Anodisation : sulfurique, chromique, dure — épaisseurs, couleurs et limites

L'anodisation est une oxydation électrochimique de l'aluminium : la pièce sert d'anode dans un bain acide, et le courant fait croître à sa surface une couche d'oxyde d'aluminium dure, adhérente et poreuse. Il en existe trois grandes familles. L'anodisation sulfurique (environ 5 à 25 µm) protège et décore, et c'est la seule qui se colore facilement. L'anodisation chromique (quelques micromètres) reste réservée à l'aéronautique, sous contrainte réglementaire. L'anodisation dure (souvent 25 à 100 µm) vise la résistance à l'usure. Le choix dépend de la fonction de la pièce, de son alliage et des cotes à tenir.

Comment se forme la couche

On parle aussi d'oxydation anodique. Après dégraissage et décapage, la pièce est suspendue sur un montage conducteur et plongée dans l'électrolyte. Sous l'effet du courant, l'aluminium s'oxyde en profondeur. La couche ne se dépose pas comme une peinture : elle se forme à partir du métal lui-même.

Cette couche est faite de cellules microscopiques percées de pores. Ces pores sont la clé du procédé. Ils peuvent absorber un colorant, puis être refermés par le colmatage, généralement dans l'eau chaude ou dans un bain spécifique. Une couche non colmatée tache facilement et protège mal.

Deux conséquences pratiques découlent de ce mécanisme. La couche croît pour moitié environ vers l'extérieur et pour moitié vers l'intérieur. Et elle est électriquement isolante, ce qui oblige à masquer les surfaces de contact.

Les trois procédés comparés

Sulfurique : le procédé polyvalent

C'est l'anodisation que l'on rencontre partout : profilés de menuiserie, façades d'appareils, pièces mécaniques d'aspect. L'épaisseur se choisit selon l'exposition. Quelques micromètres suffisent pour une pièce intérieure ; une pièce d'architecture extérieure demande une couche plus épaisse, autour de 20 µm ou plus selon l'agressivité du milieu. Le label QUALANOD encadre ces classes d'épaisseur dans le bâtiment.

Chromique : un procédé en sursis

L'anodisation chromique produit une couche fine qui dégrade peu la tenue en fatigue et pénètre bien dans les assemblages. Elle repose sur le chrome hexavalent, dont l'usage est soumis à autorisation sous le règlement européen REACH. L'aéronautique la remplace progressivement par des procédés sans chrome, comme l'anodisation tartro-sulfurique. Hors cahier des charges qui l'impose, il n'y a plus de raison de la spécifier.

Dure : la résistance à l'usure

Bain froid, tension plus élevée : la couche devient épaisse, compacte et très dure, de l'ordre de plusieurs centaines de HV selon l'alliage. On l'emploie pour les pistons, glissières, vérins, rouleaux, pièces de moules ou de machines textiles. Sa couleur naturelle varie avec l'alliage et l'épaisseur. Elle ne convient pas aux pièces qui doivent beaucoup se déformer : la couche est fragile en flexion.

Couleurs : ce que le nuancier ne dit pas

La couleur d'une anodisation s'obtient de trois façons :

• coloration par absorption : la pièce trempe dans un colorant qui pénètre les pores. La gamme est large, mais certaines teintes vives vieillissent mal au soleil ;
• coloration électrolytique : des sels métalliques se déposent au fond des pores. On obtient des bronzes, des champagnes et des noirs très stables aux UV, appréciés en architecture ;
• coloration interférentielle, plus rare, qui joue sur la lumière pour donner des bleus ou des verts.

Le nuancier d'un traiteur est toujours établi sur un alliage donné. La même teinte appliquée sur du 6060, du 7075 et une pièce de fonderie donnera trois rendus différents. Pour une série d'aspect, demandez un échantillon sur votre propre alliage et convenez d'une plage de teintes acceptées, avec des étalons conservés des deux côtés.

L'état de surface compte autant que la couleur. L'anodisation ne masque rien : une rayure, une trace d'outil ou un défaut de soudure restent visibles. Pour un aspect satiné régulier, on fait souvent précéder le traitement d'un microbillage, dont nous comparons les variantes dans l'article sur le sablage, le grenaillage et le microbillage.

Les limites à connaître avant de spécifier

L'alliage. Les séries 5000 et 6000 s'anodisent très bien. Les alliages au cuivre (2017, 2024) donnent des couches moins épaisses et plus ternes. Les alliages de fonderie riches en silicium, typiques de la fonderie sous pression, donnent un aspect gris et irrégulier.

Les cotes. Prévoyez la croissance de la couche à l'usinage, surtout en anodisation dure. Un alésage H7 ou un taraudage fin peuvent sortir de tolérance. Indiquez sur le plan si les cotes s'entendent avant ou après traitement.

Les arêtes vives. La couche se forme mal sur un angle vif et risque de s'y écailler. Un petit rayon d'arête améliore nettement la tenue, notamment en anodisation dure.

Les zones à épargner. Contacts électriques, portées de roulement, filetages : tout ce qui doit rester nu se masque, ce qui demande du temps de main-d'œuvre et se paie.

Les assemblages. Une pièce rivetée ou soudée avec des métaux différents piège l'électrolyte dans les interstices. Il vaut mieux anodiser avant assemblage.

Dernier détail souvent oublié : la pièce doit être tenue sur un montage conducteur pendant le traitement. Le point de contact reste nu. Précisez où il est acceptable.

Comment rédiger la spécification

Une bonne mention d'anodisation sur un plan précise le procédé, l'épaisseur visée avec sa tolérance, la couleur et sa référence, le colmatage, les zones épargnées et la norme. Par exemple : « anodisation dure selon ISO 10074, 40 µm ± 5, non colmatée, zones A et B épargnées ».

Pour passer de la spécification à la commande, la page dédiée à l'anodisation de l'aluminium en sous-traitance détaille les capacités de bains et les critères de choix d'un atelier. Vous pouvez aussi consulter directement les ateliers de traitement de surface référencés ou envoyer une demande de devis d'anodisation avec votre plan et vos quantités.