ARCHIVÉ - Pièces légères pour automobiles : ça roule!

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Le 01 juillet 2010 —

Un système qui moule sous pression de l'aluminium semi-solide ayant la texture de la crème glacée pourrait « changer la donne » et avoir d'importantes répercussions sur le secteur canadien de l'aluminium, l'industrie mondiale de l'automobile et l'environnement.

Ce système, dont le développement a demandé sept années de travail et 12 millions de dollars en investissements, fera sans doute en sorte que les éléments cruciaux des freins et de la suspension faits d'aluminium deviennent beaucoup plus courants dans les véhicules bon marché fabriqués à la chaîne. Depuis quelques années, l'industrie de l'automobile ne ménage pas ses efforts pour réduire le poids de ses véhicules, à des fins environnementales. En effet, des véhicules plus légers consommeront moins d'énergie pour se déplacer, qu'il s'agisse d'essence, d'électricité ou de carburants plus exotiques.

Bras de suspension d’une automobile fabriqué avec de l’aluminium semi-solide grâce au système SEED.

Bras de suspension d’une automobile fabriqué avec de l’aluminium semi-solide grâce au système SEED.

Jusqu'à tout récemment, la plupart des pièces de sécurité des systèmes comme les freins ou la suspension étaient faites de fer ou d'acier, deux matériaux qui leur confèrent la robustesse souhaitée et sont faciles à forger. Seules les voitures de haut de gamme étaient dotées de pièces de freins ou de suspension en aluminium forgé.

Le système automatisé SEED – pour swirled equilibrium enthalpy device (dispositif d'équilibrage de l'enthalpie en tourbillon) – changera tout cela en autorisant le moulage de pièces aussi solides et d'aussi bonne qualité que celles faites d'aluminium forgé, mais avec de l'aluminium semi-solide, plus rapidement et à moindre coût.

La technologie SEED recourt à des systèmes de contrôle sophistiqués et à la robotique pour fabriquer de façon fiable une boue d'aluminium qui a la consistance de la crème glacée. Cette pâte est ensuite moulée à une température précise pour donner des formes complexes. Les pièces moulées avec de l'aluminium semi-solide sont plus résistantes que celles fabriquées avec le même métal, mais en fusion, parce que la pâte emplit mieux le moule et se refroidit plus uniformément, avec moins de contraintes internes. Lorsqu'elle a contribué au développement du four, l'entreprise de Chicoutimi STAS a saisi tout le potentiel que recelait l'exploitation sous licence d'un tel système dans les alumineries du globe.

Le secteur canadien de l'aluminium

Le Canada est le deuxième exportateur de lingots d'aluminium de la planète. La production et l'usinage de ce métal procurent un emploi à 17 500 personnes et engendrent des recettes annuelles de 12 milliards de dollars. Le Québec fabrique plus des neuf dixièmes de l'aluminium du pays, dont près de la moitié près de Saguenay.

Chang-Qing Zheng, du Centre des technologies de l’aluminium du CNRC, examine une pièce de cadre de suspension en aluminium moulé, avant sa finition.

Chang-Qing Zheng, du Centre des technologies de l’aluminium du CNRC, examine une pièce de cadre de suspension en aluminium moulé, avant sa finition.

En 2002, STAS s'est alliée au Centre des technologies de l'aluminium du CNRC (CTA-CNRC) et au producteur primaire Rio Tinto Alcan – d'importants acteurs de la grappe de transformation de l'aluminium du Saguenay-Lac-Saint-Jean – afin de mettre au point le système SEED. Si le concept émane des chercheurs de Rio Tinto Alcan, cette dernière s'est tournée vers le CTA-CNRC pour élaborer la technologie, car elle se spécialise plus dans la production d'aluminium à partir de la bauxite que dans celle des pièces complexes faites de ce métal. Le CTA-CNRC a pour mission de voir à la diversification de l'économie locale qui ne repose, pour l'instant, que sur les alumineries, en misant sur les petites et moyennes entreprises qui fabriquent des produits à valeur ajoutée.

« Le système SEED est automatisé et sa complexité est grande. Il intègre beaucoup de modules intelligents », explique Pascale Côté, directrice de la R-D chez STAS. « La technologie a fondamentalement été développée pour le secteur de l'automobile, plus particulièrement les véhicules légers, et il se pourrait qu'elle ait un impact notable sur les émissions de gaz à effet de serre. »

Des systèmes SEED de la première génération ont déjà été cédés aux centres de R-D de Yamaha, ainsi qu'aux fournisseurs européens de pièces automobiles Lebelier et CIE, où on s'en sert pour évaluer de nouveaux procédés de fabrication et des composants.

Une technologie au potentiel incroyable

Assez épaisse pour être tranchée au couteau, la pâte d’aluminium semi-solide issue du réacteur SEED (four), juste avant son injection dans un moule.

Assez épaisse pour être tranchée au couteau, la pâte d’aluminium semi-solide issue du réacteur SEED (four), juste avant son injection dans un moule.

« La technologie SEED présente un énorme potentiel, car elle change radicalement la manière de faire les choses », croit Alain Simard, agent de développement commercial au CTA-CNRC. « On peut dire qu'il s'agit d'une technologie perturbatrice. Elle donne des pièces aussi robustes que celles forgées avec de l'acier ou de l'aluminium, mais à une fraction du coût. »

Les créateurs de la technologie SEED poursuivaient deux buts : aider les fabricants de pièces d'automobile à offrir de meilleurs produits et rendre les systèmes abordables tout en facilitant son installation, aussi bien dans les grandes fonderies que dans les petits établissements. Les partenaires ont d'abord ciblé les fabricants de pièces d'automobile, parce que ceux-ci produisent des articles en grand nombre et que l'industrie de l'automobile a urgemment besoin d'alléger ses véhicules.

Bien qu'elle puisse bouleverser le marché de l'automobile, la technologie SEED s'intègre facilement aux installations des alumineries existantes – par étape si besoin est – sans que les processus internes s'en trouvent affectés.

« La clientèle est là. Le système SEED se borne à améliorer leurs opérations », conclut M. Simard.

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