Créé le : 03/08/2009
UN SECTEUR DYNAMIQUE OU LA DEMANDE SE DIVERSIFIE L'industrie française du matériel de travaux publics représentait en 2004 12% d'un marché européen estimé à 17.8 Md. Le secteur, très dynamique, a connu une croissance de 14% en 2004 et devrait progresser de 4% en 2005. La demande de matériel de travaux publics est essentiellement due au renouvellement du parc existant. Elle se diversifie par l'extension du recyclage, de la démolition, des marchés de l'agriculture et des espaces verts. D'autre part, elle est particulièrement dynamisée par l'application de nouvelles normes réglementaires en matière de sécurité, de bruit et de pollution. L'aluminium progresse dans les secteurs automobile et aéronautique avec de fortes innovations. Le secteur des engins mobiles pour travaux publics pourrait en bénéficier. DES SOLUTIONS « ALUMINIUM » COMMENCENT A S'IMPOSER Les principaux besoins fonctionnels auxquels peuvent répondre les solutions aluminium concernent l'allègement, la sécurité (blindage ou amortissement des chocs), et la réduction des émissions de polluants (CO2 et bruit en particulier) : ALLEGEMENT Les solutions « aluminium » sont utilisées dans le secteur des engins mobiles de travaux publics, notamment pour leurs propriétés d'allègement : Un procédé innovant d'extrusion ultra mince de composites métalliques à base aluminium (Duralcan) a été développé au Canada (Pôle de Saguenay) pour la mise au point de paniers d'entretien pour les installations haute tension. La solution mise en uvre permet d'atteindre une réduction de poids de près de 12 kg par rapport à une solution classique acier. D'une façon plus générale les composites à matrice aluminium pourraient se développer pour des pièces de châssis ou sur des éléments de freinage (disques, tambours ou étriers). Des cylindres hydrauliques en base aluminium et un bras articulé en aluminium ont été développés au pôle de Saguenay (Canada). Leur industrialisation a été rendue économiquement rentable par l'optimisation d'un procédé de coulée « proche de la forme finale » par thixoformage de billettes d'alliage semi fondues. Des supports moteurs et des vérins hydrauliques en aluminium sont aujourd'hui développés par procédé de thixomoulage (technique d'injection proche de l'injection thermoplastique) qui permet des pièces à géométrie optimisée. Des supports de colonne de direction ont été récemment réalisés en alliage aluminium magnésium. D'autres exemples comme les platines amortisseurs, bras de réaction basculeur de cabine apparaissent grâce à un nouveau procédé de moulage en coquille sous pression. Une traverse sous moteur réalisée par un moulage coquille en alliage AS7G03 a été produite à 8000 exemplaires, en remplacement d'une pièce mécano-soudée, par Renault Trucks. Un gain de masse de 20 kg a été constaté ainsi qu'une réduction de coût de 30 par pièce, et des facilités de manutention. De nouveaux systèmes d'échafaudage industriel, de nacelles en aluminium se généralisent. Les enjeux se situent dans le processus de normalisation qui est un facteur clé de succès du lancement de ces nouveaux produits. Pour les remorques et bennes, des solutions aluminium permettent d'accroître la charge utile (par exemple de 1200 kg à 1500 kg par unité pour du transport de matériau). Le tableau ci-dessous précise l'ordre de grandeur des réductions de poids qui peuvent être atteintes par des solutions « aluminium », en substitution à des solutions « acier ». Tracteurs Semi remorques et carrosseries Cabine : jusqu'à 200 kg Chassis d'une semi remorque : jusqu'à 1500 kg Longerons : jusqu'à 200 kg Benne pour travaux publics : jusqu'à 1600 kg Traverses : jusqu'à 150 kg Semi remorque plateau : jusqu'à 2000 kg Moyeux : jusqu'à 80 kg Bétaillère : jusqu'à 2000 kg Jantes : jusqu'à 200 kg Fourgonnette : jusqu'à 800 kg Pièces moteur : jusqu'à 50 kg Plancher pour transports généraux : jusqu'à 310 kg Carter : jusqu'à 75 kg Carrosserie : jusqu'à 750 kg Suspension tandem : jusqu'à 110 kg ABSORPTION DE CHOC, DE VIBRATION, THERMIQUE ET PHONIQUE Les larges possibilités d'allègement sont le principal avantage de l'aluminium, mais il existe aussi d'autres propriétés intéressantes, comme les possibilités d'absorption de choc, de vibrations, d'isolation thermique ou phonique que les mousses d'aluminium pourraient remplir à l'avenir. Les applications devraient concerner l'intérieur du capot pour protéger les piétons, sous le volant pour les genoux ou entre la vitre et le pare-brise pour la tête. les mousses d'aluminium peuvent répondre aux