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Industrie automobile : allégements versus dérive pondérale. Les matériaux légers à l'assaut de l’acier

C. HOQUARD, REM-EIDD, 09/2005

Les directives de l'UE sur les émissions de gaz a effet de serre (GES) conditionnent toute la R&D sur les allégements et l'utilisation de matériaux plus légers. La filière automobile, principale émettrice de GES, est concernée au premier chef. Pour la France, les émissions de CO² ont totalisé 150 Mt pour l’ensemble des véhicules en 2000.

L'objectif à atteindre pour 2008 sera de 140g de CO²/km (5,6 litres/100 km) pour un véhicule à essence. En 2012, il devra passer à 120g de CO²/km (4,8 l/100 km). De gros progrès sont donc nécessaire en regard des 169g de CO²/km actuels (7 l/100 km).

Autour de la voiture, une bataille colossale est en cours. Réduire la consommation de carburant s'impose par tout moyen : rendement moteurs, aérodynamisme, frottements (nanocharges pour réduire la friction des pneumatiques), et surtout des allégements matière car on considère que 75% de la consommation de carburant d’un véhicule est directement liée à son poids. Un allégement de 100 kg s'accompagne d'un gain de consommation moyen de 0,4 litre/100 km (en fait 0,2 à 0,7 litre/100 km selon le véhicule et la conduite en ville ou route), c'est à dire une moyenne de 5 g de CO²/km. 

Diminuer le poids des véhicules pour diminuer la consommation de carburant est donc devenu un objectif majeur des constructeurs. Aujourd’hui, les voitures comprennent encore 66% d’acier (ds 7,8) en poids, mais les alliages de métaux plus légers, comme l’aluminium et le magnésium, se développent rapidement. L’aluminium est certes trois fois plus léger que l’acier (ds : 2,7), mais de faible résistance faible, et non utilisable pour de nombreuses pièces de structure. Le magnésium est à la fois résistant et très léger (sa densité de 1,7, soit 22% celle de l’acier et 60% de celle l’aluminium ; mais à résistance égale, le magnésium est 25% plus léger que l’aluminium et 50% plus léger que la fonte), mais avec plusieurs inconvénients comme son vieillissement qui altère ses capacités mécaniques, son image d’inflammabilité, et surtout son prix encore un peu trop élevé. Le magnésium progresse cependant et trouve sa place dans des niches spécifiques. Le titane, enfin, est très léger et très résistant à la corrosion, avec d'excellentes propriétés mécaniques, mais il est encore beaucoup trop cher pour la filière automobile.

Mais la mode des SUV (Sport Utility Vehicule) tempère les économies réalisées par ailleurs. Il peut paraître paradoxal que, d'un coté, les constructeurs cherchent à alléger les voitures, mais que de l'autre, les consommateurs soient friands de 4x4, conduisant in fine à une « dérive pondérale » liée au dont les ventes ont maintenant dépassé celle des automobiles aux Etat-Unis ; et cette mode a maintenant gagné l'Europe...

En Europe, de 1998 à 2004, le poids moyen des véhicules a augmenté de 1178 à 1292 kg (+9,67%), et la puissance des moteurs de 69 à 81 KW (+17,4%). La dernière version de la Scénic de Renault pèse maintenant 1,4 t. De très nombreux équipements n’existaient pas voici 15 ans : airbag : 1,5 à 3,5 kg, compresseur de la climatisation : 7 kg, moteur lève vitre : 0,8 kg, ABS: 1,6 kg, moteur électrique de siège : 1,6 kg, et toute la mécatronique/électronique.

"Le prix de l'allégement" : les allègements deviennent donc rapidement de plus en plus difficiles et les gains de poids se font kg par kg avec des coûts de R&D de plus en plus élevés. Dans cette quête des matériaux plus légers, le prix des alliages reste l’arme absolue : les prix par livre sont de 7 $ pour Ti, 1 $ pour Al et 15 cts pour l’acier. Le « prix du poids » varie fortement selon le type d’industrie considérée ; il est de l’ordre de 10 € par kg pour l’industrie automobile, de 100 à 1000 € pour l’industrie aéronautique (où une réduction de densité du matériau de 10% permet de réduire le poids du composant de 10%), mais de 10 000 € pour le spatial.

