récupération : il existe trois procédures de récupération.

 

La première est la récupération au centre tri. Après avoir été triés par les consommateurs, les emballages sont conditionnées mais pour l'acier, aucune manipulation n'est nécessaire car la récupération est magnétique.

 

La deuxième est la récupération après incinération. Dans un incinérateur, les ordures sont brûlées à environ 800°C, ça fait chaud n'est-ce pas ? Et bien pas assez pour l'acier qui ne brûle pas à cette température. Les déchets en acier sont donc très facilement récupérés avec un électroaimant.

 

La troisième et dernière procédure est la récupération avant compostage. Dans les usines chargées de traiter, puis de séparer les déchets pour en faire du compost, les boites en acier sont récupérées grâce à un électroaimant puis acheminées vers les sites de préparation des ferrailles pour les aciéries.

 

- Les contrôles : A l'entrée de chaque aciérie, chaque camion est minutieusement inspecté et l'état de l'acier est jugé avant tout nouveau processus de fabrication. Les emballages industriels de produits dangereux sont, eux, recyclés dans une installation spécialisée. Il faut également savoir que les emballages en acier doivent être le moins souillés possible.

 

- L'appropriation : L'emballage en acier usagé doit passer par la case "appropriation". Le but est simple, il s'agit de lui faire subir différentes opérations et traitements tels que le broyage ou le compactage afin que l'acier atteigne la pureté et la densité voulue. L'acier recyclé dont répondre à des critères très précis si il veut espérer commencer sa seconde vie.

L'acier inoxydable

Nous ne pouvons pas parler d'acier sans parler de l'acier inoxydable que nous connaissons tous.

 

C'est en 1925 qu'est mis au point le procédé Ugine-Perrin. C'est une méthode permettant d'obtenir un acier inoxydable pur, bon marché et fiable par agitation des aciers avec des laitiers préalablement fondus (pour obtenir une épuration complète des aciers).

 

L'acier inoxydable qui est, plus communément appelé inox est un alliage d'acier possédant plus de 10,5 % de chrome.

 

Sa propriété principale est d'être peu sensible à la corrosion et de de ne pas se dégrader en rouille. Pourquoi ? Justement par sa forte teneur en chrome.

En effet, la présence de chrome en solution au-delà de 10,5% provoque la formation d'une couche protectrice d'oxyde de chrome qui lui confrère son inoxydabilité.

 

D'autres composants peuvent aussi être ajoutés ; le nickel par exemple qui améliore les propriétés mécaniques et la ductilité en particulier ou encore des éléments à haut points de fusion comme le vanadium qui ont pour but d'obtenir une forte résistance aux hautes température au contact d'une flamme.