La fabrication de l'aluminium se déroule en deux étapes principales. D'abord, la bauxite (minerai) est transformée en alumine par le procédé Bayer (attaque à la soude à haute température). Ensuite, l'alumine est transformée en aluminium pur par électrolyse dans un bain de cryolithe fondue à 950 °C (procédé Hall-Héroult). Ce processus nécessite environ 13 000 à 15 000 kWh d'électricité par tonne d'aluminium produite, ce qui explique l'implantation des usines près des centrales hydroélectriques.
La technique de l'aluminium : Fabrication, Transformation et Menuiserie
Découvrez la technique de l'aluminium en menuiserie : extrusion, alliages, rupture de pont thermique, thermolaquage et pose.
L'aluminium est aujourd'hui le matériau de référence pour la menuiserie de façade, les murs-rideaux et les ouvrages tertiaires. Derrière chaque fenêtre, chaque porte et chaque baie vitrée se cache un processus technique complexe : de l'extraction de la bauxite à la pose en chantier, en passant par l'extrusion, le thermolaquage et l'usinage. Cet article vous explique en détail la technique de l'aluminium appliquée à la menuiserie, les procédés de fabrication, les alliages utilisés, les normes en vigueur et les savoir-faire indispensables pour produire des ouvrages durables et performants.
Sommaire
Qu'est-ce que l'aluminium ?
L'aluminium est un métal léger, non ferreux, de symbole chimique Al et de numéro atomique 13. C'est le troisième élément le plus abondant de la croûte terrestre après l'oxygène et le silicium, et le métal le plus répandu à l'état naturel.
Propriétés physiques et chimiques de l'aluminium
L'aluminium possède des caractéristiques uniques qui en font un matériau de choix pour la menuiserie :
- Densité faible : 2,7 g/cm³ (environ 3 fois plus léger que l'acier)
- Température de fusion : 660 °C
- Résistance à la corrosion : formation d'une couche d'alumine protectrice au contact de l'air
- Conductivité thermique élevée : 237 W/m·K (nécessite des solutions pour l'isolation)
- Ductilité et malléabilité : se prête à toutes les formes
- Résistance mécanique : améliorée par les alliages
- 100 % recyclable sans perte de qualité
Pourquoi l'aluminium est-il utilisé en menuiserie ?
L'aluminium répond à quatre enjeux majeurs des ouvrages contemporains :
✅ Légèreté : permet de réaliser des ouvrages de grandes dimensions (murs-rideaux, baies vitrées)
✅ Durabilité : 40 à 50 ans de durée de vie minimum en menuiserie
✅ Esthétique : profilés fins, design contemporain, personnalisation RAL
✅ Performance : isolation thermique grâce à la rupture de pont thermique, étanchéité AEV élevée
Contrairement au PVC, l'aluminium permet de fabriquer des menuiseries de grandes dimensions sans déformation. Contrairement au bois, il ne nécessite aucun entretien structurel.
Pour en savoir plus sur la comparaison des matériaux, consultez notre article Fenêtre Aluminium vs PVC : Quel est le Meilleur Choix ?
De la Bauxite au Métal : la Production de l'Aluminium
La production d'aluminium est un processus industriel en deux grandes étapes qui transforme un minerai brut en métal pur utilisable.
L'extraction de la bauxite
La bauxite est le minerai qui contient la plus forte concentration d'oxyde d'aluminium (30 à 60 %). Elle est principalement extraite dans les régions tropicales et subtropicales : Australie, Guinée, Brésil, Chine, Jamaïque.
L'extraction se fait dans des mines à ciel ouvert, ce qui permet une exploitation à grande échelle. Une fois extraite, la bauxite est concassée, lavée et expédiée vers les usines de traitement.
Le procédé Bayer : obtenir l'alumine
Mis au point en 1887 par Karl Josef Bayer, le procédé Bayer permet d'extraire l'alumine (oxyde d'aluminium, Al₂O₃) de la bauxite. Les étapes sont les suivantes :
- Broyage de la bauxite
- Attaque à la soude caustique à haute température (250 °C) et haute pression
- Décantation pour séparer l'alumine des résidus (boues rouges)
- Précipitation puis calcination à 1 000 °C pour obtenir une poudre blanche : l'alumine
Il faut environ 4 à 5 tonnes de bauxite pour produire 1 tonne d'alumine.
Le procédé Hall-Héroult : obtenir l'aluminium
Le procédé Hall-Héroult, découvert simultanément en 1886 par Paul Héroult (France) et Charles Martin Hall (États-Unis), transforme l'alumine en aluminium pur par électrolyse ignée.
- L'alumine est dissoute dans de la cryolithe fondue (Na₃AlF₆) à environ 950 °C
- Un courant électrique continu de forte intensité traverse le bain
- L'aluminium liquide se dépose au fond de la cuve
- Il est prélevé puis coulé en lingots ou en billettes
Il faut environ 2 tonnes d'alumine et 13 000 à 15 000 kWh pour produire 1 tonne d'aluminium primaire. C'est pourquoi les usines d'aluminium sont généralement implantées près de sources d'énergie hydroélectrique.
Aluminium primaire vs aluminium recyclé
L'aluminium secondaire (recyclé) ne consomme que 5 % de l'énergie nécessaire à la production d'aluminium primaire. Pour cette raison, la menuiserie aluminium moderne intègre de plus en plus d'aluminium recyclé, sans aucune perte de qualité technique.
Les Alliages d'Aluminium en Menuiserie
L'aluminium pur est trop mou pour un usage structurel. En menuiserie, on utilise donc des alliages qui améliorent la résistance mécanique, l'aptitude à l'extrusion et la résistance à la corrosion.
La série 6000 : la référence en menuiserie
Les alliages de la série 6000 (aluminium + magnésium + silicium) représentent 95 % des profilés utilisés en menuiserie aluminium. Ils offrent le meilleur compromis entre :
- Résistance mécanique
- Aptitude à l'extrusion
- Résistance à la corrosion
- Aptitude aux traitements de surface (thermolaquage, anodisation)
Nuances 6060, 6063 et 6005 : leurs usages
Trois nuances dominent le marché de la menuiserie :
Alliage 6060 : le plus courant en menuiserie standard. Excellent pour les profils creux complexes (fenêtres, portes, baies coulissantes).
Alliage 6063 : légèrement plus résistant que le 6060. Utilisé pour les profilés soumis à des contraintes mécaniques plus importantes.
Alliage 6005 : haute résistance mécanique. Utilisé pour les murs-rideaux, les vérandas de grande portée et les structures nécessitant une forte tenue.
Tableau comparatif des alliages de menuiserie
Le choix de l'alliage est déterminé par le gammiste (fabricant de profilés) selon les performances attendues. Les normes EN 755-9 et EN 12020 encadrent la production des profilés extrudés.
La Technique de l'Extrusion
L'extrusion est le procédé par lequel l'aluminium prend la forme des profilés utilisés en menuiserie. C'est une étape technique cruciale qui conditionne la qualité finale de l'ouvrage.
Principe de l'extrusion
L'extrusion consiste à pousser de l'aluminium chauffé à travers une matrice (filière) pour lui donner une forme précise et constante sur toute sa longueur. Le principe est comparable à celui d'une presse à pâtes : le métal ramolli prend la forme de l'orifice par lequel il est forcé.
On distingue trois types de profilés selon leur géométrie :
- Profilés pleins (pas de cavité)
- Profilés semi-creux (cavité partielle)
- Profilés creux (cavité complète, tubulaires)
La menuiserie utilise principalement des profilés creux pour loger les joints, les systèmes de verrouillage, les barrettes de rupture thermique et le vitrage.
Les billettes d'aluminium
Les billettes sont les cylindres d'aluminium qui alimentent la presse d'extrusion. Elles mesurent généralement :
- Diamètre : 6 à 10 pouces (152 à 254 mm)
- Longueur : 500 à 1 000 mm
- Composition : alliage de la série 6000 adapté à l'extrusion
Avant extrusion, les billettes sont préchauffées à environ 450-500 °C. Cette température correspond à la phase plastique de l'aluminium : le métal devient malléable sans être liquide.
La filière : le moule de l'extrusion
La filière (ou matrice) est un outil en acier trempé percé du profil à obtenir. Sa conception est un savoir-faire essentiel :
- Matière : acier à outils H13 traité thermiquement
- Précision d'usinage : au centième de millimètre
- Durée de vie : 5 000 à 20 000 extrusions selon la complexité du profil
La filière détermine la géométrie exacte du profilé : épaisseurs de paroi, cavités, gorges pour les joints, feuillures de vitrage, logements de quincaillerie.
Le refroidissement et la trempe
À la sortie de la presse, le profilé aluminium est refroidi rapidement (trempe à l'air ou à l'eau) pour figer sa structure métallurgique. Suit ensuite un traitement thermique de vieillissement artificiel (150 à 200 °C pendant plusieurs heures) qui stabilise les propriétés mécaniques de l'alliage.
Le profilé est ensuite redressé mécaniquement pour garantir une rectitude parfaite, puis coupé à la longueur commerciale (généralement 6 mètres).
Normes EN 755-9 et EN 12020
La production des profilés extrudés est encadrée par des normes européennes strictes :
- EN 755-9 : dimensions et tolérances des profils extrudés en alliages d'aluminium
- EN 12020 : profilés de précision en alliages EN AW-6060 et EN AW-6063
- EN 573-3 : composition chimique et forme des produits en aluminium
Ces normes garantissent la traçabilité et la conformité technique des profilés utilisés dans vos menuiseries.
La Rupture de Pont Thermique (RPT)
La rupture de pont thermique est la technique qui a permis à l'aluminium de devenir un matériau performant thermiquement, malgré sa forte conductivité naturelle.
Pourquoi la rupture de pont thermique est-elle indispensable ?
L'aluminium est un excellent conducteur thermique (237 W/m·K). Sans traitement, une menuiserie aluminium laisse passer le froid de l'extérieur vers l'intérieur, créant :
- Des déperditions thermiques importantes
- De la condensation sur les profilés
- Un inconfort pour les occupants
La rupture de pont thermique (RPT) résout ce problème en interrompant la continuité du métal par un isolant.
Technique d'assemblage des barrettes polyamide
Le principe de la RPT est le suivant :
- Deux demi-profilés aluminium (intérieur et extérieur) sont extrudés séparément
- Des barrettes en polyamide 6.6 renforcé de fibre de verre sont insérées entre les deux demi-profilés
- Les trois éléments sont sertis mécaniquement par déformation (pressage) pour former un seul profilé solidaire
- L'épaisseur des barrettes varie de 16 à 40 mm selon les performances visées
✅ Résultat : un profilé aluminium avec un cœur isolant qui bloque le transfert thermique
✅ Conductivité divisée par 1000 au niveau du pont thermique
✅ Coefficient Uf (transmission thermique du cadre) abaissé à 1,0 W/m²·K ou moins
Norme EN 14024 : la garantie de qualité
La norme EN 14024 définit les performances mécaniques des profilés à rupture de pont thermique. Elle impose des essais de :
- Cisaillement longitudinal (résistance de l'assemblage)
- Traction transversale
- Tenue à la température (-20 °C à +80 °C)
Chez un fabricant professionnel comme Denis Plastalu, tous les profilés RPT utilisés sont conformes à cette norme et accompagnés d'un certificat de conformité.
Les Traitements de Surface
Le traitement de surface donne à l'aluminium son aspect final et renforce sa résistance aux agressions extérieures. Trois techniques dominent le marché.
Le thermolaquage : la solution la plus répandue
Le thermolaquage (ou laquage poudre) est aujourd'hui utilisé sur plus de 90 % des menuiseries aluminium en France. Le processus comprend :
- Dégraissage du profilé
- Chromatation ou passivation (traitement de conversion pour l'adhérence)
- Application électrostatique de poudre de polyester
- Cuisson en étuve à 180-200 °C pendant 20-30 minutes
- Polymérisation de la poudre en un revêtement dur et résistant
Épaisseur standard : 60 à 120 microns
Durabilité : 20 à 30 ans sans altération visible
Couleurs : plus de 200 teintes RAL disponibles + finitions spéciales (sablé, structuré, effet bois, métallisé)
Les labels de qualité : Qualicoat et Qualimarine
Deux labels de qualité encadrent le thermolaquage :
- Qualicoat : label international garantissant la qualité du thermolaquage (adhérence, résistance aux UV, tenue des couleurs)
- Qualicoat Seaside : norme renforcée pour les environnements marins (moins de 10 km des côtes)
- Qualimarine : label français spécifique au littoral, plus exigeant que Qualicoat Seaside
L'anodisation : l'alternative traditionnelle
L'anodisation est un traitement électrochimique qui renforce la couche naturelle d'oxyde de l'aluminium. Elle consiste à plonger le profilé dans un bain d'acide sulfurique et à faire circuler un courant électrique.