attentes de sécurité, en particulier pour remplir la fonction d'absorption de choc. L'aluminium possède un fort avantage sur l'acier car il absorbe deux fois plus d'énergie en cas de choc qu'un acier traditionnel. les mousses d'aluminium, qui vont jusqu'à des niveaux de vide de l'ordre de 95%, peuvent aussi être employées pour leur fonction d'isolation thermique, en particulier à proximité des pièces chaudes du moteur. il est aussi possible d'envisager l'utilisation de mousses d'aluminium pour leurs propriétés d'isolation phonique, en particulier pour la cabine ou près du moteur. les mousses d'aluminium pourraient également absorber les vibrations générées par les engins mobiles de travaux publics, et améliorer le confort du conducteur d'engin. cependant le manque de connaissance de la tenue en fatigue et à la corrosion, et le manque d'homogénéité des bulles et de leur taille est actuellement un frein. BLINDAGE Des solutions aluminium permettent également d'améliorer les performances mécaniques et la résistance aux chocs, les rendant compétitives pour assurer des fonctions de blindage : Le composite sandwich intermétallique (Al3Ti) est un matériau innovant très résistant et rigide, développé pour le secteur aéronautique. Ce composite stratifié possède une bonne capacité à résister aux projectiles et pourrait convenir pour répondre à une fonction de blindage et de résistance aux chutes d'objets pour le toit de la cabine. Plus généralement, la fabrication par empilement de couches autorisent de multiples fonctions : des cavités remplies de poudres permettraient l'amortissement des vibrations, des tubes seraient envisageables pour l'amortissement des chocs. Des composites à matrice aluminium et fibres longues (SiC, W) sont en cours de développement et pourraient se révéler très efficaces pour assurer la fonction de blindage tout en permettant un allègement par rapport aux solutions acier. CEM La fonction de compatibilité électromagnétique (CEM) pourrait être une fonction davantage recherchée à l'avenir, dans un contexte d'électronification croissante des engins mobiles. L'aluminium présente un avantage par rapport à l'acier. D'autre part, des normes existent et/ou sont en cours de développement concernant la compatibilité électromagnétique de chariots élévateurs ou d'engins mobiles d'une façon plus générale. UN COUT D'USAGE TRES BAS Les solutions aluminium ont un coût d'acquisition très élevé mais seraient économiquement viables, car le coût d'usage très bas permettrait un retour sur investissement rapide. La durée d'amortissement de l'investissement dans une remorque en aluminium est estimée à 16 mois selon l'EAA (European Aluminium Association. L'investissement supplémentaire pour une benne en aluminium est estimé à 3500 par rapport à une solution acier. Il est compensé par des recettes supplémentaires (une charge utile et une valeur résiduelle en fin de vie accrue) et une réduction des coûts d'usage (baisse de la consommation de carburant, flotte et entretien réduits). Le coût d'usage des engins mobiles de TP pourrait être réduit par l'utilisation de l'aluminium. La durabilité et la tenue à la corrosion est supérieure à celle de l'acier, et permet d'éviter des traitements comme le revêtement de peinture. La croissance de l'aluminium pour les engins de TP pourrait être rapide, mais les engins tout aluminium resteront exceptionnels et réservés à des niches. Il est très probable que les solutions aluminium se diffusent d'une façon analogue à la fois dans l'automobile et dans les engins mobiles de travaux publics. Après avoir connu un enthousiasme très prononcé, les discours concernant la diffusion des solutions aluminium dans le secteur automobile sont aujourd'hui modérés. Références - Entretien avec Roch LAROUCHE, Directeur Technique du Centre de Haute Technologie, Pôle de Saguenay, 2005 - Committee for European Construction Equipment, Press Release, 12 February 2005 - Le 4 Pages du Sessi, « L'industrie française du matériel de travaux publics : de nouveaux enjeux commerciaux pour les grands opérateurs mondiaux », janvier 2001 - CRCI Arist Champagne Ardennes, Le Thixomoulage - CRCI Arist Champagne Ardennes, L'aluminium dans l'automobile - TransAl 2002 : L'aluminium et sa mise en forme à chaud : moulage et forgeage Congrès international Lyon 9 au 12 juin 2002 - GLFA, L'option Aluminium Avenir du transport routier, European Aluminium Association - MDI, site internet www.mdi.lu - L'usine Nouvelle, « Le composite métallique mime la structure de la nacre », 14 avril 2005