Toutefois, même si la feuille d’aluminium est plus chère que la feuille d’acier, le plus important reste le coût global qui inclut également les coûts d’usinage des pièces, d’assemblage, de recyclage, etc.

Pour fixer les enjeux, les matériaux métalliques correspondent à 57% du budget achat du groupe PSA, dont aciers 42% et non-ferreux 15% (dont 9% pour Al). En 2005, le renchérissement du prix des matières premières a contraint Peugeot à rogner sa marge opérationnelle qui passe de 4,5% à 4,1%. Le « surcoût » imputable à cette facture « sidérurgique » est évalué entre 250 et 300 millions pour 2005. L'envolée du prix de l'acier représente 80 à 90% de cette hausse. Cette hausse est associée à la renégociation des contrats arrivant cette année avec l'aciériste Arcelor. La crise était évidente depuis 2004, mais niée par l’industrie automobile. Ce dernier a subit une très forte hausse du prix du minerai de fer de plus de 70% cette année. De plus, l’automobile utilise les métaux sous forme alliée (aciers incorporant des métaux d'alliage comme Ni, Cr, V, Mo, etc., les cours ont également flambé).

Pour les industriels, la matière première, ce ne sont pas les métaux, mais les alliages avec des compositions de plus en plus complexes pour des propriétés données et des utilisations spécifiques ; ce qui a un impact sur les prix : on passe en effet de 20 F/kg pour le métal Mg à 150 F/kg pour un alliage Mg-Y-Nd. D’ailleurs, les constructeurs perçoivent surtout la matière première comme une source de problèmes (prix/approvisionnement). De plus, il existe des problèmes d'approvisionnement qui sont liés à la fois à la concentration des fournisseurs ou de pays monopolistiques (Chine et le magnésium).

Les allégements sont obtenus :

  • par substitution  et utilisation de matériaux plus légers que l’acier : Al, Mg, plastiques, composites, etc.,

  • par des alliages de plus en plus performants : foisonnement de nuances d’aciers aux propriétés de plus en plus spécifiques permettant de réduire la quantité de métal (Si les nouveaux matériaux ont des propriétés mécaniques améliorées, en revanche, leurs coefficients de sécurité ont des marges de plus en plus étroites ( un acier, une utilisation)
  • par de nouveaux procédés de fabrication (hydroformage, thixomoulage, moulage sous vide, soudocollage, laser, structures en nids d’abeille, etc.).

Véhicule moyen

Poids total moyen

Acier

Al

Mg

Zn

Pb

Cu

Verre

Plastiques

Autres

2004

1290 kg

100 %

795 kg

61,6 %

125 kg

9,6 %

2-3 kg

0,2 %

10 kg

0,8 %

9,5 kg

0,7 %

22,5 kg

1,75 %

35 kg

2,7 %

213 kg

16,5%

77,5 kg

6 %

L'objectif est le « downsizing » (ou allégements en cascade) : un allégement sur une pièce ou un module entraîne à son tour un allégement possible des pièces associées : un allègement de la carrosserie/ induit par exemple une diminution de la suspension et des freins).

La mode est au multi-matériau, comme sur l’Avantime, avec un soubassement en acier, une superstructure en aluminium et des panneaux d’habillage en composite. Certes, mais intégrer plus de 75 composants se transpose en un défi insurmontable pour le recyclage.

Toutefois, les substitutions sont complexes à réaliser, car les propriétés des métaux acier-Al-Mg sont bien différentes, elles impliquent le plus souvent une reconception complète de la pièce. Ainsi l'alu a des problèmes de formabilité (rétraction avec retour d'élasticité trois fois > à l'acier). Remplacer un capot de voiture en acier par de l'alu a nécessité trois années d'études à PSA pour un gain de masse de 6 kg ! De ce fait, il peut y avoir un laps de temps important si on décompte les durées d'innovation-validation (5 ans) d'une part et de conception véhicule-construction (5 ans) d'autre part.

