5 juin 2009
L’aluminium
Ses applications en automobile
Plusieurs constructeurs automobiles emploient l’aluminium dans la fabrication de leurs voitures. Certains pour les panneaux latéraux extérieurs tandis que d’autres l’utilisent pour en façonner la structure entière. Les raisons qui les motivent à adopter ce métal et l’emplacement des composantes ainsi fabriquées varient, mais elles visent toujours un objectif précis.
Tout travail
de réparation de la carrosserie doit être effectué dans les règles de l’art.
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Figure 1 - On voit ici le pilier B multicellulaire en aluminium de l’Audi R8.
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L’aluminium est reconnu d’abord pour sa légèreté. Une voiture plus légère comporte de multiples avantages : économie de carburant, de meilleures accélérations et une distance de freinage plus courte. Ce métal est de plus très malléable, a une excellente résistance à la corrosion et est 100 % recyclable.
Malgré sa légèreté, l’aluminium possède une excellente robustesse, car il est d’une grande rigidité face aux efforts de torsion, spécialement pour la fabrication de pièces composées de plusieurs cellules en aluminium extrudé (Figure 1). En effet, une pièce extrudée multicellulaire avec des renforts intérieurs à même la pièce améliore grandement la rigidité et la robustesse. Cela peut contribuer à une stabilité accrue dans les virages serrés et à une meilleure répartition de la motricité sur le pavé.
Caractéristiques de l’aluminium
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Cette photo montre le châssis de l’Audi A8, une voiture haute performance.
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Une des principales raisons qui justifie l’utilisation de l’aluminium sur les véhicules haute performances est le facteur sécurité. Ces voitures sont conçues pour rouler à des vitesses plus élevées, ce qui peut entraîner des forces d’impacts plus grandes et des dommages plus sévères. Les réactions de ce métal à la suite d’une collision sont très prévisibles, ce qui permet de concevoir des véhicules qui absorbent bien l’énergie et la dirigent loin des occupants.
Certaines composantes, comme les sections de cadres avant fabriquées en tube extrudé, les pièces monocellulaires et les longerons inférieurs extrudés sont fabriquées de façon à absorber et compresser l’énergie lors d’un accident, alors que les pièces multicellulaires extrudées de plus grandes dimensions, comme les bas de caisse intérieurs transféreront l’énergie autour des passagers. Il n’existe pas de règle générale avec ces modèles de conception. En général, les pièces en aluminium sont idéalement remplacées après une collision.
Danger de contamination
À cause du danger de corrosion galvanique, il faut à tout prix isoler les véhicules et composantes en aluminium des autres en acier ou tout autre métal à cause des risques de contamination, et les outils de réparation employés ne doivent pas être utilisés pour d’autres voitures dont la carrosserie est en acier.
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Un embout d’absorption d’énergie avant d’une BMW série 5, qui a bien fait son travail !
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Analyse des dommages
Lors de l’évaluation des dommages et avant de commencer les réparations, il faut connaître et tenir compte des caractéristiques de l’aluminium et de ses différents alliages. En effet, sa rigidité augmente lorsqu’il est formé à l’usine par des procédés comme l’embossage, le pliage ou l’estampillage, qui renforcent le lien entre les molécules internes. Toute tentative subséquente de le plier ou déplier, ou de le former à nouveau, accroît sa résistance et le rend friable.
Identifier l’aluminium
Pour identifier quelles composantes sur une voiture sont fabriquées en aluminium, on peut utiliser un aimant ou se référer au manuel du constructeur. Comme il existe plusieurs types d’alliages en aluminium (de 1000 à 7000 par incréments de 1000) et que certains aluminiums peuvent être chauffés alors que d’autres pas, il est impératif de savoir de quelle catégorie il s’agit. Toutes ces informations sont normalement disponibles sur le site Internet des fabricants.
Panneaux extérieurs
De plus en plus de voitures possèdent des panneaux extérieurs en aluminium, un luxe autrefois attribué aux modèles haut de gamme. Leur épaisseur est en général identique aux panneaux conventionnels en acier, mais leur poids est de beaucoup inférieur (± 40 %). Ils sont normalement composés d’alliages estampillés de la série 6000 – durcis par cuisson (T6) – et il est possible de les chauffer. Ces panneaux résistent bien aux coups, mais ils ont « peu de mémoire de leur forme initiale », compliquant le processus de débosselage. Pour les réparations mineures, il est parfois possible d’employer le débosselage sans peinture.
Réparer ou remplacer
Afin de conserver l’intégrité structurale et la sécurité primaire de la voiture, il est souvent préférable de simplement remplacer les composantes et les panneaux en aluminium endommagés. S’ils sont réparables, la méthode suggérée est de débosser de l’intérieur vers l’extérieur. Selon qu’un panneau est rivé ou boulonné, il est plus facile de décider s’il sera réparé ou remplacé à cause du temps de main-d’œuvre consacré.
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Figure 2 - Indicateur de température numérique à rayons infrarouges
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Utilisation de la chaleur
Si le type d’aluminium à réparer peut être chauffé, il faut s’assurer de conserver la température du métal à l’intérieur des paramètres permis en utilisant un thermomètre à rayons infrarouges (Figure 2) et que cette zone ne comporte aucun enduit d’assemblage adhésif. L’utilisation de la chaleur permet aux molécules de « relaxer » et facilite le redressage des pièces simples. Notez que pour certaines réparations, un pistolet à chaleur peut être suffisant. Il faut s’assurer de bien contrôler la dissipation de la chaleur, car le taux de conductivité de ce métal est très élevé. Les sections d’aluminium déchirées ou craquées ont probablement subi un stress excessif dû à un impact ou au déplacement de composantes adjacentes. À ce moment, la plupart des constructeurs recommandent de remplacer au lieu de réparer.
Réparations structurales
Pour les châssis monocoques en aluminium, les constructeurs utilisent une combinaison de composantes extrudées avec d’autres pièces moulées ou estampillées. L’inspection minutieuse de chaque section du châssis est impérative dès le début du processus d’évaluation, car les coûts de réparation peuvent grimper très rapidement. En général, on peut affirmer que dès qu’un élément de la structure monocoque a subi des dommages apparents, il est préférable de le remplacer. Il est important de découper la partie endommagée en respectant les spécifications du constructeur pour des facteurs de sécurité évidents.
Tout travail de réparation de la carrosserie doit être effectué dans les règles de l’art à l’aide de l’équipement approprié, dont un banc de redressement adéquat en bon état et un appareil de mesure trois dimensions correctement étalonné.
www.i-car.com
NOTE : Une grande partie de l’information contenue dans cet article provient du contenu du cours de I-CAR (DAM05 – Analyse des dommages aux structures et aux panneaux d’aluminium).
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