La tôle d’aluminium est l’un des matériaux de base dans la fabrication moderne de bateaux et de structures marines. Parmi eux,Tôle d'aluminium 1100, 3003, 5052, 5083 et 6061couvrent une gamme complète de performances, depuis les tôles économiques non traitables thermiquement pour les raccords marins généraux jusqu'aux tôles haute résistance et résistantes à la corrosion pour les coques, les ponts et les composants structurels.
| Alliage | Série | Caractéristique principale | Utilisation marine typique |
|---|
| 1100 | 1xxx | Haute pureté, excellente corrosion et formabilité | Plaques signalétiques, panneaux intérieurs, caches lumineux |
| 3003 | 3xxx | Alliage de manganèse, meilleure résistance que le 1100 | Armoires, couvercles de réservoirs, panneaux non structurels |
| 5052 | 5xxx | Bonne résistance, bonne corrosion et soudabilité | Coques de petits bateaux, plaques de pont, consoles |
| 5083 | 5xxx | Très haute résistance en 5xxx, qualité marine | Coques, ponts, structures transversales, cloisons |
| 6061 | 6xxx | Traité thermiquement, haute résistance et usinabilité | Supports, cadres, mâts, menuiseries, quincaillerie |
2. Composition chimique
(Valeurs typiques, % en poids)
2.1 Feuille d'aluminium 1100
| Élément | Oui + Foi | Cu | Mn | Zn | Autres (chacun) | Al |
|---|
| 1100 | ≤0,95 | 0,05 à 0,20 | ≤0,05 | ≤0,10 | ≤0,05 | ≥99,00 |
2.2 Feuille d'aluminium 3003
| Élément | Et | Fe | Cu | Mn | Zn | Autres (chacun) | Al |
|---|
| 3003 | ≤0,6 | ≤0,7 | 0,05 à 0,20 | 1,0–1,5 | ≤0,10 | ≤0,05 | Équilibre |
2.3 Feuille d'aluminium 5052
| Élément | Et | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Al |
|---|
| 5052 | ≤0,25 | ≤0,40 | ≤0,10 | ≤0,10 | 2,2 à 2,8 | 0,15-0,35 | ≤0,10 | Équilibre |
2.4 Feuille d'aluminium 5083 (qualité marine)
| Élément | Et | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | De | Al |
|---|
| 5083 | ≤0,40 | ≤0,40 | ≤0,10 | 0,40-1,0 | 4,0 à 4,9 | 0,05 à 0,25 | ≤0,25 | ≤0,15 | Équilibre |
2.5 Feuille d'aluminium 6061
| Élément | Et | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | De | Al |
|---|
| 6061 | 0,40-0,80 | ≤0,70 | 0,15-0,40 | ≤0,15 | 0,80-1,20 | 0,04–0,35 | ≤0,25 | ≤0,15 | Équilibre |
indiquer:
- Série 5xxx (5052/5083): Mg comme principal élément d'alliage ⇒ excellente résistance à la corrosion par l'eau de mer.
- 6061: Système Mg + Si ⇒ peut être traité thermiquement pour une plus grande résistance et un bon usinage.
3. Propriétés mécaniques et spécifications techniques
3.1 Propriétés mécaniques typiques
(Valeurs représentatives à température ambiante ; les valeurs exactes dépendent de l'état et de l'épaisseur)
| Alliage | Caractère commun | Résistance à la traction (MPa) | Limite d'élasticité (MPa) | Allongement (%) | Remarques |
|---|
| 1100 | H14 | 110-145 | 95-125 | 5 à 10 | Formage doux et facile |
| 3003 | H14 | 130-180 | 115-160 | 5-12 | Résistance supérieure à 1100 |
| 5052 | H32 | 215-265 | 160-215 | 7-12 | Bon matériau de coque marine |
| 5083 | H116 / H321 | 275-350 | 125-215 | 10-17 | Qualité marine, haute résistance |
| 6061 | Flotter | 240-310 | 200-260 | 6-12 | Pièces rigides traitées thermiquement |
3.2 Plage d'approvisionnement typique
| Paramètre | 1100 et 3003 | 5052 et 5083 (Marins) | 6061 |
|---|
| Épaisseur (mm) | 0,2 à 6,0 | 1,0 à 100 | 1,0 à 100 |
| Largeur (mm) | 500-2000 | 1 000 à 2 600 | 1 000 à 2 600 |
| Longueur (mm) | 1 000 à 12 000 | 1 000 à 12 000 | 1 000 à 12 000 |
| Surface | Moulin, brossé | Moulin, antidérapant, revêtu | Fraise, anodisée |
| Normes (typiques) | ASTMB209 | ASTMB928/B209 | ASTMB209 |
(Des dimensions et états personnalisés peuvent être produits selon des dessins et des normes telles que ABS, DNV, LR, CCS pour la classification marine.)