Les constructeurs transfèrent la R&D sur leurs équipementierset ces derniers sur les fournisseurs de MP. Ainsi sont créés les départements automobile chez Usinor/Pechiney. Les constructeurs imposent donc la même démarche à tous leurs fournisseurs « depuis la matière première jusqu’à l’équipement-fonction prêt à monter 

Acier

Si une substitution massive de l’acier par l’aluminium semble irréversible à long terme ; à court-moyen termes, les producteurs d’acier n’ont pas dit leur dernier mot. Les nouveaux aciers plus résistants et les structures tubulaires permettent d’abaisser le poids des véhicules tout en conservant les même propriétés mécaniques.

L'utilisation croissante de matériaux de substitution a contraint les aciéristes à réagir en proposant de nouvelles gammes d'aciers de grandes qualités permettant des réductions de masses importantes, mais qui entraînent un foisonnement de nuances d'aciers de composition de plus en plus complexe (aciers microalliés incorporant de très faibles % d'éléments comme le niobium ou le bore) repoussant plus loin les limites d'élasticité (1000 voire 1400 mégapascal ou MPa alors que la limite d’élasticité d’une tôle courante est de l’ordre de 200 MPa): AHSS (Advanced High Strentgh Steel, ou dual Phase : 45% des aciers), UHSS (Ultra High Strength Steel ou martensitique : 12%). Au total AHSS et UHSS pourraient représenter 57% des aciers de la structure d’un véhicule de prochaine génération de GM, permettant ainsi un gain massique significatif et limiter l’avantage massique de l’aluminium..

Pour lutter contre ces substitutions qui les menacent, les producteurs d’acier réagissent. Face au projet “tout aluminium” (AIV : aluminium intensive véhicle), ils ont répliqué par le projet “tout acier” achevé dès 1999 (ULSAB : ultralight steel auto body). Des projets spécifiques ont suivi, comme en 2000 le projet ULSAS (axé sur les suspensions). Une guerre technologique est donc en cours ; le résultat parait encore incertain, le moteur de la baisse des prix de fabrication se trouvant dans les laboratoires de R&D. En résumé, la substitution de l’acier par des métaux ou alliages plus légers n’est pas la seule voie pour diminuer le poids des véhicules ; et l’allègement des voitures n’est peut être pas le seul chemin pour réduire la pollution…

La consommation d’acier a même augmenté de 75 000 t (estimation 1999) car la tendance US est aux 4x4 (« light truck »). Les aciéristes espèrent bientôt pouvoir fabriquer des tôles d’acier directement à partir des coulées de métal, permettant l’économie du laminage à froid jusqu’ici incontournable. La coulée de l’acier liquide à 1500 °C entre deux cylindres pour produire directement des bandes minces va entre en production industrielle (jusqu’ici l’opération se déroulait en deux temps : coulée continue de l’acier liquide puis laminage à chaud) dans le cadre du groupement Eurostrip (Usinor, Thyssen, VAI). L’objectif est de fabriquer des tôles d’acier plus fines de 1 mm au lieu de 3 mm). ThyssenKrupp fabrique même pour la nouvelle golf des tôles dont les propriétés et l’épaisseur varient sur la même plaque (« tailored steel blanks »).

La fonte graphitée vermiculaire (CGV) grâce à ses remarquables propriétés mécaniques est devenue le matériau de choix (à la place de la fonte grise ou même de l’aluminium) pour les blocs moteurs diesel chez les principaux constructeurs tout en permettant un gain de poids substantiel.

Un véhicule américain moyen contient 816 kg d’acier selon Macquarie. Toutefois, la construction de ce véhicule nécessite en fait 1255 kg d’acier, car 439 kg de scrapes sont générés durant la fabrication des pièces.

Aluminium

La quantité par véhicule est actuellement de 125 kg d’aluminium, mais elle pourrait atteindre 150 voire 300 kg à l’horizon 2020. Le principal client de l’aluminium est maintenant le secteur des transports (29%), devançant celui de l’emballage.

Véhicule moyen

aluminium

1975

30 kg (2%)

2000

85 kg (6,5%)

2005

125 kg

 

L’enjeu sur la production d’aluminium est essentiel : 40 kg de plus par véhicule pour 60 millions de véhicules/an signifient 2,4Mt (la production mondiale d’aluminium est de 28 Mt).

