Si l’aluminium entre dans la composition de nombreux éléments automobiles, c’est grâce à ses nombreuses propriétés. « Ce précieux métal a la blancheur de l’argent, l’inaltérabilité de l’or, la ténacité du fer, la fusibilité du cuivre et la légèreté du verre ; il se travaille facilement, il est extrêmement répandu dans la nature puisque l’alumine forme la base de la plupart des roches, il est trois fois plus léger que le fer », a décrit Jean-François Faure, président d’Aluminium France, citant le roman de Jules Verne De la Terre à la Lune, en guise d’introduction.
L’aluminium est tout d’abord utilisé pour sa légèreté dans les châssis, les panneaux de carrosserie et les roues. La pénétration de l’aluminium est plus importante sur les ouvrants avec un gain de poids d’environ 40 % par rapport à l’acier, a précisé Sylvain Henry, directeur R&D chez le spécialiste de la fabrication de produits en aluminium Constellium. Il remplace aussi le cuivre dans les câblages pour en réduire à la fois le coût et le poids.
Un matériau léger, déformable, conducteur et recyclable
Les constructeurs y ont en outre recours dans les systèmes de « crash management » pour sa formabilité, c’est-à-dire sa capacité à se plier pour absorber les chocs. L’aluminium absorberait ainsi deux fois plus de chocs par kilogramme que l’acier. En contrepartie, il est un peu moins résistant. « L’acier reste donc majoritaire dans les montants entre les deux portières, les B-pillars, a indiqué Sylvain Henry. Mais un projet est en cours avec de l’alliage utilisé dans l’aéronautique afin de développer une solution compétitive. »
Autre avantage, l’aluminium possède une bonne conductivité thermique, il est donc utilisé pour les boîtes et les cadres des batteries de véhicules électriques afin d’en réguler la température. Enfin, « il est infiniment recyclable, ce qui diminue les émissions sur le cycle de vie, a ajouté Sylvain henry. Si l’on contrôle la composition, on peut refaire un capot qui aura les mêmes propriétés que le capot initial. Et le recyclage sera un enjeu de plus en plus important dans l’automobile où la filière commence à se mettre en place. »
Sa matière première, l’alumine (voir encadré ci-dessus), est elle-même l’un des composants majeurs de l’industrie automobile. Résistant à de fortes températures, elle est utilisée comme matériau réfractaire, mais aussi sous forme de céramique. On en trouve notamment dans les filtres à particules, les bougies et pour dissiper la chaleur des composants électroniques.
Un objectif de 2,2 millions de tonnes produites pour l’automobile en 2020
Des propriétés qui devraient conférer un bel avenir à l’aluminium, alors que l’Union européenne a prévu de durcir les normes d’émissions de CO2 en 2025, veut améliorer la sécurité des véhicules et que le marché s’oriente vers les véhicules électriques et connectés.
« Aujourd’hui, l’acier représente 85,5 millions de tonnes par an utilisées dans l’industrie automobile, contre 1,4 million pour l’aluminium, a indiqué Sylvain Henry. Le potentiel de l’aluminium reste donc très significatif sans déplacer complètement l’acier. » Les acteurs de la filière prévoient ainsi d’atteindre les 2,2 millions de tonnes en 2020 et les 3,5 millions en 2025, en pariant sur la volonté de réduire les émissions de CO2 via l’allègement des véhicules mais aussi sur la progression du marché automobile, notamment en Asie.
« Le marché des batteries lithium-ion est celui sur lequel on s’attend à avoir une croissance considérable », a indiqué Gildas Fontaine, directeur marketing du fabricant d’alumine Alteo qui s’équipe actuellement afin de produire en masse une alumine assez pure.
Et le marché ne s’arrête pas aux seuls véhicules : l’aluminium peut être utilisé dans les bornes de recharge pour sa résistance à la corrosion et dans les composants électroniques des infrastructures connectées.
Un coût encore trop élevé par rapport à l’acier
Son plus gros point faible reste toutefois son coût. « En général, les constructeurs acceptent un surcoût au kilo gagné, nous a informé Sylvain Henry. En dessous de 7 euros le kilo gagné, cela reste intéressant car cela permet d’enlever une batterie, qui a elle-même un coût. » En pratique, les constructeurs généralistes comme PSA cherchent plutôt à descendre en dessous de 3 euros par kilo gagné.
Autre problème : la compatibilité des matériaux : « L’aluminium a un coefficient de dilatation supérieur à l’acier, il se déforme plus, a expliqué Sylvain Henry. De plus, il n’est pas magnétique, contrairement à l’acier, et est donc moins facile à séparer. »
