PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE EN ALLIAGES D'ALUMINIUM MOULE AVEC TREMPE APRES DEMOULAGE [0001 La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce en alliages d'aluminium moulés. L'invention concerne en outre une pièce en alliages d'aluminium obtenue par moulage selon un tel procédé de fabrication et un véhicule comportant une pièce ainsi fabriquée. [0002] Pour des problèmes de masses de pièces, par exemple dans le domaine de l'automobile, des pièces en alliage d'aluminium sont préférées aux pièces en acier ou en fonte. Cependant les pièces fabriquées avec ce matériau présentent une résistance mécanique relativement moyenne. Par exemple, dans le cas d'un carter cylindres en alliage AISi9Cu3 coulé sous-pression, les caractéristiques mécaniques moyennes mesurées à température ambiante au niveau des interfûts sont les suivantes : Résistance à la rupture 230 MPa Résistance élastique 125 MPa Allongement à la rupture Entre 0,5 et 3,5 0/0 Tableau : Caractéristiques mécaniques moyennes au niveau des interfûts de carter cylindres en alliage AISi9Cu3 coulé sous-pression. [0003] Pour les futurs moteurs et boîtes de vitesses, les performances recherchées tendent à la réduction dimensionnelle des moteurs (désigné en anglais par le terme downsizing) et à l'augmentation des couples transmis par les boîtes de vitesses (désigné en anglais par le terme up-torquing). Ces deux phénomènes, downsizing du moteur, et up-torquing de la boîte de vitesses, induisent une augmentation des sollicitations mécaniques des pièces en fonctionnement dans le moteur, dont des pièces en alliage AISi9Cu3 coulé sous-pression. [0004] Cette augmentation des sollicitations mécaniques entraîne la recherche d'une augmentation de la durabilité de ces pièces en fonctionnement, particulièrement la recherche d'une augmentation significative des propriétés mécaniques des alliages d'aluminium qui composent ces pièces. [0005 Le document US 2007/051336 propose un traitement thermique de carters cylindres en alliage d'aluminium à l'aide d'inducteurs. Les inducteurs entraînent un réchauffement localisé au niveau des fûts de carters cylindres pour obtenir une amélioration locale des propriétés mécaniques de ces pièces. La mise en oeuvre d'un tel procédé est complexe du fait de la précision nécessaire de la disposition des inducteurs pour entraîner l'amélioration des propriétés mécaniques dans les zones voulues. [0006 Un procédé de traitement thermique plus simple peut consister en l'application sur ces pièces d'un revenu dans des fours conventionnels à échelle industrielle. Un revenu est un cycle thermique composé d'une montée en température, d'un maintien en température, par exemple entre 150 et 250°C puis d'un refroidissement (naturel ou accéléré). Ainsi les documents FR 2 923 444 et FR 2 818 288 proposent des traitements thermiques comprenant un revenu pour l'amélioration globale des propriétés mécaniques de pièces en alliage du type AISi7Mgo,5Cuo,5 notamment pour des pièces obtenues par moulage gravité. [0007] Cependant les gains apportés par un simple revenu sont généralement faibles pour les pièces moulées en alliage d'aluminium du type AISi9Cu3, notamment lorsqu'elles sont coulées en sous pression. [000si Il existe donc un besoin pour un procédé comprenant un traitement thermique simple et permettant l'augmentation significative des propriétés mécaniques des pièces coulées avec un alliage d'aluminium du type AISi9Cu3. [0009] Pour cela l'invention propose un procédé de fabrication d'une pièce en alliage d'aluminium AISi9Cu3 par coulage comprenant : - le coulage d'AISi9Cu3 dans un moule ; - le démoulage de la pièce coulée ; - le revenu de la pièce démoulée dans un four de traitement thermique ; le procédé comprenant en outre une trempe de la pièce à la suite du 30 démoulage de la pièce et avant le revenu de la pièce démoulée. [0010] Selon une variante, l'alliage d'aluminium AISi9Cu3 est un alliage d'aluminium AISi9Cu3(Fe) sursaturé, de préférence comprenant, en pourcentage massique : - de 4 à 13% de Si, ^ de 0,05 à 5,5% de Cu, - de0à2,5%de Fe, - de 0 à 1,5% de Mg, - moins de 3,5% de Zn, - moins de 1% de Mn, moins de 1,5 % de Ni, - moins de 1,5 % de Sn, - moins de 1,5 % de Ti, - moins de 1,5 % de Pb , plus préférentiellement l'alliage comprend le complément à 100% en 15 Aluminium. [0011] Selon une variante, le coulage d'AISi9Cu3 est un coulage sous-pression. [0012] Selon une variante, la durée entre le démoulage et la trempe est inférieure ou égale à 60 secondes, de préférence inférieure ou égale à 15 secondes. [0013] Selon une variante, après le démoulage, la trempe de la pièce démoulée 20 intervient avant que la température de la pièce atteigne 300°C, de préférence avant 350 °C. [0014] Selon une variante, la trempe est maintenue jusqu'à ce que la température de la pièce atteigne 200°C, de préférence 150°C, encore plus préférentiellement la température ambiante. 