La substitution de l'acier par l'aluminium avance inexorablement, pièce par pièce. Toutefois, les constructeurs considèrent que la substitution aluminium/acier n’est compétitive que lorsqu’elle permet un gain de poids de plus de 30%. Cette substitution a débuté par des pièces moulées sous pression (blocs moteurs essence et diesel depuis peu, à partir de lingots). Un bloc moteur en aluminium est 25% plus léger qu’un bloc en fonte, bien qu’il faille davantage d’aluminium pour égaler les mêmes qualités que la fonte (des bulles de gaz résiduelles peuvent se dilater avec la chaleur et briser l’alliage). La substitution concerne maintenant des pièces embouties (capots, portières et pavillons, à partir de tôles), et le formage met au point un chassis (« body in white ») tubulaire hydroformé recouvert d’une peau en aluminium et permettant de gagner jusqu’à 24% de poids (NewSteeel Body de ThyssenKrupp). La Vel Satis de Renault a ainsi gagné 80 kg sur les portes et le capot moteur. Les pièces deviennent également plus élaborées : pièces profilées déjà prêtes à l'emploi, tôles avec traitements de surface, etc.

Toutefois, si l'aluminium est 3 fois "plus léger" que l'acier, le gain de masse effectif sur la pièce substituée ne dépasse cependant pas 40% à 50%, car l'aluminium doit respecter le même cahier des charges que l'acier (atteindre le même niveau de résistance mécanique)

L'utilisation massive d'aluminium devrait à terme permettre de faire baisser de 1300 kg (2000) à une tonne le poids moyen des véhicules.

Les difficultés concernent le travail du métal, sa corrosion, mais aussi et surtout les problèmes issus de la dilatation-rétraction. Le formage à chaud des alliages d'aluminium induit des allongement importants, complexes à gérer. En fait, les constructeurs testent et mettent au point leurs nouveaux alliages aluminium et procédés sur des modèles haut de gamme (A8-Audi, Jaguar-Ford, etc) avant de les décliner sur des segments de grande série. Ainsi, même les traitements finaux, comme la cuisson des peintures à 170°C, induit par dilatation sur des pièces embouties simples comme les pavillons, des contraintes importantes sur les jointures avec la caisse acier.

L’avantage de l’aluminium repose sur sa légèreté, mais aussi sur son excellente recyclabilité. Si l’aluminium primaire est cher et peu respectueux de l’environnement (énergivore, stériles importants) ; en revanche, il est facilement recyclable et avec un faible coût. Le métal primaire et le métal recyclé ont des utilisations différentes, mais leur qualité se rapproche (Norsk Hydro). A l’horizon 2015, pour obtenir une recyclabilité des VHU de >95%, l’aluminium sera sans rival

Avec l’Audi A8, puis A2 « tout aluminium », le problème n’est plus de savoir si on doit davantage utiliser ces métaux dans les voitures, mais de s’assurer de leurs prix à long terme. Ainsi les voitures hybrides de General Motors et de Ford (Jaguar) auront une carrosserie en aluminium, permettant une économie de poids de 45% par rapport à l’acier. Dans ce but, des alliances stratégiques se nouent entre les constructeurs de véhicules, et les producteurs d’aluminium, via des contrats d’approvisionnement à long terme qui garantissent les constructeurs contre toute fluctuation intempestive du marché. Le responsable achat (commodity manager) de GM est considéré comme l’une des personnes les plus influente de l’industrie de l’aluminium.

Face aux perspectives de développement de l’aluminium et aux énormes recompositions des groupes à forte intégration verticale, l’accès aux gisements de bauxite et à l’alumine est devenu un facteur stratégique qui s’est fortement restructuré ces deux dernières années.

Les ACV dans le conflit Acier-Aluminium

Les ACV (analyse de cycle de vie) traduisent cette confrontation acier-aluminium. les arguments étant parfois biaisés selon qu’ils sont commandités par l’une ou l’autre partie. Le principal argument à faveur des aciéristes concerne la forte consommation énergétique de l’aluminium primaire (les besoins d’un passage au tout aluminium seraient trop importants et ne pourraient pas provenir ni de la filière recyclage, ni de l’électricité hydraulique) ainsi que de la consommation des électrodes de charbon pour la fabrication d’alumine, deux importantes sources d’émission de CO² qui viendraient annuler les gains issus des économies d’énergie provenant de l’allégement des automobiles par l’aluminium.

