Les moyens de transport

Aujourd’hui, le cuivre joue un rôle essentiel dans les voitures tant pour leur fonctionnalité, leur efficacité, leur confort que pour la sécurité.
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Les éléments clés dans les véhicules depuis l'aube de l'industrie automobile

Depuis le début de l'industrie automobile avec le modèle T de Ford en 1916, le cuivre, matériau universel de part ses propriétés, est un composant indispensable des voitures. Aujourd'hui, le cuivre joue un rôle essentiel dans les voitures tant pour leur fonctionnalité, leur efficacité, leur confort que pour la sécurité. Même un modèle de base contient environ 1 km de câblage, principalement utilisé pour le transport de données, l’envoi de signaux et l'alimentation électrique. Le poids total du cuivre dans un véhicule varie de 15 kg pour une petite voiture à 28 kg pour une voiture de luxe.

Equipement électrique

La fiabilité des moteurs, des alternateurs, des actionneurs et des rupteurs électriques, ainsi que des faisceaux de câblage eux-mêmes, dépend de la haute conductivité électrique de leur constituant. Le cuivre va devenir un composant de plus en plus utilisé avec l’avènement de l’usage de la voiture électrique, de la recherche de la sécurité et de l'automatisation. Du côté des alliages, le laiton de haute qualité a une élasticité et une résistance à la corrosion qui le rend idéal pour les connexions électriques.

Electronique

Les concepteurs et les fabricants de voitures développent constamment de nouvelles applications électroniques qui reposent sur la conductivité électrique du cuivre :

Capteurs (pression, température, vitesse)

Environ un tiers du marché mondial des capteurs sont destinés à l'industrie automobile. Dotées d’un véritable système de détection, les voitures, grâce aux capteurs, peuvent, par exemple, détecter les dangers sur la route, adapter le freinage, contrôler la température intérieure, exécuter des autodiagnostics et cela, notamment, grâce aux bobinages et aux câblages en cuivre.

ABS ou antiblocage des roues (ABR)

Ce fut l'une des premières technologies «intelligentes» destinées à rendre la conduite plus sûre en ajustant le freinage en fonction de l'adhérence. Depuis lors, toute une série d'innovations ont vu le jour, ce qui a permis un élargissement des solutions disponibles en matière de freinage et de tenue de route, y compris l’EBD (Electronic Brake-force Distribution : répartiteur électronique de la force du freinage) pour une meilleure répartition de la force de freinage ou ESC (Electronic Stability Control : contrôle électronique de stabilité) qui améliore la stabilité de la voiture.

Les commandes du véhicule

Plus qu'un régulateur de vitesse, l’AICC (Autonomous Intelligent Cruise Control) permet de maintenir une vitesse préalablement fixée par le conducteur sans avoir à garder le pied sur l'accélérateur. L'AICC, une technologie disponible en complément d’une boîte de vitesse automatique, consiste à contrôler la vitesse à l'avant du véhicule et à la modifier en conséquence, tout en gardant une bonne distance de sécurité.

La voiture est maintenant beaucoup plus qu'un simple moyen de transport. Elle est conçue pour être confortable et équipée d'espaces de travail et de loisirs. Grâce à la recherche constante de nouvelles applications qui font naturellement appel aux avantages du cuivre, on trouve aujourd’hui des sièges qui mémorisent la morphologie des passagers et s’ajustent ainsi automatiquement grâce à une série de petits moteurs. La régulation de la température intérieure ou les télécommunications sont accessibles depuis le tableau de bord le plus modeste (téléphones mobiles mains libres, aide à la navigation, lecteurs de DVD et même connexion Internet). Le cuivre a ouvert de nouvelles opportunités sur le monde.

A l'avenir, il est probable que nous ayons un système de pilotage automatique commandé par des accéléromètres, associés à des commandes, qui permettront de contrôler la conduite, la vitesse et le freinage. Des radars à 360° et des caméras vérifieront en permanence le trafic et la position du véhicule. Le raccordement de la myriade de connecteurs, de capteurs, de mini-ordinateurs et des systèmes de télécommunications de pointe, nichés sous le capot de nos voitures intelligentes, feront appel au cuivre pour le transport des données et de l’énergie.

La réduction des émissions

Le cuivre a aussi un rôle important à jouer dans les systèmes conçus pour réduire la consommation d'essence et les émissions de CO2. Les systèmes d'injection directe permettent un contrôle plus précis du rapport air/carburant, en réduisant ainsi la consommation et les émissions de gaz d'échappement. Les traditionnels arbres à cames sont également remplacés peu à peu par des valves électroniques qui permettent d'améliorer davantage l'efficacité du moteur.

Le cuivre a un rôle à jouer dans les véhicules hybrides ou utilisant des piles à combustible et les chercheurs sont en recherche permanente de nouveaux systèmes de propulsion. Tout d'abord, les véhicules hybrides qui combinent les moteurs classiques à combustion en duo avec des moteurs électriques peuvent fournir une solution provisoire. Les combustibles conventionnels sont alors utilisés pour les longs trajets et le moteur électrique prend le relais pour l'environnement urbain. D’autre part, des travaux sont en cours pour développer des moteurs pilotés via des piles à combustible, une solution qui ne polluerait presque pas. Ces deux différents systèmes ont en commun leurs puissants moteurs électriques qui peuvent contenir jusqu'à 12 kg de cuivre.

Les échangeurs thermiques (radiateurs)

Un nouvel échangeur thermique a été développé en utilisant la technologie CuproBraze ®, un procédé économique, respectueux de l'environnement et ayant un faible coût d'investissement. Ces radiateurs en cuivre/laiton brasé sont fiables et de bonne qualité, avec une performance et des avantages en termes de coûts qui vont bien au-delà des radiateurs en aluminium. Compte tenu de sa haute résistance à la pression, de sa capacité à résister à la fois aux hautes et basses températures et de sa compacité, cette technologie est de plus en plus sollicitée lorsque l’on veut atteindre une fiabilité sans failles lors de conditions extrêmes dans certains domaines : camions amenés à rouler sur de longues distances, équipements agricoles et matériel de construction, générateurs et véhicules tout terrain. Lorsque la durée de vie des radiateurs est arrivée à échéance, le cuivre contenu dans ces derniers peut être recyclé pour produire de nouveaux radiateurs ou bien d'autres produits en cuivre.

Les circuits de freinage

Les circuits de liquide de frein en cupro-nickel dureront, en toute sécurité, aussi longtemps que la voiture. Volvo a commencé à utiliser ces tubes en cupro-nickel (90-10) dans ses modèles en 1976 et continue à les utiliser depuis lors. Les marques Audi, Porsche et Aston Martin sont également connues pour les utiliser.

La boîte de vitesse

Tout en étant en contact avec les pièces mobiles du moteur, les alliages de cuivre offrent une surface qui n’adhère pas et qui, tout en étant suffisamment solide, peut fournir un appui. Dans cette application, ils agissent comme un palier. Les matériaux, en alliage de cuivre, sont utilisés pour certaines fourches et roulements extra robustes.

Moteurs à rotor en cuivre

Accédez au site européen en anglais sur la technologie du rotor cuivre pour les applications industrielles des moteurs à induction.