Le magnésium prend sa revanche

Que ce soit aux Etats-Unis ou en Europe, c'est plus qu'un frémissement qui agite les bureaux d'études et la production. Le magnésium a le vent en poupe. Principaux marchés visés: l'automobile, l'informatique et les télécommunications.

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Le magnésium, métal mal-aimé, suscite un regain d'intérêt. "Dans les années à venir, nous allons voir un retournement de situation chez les grands constructeurs d'automobiles américains", avertit Michael S. Tratch, directeur du développement des affaires et de la propriété industrielle de l'ITMg (Institut de la technologie du magnésium), à Québec. "General Motors, qui traînait un peu des pieds dans l'utilisation du magnésium, va rattraper et même dépasser Ford, qui était le plus dynamique dans ce domaine. Chez Ford, la consommation moyenne, de l'ordre de 2kilos par véhicule en 1993, progressera à un peu moins de 4kilos en 1996, pour se stabiliser à ce niveau. Tandis que chez General Motors, où l'utilisation est aujourd'hui presque nulle, elle dépassera les 4kilos dès 1998." Première pièce réalisée avec ce matériau: un support de planche de bord de 14kilos et d'environ 1,6mètre à la géométrie complexe, qui entrera en production dès juillet prochain pour un modèle à sortir quelques mois plus tard, à une cadence prévisionnelle de 350000véhicules. D'autres pièces comparables sont prévues pour les années suivantes. Et, d'ores et déjà, le marché s'annonce considérable: près de 100millions de dollars pour les pièces de tableaux de bord, autant pour les carters pour boîte transfert de véhicule 4 x 4 et les sièges. Quant aux pièces pour colonnes de direction, elles représentent plus de 130millions de dollars. En Europe, le marché du cadre de siège est évalué à un peu plus de 70millions de dollars (Mercedes en utilise sur ses véhicules de haut de gamme). Selon les chiffres d'American Metal Market, la moyenne en l'an 2000 devrait se situer à 8kilos par véhicule en Amérique du Nord, soit cinq fois plus qu'en 1994 (General Motors vise 16kilos et Ford 11kilos). Et les constructeurs européens (français compris) ont tous des projets en cours qui pourraient faire grimper la consommation de magnésium dans les prochaines années, et bénéficier au principal fondeur sur ces créneaux, la société Meridian. Les appareils d'informatique et de télécommunications, qui se miniaturisent et s'allègent de plus en plus, ont aussi recours au magnésium. Une tendance confirmée par Jean Cantoni, directeur Europe de Dynacast, qui injecte, entre autres, des cadres pour téléphone portable. La seule unité européenne de la société capable d'injecter du magnésium se trouve en Grande-Bretagne, à Alcester. Elle dispose d'une machine d'injection capable de produire des pièces de 40 grammes maximum, mais deux autres sont prévues d'ici à la fin de l'année et trois autres l'année prochaine. "La demande est très forte en petites pièces; les applications sont les composants mécaniques et la dissipation de chaleur. L'automobile est également intéressée par de petites pièces (supports de mécanismes électriques), bien que l'économie de masse soit plus importante sur des grosses pièces", explique Jean Cantoni.