Magnésium

Le magnésium n'a que des qualités, il est plus léger que l’aluminium, abondant, facile à transformer (la réalisation de pièces complexes par simple fonderie en raison de sa coulabilité compense le coût matière) et recyclable. Actuellement, le prix du magnésium est encore le double de celui de l’aluminium, et ce différentiel devrait rester important pour la prochaine décennie. Selon le bureau d’étude CRU, pour espérer pouvoir se substituer à l’aluminium, le prix du magnésium doit descendre aux environs de 1,0 à 1,25 USD/lb. C’est seulement à ce niveau de prix que les quantités de magnésium par véhicule pourraient passer de 3 kg actuellement* à 100 kg (ce qui impliquerait une croissance de la consommation très élevée, de l’ordre de 18 % par an).

* En fait, il faudrait ajouter la part très importante de magnésium incorporé dans les alliages d’aluminium.

Le magnésium ne se substitue encore à l’acier que pour certaines pièces spécifiques (sièges, portes, éléments du tableau de bord), mais la croissance rapide de la consommation nécessite 150 000 t/an de capacités nouvelles à court terme (soit l’équivalent de trois nouveaux centres d’extraction).

Face à cette demande, on a d'abord assisté à une multiplication des projets industriels de fabrication de magnésium-métal ; mais la Chine est arrivée, inondant le marché de magnésium pour en prendre le contrôle maintenant près de 30% de la production mondiale. Les producteurs chinois (120 kt/an produits en 1998 et 100 exportés) ont de faibles capacités individuelles (1 à 2 kt/an, seulement trois produisent plus de 10 kt/an). Ils ont conduit à des fermetures des usines occidentales comme en France, celle de Marignac (Pechiney).

De son côté, Mintek (Afrique du Sud) annonce avoir développé un nouveau type de traitement thermique appelé « advanced silico-thermic arc plasma reduction process » qui permettrait de produire le métal avec un coût de production moindre que les autres procédés thermiques actuels. On le voit le magnésium suscite une activité soutenue, tant au niveau du développement de nouveaux types de gisements, que des procédés métallurgiques.

Titane

Ce métal a trois qualités : léger, résistant à la corrosion, et d’excellentes propriétés mécaniques ; et défauts : son prix et son travail difficile. En lingots les prix d’une livre sont 7 $ Ti, versus 1 $ pour Al et 15 cts pour l’acier.

Le titane, très utilisé en aéronautique, débute très lentement dans l'automobile compte tenu de son prix très élevé : les suspensions de la lupo (VW), l’échappement de la corvette (gain de poids de 41% par rapport à l’acier), des valves (Toyota), et quelques petites pièces anti-corrosion ou d’effet de mode dans les véhicules de compétition (F1).

Il est intéressant de constater que si sa densité est environ moitié de celle de l’acier, ses qualités mécaniques sont telles qu’une économie de poids de 60-70% peut être réalisée (suspensions). Les rejets d’eau pure très corrosive des piles à combustibles pourront accélérer l’utilisation de titane à long terme.

Là encore les alliages de Ti sont complexes : Al, Zr, Mo…., En attendant, il reste dans les labo en attendant le "Ti low cost" de demain*.

La production mondiale de titane métal est de 60 000 t ; et le basculement d’un seul constructeur sur un seul modèle populaire pour seulement l’échappement signifie déjà 3000 t

