2. L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
Peugeot 307: 75 kg d’aluminiumOpel Vectra: 180 kg d’aluminium
3. Les pages qui suivent donnent un aperçu du large éventail d’avantages que présente l’utilisation de l’aluminium dans
les transports. Elles expliquent, entre autres, comment l’aluminium permet de faire face à l’augmentation du prix des
carburants, de la fiscalité et aux préoccupations croissantes en matière d’environnement et de sécurité routière.
UN SIECLE D’ALUMINIUM DANS LES TRANSPORTS
En 1903, les frères Wright écrivent
une page de l’histoire de l’aviation
en réalisant le premier vol mondial
propulsé par un moteur allégé à
l’aide de composants en aluminium.
Aujourd’hui, l’aluminium joue un
rôle essentiel dans l’industrie aéro-
nautique. Il représente plus de 60%
du poids structurel de l’Airbus A380,
et jusqu’à 80% pour les appareils
destinés aux courts et moyens
courriers.
C’est dans les années 1920 que les
applications marines de l’aluminium
ont commencé à se répandre grâce
à l’apparition de nouveaux alliages
développés pour ce marché.
Aujourd’hui, 1000 navires à grande
vitesse sont en service, dont la
plupart ont une structure et une
superstructure en aluminium. Les
superstructures des bateaux de
croisière sont généralement en alu-
minium, et plus de la moitié des
yachts de luxe ont des coques en
aluminium.
Ces navires tirent pleinement profit
de la légèreté et de la résistance de
l’aluminium, ainsi que de sa tenue
à la corrosion, une propriété indis-
pensable pour les environnements
marins.
Dans les années 1980, l’aluminium
devient le métal de prédilection
pour réduire les coûts d’utilisation et
améliorer l’accélération des métros,
tramways, trains inter-urbains et
trains à grande vitesse. En 1996,
apparaît le TGV Duplex. Il permet
de transporter 40% de passagers
supplémentaires et pèse 12% de
moins que la version à un seul étage,
grâce à sa structure en aluminium.
Aujourd’hui, des métros et des trams
en aluminium sont en service dans la
plupart des capitales européennes et
des trains en aluminium sont utilisés
dans toute l’Europe.
En 1899, une petite voiture de sport
montée sur châssis en aluminium
est exposée à l’exposition auto-
mobile internationale de Berlin. En
1948, Land Rover commence à uti-
liser des tôles en aluminium pour ses
carrosseries.
Aujourd’hui, outre les célèbres voi-
turesutilisantbeaucoupd’aluminium,
telles que l’Audi A8, de nombreux
véhicules contiennent des quan-
tités importantes d’aluminium. En
2003, le volume moyen d’aluminium
utilisé dans les voitures particulières
s’élevait déjà à 122kg.
En 2005, une voiture sur quatre
construite en Europe est dotée d’un
capot en aluminium et près d’un
tiers des voitures européennes sont
déjà équipées de pare-chocs en
aluminium.
Apparu dans les bus parisiens en
1910, l’aluminium est utilisé pour
toute une série de pièces dans les
véhiculesindustrielsdesannées1930.
Les années 1950 voient la naissance
des premières citernes, fourgons et
bennes en aluminium. Aujourd’hui,
la plupart des semi-remorques silo
et citernes sont entièrement con-
struites en aluminium. Ce dernier
est aussi fréquemment utilisé pour
les fourgons, les bennes, les fonds
mouvants, et une multitude de com-
posants. Si l’on considère la flotte
européenne actuelle, l’aluminium
permet d’économiser en moyenne
800kg par véhicule articulé.
INTRODUCTION
1910
premières pièces
d’aluminium dans
les bus parisiens
années 30 années 50 1976 aujourd’hui
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
4. CHARGE UTILE ACCRUE
+ VALEUR RESIDUELLE
PLUS ELEVEE = REVENUS
SUPPLEMENTAIRES
L’aluminium réduit le poids mort du
véhicule. Pour les marchandises de
haute densité, qui saturent générale-
ment le poids total autorisé en charge
(PTAC), les alliages en aluminium
permettent de charger davantage de
marchandises, ce qui se traduit par
des revenus supplémentaires et/ou
une compétitivité accrue.
En outre, les véhicules usagés en
aluminium ont beaucoup de succès
sur le marché de seconde, et même
de troisième main, où ils sont géné-
ralement vendus à très bon prix.
