HISTOIRE DES UTILISATIONS DU TUNGSTÈNE
Les découvertes concernant l'utilisation du tungstène peuvent être globalement rattachées à quatre domaines : la chimie, l'acier et les superalliages, les filaments et les carbures.
1847 : Les sels de tungstène sont utilisés pour fabriquer du coton coloré et pour rendre ignifuges les vêtements utilisés au théâtre et à d'autres fins.
1855 : Le procédé Bessemer est inventé, permettant la production en série d’acier. Parallèlement, les premiers aciers au tungstène sont fabriqués en Autriche.
1895 : Thomas Edison a étudié la capacité des matériaux à devenir fluorescents lorsqu'ils sont exposés aux rayons X et a découvert que le tungstate de calcium était la substance la plus efficace.
1900 : L’acier rapide, un alliage spécial d’acier et de tungstène, est présenté à l’Exposition universelle de Paris. Il conserve sa dureté à haute température, ce qui le rend idéal pour la fabrication d’outils et l’usinage.
1903 : Les filaments des lampes et des ampoules furent la première application du tungstène, tirant parti de son point de fusion extrêmement élevé et de sa conductivité électrique. Seul problème ? Les premiers essais révélèrent que le tungstène était trop cassant pour une utilisation généralisée.
1909 : William Coolidge et son équipe chez General Electric aux États-Unis réussissent à découvrir un procédé permettant de créer des filaments de tungstène ductiles grâce à un traitement thermique et un travail mécanique appropriés.
1911 : Le procédé Coolidge est commercialisé et, en peu de temps, les ampoules à incandescence équipées de fils de tungstène ductile se répandent dans le monde entier.
1913 : La pénurie de diamants industriels en Allemagne pendant la Seconde Guerre mondiale pousse les chercheurs à chercher une alternative aux filières en diamant, utilisées pour étirer le fil.
1914 : « Certains experts militaires alliés pensaient que l’Allemagne serait à court de munitions en six mois. Les Alliés découvrirent rapidement que l’Allemagne augmentait sa production de munitions et qu’elle avait même, pendant un temps, dépassé la leur. Ce changement était dû en partie à son utilisation d’acier rapide au tungstène et d’outils de coupe en tungstène. À la grande surprise des Britanniques, on découvrit plus tard que le tungstène ainsi utilisé provenait en grande partie de leurs mines de Cornouailles. » – Extrait du livre de K.C. Li, « TUNGSTÈNE », paru en 1947.
1923 : Une entreprise allemande de fabrication d’ampoules électriques dépose un brevet pour le carbure de tungstène, ou métal dur. Ce matériau est obtenu par « cimentation » de grains de monocarbure de tungstène (WC) très durs dans une matrice de cobalt métallique résistant, par frittage en phase liquide.
Ce résultat a changé l'histoire du tungstène : un matériau qui allie haute résistance, ténacité et dureté exceptionnelles. En effet, le carbure de tungstène est si dur que seul le diamant peut le rayer. (Le carbure est aujourd'hui la principale application du tungstène.)
Années 1930 : De nouvelles applications des composés de tungstène sont apparues dans l’industrie pétrolière pour l’hydrotraitement des pétroles bruts.
1940 : Début du développement des superalliages à base de fer, de nickel et de cobalt, afin de répondre au besoin d'un matériau capable de résister aux températures incroyables des moteurs à réaction.
1942 : Durant la Seconde Guerre mondiale, les Allemands furent les premiers à utiliser un noyau en carbure de tungstène dans les projectiles perforants à haute vitesse. Les chars britanniques étaient littéralement « fondus » sous l’impact de ces projectiles.
1945 : Les ventes annuelles de lampes à incandescence aux États-Unis s'élèvent à 795 millions d'unités.
Années 1950 : À cette époque, le tungstène est ajouté aux superalliages pour améliorer leurs performances.
Années 1960 : De nouveaux catalyseurs contenant des composés de tungstène ont vu le jour pour traiter les gaz d’échappement dans l’industrie pétrolière.
1964 : Les améliorations apportées à l’efficacité et à la production des lampes à incandescence réduisent d’un facteur trente le coût de production d’une quantité donnée de lumière, par rapport au coût lors de l’introduction du système d’éclairage d’Edison.
2000 : À cette époque, environ 20 milliards de mètres de fil électrique pour lampes étaient produits chaque année, soit une longueur équivalente à environ 50 fois la distance Terre-Lune. L’éclairage consommait entre 4 % et 5 % de la production totale de tungstène.
TUNGSTÈNE AUJOURD'HUI
Aujourd'hui, le carbure de tungstène est extrêmement répandu et ses applications comprennent la découpe des métaux, l'usinage du bois, des plastiques, des composites et des céramiques tendres, le formage sans copeaux (à chaud et à froid), l'exploitation minière, la construction, le forage de roches, les pièces structurelles, les pièces d'usure et les composants militaires.
Les alliages d'acier au tungstène sont également utilisés dans la fabrication des tuyères de moteurs de fusée, qui doivent présenter une bonne résistance à la chaleur. Les superalliages contenant du tungstène sont utilisés dans les aubes de turbines, ainsi que dans les pièces et revêtements résistants à l'usure.
Cependant, dans le même temps, le règne de l'ampoule à incandescence a pris fin après 132 ans, avec son abandon progressif aux États-Unis et au Canada.
Date de publication : 29 juillet 2021