Des cadres en magnésium pour les sièges du TGV

Autre marché intéressé, les transports. L'aéronautique, malgré de cuisants échecs, aux Etats-Unis et en Europe, avait pratiquement banni ce métal en raison de sa propension à la corrosion. Mais elle pourrait revoir ses positions. Selon Jean Auvinet, de la société Palladiam, des pièces prototypes devraient voler en France dans les mois à venir (pièces de cellule et turbomachine). Le ferroviaire est également concerné puisque les sièges du TGV à deux étages auront des cadres en magnésium. Force est de se demander ce qui rend le magnésium digne d'intérêt à nouveau. Volkswagen, sur la Coccinelle, en a utilisé pendant très longtemps. L'avantage le plus fort est le gain de masse, essentiel pour tout ce qui est en mouvement. Avec sa densité de 1,8, le magnésium, imbattable, se situe 30% en dessous de l'aluminium. Mais, jusqu'à présent, les utilisateurs lui reprochaient sa mauvaise résistance à la corrosion et son insuffisante tenue au feu. Côté inflammabilité, la position actuelle est plus réaliste: certes, le risque existe, mais le métal ne peut s'enflammer que s'il est porté dans sa masse à 500°C environ. Des essais de découpe au chalumeau en vue de la désincarcération de passagers n'ont pas montré d'inflammation. Le risque se situe davantage en production lorsque le métal se présente en copeaux ou en poudre. Quant à la corrosion, des progrès sensibles ont été faits depuis quelques années par la mise sur le marché des nuances "haute pureté" (WE 54), dans lesquelles les teneurs en cuivre et fer sont maintenues à des niveaux très bas pour éviter les sites privilégiés d'attaque. De plus, de nouveaux traitements de surface diminuent cette sensibilité (MagOxid, déjà utilisé et éprouvé). En outre, la prise en compte de cette contrainte de corrosion dès la conception de la pièce peut éviter l'apparition de problèmes (zones d'accumulation d'électrolytes, moyens d'assemblages, etc.). Une fois éliminés les principaux reproches faits au magnésium, les avantages reprennent le dessus. "La pièce brute de moule est souvent utilisable sans usinage complémentaire, à la différence des alliages d'aluminium, précise Jean Cantoni. La précision du moulage obtenue se situe entre le zamak et l'aluminium." De plus, selon Dynacast, la cadence de moulage sur petites pièces se révèle cinq fois plus élevée que sur une machine classique. Devant l'intérêt suscité par les possibilités du magnésium, l'ITMg a recensé et étudié les besoins d'une quinzaine d'activités industrielles. Les créneaux qui devraient se développer le plus sont la pièce électronique injectée sous pression, puis la pièce d'automobile, suivies par une activité qui combinerait pièces industrielles et sport-loisirs (complexité et séries comparables) et les pièces miniatures de très grande série, et, plus loin dans le classement, l'aéronautique. Ces secteurs ont aussi été analysés en fonction des contraintes de développement et d'investissement qu'un producteur de pièces en magnésium devra prendre en compte.Dans l'électronique et les télécommunications, le marché est en expansion soutenue, mais les produits ont une durée de vie de deux à cinq ans. Il s'agit de pièces mobiles de haute précision ou de cadres. Si au Canada 5% des pièces moulées de ce secteur passaient au magnésium (concurrencé par l'aluminium et les polymères), le marché atteindrait 40millions de dollars. La difficulté pour pénétrer ce marché vient de l'ignorance des concepteurs des possibilités du magnésium et de sa faible durée de vie, qui réclame des compétences élevées en prototypage rapide. La proximité entre mouleur et concepteur sera donc essentielle. Dans l'automobile, l'intérêt actuel est indiscutable, surtout aux Etats-Unis, restés très fidèles à l'acier. En effet, si un carter en acier pèse 14kilos, son équivalent en magnésium est de 2,8kilos. Un gain beaucoup plus décisif qu'avec un carter en aluminium de 4,5kilos. L'attrait vient aussi des possibilités du moulage, qui réduit le nombre de pièces et facilite l'assemblage: sur le tableau de bord en fabrication, le magnésium permet de supprimer deux tiers des pièces par rapport à de l'acier estampé (soit 81% de coût en moins) pour une réduction de masse supérieur à 50%!

Des temps d'études qui se comptent en années

Actuellement, aucun constructeur n'est équipé pour la transformation du magnésium. Une exclusivité de fourniture pour une pièce peut être acquise pour plusieurs années. La Société aveyronnaise de métallurgie (SAM), par exemple, fournit à Ford pour la Mondéo des pièces de colonne de direction (4000voitures par jour). Le temps d'études se compte en années. Avec l'aéronautique, l'échelle de temps est encore plus longue: durée de qualification de pièces, durée de vie des modèles et marché déjà mondialisé. Indéniablement, le plus léger et le plus réactif des métaux suscite un regain d'intérêt. Reste que le marché pourrait progresser lentement. Question d'inertie des études et des habitudes...

Un institut du magnésium en Auvergne?

Le 17 mai s'est tenu un séminaire sur le magnésium à l'Ifma (Institut français de mécanique avancée) de Clermont, avec l'ITMg du Québec. Ce laboratoire, créé en 1989, est le seul au monde exclusivement consacré au magnésium et offrant des services externes de conception de produits et de procédés. Il compte trente-trois membres dans le monde, dont onze Japonais et un Français, la SAM. Plus d'une cinquantaine de produits ont été développés et prototypés, et une dizaine de programmes sont en cours sur la période 1994-1998 portant sur le moulage et l'injection de nouveaux alliages et le recyclage du métal. Pour Jacques Jacquet, directeur général de Clermont Auvergne Développement, " l'ITMg est parti du besoin de ses membres, utilisateurs et producteurs, d'où son succès. D'ici à la fin 1995, nous recueillerons les réflexions sur ce que pourrait être un tel institut à Clermont". La partie n'est pas gagnée car la France ne compte aucun constructeur de machine d'injection, et peu de transformateurs. A l'exception de la SAM, très active, et de Messier Arudy. Aux utilisateurs potentiels de montrer leurs envies!





USINE NOUVELLE N°2505

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