En France, un groupement d'intérêt scientifique a été constitué à l'initiative du ministère de la Recherche et de la Technologie pour développer ces nouveaux alliages de polymères. ATO, CdF-Chimie et Rhône-Poulenc sont ainsi associés aux principaux utilisateurs, parmi lesquels figurent les deux constructeurs automobiles nationaux ainsi que des laboratoires comme le Centre des matériaux de l'École des mines à Sophia-Antipolis et l'université de technologie de Compiègne (Voir « Les bonnes combinaisons des alliages de polymères », par Pierre Laperrousaz (l'Usine nouvelle, mensuel, juin 1987).).

Au moment où les composites jouent un rôle toujours plus affirmé en construction aéronautique, les métallurgistes s'attaquent à l'élaboration de nouveaux alliages ultralégers en associant notamment l'aluminium au lithium. Ce dernier – le plus léger des métaux avec sa densité de 0,54 – bénéficie de propriétés étonnantes : avec 1 p. 100 de lithium, on gagne 3 p. 100 en poids et on améliore la rigidité de 6 p. 100 ; avec 6 p. 100, les gains atteignent 10 p. 100 chacun.

Alcoa aux États-Unis, British Alcan Aluminium, filiale du groupe canadien Alcan, et Cégédur-Pechiney ont récemment réussi à produire des lingots d'aluminium-lithium de plusieurs tonnes. La firme française a installé à Issoire une fonderie qui pourrait produire jusqu'à 10 000 tonnes de plaques et de lingots, laminés et matrices sur place, puis transformés en barres et tubes à Nantes et à Montreuil-Juigné.

Chacun des trois protagonistes normalise et affine sa gamme d'alliages : Alithalites pour Alcoa, Lithal pour Alcan et CP pour Cégedur-Pechiney, qui, avec la nuance CP 271, pense atteindre des gains de poids de 10 p. 100. Ces métallurgistes entendent ainsi séduire les clients de l'aéronautique. N'oublions pas que, malgré l'intrusion des matériaux composites, le marché de l'aluminium aéronautique est d'environ 140 000 tonnes par an. L'aluminium-lithium peut espérer conquérir le quart de ce marché dans les dix prochaines années.

Des métaux doués de mémoire

Une attache trombone dépliée qui, chauffée à la flamme d'un briquet, se redresse et retrouve automatiquement sa forme initiale à triple enroulement : c'est l'étonnante démonstration des propriétés mécano-thermiques des alliages à mémoire de forme. Elles sont déjà exploitées au Japon pour actionner le volet de réglage d'un climatiseur Matsushita : lorsque la température de l'air atteint 40 °C, le volet se contracte automatiquement et se ferme. Cette simple pièce de métal joue ici le double rôle de capteur et d'actionneur, remplaçant à lui seul une thermistance et un moteur électrique !

L'effet de contraction mécanique est dû à une transformation microcristalline interne lors d'une variation de température à un seuil donné sur certains alliages nickel-titane et cuivre-zinc-aluminium. Dans l'effet de mémoire simple, non réversible, le métal déformé plastiquement au-dessous d'une température critique reprend simplement sa forme initiale lorsqu'on dépasse cette température. Mais, par des traitements spéciaux « d'apprentissage », on mémorise deux formes ou deux positions.

Observée pour la première fois aux États-Unis en 1932, sur des alliages d'or et de calcium, cette propriété a donné lieu à quelques applications spatiales par la NASA après 1960, notamment pour le déploiement d'antennes de satellites : on « enseigne » à l'antenne, sur terre, sa forme déployée, puis on la compacte à très basse température dans l'azote liquide. Dans l'espace, sous l'action de la chaleur solaire, elle retrouve sa forme ; toute seule, telle une chrysalyde de métal argenté...

Mais le véritable démarrage industriel des alliages à mémoire de forme intervient au début des années 1970, lorsque la société américaine Raychem lance ses Cryofit, des manchons en nickel-titane permettant de relier, sans soudure, brasure ou sertissage, des tubes en titane sur les avions militaires F14 et F16, et dans certains sous-marins. Dans cette application, le manchon est usiné à température ambiante pour que son diamètre intérieur soit légèrement inférieur à celui des tubes à relier. Pour l'assemblage, on plonge le tout dans l'azote liquide ; lors du retour à température ambiante, il se rétreint et, comprimant les tubes, réalise la jonction.