Si le paddock MotoGP n’a aujourd’hui plus le droit d’ouvrir le moindre moteur, la plupart des membres qui le composent ont encore en tête l’époque des Grands Prix où l’on démontait tous les soirs les pistons afin de s’assurer de leur bon état, ainsi que de celui du revêtement Nikasil des cylindres des Aprilia RSA…
Le Nikasil a été développé par l’équipementier allemand Mahle en 1967. Il a été initialement conçu en partenariat avec NSU, Citroën et Mercedes pour résoudre un problème sur les moteurs rotatifs Wankel, en permettant aux joints d’étanchéité (segments) de fonctionner directement contre un bloc en aluminium. Porsche, qui connaissait des problèmes de consommation d’huile avec ses moteurs à plat, a été l’un des premiers à l’adopter sur ses voitures de course, notamment la 917 en 1969, avant de l’étendre à des modèles de série comme la 911 RS en 1973.
Avant cela, tous les constructeurs qui produisaient des cylindres en aluminium les revêtaient de chrome dur, à l’image de Motobécane dès les années 50 ou de Peugeot à partir de 1956.
Mais le Nikasil, composé d’une matrice de nickel lipophile dans laquelle sont intégrées des particules microscopiques de carbure de silicium, un matériau céramique extrêmement dur, s’est tout de suite avéré supérieur au chrome dur, et seules les productions populaires, comme les mobylettes, ont continué à utiliser celui-ci jusqu’aux années 80.
En compétition, on a ainsi vu Honda abandonner le chrome dur de ses NS500 au profit du Nikasil au milieu de la saison 1982.
Le Nikasil allait ainsi connaître de beaux jours, aussi bien sur les machines de série que de compétition, malgré ses inconvénients inhérents à sa nature de revêtement appliqué par un procédé d’électrodéposition (on plonge le cylindre en aluminium dans un bain chimique et on fait passer un courant électrique qui dépose une couche de nickel et de carbure de silicium sur les parois).
Après un rodage méticuleux obligatoire (haaa, les pilotes avec les genoux écartés dans les lignes droites…), le résultat est une couche extrêmement fine, généralement de l’ordre de 0,1 mm, presque aussi dure que le diamant, qui retient bien l’huile pour lubrifier le piston, mais qui reste sensible au souffre contenu dans l’essence ainsi qu’aux poussières incluses dans l’air aspiré.
De plus, un cylindre Nikasil ne peut pas être aisément réalésé (c’est-à-dire usiné pour augmenter son diamètre) de façon traditionnelle. En cas d’usure ou plus généralement de rayure, il faut soit remplacer le cylindre ou le faire re-revêtir par un spécialiste, ce qui est très coûteux. Même Porsche a aujourd’hui abandonné le Nikasil au bénéfice du PTWA (Plasma Transferred Wire Arc), un autre processus complexe.
Et si le prix importe relativement peu en compétition, il en va autrement pour les motos de série, et c’est pourquoi Yamaha a exploré une autre voie dès 2002.
Là, on ne parle plus de revêtement, mais d’une matière spécifique, en l’occurrence un alliage d’aluminium et d’environ 80% de silicium, dans laquelle sont moulés sous pression les cylindres.
Les cylindres DiASil (Die-casting Aluminum-Silicon) présentent de minuscules particules de silicium qui affleurent à la surface. Ces particules jouent le même rôle que les stries d’une chemise en fonte : elles retiennent le film d’huile et permettent au piston de coulisser avec une excellente lubrification, tout en résistant à l’usure. Et sans même parler des chemises en fonte au poids rédhibitoire et au coefficient de friction médiocre, les cylindres DiASil offrent comme avantages un potentiel de recyclage plus élevé, des coûts de fabrication réduits et un processus de fabrication plus simple, sans bain électrolytique toujours polluant en raison de sa gestion de l’eau et des métaux lourds.
Cerise sur le gâteau, alors que Yamaha utilisait jusqu’à présent un alliage d’aluminium vierge comme matière première, les matériaux recyclés classiques ne permettant pas d’atteindre les normes de qualité requises en matière de microstructure métallique, de propriétés de surface et de résistance à la corrosion, la firme japonaise a entrepris le développement d’un alliage d’aluminium recyclé présentant des caractéristiques comparables à celles de l’alliage d’aluminium vierge.
Grâce à une conception des matériaux fondée sur des calculs thermodynamiques, le constructeur aux trois diapasons a donc mené plusieurs campagnes d’essais au banc et d’évaluations sur véhicule, confirmant ainsi que l’alliage d’aluminium recyclé répondait à l’ensemble des exigences nécessaires à son application en conditions réelles.
Yamaha Motor annonce donc maintenant remplacer progressivement la matière première utilisée dans ses cylindres DiASil, passant d’un alliage d’aluminium classique à un alliage d’aluminium recyclé. Une fois cette transition achevée sur l’ensemble des produits équipés de cylindres DiASil (prévue pour 2030), cela devrait permettre de réduire les émissions de CO₂ d’environ 47 000 tonnes par an (estimation).
Le passage aux cylindres DiASil fabriqués à partir d’alliage d’aluminium recyclé débutera avec les modèles urbains produits en Indonésie, avant un déploiement mondial prévu à plus long terme.
Comparaison de la microstructure métallique d’un cylindre DiASil fabriqué à partir d’aluminium vierge (à gauche) et d’aluminium recyclé (à droite).
L’homogénéité équivalente à celle du matériau vierge est obtenue grâce à une taille et une répartition du silicium comparables (zones gris foncé).
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