Enfin, lorsqu’ils atteignent la fin
de leur long service, ils conservent
encore une valeur résiduelle élevée.
Cette situation est due au fait que
l’aluminium se recycle facilement,
sans perdre ses qualités et en écono-
misant 95% de l’énergie qui serait
nécessaire pour son obtention à
partir de minerai.
ECONOMIE DE CARBURANT
+ LONGUE VIE + ENTRETIEN
REDUIT = REDUCTION DES
COUTS
Une étude menée par l’IFEU1
en
coopération avec TU-Graz2
a abouti
à la conclusion qu’une tonne écono-
misée sur le poids total d’un véhicule
articulé permettait de réaliser une
économie de carburant de 0,6 litres
/100 km.
Cette économie est réalisée lorsque
le poids total du véhicule est inférieur
au PTAC, c’est-à-dire en cas de
transport de marchandises de faible
densité, pour des déplacements à
vide ou partiellement chargés.
La célèbre résistance de l’aluminium
à la corrosion constitue un avantage
manifeste dans le transport routier:
elle contribue à une longue durée de
vie, en particulier dans les véhicules
qui travaillent dans des conditions
qui peuvent provoquer de graves
problèmes de rouille.
Aucune peinture ou autre traitement
de surface n’est requis et le nettoy-
age est aisé. L’entretien est donc
réduit au minimum.
LES AVANTAGES ECONOMIQUES DE L’ALUMINIUM
1
Institut für Energie und Umwelt Forschung, Heidelberg, Allemagne.
2
Université Technique de Graz, Autriche
FAITES VOS COMPTES
Faites votre propre calcul de retour sur investissement sur
www.alutransport.org et examinez l’exemple ci-dessous.
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
5. AUTRES AVANTAGES
Conformément au principe “utilisa-
teur payeur”, un nombre croissant
de pays introduisent des péages
routiers qui augmentent le coût
au kilomètre. Optimiser la charge
utile en recourant à l’aluminium
permet de répartir le coût du
péage sur un tonnage plus élevé
de marchandises.
Dans les pays où le péage routier
ne s’applique qu’au dessus d’un
PTAC déterminé, des “mini-semi-
remorques” sont fabriquées
avec une quantité importante
d’aluminium. Ceci permet à
l’opérateur de conserver une bonne
charge utile tout en restant sous le
PTAC où le péage s’appliquerait.
Bien qu’il soit impossible à quan-
tifier, l’impact visuel éclatant
de l’aluminium ne doit pas être
négligé. Aux dires des opérateurs,
il semble en effet que les chauf-
feurs soient fiers de conduire de
tels camions et qu’ils leur accord-
ent en conséquence une bien meil-
leure attention.
Enfin et surtout, l’aluminium con-
tribue à l’ergonomie des véhicules.
Les pièces mobiles qui sont manip-
ulées lors de chaque livraison, telles
que les ridelles et les portes, sont
plus légères à déplacer lorsqu’elles
sont en aluminium. Les conduc-
teurs épargnent ainsi beaucoup
d’efforts et le risque de blessure
est réduit.
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
6. Les concepteurs disposent d’une
grande variété d’alliages et de
procédés de fabrication qui leur
offrent des possibilités étendues.
L’aluminium est l’un des métaux les
plus faciles à mettre en œuvre et
il peut être façonné à l’infini dans
presque toutes les formes. Profilés,
feuilles, tôles, pièces moulées et
forgées ont tous leur place dans
un véhicule. L’aluminium s’adapte
aussi à de nombreuses techniques
d’assemblage, ce qui confère encore
plus de liberté aux concepteurs.
La fabrication de composants et
d’ensembles en aluminium recourt
notamment au soudage, au riv-
etage, au sertissage et au collage.
GRANDE SOUPLESSE DE CONCEPTION
AVANTAGES SOCIAUX ET ENVIRONNEMENTAUX
L’ALUMINIUM EN
COMPLEMENT AUX MOTEURS
EURO IV EURO V
Les directives environnementales
européennes applicables aux poids
lourds remontent à 1988, alors
que la première norme limitant les
émissions d’oxydes d’azote (NOx)
et de particules (PM) des moteurs
diesel industriels est apparue au
début des années 1990.
LanormeEUROIV,obligatoiredepuis
le 1er octobre 2006, et le prochain
standard EURO V, représentent une
réduction sensible des émissions de
NOx et de PM.
