La passerelle piétonnière aménagée au-dessus de la Petite Décharge, au centre-ville Alma, a nécessité le développement d’une expertise importante en matière de soudage par friction-malaxage.

Passerelle d'aluminium: ouvrage unique au Canada

Malgré sa présence tranquille au-dessus des eaux troubles, la passerelle piétonnière de la rivière Petite Décharge, à Alma, constitue un exemple industriel d’application unique au Canada pour la technologie de soudage par friction-malaxage.

C’est ce qu’entend démontrer le chercheur Sofiene Amira, ingénieur et Ph. D. œuvrant au Centre de métallurgie du Québec de Trois-Rivières, lors de son passage en juin au Symposium international sur le soudage par friction-malaxage, qui aura lieu à Chicoutimi.

M. Amira a été le premier chercheur à travailler au Centre des technologies de l’aluminium (CTA) sur les applications de cette technologie mise au point en 1991 par une entreprise anglaise.

En entrevue, M. Amira rappelle que cette technique encore méconnue consiste à souder des pièces d’aluminium à l’aide d’une machine rotative portant un outil à épaulement et d’un pion spécifiquement conçu. Le simple passage de l’outil en rotation sur la pièce à une vitesse bien précise permet de réchauffer et forger le métal et ainsi obtenir un soudage parfait. 

Dans le cas de la passerelle piétonnière d’Alma, M. Amira a travaillé en étroite collaboration avec le Groupe Proco, le Centre québécois de recherche sur le développement de l’aluminium (CQRDA), le Conseil national de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) pour souder par friction-malaxage les 10 panneaux de 12 mètres de longueur composés de pièces d’extrusion provenant de l’usine almatoise Pexal Tecalum. Ces panneaux ont permis de constituer le platelage de 120 mètres de longueur de la passerelle. « C’est la première fois au Canada qu’une telle passerelle est aménagée avec l’aide de la technique de soudage par friction-malaxage », explique M. Amira. Le travail de précision accompli avec Proco a permis de réaliser deux kilomètres de soudure de 2 mm d’épaisseur par friction-malaxage. 

Même si, pour le néophyte, la soudure finale de la passerelle peut sembler d’une grande simplicité, M. Amira assure que des dizaines d’heures de travail de recherche appliquée ont été nécessaires pour souder avec précision des pièces d’une telle dimension à l’aide de tables spécialement conçues, effectuer des tests avec différentes pièces d’extrusion, etc.

Dans le cas de la passerelle almatoise, huit outils différents ont été mis à l’essai. « Tout le secret repose sur trois paramètres principaux que sont la vitesse de rotation et d’avancement de l’outil et sa forge », explique M. Amira.

Parmi les grands avantages du soudage par friction-malaxage, le chercheur indique qu’il est possible d’effectuer du travail rapidement et proprement sur de longues distances sans utilisation d’électrodes et de gaz polluants, sans ajout de poids, le tout avec un taux de répétition élevé. Il convient toutefois qu’au départ, la technique nécessite un investissement important pour l’acquisition de la machine. 

Le chercheur Sofiene Amira,Ph.D., ing, rattaché au Centre de métallurgie du Québec à Trois-Rivières, croit que les entreprises devraient s’intéresser à la technique de soudage par friction-malaxage, d’autant plus que de l’aide financière est disponible pour le développement de projets industriels.

Technologie d’avenir

Le chercheur soutient que Proco a agi comme précurseur au Canada dans le domaine et il souhaite que d’autres entreprises régionales s’intéressent à la technique puisqu’elle est promise à un bel avenir. Le soudage par friction-malaxage pourrait servir à l’avenir à diversifier davantage l’utilisation de l’aluminium dans de grands ouvrages d’art en remplacement de l’acier. Des ponts sont fabriqués à partir d’aluminium comme ceux que l’on construit déjà en Europe depuis plusieurs décennies. « L’aluminium est léger et demande très peu d’entretien. Il ne corrode pas et ne nécessite pas de peinture. Si on avait construit le pont de Québec avec de l’aluminium, on ne parlerait pas aujourd’hui d’une facture de 400 M $ pour le repeindre », explique-t-il.

Il convient qu’au plan économique, l’acier est gagnant à court terme au détriment de l’aluminium qui coûte beaucoup plus cher, mais qu’à long terme, l’aluminium permettrait de réaliser des économies.

Selon M. Amira, un marché intéressant pourrait s’ouvrir chez nos voisins du sud qui devront moderniser entre 250 000 et 300 000 ponts d’ici 10 à 15 ans.

M. Amira estime que l’un des principaux obstacles à l’utilisation de l’aluminium dans les ouvrages d’art demeure le conservatisme des décideurs qui n’osent pas déroger à l’utilisation du béton et de l’acier.

L’Airbus A400M, la version européenne du Hercules comme celui qu’on a pu voir au dernier Spectacle aérien international de Bagotville en juin, est en partie assemblé grâce à la technique de friction-malaxage.

UNE TECHNIQUE DE SOUDAGE UTILISÉE DANS LE SECTEUR DE L'AVIATION

Selon le docteur Amira, la technique de soudage par friction-malaxage est appliquée dans le secteur de l’aviation, entre autres, pour le plancher de l’avion militaire Airbus A400M. Le soudage par friction-malaxage peut être réalisé à une vitesse de un mètre à la minute. Il peut s’appliquer jusqu’à des épaisseurs de 50 mm. La réalisation de la passerelle au-dessus de la Petite Décharge par Proco a bénéficié d’une aide financière de 150 000 $ étalée sur deux ans et provenant du Conseil national de recherche en sciences naturelles et en génie.