25 [0015] Selon une variante, la trempe est maintenue pendant une durée inférieure ou égale à 1 minute, de préférence inférieure ou égale à 45 secondes, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 30 secondes. [0016] Selon une variante, la trempe est réalisée selon l'un des modes de trempe choisi dans le groupe des modes de trempe consistant en : - la trempe par soufflage d'air ; - la trempe gaz ; - la trempe en bain de sels ; - la trempe dans un four à lit fluidisé ; ^ la trempe par pulvérisation d'eau ; - la trempe dans de l'eau. [0017] Selon une variante, le revenu comprend une phase de maintien isotherme dont la durée est comprise entre 30 minutes et 10 heures, de préférence entre 2 et 5 heures, et avec une température comprise entre 150°C et 250°C, de préférence entre 170 °C et 200 °C. [0018] L'invention propose en outre une pièce en alliage d'aluminium AISi9Cu3 choisie dans le groupe de pièces consistant en un carter cylindres, un carter de boîte de vitesses, un carter chapeau de paliers vilebrequin, un carter d'huile de moteur thermique, un support pour accessoire de moteur thermique dans un véhicule automobile, la pièce étant obtenue par le procédé de fabrication précédent. [0019] L'invention propose encore un véhicule comprenant un moteur et au moins une pièce précédente. [0020] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui montrent : - figure 1, un diagramme temporel d'historiques thermiques de pièces en AISi9Cu3 coulé sous-pression après démoulage, notamment pour une pièce fabriquée avec le procédé de l'invention selon un de ses modes de réalisation ; - figure 2, un diagramme temporel de trempes après démoulage avec différentes vitesses de refroidissement ; - figure 3, un diagramme temps / température / transformation d'interprétation des différences structurelles entre les pièces en AISi9Cu3 coulé sous-pression et démoulées avec différentes vitesses de trempe. 4 [0021] L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pièce en alliage d'aluminium AISi9Cu3 par coulage. Ce procédé comprend donc le moulage de l'alliage d'aluminium AISi9Cu3 dans un moule suivi d'un démoulage de la pièce coulée. [0022] Selon le procédé de fabrication proposé, la pièce coulée puis démoulée subit ensuite un traitement thermique ayant pour objectif d'augmenter significativement les propriétés mécaniques de l'alliage AISi9Cu3. Le traitement thermique comprend un revenu de la pièce dans un four de traitement thermique, ou four conventionnel. L'utilisation d'un four de traitement thermique pour effectuer un revenu permet avantageusement d'obtenir une amélioration plus homogène des caractéristiques mécaniques de l'alliage composant la pièce traitée thermiquement. [0023] Par ailleurs l'utilisation d'un four de traitement thermique pour la réalisation du revenu de la pièce est indépendante de la géométrie de la pièce. Cette indépendance du revenu proposé est notamment avantageuse en comparaison à des procédés de traitement thermique comprenant des revenus avec une amélioration locale des propriétés mécaniques de l'alliage composant la pièce. En effet, dans ces procédés à amélioration locale, des unités de chauffage, telles que des inducteurs, sont déplacées dans des zones spécifiques de la pièce, zones spécifiques où l'on souhaite améliorer les caractéristiques de l'alliage mais qui sont dépendantes de la géométrie de la pièce. Le revenu par four de traitement thermique constitue donc une étape simple du traitement thermique. [0024] Le procédé proposé comprend en outre une trempe de la pièce entre le démoulage de la pièce et avant le revenu de la pièce. [0025] La trempe est un mode de refroidissement de la pièce après démoulage parmi les modes classiques de