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CARROSSERIE > N°744 > Novembre - Décembre 2021 Carrosserie automobile Technique ATELIER ATELIER Aluminium, outillage et formation Pour redresser, assembler et souder l'aluminium, il faut une zone et un outillage spécifique. Mais, avant cela, il est préférable de suivre la formation ad hoc. Lentement mais sûrement, l'aluminium continue de grignoter des parts de marché. Une tendance qui n'a aucune chance de s'inverser avec l'arrivée prochaine d'un malus au poids dès 2022. Reste qu'une structure tout aluminium ou hybride acier/aluminium reste bien plus complexe à industrialiser et onéreuse à produire. Il faut donc que le jeu en vaille la chandelle pour un constructeur automobile. Pour l'instant, nous observons deux grandes tendances. Les modèles haut de gamme, par essence de série limitée, peuvent opter pour une structure et des éléments d'habillage en aluminium. Ce qui leur permet d'économiser entre 150 et 250 kg sur une caisse nue en acier. Vu la tendance actuelle à l'électrification et à la masse élevée des batteries, cette stratégie n'est pas dénuée de sens. Beaucoup plus bas dans la hiérarchie automobile, certains modèles, équipés de motorisation thermique (électrifiée ou non) ciblent des éléments spécifiques en aluminium. Le plus souvent, il s'agit de traverses de bouclier, capot, hayon ou ailes avant mais on trouve aussi des cuvettes de roue de secours ou autres pièces de structure. Dans tous les cas, le choix du constructeur est dicté par la volonté de gagner du poids, donc de la consommation et des rejets CO2. La densité de l'aluminium (2,7) est trois fois moins importante que celle de l'acier (7,8), ce qui permet une réduction de masse d'environ 40 % pour une rigidité équivalente. Ce n'est pas le seul intérêt de l'aluminium. Il offre aussi une meilleure résistance à la corrosion. En effet, exposé à l'air, l'aluminium se couvre d'une fine couche naturelle d'oxyde qui le protège contre la corrosion. Enfin, l'aluminium est facilement revalorisable. Il peut être recyclé plusieurs fois et son retraitement ne requiert que 5% des besoins en énergie nécessaire à la fabrication de l'aluminium primaire (processus qui en réclame certes beaucoup). Plusieurs alliages d'aluminium Il existe plusieurs alliages d'aluminium dont la nomenclature va de 1000 à 7000 (voir tableau). Impossible à reconnaître à l'œil ou via un quelconque test, il faut impérativement se référer à la documentation du constructeur pour connaître l'alliage utilisé. Un capot de Peugeot 208, par exemple, est formé à partir d'un alliage d' aluminium type 6016, la doublure est de type 5754. Une tôle d'aluminium est plus épaisse (de 0,8 à 1,1 mm) qu'une tôle d'acier. Sur une structure tout aluminium, type Tesla Model S, Audi A8 ou Jaguar XF, les tôles d'aluminium obtenues par emboutissage à chaud sont utilisées pour les éléments de peau. Mais on trouve aussi des profilés fabriqués par laminage ou pliage et des pièces (ou nœuds) coulées, obtenues par moulage. L'aluminium tubulaire sert principalement pour les véhicules haut de gamme dont les structures de type space frame (cage d'oiseau), avec une cellule habitable et des extensions tubulaires, viennent supporter les éléments amovibles et les différents organes du véhicule. Ils sont soudés ou rivetés. L'aluminium de fonderie est présent quant à lui sur les parties structurelles des véhicules et sert souvent de nœuds d'assemblage. Il présente une forte rigidité mais ne tolère pas la déformation. Ces pièces de fonderie ne peuvent pas être redressées. Leur remplacement est systématique. Réparer l'aluminium, tout un programme Tous les carrossiers peuvent être amenés à remettre en forme des pièces d'habillages formées en aluminium. L'aluminium n'est pas aussi malléable que l'acier. Il faut donc le travailler à température pour qu'il retrouve un peu de souplesse. Sa remise en forme, à l'aide de tas et marteau spécifiques, est alors assez aisée. La gestion de la température entre chaque phase de redressage reste le moment le plus critique. Pour travailler l'aluminium, il faut impérativement réserver une zone spécifique qui peut être partagée avec d'autres activités de l'atelier et l'outillage ne doit pas être commun à celui utilisé pour l'acier car, mélangé à de la limaille de fer, l'aluminium devient sensible à la corrosion et même peut générer une ambiance explosive (voir encadré). L'assemblage et le soudage sont d'une manière générale beaucoup plus délicats. La conductivité thermique de l'aluminium est quatre fois plus importante, sa dilatation thermique deux fois plus rapide et son point de fusion est atteint à 650° (invisible à l'œil nu) contre 1 450° C (au rouge cerise) pour l'acier. Pour souder et simplement chauffer l'aluminium, le carrossier ne peut pas se