De nouveaux procédés métallurgiques sont en cours d’étude. L’Université de Cambridge (D. Fray, G. Chen, Nature, 407, 361, 2000) propose une électrolyse du dioxyde de titane. Une électrode de dioxyde de titane est plongée dans du chlorure de calcium fondu à 950°C. Lorsqu’une tension négative est appliquée à cette électrode, l’oxygène de l’oxyde forme un oxyde de calcium soluble dans l’électrolyte, et laisse le métal sous forme poreuse sur l’électrode. Ce procédé serait 40% moins cher que le procédé Kroll et beaucoup plus rapide. D’autres procédés « molten salts, fluidised beds, plasmas, vapour-phase reduction » permettraient aussi de produire le titane métal en une seule fois, et non plus en plusieurs étapes comme c’est le cas actuellement. L’abaissement du coût de production ouvrirait ainsi au titane de nouveaux marchés, notamment celui de l’industrie automobile. Mais entre les laboratoires et la réalité, il s’écoulera plus de 10 ans…

Alliages métalliques versus matière organique (plastiques et composites)

Les matières plastiques progressent rapidement, en particulier les thermoplastiques (polypropylène, polyamide, polyéthylène, ABS, etc.), qui sont très présents dans l’habitacle, les pare-chocs, les ailes, les rétroviseurs. Toutefois les plastiques ont leurs propres limitations (limites mécaniques, température, accrochage de peintures, et surtout recyclage etc.) qui restreignent leur capacité de substitution. Néanmoins, leur poids (thermoplastique et thermodurcissables) atteint 100 kg par véhicule et pourrait atteindre 130 kg en 2010.

Les températures sont de plus en plus chaudes sous le capot moteur vont nécessiter des alliages spéciaux à base de nickel et d’autres éléments. Toutefois, de nouveaux matériaux composites résistants à la température (la température sous capot est passée de 130 à 170- 190°C) comme du nylon renforcé par de la fibre de verre résiste à ces températures. De plus, ce matériau possède des effets de surface brossé argenté conduisant à un aspect d’aluminium (en couvertures de moteur de BMW). On trouve aussi des superpolyamides ( 8,3 kg dont 6 sous capot), polyphtalamides chargés de verre, polysulfures de phénylène, mais les prix de ces matériaux organiques haute performance sont élevés, de 6 à 100 € le kg pour les polymères les plus élaborés. Dans le futur, l’industrie automobile empruntera, comme c’est souvent le cas, des procédés et des matériaux développées pour l’aéronautique comme d es intermétalliques et de nouvelles familles de matériaux comme les MMC (metal matrix composites) sont également considérés, tout comme les mousses métalliques. A ces nouveaux matériaux sont associés de nouvelles structures comme les structure en nids d’abeille, les laminés, etc.).

On notera les disques de freins en céramique, 50% plus légers que ceux en fonte, sur quelques modèles haut de gamme. Enfin, le futur est plein de promesses, comme les vitrages plastiques.

Autres matériaux

Cuivre  : Le passage aux commandes électriques (by-wire) permettant de supprimer les liaisons mécaniques-hydrauliques (pas de colonne de direction, ni circuit de freinage, ni pédalier), "comme dans l'aéronautique" conduisant ainsi à de nouveaux allégements. Cependant, le by-wire impliquera un doublement du câblage électrique et plus de connecteurs et de moteurs électriques  (une BMW contient 120 petits moteurs actionneurs); soit au total davantage de cuivre. Par ailleurs, pour éviter le foisonnement d’un millier de fils électrique en cuivre qui représente déjà une longueur totale plus de 1 km par véhicule. Au total, la quantité de cuivre représente 1,74 % du poids total d’un véhicule, soit 22,5 kg. De ce fait, les constructeurs développent lemultiplexage, système permettant de faire passer plusieurs fonctions dans un même, ce qui permettra de réduire de 40 % cette quantité de cuivre. Mais les nouveaux véhicules hybrides contiennent jusqu’à 45 kg de cuivre ! On voit ainsi que les évolutions technologiques conduisent tantôt à une augmentation de la quantité de cuivre, tantôt à une réduction.

Zinc  : en plus de pièces en alliages de zinc, il faut prendre en compte que l’acier des carrosseries est de l’acier galvanisé.

Plomb : Tous les nouveaux équipements de confort sont de gros consommateurs d’énergie électrique, ce qui devrait impliquer le passage au 42V, et plus encore la nécessité d’une deuxième batterie. Le plomb a encore de beaux jours devant lui, même si on pressent que la chaîne de substitution « batteries au plomb, batteries Ni-MH et batteries Li(Co-Mn)-ion » se mettra en place plus ou moins rapidement.