refroidissement d'une pièce après démoulage. Cependant la trempe proposée est un refroidissement accéléré de la pièce après démoulage, par exemple un refroidissement de la pièce en moins de 2 minutes. [0026] Ainsi, il est préféré que la trempe soit réalisée de façon concomitante avec le démoulage de la pièce de manière à ce que la température de la pièce en sortie 30 de moule retombe rapidement à la température ambiante ou au moins à une température inférieure à la température du revenu ultérieur. La trempe de la pièce peut par exemple intervenir avant que la température de la pièce atteigne 300°C ou même avant que la température de la pièce atteigne 350°C. Ainsi, la trempe est effectuée directement après le démoulage, c'est-à-dire immédiatement après le démoulage de la pièce, pour amener la pièce à une température à laquelle les opérations de finition sont réalisables. Les opérations de finitions comprennent par exemple le grenaillage, le parachèvement ou l'usinage. La durée entre le démoulage et la trempe peut alors être inférieure ou égale à 60 secondes, ou plus préférentiellement inférieure ou égale à 15 secondes. [0027] Le fait d'appliquer un refroidissement accéléré après démoulage permet d'augmenter significativement le gain apporté par le revenu sur les propriétés mécaniques de l'alliage AISi9Cu3. [0028] En définitive, le procédé de fabrication proposé comprend un traitement thermique simple et permettant l'augmentation significative des propriétés mécaniques des pièces coulées avec un alliage d'aluminium du type AISi9Cu3. [0029] L'augmentation significative des propriétés mécaniques est obtenue indépendamment de l'application à la pièce d'autres étapes conventionnelles de traitement thermique, telles que notamment la mise en solution, ou des revenus supplémentaires, ou encore des traitements thermiques T6 ou T7. Ainsi, avantageusement, le procédé proposé consiste uniquement en une étape de trempe après démoulage et en une étape de revenu. [0030] Le procédé de fabrication est proposé pour toute pièce en alliage d'aluminium du type AISi9Cu3 obtenue par moulage, notamment par gravité ou en sous-pression. Cependant, le procédé de fabrication privilégié pour le moulage de pièce en aluminium du type AISi9Cu3 est le moulage ou coulage sous-pression. Ainsi, de manière non limitative, il n'est fait référence dans la suite de la description qu'à une pièce obtenue par moulage ou coulage sous-pression. En effet, le coulage d'un alliage en sous-pression est beaucoup plus rapide, quelques secondes seulement, que le moulage par gravité, ce qui permet avantageusement d'augmenter la cadence en production série. [0031] De manière analogue, le procédé de fabrication est proposé pour tout alliage d'aluminium du type AISi9Cu3. Cependant le procédé de fabrication est préféré pour des pièces en alliage aluminium AISi9Cu3(Fe) ou en alliage aluminium AISi9Cu3(Fe) sursaturé. Ainsi, de manière non limitative, il n'est fait référence dans la suite de la description qu'à une pièce en alliage d'aluminium AISi9Cu3 que l'alliage soit AISi9Cu3, AISi9Cu3(Fe) ou AISi9Cu3(Fe) sursaturé. De préférence encore, l'alliage d'aluminium d'AISi9Cu3 peut être un alliage de 2ème fusion, c'est-à-dire obtenu après recyclage de pièces en aluminium, ce qui présente notamment l'avantage de diminuer les coûts d'acquisition de la matière première. [0032] La figure 1 montre un diagramme temporel d'historiques thermiques, 10 et 20, de pièces en AISi9Cu3 coulé sous-pression après démoulage. L'origine des temps du diagramme correspond au démoulage des pièces, l'origine des températures du diagramme correspond à la température de la pièce au moment du démoulage. De façon classique, l'historique thermique 10 propose un refroidissement à l'air calme de la pièce, c'est-à-dire que la pièce après démoulage est laissée dans de l'air à température ambiante sans accélération particulière de l'air venant au contact de la pièce. L'historique thermique 10 peut aussi correspondre à un refroidissement voulue mais non contrôlée de la pièce pour une durée de quelques minutes, permettant simplement aux fondeurs de réaliser les opérations de finition. Comparativement l'historique thermique 20 selon un des modes de réalisation de l'invention propose un refroidissement accéléré ou trempe 22 de la pièce après démoulage. [0033] