La réduction du poids des voitures est devenue un objectif majeur pour les constructeurs automobiles, visant à réduire la consommation de carburant. L’utilisation de matériaux légers tels que l’aluminium, le magnésium et certains plastiques est de plus en plus courante aux côtés de l’acier.
Des matériaux spéciaux pour des voitures plus légères
Des leaders de l’industrie de l’acier, comme Arcelor, ont développé des matériaux spéciaux permettant de réduire de 20 à 40% le poids des aciers actuellement produits. Grâce à des techniques comme la métallurgie des poudres, il est possible de produire des pièces poreuses et des alliages semi-métalliques difficiles à obtenir avec les méthodes traditionnelles de fonderie. Dans le domaine des alliages d’aluminium, Alcan explore de nouvelles possibilités pour des gains de poids supérieurs à ceux des aciers spéciaux, tout en restant compétitifs.
Cependant, ces matériaux sont encore trop chers et complexes à utiliser, ce qui limite leur utilisation aux voitures haut de gamme. D’autres recherches sont en cours concernant le magnésium, qui est 36% plus léger que l’acier, et le polycarbonate, pour réduire le poids des surfaces vitrées, telles que les pare-brises et les vitres. Les matériaux composites offrent également des opportunités pour répondre à la demande croissante de légèreté, notamment grâce à des techniques de moulage par transfert de résine.
L’importance des matériaux légers dans l’industrie automobile
Nous avons interrogé Carl Blais, expert en matériaux légers, sur l’importance de leur utilisation dans l’industrie automobile.
Futura-Sciences : L’utilisation de matériaux légers est-elle indispensable aujourd’hui ?
Carl Blais : Les préoccupations environnementales et sociales exercent une pression de plus en plus forte sur les fabricants automobiles pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et minimiser la pollution urbaine, entre autres. Dans ce contexte, le poids des véhicules est l’une des principales caractéristiques qui influencent ces émissions. Il est donc impératif de se pencher sur les matériaux utilisés afin d’améliorer cette caractéristique. En pratique, les matériaux composites permettent souvent de conserver les propriétés mécaniques de l’acier tout en réduisant le poids d’un assemblage de 25%.
FS : Vous travaillez plus précisément sur la métallurgie des poudres ?
CB : Oui, car les pièces en acier fabriquées grâce à cette technique sont de plus en plus nombreuses. Les coûts de production réduits qu’elle permet sont très attractifs. Cependant, son utilisation est généralement limitée aux éléments non structuraux du moteur. Pour élargir le champ d’application de cette technologie, les chercheurs travaillent à améliorer les propriétés mécaniques des pièces fabriquées par pressage axial et frittage au four. Ils se concentrent sur le développement de nouveaux alliages ferreux pour améliorer la résistance à la fatigue, par exemple.
Les chercheurs étudient également les composants à base d’aluminium, qui pourraient contribuer à la réduction du poids des véhicules. Les alliages d’aluminium conventionnels ne sont pas encore largement utilisés pour la production d’éléments structuraux nécessitant des tolérances dimensionnelles strictes. Cependant, grâce à la métallurgie des poudres, il est possible de réaliser des pièces en aluminium avec des propriétés physiques et mécaniques optimisées. Des recherches sont également menées pour développer de nouveaux alliages d’aluminium basés sur les systèmes Al-Si, Al-Cu et Al-Fe, ainsi que d’autres alternatives innovantes. Les alliages qui se révéleront prometteurs en laboratoire seront testés sur des prototypes avant leur utilisation potentielle dans la fabrication en masse.
En conclusion, la légèreté des matériaux utilisés dans l’industrie automobile est un enjeu majeur pour réduire la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre. Les avancées dans les matériaux légers, tels que l’aluminium et le magnésium, ainsi que les innovations dans la métallurgie des poudres, permettent d’envisager des voitures plus légères et plus respectueuses de l’environnement.
Image : L’usage de l’aluminium et d’autres matériaux légers permet de réduire le poids des véhicules et ainsi économiser du carburant.
Image : Le magnésium, 36% plus léger que l’acier, est un matériau prometteur pour la légèreté des voitures du futur.
Note : Cet article est basé sur une interview réalisée par Futura-Sciences avec Carl Blais, expert en matériaux légers.