Cependant, elles imposent aussi de
nouveaux processus de combustion
et de nouvelles techniques de post-
traitement des gaz d’échappement
qui représentent une surcharge
pondérale pouvant aller jusque
300 kg.
L’utilisation d’un plus grand
nombre de composants en alu-
minium permet au fabricant de
compenser ce handicap. La charge
utile peut donc être préservée et
même augmentée.
L’ALUMINIUM REDUIT LES
EMISSIONS DE CO2
Pour réduire les émissions, il ne suffit
pas de développer des moteurs
moins polluants, mais aussi de les
utiliser de la manière la plus ration-
nelle qui soit. Comme expliqué
plus haut, gagner du poids avec
l’aluminium est une bonne manière
d’atteindre cet objectif.
L’aluminium contribue à réduire les
émissions de CO2
provenant du
transport routier comme suit:
• Pour les marchandises lourdes, il
permet de transporter davantage
de produits par voyage et amél-
iore donc l’efficacité du transport.
Dans ce cas, une tonne épargnée
sur le poids mort d’un véhicule
articulé permet d’économiser
1.500 litres de gazole3
sur
100.000 km.
• Pour les marchandises volu-
mineuses, il réduit le poids total
et la consommation de carburant
au kilomètre. Dans ce cas, une
tonne épargnée sur le poids mort
d’un véhicule articulé permet
d’économiser 600 litres de
gazole4
sur 100.000 km
• Pour le transport de passagers,
il réduit le poids total et la con-
sommation de carburant. Une
tonne économisée sur un bus
urbain permet d’épargner entre
1700 et 1900 litres de gazole par
100.000 km.
Si l’on analyse l’ensemble du cycle
de l’aluminium (production, exploi-
tation du véhicule, recyclage), on
obtient les résultats suivants5
:
• Aujourd’hui, chaque kilogramme
d’aluminium en service dans un
véhicule articulé permet une
économie moyenne de 28 kg
de CO2
• Demain, chaque kg d’aluminium
supplémentaire utilisé dans un
véhicule articulé permettra, au
minimum, d’économiser 20 kg
de CO2
• 1kg d’aluminium dans un bus
urbain permet généralement
d’économiser 40 à 45 kg de
CO2
3
Pour transporter la même quantité de marchandises sur la même distance, un véhicule standard aurait besoin de 3.800 véhicule-km supplémentaires, soit environ 1.500 litres de carburant.
4
Energy savings by light-weighting for European articulated trucks - IFEU - Institüt für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH, 2005
5
CO2
reduction potential of aluminium for articulated trucks - EAA - European Aluminium Association, 2005
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
7. Dans le cadre de son Programme
d’action pour la sécurité routière,
la Commission Européenne
examine l’introduction de critères
d’absorption d’énergie pour les
poids lourds en cas d’accident.
L’industrie de l’aluminium a déjà
élaboré plusieurs solutions pour
les secteurs de l’automobile et des
chemins de fer et serait prête à
relever ce défi pour les véhicules
industriels.
Si l’on considère les modes de
déformation que subissent les
pièces de sécurité, les systèmes en
aluminium permettent d’absorber
sensiblement plus d’énergie par
unité de poids que les systèmes
traditionnels. Un allègement
dépassant 40% est tout à fait réal-
iste. Pour cette raison, l’aluminium
est parfaitement adapté aux pare-
chocs avant, arrière et latéraux.
Les éléments en aluminium peuvent
également être utilisés pour amél-
iorer le potentiel d’absorption
d’énergie des systèmes anti-
encastrement avant et arrière
d’aujourd’hui, et pourraient aussi
l’être demain pour doter les poids
lourds de nez déformables.
Enfin et surtout, l’ajout de disposi-
tifs de sécurité se traduit toujours
par un poids supplémentaire, qui
peut être compensé par le rem-
placement de matériaux lourds par
l’aluminium.
L’ALUMINIUM SE
RECYCLE FACILEMENT ET
ECONOMIQUEMENT
Contrairement aux véhicules tradi-
tionnels qui sont exportés pour finir
leur vie loin de l’Europe, les semi-
remorques en aluminium passent
généralement toute leur vie sur
notre continent où ils sont finale-
ment démontés et recyclés6
. Vu la
valeur élévée de l’aluminium, les
sociétés de recyclage en sont fri-
andes. Les véhicules en aluminium
en fin de vie sont donc revendus à
bon prix et ne finissent jamais en
décharge.