Poudres métalliques  : L’utilisation de la métallurgie des poudres métalliques ( 19,5 kg en moyenne par véhicule aux Etats Unis).

Demain ?


L'impact du recyclage

Dans le recyclage, on considère les pourcentages de recyclé, l’obtention de déchets à haute qualité environnementale ; en oubliant un aspect fondamental qui est l’obtention de déchets à forte valeur ajoutée, qui dépend de la qualité des matériaux secondaires obtenus par recyclage. On constate en effet une dégradation systématique des métaux recyclés par des contaminations dues aux alliages et aux difficultés de séparation des différents métaux :

  • 2/3 des aciers sont contaminés (par le cuivre notamment) et réutilisables seulement en « fer à béton ». Comment inverser cette tendance, alors qu’il faudra compter avec l’arrivée croissante en fin de vie des équipements électrico-électoniques acquis dans la décennie 90 ?
  • L’aluminium de deuxième fusion (secondaire) est également contaminé (notamment fer et zinc), est réutilisé par l'industrie automobile, mais pour des utilisations moins nobles que celles réservées à l'aluminium primaire. Quant à l'industrie aéronautique, elle n’utilise que de l'aluminium primaire allié, excluant ainsi l’aluminium de deuxième fusion.

Pour atteindre un niveau de recyclage au niveau de 85% (2006) puis 95% (2015), la réduction du nombre de matériaux plastiques sera indispensable, tout comme l’utilisation massive d’un métal à la fois très recyclable et léger comme l’aluminium. Par ailleurs, l'éco-conception suivie du démontage en fin de vie sera indispensable. Mais pour justifier cette éco conception et donc le démontage (avant broyage), encore faudra-t-il que la différence entre la valeur matière "noble" et la valeur matière "dégradée" puisse, a minima, couvrir, le coût du démontage. En d'autres termes, c'est la qualité des matériaux recyclés qui fera la différence et permettra au démontage de se développer :

Valeur matière non-dégradée - Valeur matière dégradée > Coût du démontage

L'éco-conception est facilitée par la tendance des constructeurs de réaliser des plates-formes communes à plusieurs modèles, sur lesquelles peuvent s’adapter différents types de moteurs de manière à uniformiser un maximum d'éléments non visibles, sachant que la « caisse en blanc » reste le module le plus facile à recycler.

Repères :

  • 7 groupes constructeurs de quatre pays (USA, Japon, Allemagne, France) contrôlent 80% du marché mondial (15 groupes contribuent pour 95%). Mais 500 équipementiers.
  • Nombre d’automobiles pour 1000 habitants : USA : 785, UE : 534, Chine : 11, Inde : 8
  • Parc mondial de 600 millions de véhicules
  • Le délai de renouvellement du parc auto est de 12 ans.
  • 9 millions par an de VHU en Europe
  • Recyclage en France : 1,4 millions/an, 7 millions de batteries, 0,4 Mt de pneus, 30 000 t de pare-brise.
  • Contrainte de recyclage des VHU : 85% en 2006, 95% en 2015.

 

 

Renvois

Au niveau des procédés, il faut noter pour l'aluminium la soudure directe grâce au laser YAG/faisceau lumière transportée par fibre optique une considérable opportunité de développement de ce métal (à la place du rivetage).

Il faut distinguer d’une part le moteur, qui consomme surtout de l’aluminium secondaire issu du recyclage et d’autre part la structure (chassis, carosserie) qui ne peuvent être réalisés qu’avec de l’aluminium primaire. L’utilisation passe ainsi graduellement des moteurs (carters de bloc moteur et de boites de vitesse, radiateurs, jantes, etc.) à la structure des véhicules, voire jusqu’au châssis.

Comme les grands gisements de bauxites se localisent surtout sur les vieux socles altérés (Guyanes-Jamaïque, Brésil, Afrique de l’Ouest avec l’ensemble Guinée, Sierra-Leone, Ghana, Inde, Australie), ils se trouvent normalement géologiquement éloignés des zones pétrolières et hydroélectriques où se raffine l’aluminium.

USA : moyenne 2000 : 260 g de CO²/km !

 
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