La production d'aluminium : de l'alumine au métal
L’aluminium primaire est obtenu par électrolyse de l’alumine selon le procédé découvert en 1886, au même moment mais indépendamment l’un de l’autre, par l’Américain Charles Martin Hall et le Français Paul Héroult.
Il reste aujourd'hui le seul procédé utilisé dans le monde. Si les principes de son fonctionnement n’ont pas changé, ses performances qualitatives et quantitatives ont été augmentées de façon spectaculaire.

Le procédé consiste à réduire par électrolyse de l’alumine dissoute dans un bain de cryolithe (fluorure double d’aluminium et de sodium – AlF3, 3NaF) fondue à environ 950 °C, dans une cuve traversée par un courant électrique de haute intensité.

Ainsi soumis à l’action du courant électrique continu (c’est-à-dire passant toujours dans le même sens), les ions sont transportés aux deux électrodes.

L’électrode positive, l’anode, par où entre le courant, attire les ions négatifs, l’oxygène (O--). L’anode est placée en haut du creuset où s’effectue l’électrolyse ; l’oxygène peut ainsi se dégager sous forme de CO2 gazeux, après avoir brûlé le carbone qui constitue l’anode.

L’électrode négative, la cathode, par où sort le courant, attire les ions positifs, l’aluminium (Al+++). La cathode est située au fond du creuset où l’aluminium plus lourd que le ban se dépose et reste sous forme d’une couche liquide.

Le phénomène global se traduit par la réaction : 2 Al2O3 + 3 C = 4 Al + 3CO2

Électrolyse de l’alumine
[Schéma Lesclous, p. 15]

L’aluminium métal liquide se dépose au fond de la cuve lors de l’électrolyse. Il est régulièrement prélevé par siphonage dans une poche et conduit en fonderie pour être traité et mis en forme. De là, il sera transporté dans les usines de transformation.