L’aluminium recyclé ne perd aucune
de ses qualités et épargne 95% de
l’énergie qui serait nécessaire pour
son obtention à partir de minerai.
L’énergie requise pour produire
l’aluminium primaire n’est donc
pas perdue: elle est “stockée dans
le métal”.
6
The fate of aluminium from end-of-life commercial vehicles - Université de Technologie de Troyes
L’ALUMINIUM CONTRIBUE A LA SECURITE ROUTIERE
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
8. RAPPORTS “RESISTANCE-POIDS” ET “RIGIDITE-POIDS” ELEVES
Les alliages en aluminium utilisés dans les véhicules commerciaux ont un rapport résistance-poids et rigidité-poids
comparable à la plupart des métaux de pointe tels que l’acier à haute limite élastique et le titane.
Ces propriétés, parmi de nombreuses autres, sont prises en compte lors de la conception d’un véhicule. Aucun
allégement ne peut être obtenu avec l’aluminium si la conception est simplement copiée d’une solution acier.
Les conceptions optimisées pour l’aluminium sont basées sur des sections adaptées, des transitions douces et
des assemblages intelligents qui permettent normalement d’économiser de 40 à 60% de poids par rapport à des
matériaux concurrents lorsqu’ils sont conçus pour:
1) une résistance équivalente ou supérieure
2) une rigidité équivalente
3) une durée de vie équivalente.
Afin de se rapprocher de l’allégement obtenu avec l’aluminium, les matériaux concurrents sacrifient souvent un
des trois critères précités de sorte que les comparaisons pondérales n’ont plus aucun sens.
Comparaison de poutres optimisées en légèreté, fabriquées avec 3 matériaux différents et selon 2 critères
de conception7
Les calculs sont basés sur un design de poutre standard, le “double T”.
Une optimisation plus poussée est cependant possible avec l’aluminium parce que:
• La modélisation par éléments finis permet une définition précise de la géométrie de section la plus favorable;
• Ces sections, même lorqu’elles sont très complexes, peuvent aisément être produites avec le procédé
d’extrusion de l’aluminium.
LES FAITS QUI PARLENT
definitions
matériau
traditionnel
matériau à haute
limite élastique
alliage
d’aluminium
Limite élastique (MPa) 350 760 250
module d’élasticité (MPa) 210000 210000 70000
densité (kg/m³) 7800 7800 2700
A RESISTANCE EGALE
matériau
traditionnel
matériau
à haute
limite
élastique
alliage
d’aluminium
résistance 1 = 1 = 1
rigidité 1 0,3 0,6
poids 1 0,7 0,4
hauteur de section 1 0,6 1,2
A RIGIDITE EGALE
matériau
traditionnel
matériau
à haute
limite
élastique
alliage
d’aluminium
résistance 1 2,2 1,5
rigidité 1 = 1 = 1
poids 1 = 1 0,6
hauteur de section 1 = 1 1,4
7
Calcul basé sur une modélisation par éléments finis. Les résultats sont des valeurs typiques et ne sont pas contractuels.
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
9. L’ALUMINIUM EST FACILE A
REPARER
Peu de gens savent que, depuis
1948, les Land Rover ont une car-
rosserie en aluminium, et qu’au
cours des 50 dernières années,
personne ne s’est jamais plaint
de problèmes de réparation. Ceci
illustre le fait que la réparation est
possible, mais les techniques de
réparation de l’aluminium sont fort
différentes de celles de l’acier. Les
principaux constructeurs de châssis
ont créé un réseau européen de
concessionnaires qui propose un
service de réparation efficace.
L’ALUMINIUM EST UN
MATERIAU NON COMBUSTIBLE
Dans les conditions atmos-
phériques, l’aluminium et ses
alliages sont totalement non com-
bustibles et ne contribuent pas à
la propagation du feu. Cependant,
les alliages en aluminium fondent
à quelque 650°C, sans dégager de
gaz nocifs.
RESISTANCE A LA CORROSION
Correctement utilisés, les alliages en
aluminium sont conçus pour offrir
une résistance optimale à la corro-
sion dans tous les environnements.
Un seul exemple: l’utilisation très
répandue d’aluminium non peint
dans les applications marines.
GRANDE STABILITE
Atteindre la Classe A9
de stabilité
au bennage selon les critères de
l’IRTE8
n’est pas un problème pour
un châssis en aluminium, comme
l’ont confirmé les tests effectués en
Angleterre au cours de l’été 2002.