fier à la couleur en raison de sa température de fusion plus basse et à la formation d'alumine qui blanchit la tôle au contact de l'oxygène de l'air lorsqu'il est mis à nu. Ce phénomène rend l'aluminium plus réfractaire à la chaleur et accentue les risques de défauts de soudure. Parmi les nombreuses précautions d'usage, il faut prévoir de poncer pour enlever l'alumine avant de souder. Un investissement matériel lourd Pour des opérations de redressage/peinture sur l'aluminium, le carrossier peut se satisfaire d'un outillage relativement succinct. Il faut certes réserver une zone de travail et un aspirateur répondant à la norme Atex. Il faut prévoir un jeu de marteaux et de tas spécifiques. Un tire-clou spécial aluminium est aussi conseillé ainsi qu'un poste semi-automatique capable de souder l'aluminium. Dès lors que l'entreprise souhaite entreprendre des opérations d'assemblage, il faut impérativement posséder ou investir dans une zone dédiée au travail de l'aluminium. Celle-ci peut être conçue sur mesure avec aspiration, plénum avec éclairage, table élévatrice et rideaux Atex. Les marbres sont bien souvent les mêmes que ceux utilisés pour une structure acier. En revanche, les modèles sont quelquefois dictés par l'habilitation des différents constructeurs. Ainsi, pour réparer une Ferrari, il faut un Car-Bench, une Aston Martin un Globajig, un Car-O-Liner pour une Porsche, un Cellette pour Tesla mais sans équerre de traction car la méthodologie du constructeur n'autorise que des remplacements de pièces complets. Pour assembler l'aluminium, il existe plusieurs méthodes et postes de soudure. Rares sont les constructeurs à préconiser le TIG (Tungsten Inert Gaz), pourtant très adapté à la soudure aluminium en chaudronnerie. En carrosserie, on trouve surtout des postes semi-automatiques pulsés. Pour Eric Cula, directeur de CarProXpert, ?C'est un point important. Il faut éviter des postes dits duo ou combo car les constructeurs homologuent principalement des MIG pulsés?. Pour ceux qui n'ont pas l'intention de se spécialiser sur des structures aluminium, un poste MIG multitorches haut de gamme peut être suffisant pour rattraper une déchirure sur une portière ou un capot. On trouve aujourd'hui sur le marché de véritables servantes de redressage. Outre un tire-clou spécifique, celles-ci intègrent différents marteaux, tas et outils de tractions, les consommables, quelquefois un thermomètre laser ou des patchs thermiques ainsi qu'un pistolet thermique. Pour l'aluminium, mais aussi pour tous les assemblages de type hybride, des riveteuses spécifiques sont nécessaires. Elles utilisent soit des rivets auto-poinçonneurs, soit des rivets auto-perforants qui permettent de transpercer la première tôle pour se fixer à l'intérieur de la deuxième. La plupart du temps, cette méthode est associée à du collage structurel bi-composant. Une solide formation à prévoir Tous les carrossiers ayant réussis à se faire un nom dans le domaine du travail de l'aluminium vous le diront. Avant l'outillage, avant de prévoir une zone, il faut prendre le temps de former son personnel. Il existe plusieurs types de formation. Les plus simples transmettent les bases du redressage, les précautions à prendre. Elles s'organisent sur deux ou trois jours. Le Cesvi comme le GNFA proposent chacun ce type de programme. C'est dans ce genre de formation que l'on apprend à maîtriser la quantité de chaleur nécessaire, à faciliter la remise en forme de la tôte, à positionner les goujons avant d'effectuer une traction ou encore à effectuer des soudures sur éléments de peau. Plus onéreuses et plus longues, en général une semaine complète, les formations permettant d'appréhender le travail de restructuration ne sont nécessaires que si l'atelier a l'intention de se lancer dans le redressage de structure et le remplacement d'éléments soudés. Ce sont en grande majorité les constructeurs qui proposent ce type de formation mais ils les réservent la plupart du temps aux membres de leur réseau. L'entreprise CarProXpert, spécialiste reconnu de l'outillage spécifique aluminium, étudie la possibilité de se doter d'un véritable pôle de formation, un centre par grande région française. ?Nous allons commencer par l'Est de la France. Nous aurons tout l'outillage nécessaire dans chaque centre et nous proposerons des formations sur une semaine. Il y aura un peu de théorie pour bien comprendre ce qu'est l'aluminium, comment il se travaille, les précautions à prendre. Il y aura aussi beaucoup de pratique car c'est comme cela qu'on assimile bien la méthodologie. A la fin de la semaine, un tôlier doit être aussi à l'aise sur l'aluminium qu'il l'est sur l'acier?, assure Eric Cula. Faut-il démarcher les constructeurs L'habilitation n'est pas obligatoire pour travailler l'aluminium. Il suffit