L'aluminium est omniprésent lorsqu'une structure légère ou une conductivité thermique et électrique élevée sont requises. Une moto sportive typique est équipée d'un bloc-cylindres, d'une culasse et de carters en aluminium, ainsi que d'un châssis et d'un bras oscillant soudés en aluminium. Au sein du moteur, l'aluminium est essentiel pour les pistons, qui, grâce à leur excellente conductivité thermique, résistent à des températures de combustion bien supérieures à leur point de fusion. Les roues, les radiateurs de liquide de refroidissement et d'huile, les leviers et leurs supports, les tés de fourche supérieurs et (souvent) inférieurs, les tubes supérieurs de fourche (pour les fourches USD), 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 rappellent la légendaire pile de jetons de poker tombée. Certains de ces châssis et bras oscillants, comme ceux des Aprilia 250 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 (résistance à la traction de 60 000 psi), mais la plupart des alliages s'usinent rapidement et facilement. L'aluminium peut également être moulé, forgé ou extrudé (c'est ainsi que sont fabriquées certaines poutres latérales de châssis). Sa forte conductivité thermique nécessite un ampérage important pour son soudage, et le métal chaud doit être protégé de l'oxygène atmosphérique par un gaz inerte (TIG ou héli-arc).

Bien que l'aluminium nécessite de grandes quantités d'électricité pour être extrait de son minerai de bauxite, une fois qu'il existe sous forme métallique, il coûte peu à recycler et ne rouille pas, comme l'acier.

Les premiers constructeurs de moteurs de moto ont rapidement adopté ce métal, alors nouveau, pour les carters, qui auraient autrement dû être en fonte, pesant près de trois fois plus lourd. L'aluminium pur est très tendre ; je me souviens de la colère de ma mère quand mon père utilisait son bain-marie en alliage 1 100 comme piège à BB improvisé : son fond était devenu une multitude de fossettes.

La résistance accrue d'un simple alliage de cuivre fut rapidement découverte, et c'est cet alliage que le pionnier de l'automobile, WO Bentley, utilisa dans ses pistons expérimentaux en aluminium d'avant la Première Guerre mondiale. Lors de tests consécutifs contre les pistons en fonte, alors dominants, les premiers pistons en aluminium de Bentley améliorèrent immédiatement la puissance. Ils fonctionnaient à une température plus basse, échauffaient moins le mélange air-carburant entrant et préservaient davantage sa densité. Aujourd'hui, les pistons en aluminium sont universellement utilisés dans les moteurs d'automobiles et de motos.

Jusqu'à l'arrivée du Boeing 787, un avion de ligne en plastique renforcé de fibres de carbone, il était un fait fondamental dans l'aviation que la masse à vide de presque tous les avions soit composée à 60 % d'aluminium. Si l'on considère les poids et les résistances relatifs de l'aluminium et de l'acier, cela paraît a priori étrange. Certes, l'aluminium ne pèse que 35 % du poids de l'acier, à volume égal, mais les aciers à haute résistance sont au moins trois fois plus résistants que les aluminiums à haute résistance. Pourquoi ne pas construire des avions en acier fin ?

La question se posait alors de 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 carré et que l'on réduit l'épaisseur de la paroi, le tube en acier flambe en premier, car son épaisseur, trois fois inférieure à celle de l'aluminium, lui confère une capacité de maintien bien moindre.

Dans les années 1970, j'ai travaillé avec le constructeur de cadres Frank Camillieri. Quand je lui ai demandé pourquoi nous n'utilisions pas de tubes d'acier de plus grand diamètre et à parois plus fines pour fabriquer des cadres plus légers et plus rigides, il m'a répondu : « Ce faisant, on se rend compte qu'il faut ajouter beaucoup de matière, par exemple sur les supports moteur, pour éviter qu'ils ne se fissurent, ce qui fait disparaître le gain de poids. »

Kawasaki a adopté pour la première fois des bras oscillants en aluminium sur ses motos MX d'usine au début des années 1970 ; les autres ont suivi. Puis, en 1980, Yamaha a confié à Kenny Roberts le pilotage d'une 500 GP deux temps dont le cadre était fabriqué en tube d'aluminium extrudé à section carrée. De nombreuses expérimentations ont été nécessaires, mais grâce aux idées de l'ingénieur espagnol Antonio Cobas, les cadres de course Yamaha pour motos GP ont finalement évolué vers les grandes poutres jumelles en aluminium que l'on connaît aujourd'hui.

Il existe certes d'autres types de châssis performants : le « treillis » en tubes d'acier de Ducati, par exemple, et le châssis en fibre de carbone « skin and bones » de John Britten du début des années 1990. Mais les châssis à double poutre en aluminium sont devenus dominants aujourd'hui. Je suis convaincu qu'un châssis fonctionnel pourrait être fabriqué en contreplaqué moulé, à condition qu'il soit doté de points de boulonnage robustes et de la géométrie éprouvée habituelle.

Une autre différence significative entre l'acier et l'aluminium réside dans le fait que l'acier possède ce qu'on appelle une limite de fatigue : un niveau de contrainte en dessous duquel la durée de vie de la pièce est pratiquement infinie. La plupart des alliages d'aluminium n'ont pas de limite de fatigue, c'est pourquoi les cellules en aluminium sont conçues pour un nombre d'heures d'utilisation planifié. En dessous de cette limite, l'acier nous pardonne nos fautes, mais l'aluminium se souvient de toutes les agressions sous forme de dommages de fatigue interne invisibles.

Les magnifiques châssis GP des années 1990 n'auraient jamais pu servir de base à une production de masse. Ces châssis étaient constitués de pièces soudées assemblées à partir d'éléments usinés, emboutis et moulés en aluminium. Non seulement cette opération est complexe, mais elle exige que les trois alliages soient soudables entre eux. Le soudage est coûteux et chronophage, même réalisé par des robots de production.

La technologie qui a rendu possibles les moteurs quatre temps légers et les châssis moulés actuels repose sur des méthodes de remplissage de moules à faible turbulence, qui n'entraînent pas les films d'oxyde d'aluminium qui se forment instantanément sur l'aluminium en fusion. Ces films forment des zones de faiblesse dans le métal, ce qui, par le passé, nécessitait des pièces moulées beaucoup plus épaisses pour obtenir une résistance adéquate. Les pièces moulées issues de ces nouveaux procédés peuvent être assez complexes, mais les châssis en aluminium actuels peuvent être assemblés avec des soudures qui se comptent sur les doigts d'une main. On estime que ces nouvelles méthodes de moulage permettent de gagner 13,6 kg ou plus sur les motos de série.

Avec la grande variété d'aciers, l'aluminium est un élément essentiel de la civilisation humaine, mais il est bien plus que cela pour les motos modernes. C'est la pièce maîtresse d'une moto, si omniprésente qu'on le voit à peine et qu'on ne se rend pas compte à quel point nous lui devons une grande partie de ses performances.