Trois pays qui collaborent en recherche et développement mettent au point un train avant d’automobile plus léger

Le projet de recherche et développement visant la conception d'un train avant en magnésium (RDCTAM) permettra de réduire le poids d’une structure de train avant d’automobile de près de 40 kilogrammes.

Par Kumar Sadayappan et Douglas Cariou

L’établissement du dialogue sur l’énergie propre plus tôt cette année par le premier ministre Stephen Harper et le président Barack Obama est un signe de reconnaissance du fait que les matériaux durables et légers constituent un domaine de recherche clé dans le développement de la prochaine génération de véhicules. Cette reconnaissance a été affirmée à nouveau à Washington (D.C.), le 16 septembre 2009, quand le premier ministre Harper et le président Obama ont annoncé conjointement une initiative en recherche et développement pour des automobiles à énergie propre.

Les technologies liées aux matériaux légers jouent un rôle clé partout dans le monde dans le cadre des travaux visant à accroître l’efficacité énergétique et à réduire les émissions des automobiles. De plus, le Canada participe activement à la recherche et au développement sur les matériaux légers. Un des principaux défis de la recherche consiste à élaborer des matériaux à haute résistance rentables sans mettre en péril la sécurité des passagers.

Le magnésium, le métal industriel le plus léger, est un des matériaux qui peut être utilisé à cette fin. Au cours de la dernière décennie, son utilisation dans les automobiles a doublé. Cependant, d’importants défis n’ont toujours pas été relevés, notamment sur le plan de la fabricabilité, de la combinaison avec d’autres matériaux, de la durabilité au cours de la durée de vie des véhicules et du rendement en service.

Les matériaux légers pour l’industrie automobile améliorent l’efficacité des véhicules

La plupart des experts s’entendent pour dire qu’à chaque tranche de 10 % de réduction du poids correspond une amélioration de 7 % du rendement du carburant pour les véhicules dotés de moteurs à combustion interne et une augmentation de 3 % de la distance parcourue par les véhicules électriques et hybrides sans recharge. La réduction de poids améliore donc l’efficacité et le rendement pour l’ensemble des plates‑formes de groupe propulseur. Dans le cas des véhicules à carburant, cela signifie une réduction d’environ 17 à 20 kg de dioxyde de carbone par kilogramme de matériaux éliminé pour la durée de vie du véhicule.

Le projet de recherche et développement visant la conception d'un train avant en magnésium (RDCTAM) est un projet multitâche auquel participent Ressources naturelles Canada (RNCan), le ministère des Sciences et de la Technologie de la Chine et le ministère de l’Énergie des États‑Unis. L’objectif de ce projet de cinq ans consiste à mettre au point un train avant d’automobile riche en magnésium.

Plus de 100 chercheurs et ingénieurs des trois pays participants travaillent à la première phase du projet, lancée en 2007. Au Canada, le projet de RDCTAM est financé conjointement par le Programme de recherche et de développement énergétiques de RNCan et le Réseau de centres d'excellence AUTO21.

Les travaux de l’équipe canadienne sont coordonnés par le Laboratoire de la technologie des matériaux de CANMET

Le Laboratoire de la technologie des matériaux de CANMET (LTM-CANMET) de RNCan est l’organisation de coordination canadienne et il étudie les questions liées au moulage, à l’extrusion et à la production de feuilles. La collaboration entre le Réseau de centres d'excellence AUTO21 et le LTM-CANMET est appuyée par Jennifer Jackman, la directrice générale du LTM-CANMET, qui est également la coordonnatrice du thème pour AUTO21 – Matériaux et fabrication. L’équipe canadienne du projet de RDCTAM comprend également Magna International Inc., Meridian Technologies Inc., Centreline Manufacturing Ltd., l’Université de Waterloo, l’Université Ryerson, l’Université de Sherbrooke, l’Université de Windsor et l’Université de Western Ontario.

Durant la phase I du projet de RDCTAM, un train avant riche en magnésium a été conçu et pèse 38 kilogrammes de moins (45 %) qu’une structure type de train avant en acier. Un train avant léger rend également possible une distribution plus équilibrée du poids entre les essieux avant et arrière, ce qui améliorera la manœuvrabilité du véhicule. Un train avant de démonstration sera construit et mis à l’essai durant la phase II du projet, qui débutera en 2010.

Le Canada, qui compte parmi les principaux fournisseurs de pièces automobiles au monde, a un gros intérêt en jeu dans la recherche et le développement qui mènera à une augmentation de l’utilisation du magnésium et d’autres matériaux légers dans des applications de l’industrie automobile. L’atteinte de l’objectif du projet de recherche de cinq ans aidera les entreprises canadiennes à demeurer concurrentielles à l’échelle internationale et contribuera à la réduction des émissions des automobiles.

M. Kumar Sadayappan est le gestionnaire par intérim du Programme des matériaux structuraux automobiles au LTM-CANMET. Douglas Cariou est l’agent des communications du LTM-CANMET.