Nouveaux alliages pour automobiles plus légères et moins gourmandes

« La demande de véhicules plus légers et moins gourmands alimente la quête de nouveaux matériaux », estime Michael Gharghouri, un chercheur du CNRC qui caractérise la matière par diffraction des rayons X. « Le magnésium est intéressant parce qu'il abonde. Il est aussi moins lourd que les métaux actuels. Mais on a besoin d'un alliage aussi robuste et résistant à la corrosion que les autres métaux, sans que cela coûte davantage. »

Michael Gharghouri et son collègue du CNRC, Dimitry Sediako, font partie de MagNet, à qui le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) accordera près de 4,8 millions de dollars en 5 ans. Les deux travaillent avec des partenaires de l'industrie, d'autres laboratoires gouvernementaux et des chercheurs de diverses universités (McMaster, Waterloo, McGill, C.-B. et l'École polytechnique) pour créer des dérivés du magnésium assez solides pour être moulés à bas coût.

« À part l'aluminium, peu de métaux se prêtent au formage de pièces d'automobile, déplore Michael Gharghouri. Beaucoup, tel le titane, coûtent trop cher. » On s'est intéressé au magnésium pour les automobiles et le carter des boîtes de vitesses de 1940 à 1960. La recherche sur ses alliages s'est arrêtée quand est arrivé l'aluminium, nettement plus facile à renforcer et à mouler.

« Usiner le magnésium pose de sérieux problèmes car ce métal est cassant, poursuit le chercheur. Pour le laminer, il faut le porter à une température considérablement plus élevée que l'aluminium. On l'a déjà employé pour fabriquer des pièces mais, dès au corroyage, les résultats sont moins bons que l'aluminium. » Pour corroyer un alliage, on le fond, puis le transforme en tuyaux, barres ou feuilles.

Alors, pourquoi s'intéresser de nouveau au magnésium? « De nouvelles méthodes ont vu le jour, explique Michael Gharghouri. Il y a le laminage à double cylindre, et puis des poudres et des alliages novateurs. On peut renforcer le magnésium avec de l'aluminium, du zinc, du manganèse ou un peu de zircon. Nous n'avons même pas examiné tous les procédés thermomécaniques pour lui conférer les propriétés souhaitées. »

Michael Gharghouri et Dimitry Sediako étudieront les alliages de magnésium par diffraction des neutrons. « Ainsi, nous aurons les chiffres voulus pour prévoir ce qui arrivera si on le lamine ou le fond, explique Dimitry Sediako. Avec les données, nous produirons des modèles de simulation, ce qui raccourcira la recherche avant la production. »

Le travail du MagNet survient à point nommé car l'industrie nord-américaine de l'automobile prévoit accroître son utilisation du magnésium de 5 à 160 kg par véhicule d'ici 2020. Les alliages du magnésium non seulement réduiront les émissions du moteur à combustion interne, mais pourraient paver la voie aux véhicules mus par l'électricité, aux piles à combustible et aux véhicules hybrides.