L'aluminium est omniprésent dès lors qu'une structure légère ou une conductivité thermique et électrique élevée est requise. Une moto sportive typique possède un bloc-cylindres, une culasse et des carters en aluminium, ainsi qu'un châssis et un bras oscillant en aluminium soudé. Au sein du moteur, l'utilisation cruciale de l'aluminium réside dans les pistons, qui, grâce à leur excellente conductivité thermique, peuvent résister à des températures de combustion bien supérieures à leur point de fusion. Les roues, les radiateurs d'huile et de liquide de refroidissement, les leviers de frein et leurs supports, les tés de fourche (supérieur et souvent inférieur), les tubes supérieurs de fourche (sur les fourches inversées), les étriers de frein et les maîtres-cylindres sont également en aluminium.

Nous avons tous contemplé avec admiration un châssis en aluminium dont les soudures évoquent la fameuse pile de jetons de poker tombée. Certains de ces châssis et bras oscillants, comme ceux des Aprilia 250 cm³ deux-temps, sont de véritables œuvres d'art.

L'aluminium peut être allié et traité thermiquement pour atteindre des résistances supérieures à celles de l'acier doux (60 000 psi de résistance à la traction), et la plupart des alliages s'usinent facilement et rapidement. L'aluminium peut également être coulé, forgé ou extrudé (procédé utilisé pour la fabrication de certaines traverses de châssis). Sa conductivité thermique élevée exige un fort ampérage pour le soudage, et le métal chaud doit être protégé de l'oxygène atmosphérique par un procédé de soudage sous protection gazeuse inerte (TIG ou soudage à l'arc sous atmosphère inerte).

Bien que l'aluminium nécessite de grandes quantités d'électricité pour être extrait de son minerai de bauxite, une fois sous forme métallique, son recyclage est peu coûteux et il ne se perd pas à cause de la rouille, contrairement à l'acier.

Les premiers fabricants de moteurs de motos ont rapidement adopté ce nouveau métal pour les carters, qui auraient autrement dû être en fonte, un matériau presque trois fois plus lourd. L'aluminium pur est très mou ; je me souviens de la colère de ma mère quand mon père a utilisé son bain-marie en alliage 1100 comme un piège à billes improvisé : le fond était devenu une multitude de petites bosses.

On découvrit rapidement la résistance accrue d'un simple alliage contenant du cuivre, et c'est cet alliage que le pionnier de l'automobile W.O. Bentley utilisa dans ses pistons expérimentaux en aluminium d'avant la Première Guerre mondiale. Lors de tests comparatifs avec les pistons en fonte alors dominants, les premiers pistons en aluminium de Bentley augmentèrent immédiatement la puissance. Ils chauffaient moins, échauffaient moins le mélange air-carburant et préservaient mieux sa densité. Aujourd'hui, les pistons en aluminium sont universellement utilisés dans les moteurs de voitures et de motos.

Avant l'arrivée du Boeing 787, avion de ligne en plastique renforcé de fibres de carbone, il était admis que la quasi-totalité des avions étaient composés à 60 % d'aluminium à vide. Au vu du poids et de la résistance relatifs de l'aluminium et de l'acier, cela peut paraître surprenant. Certes, à volume égal, l'aluminium pèse seulement 35 % du poids de l'acier, mais les aciers à haute résistance sont au moins trois fois plus résistants que les aluminiums à haute résistance. Dès lors, pourquoi ne pas construire des avions en acier fin ?

Tout s'est joué sur la résistance au flambage de structures équivalentes en aluminium et en acier. Si l'on part de tubes en aluminium et en acier de même poids au mètre linéaire, et que l'on réduit l'épaisseur de la paroi, le tube en acier flambe en premier car son matériau, trois fois moins épais que l'aluminium, possède une capacité d'auto-renforcement bien moindre.

Dans les années 1970, j'ai travaillé avec le fabricant de cadres Frank Camillieri. Lorsque je lui ai demandé pourquoi nous n'utilisions pas de tubes d'acier de plus grand diamètre et à paroi plus fine pour fabriquer des cadres plus légers et plus rigides, il m'a répondu : « Quand on fait ça, on se rend compte qu'il faut ajouter beaucoup de matière à des éléments comme les supports de moteur pour éviter qu'ils ne se fissurent, et le gain de poids disparaît. »

Kawasaki fut la première à adopter les bras oscillants en aluminium sur ses motos de cross d'usine au début des années 1970 ; les autres constructeurs suivirent. Puis, en 1980, Yamaha confia à Kenny Roberts une moto de Grand Prix 500 cm³ deux temps dont le cadre était fabriqué à partir de tubes d'aluminium extrudés à section carrée. De nombreuses expérimentations furent nécessaires, mais finalement, grâce aux idées de l'ingénieur espagnol Antonio Cobas, les cadres des motos de course sur route de Yamaha évoluèrent pour devenir les imposants cadres à double berceau en aluminium que l'on connaît aujourd'hui.

Certes, d'autres types de châssis ont fait leurs preuves : le châssis tubulaire en acier de Ducati, par exemple, ou encore le châssis en fibre de carbone « skin and bones » de John Britten, datant du début des années 1990. Mais aujourd'hui, ce sont les châssis à double longeron en aluminium qui dominent. Je suis convaincu qu'un châssis fonctionnel pourrait être réalisé en contreplaqué moulé, à condition de disposer de points de fixation robustes et d'une géométrie éprouvée.

Une autre différence significative entre l'acier et l'aluminium réside dans la limite de fatigue de l'acier : un niveau de contrainte admissible en deçà duquel la durée de vie de la pièce est quasiment infinie. La plupart des alliages d'aluminium, quant à eux, ne présentent pas de limite de fatigue, ce qui explique pourquoi les cellules d'avion en aluminium sont conçues pour une durée de vie prédéfinie, correspondant à un nombre d'heures d'utilisation. En dessous de cette limite, l'acier tolère les excès, tandis que l'aluminium conserve la moindre trace de contrainte sous forme de dommages de fatigue internes invisibles.

Les magnifiques châssis de Grand Prix des années 1990 n'auraient jamais pu servir de base à une production de masse. Ces châssis étaient composés de pièces soudées à partir d'éléments en aluminium usinés, emboutis et moulés. Non seulement leur fabrication est complexe, mais elle exige également que les trois alliages soient soudables entre eux. Or, le soudage représente un coût et un délai importants, même réalisé par des robots de production.

La technologie qui a rendu possibles les moteurs quatre temps légers et les châssis moulés d'aujourd'hui repose sur des méthodes de remplissage de moules à faible turbulence. Ces méthodes évitent l'entraînement des pellicules d'oxyde d'aluminium qui se forment instantanément à la surface de l'aluminium en fusion. Ces pellicules créent des zones de faiblesse dans le métal, ce qui, par le passé, exigeait des pièces moulées beaucoup plus épaisses pour obtenir une résistance suffisante. Les pièces moulées issues de ces nouveaux procédés peuvent être très complexes, pourtant les châssis en aluminium actuels peuvent être assemblés avec un nombre de soudures réduit à une poignée. On estime que ces nouvelles méthodes de moulage permettent un gain de poids d'au moins 14 kg sur les motos de série.

Avec la grande variété d'aciers, l'aluminium est un matériau essentiel à la civilisation humaine, mais il joue un rôle bien plus important pour les motos modernes. Il constitue le cœur même d'une moto, si omniprésent qu'on le remarque à peine et qu'on oublie souvent à quel point les performances de la machine lui sont dues.