d'utiliser un outillage homologué et réparer dans les règles de l'art en suivant la méthodologie du constructeur. Il est toutefois difficile de répondre à certaines de ces exigences, certains constructeurs comme Tesla refusant de fournir les méthodes aux carrossiers non habilités. ?C'est vrai que c'est un peu plus complexe d'entreprendre de grands chantiers sans posséder une habilitation, précise Eric Cula, mais avec un bon outillage et des gars bien formés, il y pas mal d'entreprises en France, comme la Carrosserie Damery du côté d'Orange, qui maîtrisent parfaitement leur sujet?. Pour nourrir l'atelier et rentabiliser l'outillage, l'agrément reste toutefois la meilleure solution. Pour s'en convaincre, il suffit de détailler les zones de réparation dédiées à l'aluminium chez Lecoq, Metiffiot, CDR Carrosserie, Damy carrosserie, ces fleurons de la carrosserie, tous en possession d'un agrément au minimum. Plus que l'habilitation, c'est l'investissement nécessaire pour travailler sans contrainte l'aluminium qui représente le frein le plus important. ?Il faut compter entre 150 et 200 000 €?, reconnaît Christophe Montmartin, carrossier à Clermont-Ferrand, qui vient d'ouvrir un deuxième atelier réservé aux Tesla. Appréhender l'alu Tous les ateliers ne peuvent pas réserver une véritable zone de réparation spécifique aluminium et investir plusieurs centaines de milliers d'euros dans l'outillage. En revanche, il ne faut pas sous-estimer le travail de redressage et de mise en peinture des éléments de peau. Outre l'outillage nécessaire, il faut prévoir au minimum trois jours de formation pour appréhender les bons gestes et les précautions à prendre. Une Ambiance explosive Lorsque les outils sont employés sans précaution particulière, alternativement sur l'acier et l'aluminium, les poussières des métaux se mélangent et des particules de fer se retrouvent incluses dans l'aluminium avec pour conséquence une corrosion prématurée. Lorsqu'elles ne sont pas correctement aspirées, les poussières d'aluminium mêlées à de l'hydrogène (de l'oxygène en réaction avec l'humidité) forment une atmosphère explosive si ce mélange entre en contact avec un élément déclencheur, tel qu'une étincelle. Pour éviter cela et aussi protéger les employés, le carrossier doit mettre en œuvre une protection poussée. Outre une zone et une aspiration Atex, il faut prévoir des masques spécifiques pour éviter tout contact avec les fumées très nocives de l'aluminium. Car, il est rare de pouvoir réparer une simple bosse sur une tôle d'aluminium sans avoir à chauffer un minimum à l'aide d'un décapeur thermique après avoir placé des indicateurs de températures autour de la zone de travail. Panorama des marques Carbon CBR Cette société allemande associe son tire-clous au système de redressage Miracle Europe. Une ensemble reconnu par l'ensemble des constructeurs. Carbon CBR propose aussi son poste de soudure MIG ainsi qu'un grand nombre d'outils dédiés au travail de l'aluminium : pyromètre laser, protections... Car-O-Liner L'équipementier suédois fournit Porsche avec son marbre de redressage. Il propose aussi une véritable station de redressage dédiée au travail de l'aluminium et plusieurs MIG duo ou trio. Car-O-Liner s'est aussi spécialisé dans les parois murales et supports d'outillages. Celette Avec son système de contrôle positif, le fabricant français est homologué par de nombreux constructeurs automobiles, dont Tesla même si le constructeur américain n'autorise que des remplacements complets de pièces, sans traction. Chief Technology Le fabricant de marbre de redressage américain a intégré à sa gamme une véritable station de redressage, particulièrement complète avec tire-clous, système de redressage, marteaux et autres accessoires. Gys Le spécialiste et leader français du soudage dispose d'un grand nombre d'outils dédiés au travail de l'aluminium. La gamme s'étend des classiques postes MIG à la station de redressage complète en passant par les outils de découpage et de rivetage, aspirateurs, masques de protection, consommables et petits accessoires. Wieländer+Schill Le spécialiste allemand du soudage dispose de la gamme d'outils aluminium la plus réputée et la plus complète. Zone dédiée, station de redressage aluminium, MIG Pulsé, outils de découpe, riveteuses... rien ne manque. Les outils Wieländer+Schill sont homologués par l'ensemble des constructeurs. Weinmann Nombre de fabricants proposent des zones de réparation, dédiées ou non à l'aluminium. Wienmann va plus loin avec sa zone haute technicité qui répond à la norme Atex, étudiée pour recevoir l'ensemble des outillages ainsi que des tables élévatrices. Telwin La marque italienne s'est forgée une solide réputation dans le travail de l'aluminium avec ses postes de soudure MIG et ses spotters spécifiques aluminium.