Avantages de l'anodisation :
✅ Aspect métallique naturel
✅ Résistance à la corrosion exceptionnelle
✅ Durabilité très longue (50+ ans)
✅ Non recouvrante (conserve l'aspect du métal)
Inconvénients :
❌ Palette de couleurs limitée (tons métalliques, champagne, bronze, noir)
❌ Coût plus élevé que le thermolaquage
❌ Moins adapté aux restaurations de teintes exactes
Le label Qualanod garantit la qualité de l'anodisation.
Les finitions disponibles
Sur une menuiserie aluminium, vous pouvez aujourd'hui obtenir :
- Couleurs RAL : plus de 200 teintes uniformes
- Bicoloration : intérieur et extérieur de couleurs différentes
- Finitions texturées : satiné, mat, sablé, structuré
- Effets spéciaux : imitation bois, effet corten, métallisé
- Finitions Anodic : reproduction de l'aspect anodisé en thermolaquage
Tableau comparatif des traitements de surface
La Fabrication en Atelier
Une fois les profilés livrés chez le fabricant de menuiseries, plusieurs étapes de transformation permettent d'obtenir le produit fini. C'est ici que se joue la précision de l'ouvrage.
Le débit des profilés
Le débit consiste à couper les profilés aluminium à la longueur exacte requise par le plan de fabrication. Il est réalisé sur des scies à commande numérique :
- Scie à une tête : pour les petites séries et les coupes simples
- Scie à deux têtes : pour la production en série, permet de découper les deux extrémités simultanément
- Précision : ±0,1 mm sur la longueur, ±0,1° sur les angles
Les coupes sont généralement à 45° pour les cadres (assemblage par équerres) ou à 90° pour les traverses.
L'usinage : fraisage, perçage, taraudage
L'usinage prépare les profilés pour recevoir la quincaillerie et les accessoires. Les opérations les plus courantes :
- Fraisage : creusement de cavités pour gâches, crémones, paumelles
- Perçage : trous pour vis, passages de câbles
- Taraudage : filetage pour vissage direct
- Poinçonnage : découpes précises pour évacuation d'eau, verrous
- Ébavurage : élimination des bavures de coupe
Ces opérations sont réalisées sur des centres d'usinage à commande numérique (3 à 5 axes) qui garantissent une précision au centième de millimètre.
L'assemblage des cadres
L'assemblage des cadres de menuiserie se fait selon différentes techniques :
Assemblage par équerres serties : technique la plus répandue. Des équerres en aluminium ou zamak sont insérées dans les gorges des profilés et serties par pressage hydraulique. Cette technique est conforme aux exigences de résistance mécanique de la norme NF EN 14351-1 (fenêtres et portes extérieures).
Assemblage par vis : utilisé pour les structures complexes (murs-rideaux, vérandas)
Assemblage par soudure : réservé aux cas particuliers (grandes structures, assemblages non visibles)
Le montage des accessoires et du vitrage
Une fois le cadre assemblé, le fabricant monte :
- Les joints d'étanchéité (EPDM, silicone)
- La quincaillerie : paumelles, crémones, gâches, poignées
- Les systèmes de manœuvre (compas, coulisses, mécanismes de rotation)
- Le vitrage (pose avec cales, parcloses et joints)
Le contrôle qualité
Avant expédition, chaque menuiserie subit un contrôle qualité rigoureux :
✅ Vérification dimensionnelle (± 1 mm sur 1 000 mm selon EN 14351-1)
✅ Test de fonctionnement (ouverture, fermeture, verrouillage)
✅ Contrôle visuel (aspect des profilés, uniformité du laquage)
✅ Vérification des accessoires et joints
✅ Étiquetage et marquage CE obligatoire
Pour découvrir notre processus de fabrication en détail, consultez Menuiserie Aluminium à Amiens : Guide Complet.
La Pose sur Chantier
La pose d'une menuiserie aluminium est une étape critique qui conditionne la performance réelle de l'ouvrage. Une menuiserie mal posée perd l'essentiel de ses qualités thermiques et d'étanchéité.
Les techniques de pose
Selon la configuration du bâtiment, plusieurs techniques de pose sont possibles :
Pose en applique : la menuiserie est fixée contre le mur, à l'intérieur ou à l'extérieur. Adaptée aux murs épais et aux rénovations lourdes.