En effet, un véhicule tout-
aluminium, sensiblement plus léger
que les autres, a réussi le test IRTE
Classe A à 44 tonnes avec son
châssis standard, rappelant ainsi
à chacun qu’un design approprié
allie légèreté et rigidité.
DURABILITE ELEVEE
Certains opérateurs craignent encore les problèmes liés aux châssis de semi-remorques en aluminium dans des
conditions d’utilisation sévères, mais ils devraient savoir que la durée de vie n’est pas fonction du matériau si le
véhicule est correctement conçu.
Les constructeurs expérimentés optimisent la conception en fonction du matériau utilisé et sont capables de
produire des châssis en aluminium offrant une durée de vie équivalente ou plus longue mais à un poids sensible-
ment inférieur à celui de modèles conventionnels.
Il est également important de souligner que les véhicules en aluminium opèrent dans des segments de transport
où les facteurs de charge sont les plus élevés (vrac solide et liquide, travaux publics, etc.). En d’autres termes,
ils sont utilisés de manière beaucoup plus intense que les véhicules conventionnels et ce fait est pris en compte
dans la conception des véhicules en aluminium.
8
Institute of Road Transport Engineers, UK.
9
La Classe A indique qu’un véhicule dont la benne est pleinement chargée et levée peut se pencher latéralement de 7° sans se renverser..
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
10. • Augmentation des recettes
• Réduction des émissions
polluantes
• Réduction de la consommation
d’énergie
• Complètement non toxique
• Robuste
• Léger
• Résistant à la corrosion
• Facile à réparer
• Facile à manipuler
• Souplesse de conception
• Recyclable
• Sûr
• Soudable
• Cote élevée à la casse
RESUME
Composants pour tracteurs
camions rigides
• cabine portes: -200kg
• châssis: -350kg
• pièces moteur et transmission:
-125kg
• pièces de suspension: -110kg
Superstructures complètes
• fourgon rigide: 90m2 = -800kg
• benne: -800 à -2000kg
• citerne hydrocarbures:
43000l = -1100kg
• fonds mouvant
• silo
Composants pour superstructures
• coulisses pour bâches:
2x13.5m = -100kg
• face avant: -85kg
• porte arrière: -85kg
• ridelles: 600mm = -240kg
• ranchers: 10x600mm= -50kg
• plancher pour véhicule frigorifique
Pièces de sécurité
• pare-choc avant: -15kg
• pare-choc arrière: -15kg
• pare-chocs latéraux: -20kg
• systèmes anti-encastrement
avant et arrière
Structures de semi-remorques
• châssis: 13.5m = -700kg
• châssis: 6m = -300kg
• châssis+plancher: 13,5m =
-1100kg
• béquilles: -35kg
Accessories
• bouteilles d’air comprimé:
6x60l = -54kg
• réservoir à carburant:
600l = -35kg
• boîte à outils: -15kg
• hayon élévateur: -150kg
• roues: 14 jantes = -300kg
Les principaux avantages de l’aluminium:
APPLICATIONS DE L’ALUMINIUM ALLEGEMENTS:
QUELQUES EXEMPLES…
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION 10
11. CREDITS PHOTOS
Revision 0, Février 2007
Page...........Nom....................................................................................... Source
2.................Airbus 380.............................................................................. Airbus
2.................Catamaran UAI 50.................................................................. Babcock
2.................TGV Duplex............................................................................. Alstom-SNCF
2.................Opel Vectra............................................................................. Opel
2.................Peugeot 307........................................................................... PSA
4.................Semi-remorque à plate-forme en aluminium........................... Benalu
5.................Mini semi-remorque en aluminium......................................... Fahrzeugbau Tang GmbH, Hilden
5.................Roue en aluminium forgé........................................................ Alcoa Wheel Products
6.................Demi-produits en aluminium................................................... Diverses
7.................Module d’absorption d’impact pour camion........................... European Aluminium Association
7.................Benne en aluminium chez un recycleur................................... European Aluminium Association
9.................Test de stabilité avec remorque basculante en aluminium ...... STAS
9.................Réparation de semi-remorques............................................... Benalu
10................Applications pour camions en aluminium............................... European Aluminium Association
L’OPTION ALUMINIUM EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION 11
12. Avenue de Broqueville, 12
BE - 1150 Brussels - Belgium
Tel: +32 2 775 63 63
Fax: +32 2 779 05 31
Email: eaa@eaa.be
Site Web: www.aluminium.org