4. Performances en milieu marin
4.1 Résistance à la corrosion dans l'eau de mer
| Alliage | Résistance à la corrosion par l'eau de mer | Utilisation typique sur bateau |
|---|
| 1100 | Bonne ambiance, bonne dans l'eau de mer | Intérieur, zones sèches, pièces décoratives |
| 3003 | Mieux que 1100, pas pour l'immersion | Caissons, couvertures, meubles en cabine |
| 5052 | Très bien, adapté aux zones d'éclaboussures | Petites coques, plaques latérales, plaques de pont |
| 5083 | Excellent contact à long terme avec l'eau de mer | Fond de coque, zones de cale, éléments de structure |
| 6061 | Bon, mais prudent en immersion + crevasse | Cadres, supports, mâts, pas pour fonds non protégés |
Points forts:
- 5083est lealliage préféré pour une immersion marine totaleet des pièces structurelles de coque.
- 5052est idéal pourcoques légères, roufs et plaques structurelles non critiques.
- 1100 et 3003sont principalement utilisés dansnon immergé, non porteurzones.
- 6061est excellent là oùgrande rigidité et usinage précissont nécessaires, loin des poches d’eau de mer stagnantes.
5. Avantages de l'utilisation de ces alliages pour la construction de bateaux
5.1 Légèreté et efficacité énergétique
| Paramètre | Valeur typique (alliages Al) | Note |
|---|
| Densité | ~2,70 g/cm³ | ~1/3 d'acier au carbone |
| Réduction de poids par rapport à l'acier | 40 à 60 % | Selon la conception et la structure |
| Économies de carburant (indicatif) | 8 à 15 % par rapport à la coque en acier | Sur un fonctionnement à long terme |
Une coque plus légère permet :
- Consommation de carburant réduite
- Capacité de charge utile plus élevée
- Meilleure accélération et maniabilité
5.2 Excellente formabilité et soudabilité
- 1100 et 3003 :
- Flexibilité exceptionnelle, adaptée à l'emboutissage profond, à l'estampage et aux panneaux intérieurs incurvés.
- 5052 et 5083 :
- Très bienSoudabilité MIG/TIG, faible tendance à la fissuration à chaud, largement utilisé danssoudure continue de la coque.
- 6061 :
- Soudable, mais la résistance diminue dans la zone affectée par la chaleur ; souvent utilisé dansstructures usinées et boulonnées.