Pose en feuillure : la menuiserie est encastrée dans une feuillure prévue dans la maçonnerie. Solution esthétique pour les constructions neuves.
Pose en tunnel : la menuiserie est insérée dans l'épaisseur du mur, sans recouvrement. Convient aux murs de faible épaisseur.
Pose en rénovation : le dormant existant est conservé et la nouvelle menuiserie est fixée dessus. Solution rapide qui réduit l'emprise de la baie.
Étanchéité et calfeutrement
L'étanchéité entre la menuiserie et le gros œuvre est assurée par :
- Mousse expansive pour combler les vides
- Joints compribande pour l'étanchéité à l'air et à l'eau
- Mastic silicone pour les finitions extérieures
- Bavettes aluminium sur les appuis exposés à la pluie
La conformité classement AEV (Air, Eau, Vent) de la menuiserie dépend autant de la qualité du produit que de la qualité de la pose.
Le DTU 36.5 : la référence réglementaire
La pose des menuiseries aluminium extérieures est encadrée par le DTU 36.5 (Mise en œuvre des fenêtres et portes extérieures). Ce document technique unifié définit :
- Les supports admissibles (béton, maçonnerie, bois, métal)
- Les méthodes de pose selon le type de support
- Les exigences d'étanchéité
- Les tolérances dimensionnelles
- Les obligations documentaires (procès-verbal de réception)
Le respect du DTU 36.5 est essentiel pour engager la garantie décennale sur l'ouvrage.
L'Aluminium et l'Environnement
La menuiserie aluminium s'inscrit dans une démarche de construction durable grâce à son excellente recyclabilité.
Un matériau 100 % recyclable
L'aluminium présente une caractéristique unique parmi les matériaux de construction : il est recyclable à l'infini sans perte de qualité. Un profilé aluminium en fin de vie peut être refondu et utilisé pour produire un nouveau profilé aux performances identiques.
Chiffres clés de la recyclabilité de l'aluminium :
- 75 % de l'aluminium produit depuis 1888 est encore en usage
- 95 % d'économie d'énergie par rapport à la production primaire
- Taux de recyclage des menuiseries aluminium en Europe : 90 %
L'aluminium bas carbone
Face aux enjeux climatiques, les producteurs d'aluminium développent des filières bas carbone :
- Aluminium hydroélectrique : production utilisant de l'énergie renouvelable (Norvège, Islande, Québec)
- Aluminium recyclé : empreinte carbone divisée par 20
- Certifications ASI (Aluminium Stewardship Initiative) : traçabilité environnementale
Les profilés bas carbone permettent de réduire considérablement l'empreinte carbone d'un bâtiment, ce qui est valorisé dans les certifications HQE, BREEAM et LEED.
FAQ - La Technique de l'Aluminium
Conclusion
La technique de l'aluminium appliquée à la menuiserie est un savoir-faire industriel complet, qui mobilise des procédés métallurgiques avancés (extrusion, trempe), des traitements de surface sophistiqués (thermolaquage, anodisation) et une fabrication de précision en atelier. Chaque étape — de la bauxite au chantier — conditionne la qualité, la durabilité et la performance de vos menuiseries.
Chez Denis Plastalu, fabricant de menuiseries aluminium à Amiens depuis 1956, nous maîtrisons l'ensemble de la chaîne de fabrication : choix des alliages, débit, usinage, assemblage, pose. Cette expertise technique est la garantie d'ouvrages qui durent 40 à 50 ans minimum et qui répondent aux exigences les plus strictes (RE2020, classement AEV, DTU 36.5).
✅ Choisissez des profilés certifiés (EN 755-9, EN 12020, EN 14024)
✅ Privilégiez les traitements labellisés (Qualicoat, Qualimarine, Qualanod)
✅ Confiez la pose à un professionnel qualifié respectant le DTU 36.5
✅ Exigez le marquage CE et le classement AEV sur chaque menuiserie
Un projet de menuiserie aluminium ?
Contactez-nous pour étudier votre projet. Nos équipes à Amiens vous accompagnent de la conception à la pose, avec plus de 65 ans d'expertise technique.
Sources Utiles
- Performance thermique
- Ouvrant caché vs Ouvrant visible
- Menuiserie centre aquatique
- Menuiserie aluminium à Amiens