6. Applications typiques pour bateaux et marines
6.1 Coques et composants structurels
| Composant | Alliages recommandés | Raisons |
|---|
| Fond de coque et coque latérale | 5083 (H116/H321), 5052 | Haute résistance à la corrosion et solidité |
| Panneaux de terrasse | 5052, 5083 | Bonne rigidité, résistance à la corrosion |
| Cloisons et cadres | 5083, 6061 (pour non immergé) | Résistance structurelle, rigidité |
| Sections de quille (bateaux en aluminium) | 5083 | Résistance élevée aux charges et aux chocs |
6.2 Superstructures et équipements
| Partie | Alliages recommandés | Remarques |
|---|
| Cabines, timoneries, toits | 5052, 3003 | Formage léger et facile |
| Garde-corps, échelles, mains courantes | 6061, 5052 | Solidité + résistance à la corrosion |
| Consoles, armoires, casiers | 1100, 3003, 5052 | Non structurel, cosmétique, léger |
| Sols & plaques antidérapantes | 5052, 5083 | Peut être modelé (damier) |
6.3 Utilisation marine auxiliaire et spéciale
| Application | Alliage | Fonctionnalité |
|---|
| Réservoirs de carburant et d'eau douce | 5052, 5083 | Bonne corrosion, soudabilité |
| Coffres à outils marins | 3003, 5052 | Formable, durable |
| Supports pour moteurs et équipements | 6061 | Haute résistance, bon usinage |
| Garnitures décoratives et plaques signalétiques | 1100, 3003 | Estampage facile, bon aspect de surface |
7. Comparaison des alliages pour les concepteurs de bateaux
7.1 Guide de sélection
| Critère | 1100 | 3003 | 5052 | 5083 | 6061 |
|---|
| Force | ★ | ★★ | ★★★ | ★★★★ | ★★★★ |
| Résistance à l'eau de mer | ★★ | ★★ | ★★★ | ★★★★★ | ★★★ |
| Soudabilité | ★★★★ | ★★★★ | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★★★ |
| Formabilité | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★★ |
| Usinabilité | ★★ | ★★ | ★★★ | ★★★ | ★★★★★ |
| Coût | ★★★★★ | ★★★★ | ★★★ | ★★ | ★★★ |
(★ = faible, ★★★★★ = excellent)
7.2 Stratégie d'utilisation typique dans un bateau
Une manière pratique de travailler dans de nombreux chantiers navals :
- 5083 :Le bordé principal, le fond et la cale où la résistance et l'immersion dans l'eau de mer sont essentielles.
- 5052 :Ponts, superstructures, panneaux intérieurs qui nécessitent encore une bonne résistance à la corrosion et une résistance modérée.
- 6061 :Supports structurels, supports moteur, cadres de précision et raccords usinés au-dessus de la ligne de flottaison.
- 3003 et 1100 :Intérieur, doublures, armoires, garnitures et étiquettes où le coût et la formabilité comptent plus que la résistance.
8. Traitement et traitement de surface
8.1 Méthodes de traitement
| Processus | Pertinence | Remarques |
|---|
| Coupe | Tous les alliages | Cisaille, plasma, jet d'eau, routage CNC |
| Pliage | Meilleur avec 1100, 3003, 5052 | Respecter le rayon de courbure minimum pour éviter les fissures |
| Soudage | Meilleur avec 5052 et 5083, bon avec 6061 | Utilisez le mastic ER5xxx pour les alliages 5xxx |
| Usinage | Meilleur avec 6061 | Recommandé lorsque des tolérances strictes sont requises |
8.2 Options de surface pour une utilisation marine
| Traitement | Fonction |
|---|
| Finition du moulin | Surface standard pour usage structurel |
| Brossé / poli | Pour surfaces décoratives et visibles |
| Anodisation (en particulier 6061, 5052) | Corrosion et apparence améliorées |
| Peinture/revêtement marin | Protection supplémentaire dans les eaux de mer difficiles |
| Motif antidérapant (plaque à damier) | Sécurité du pont |
9. Avantages pour les chantiers navals et les propriétaires
- Longue durée de vieen milieu marin, notamment avec le 5052 et le 5083.
- Coûts de maintenance réduitspar rapport à l'acier en raison d'une meilleure résistance à la corrosion et de l'absence de calamine par la rouille.
- Poids réduit, permettant une charge utile plus élevée ou une meilleure vitesse avec la même puissance.
- Conception flexible, des petits bateaux de pêche et bateaux de travail aux yachts et bateaux de patrouille.
- Bonne recyclabilité, rendant les bateaux en aluminium plus respectueux de l'environnement.
Feuilles d'aluminium 1100, 3003, 5052, 5083 et 6061fournir ensemble unensemble de solutions completpour la construction de bateaux :
- 1100/3003: économique, facile à mettre en forme pour des pièces non structurelles, intérieures et décoratives.
- 5052: matériau de coque et de pont polyvalent, équilibrant le coût, la solidité et la résistance à la corrosion.
- 5083: plaque centrale de qualité marine pour les régions d'immersion dans l'eau de mer à fortes contraintes et à long terme.
- 6061: alliage usinable à haute résistance pour cadres, supports et raccords marins de précision.
En faisant correspondre chaque alliage à l'emplacement correct et aux conditions de chargement sur le bateau, les concepteurs et les constructeurs peuvent obtenirperformances fiables, poids réduit et durabilité à long termedans des environnements marins exigeants.
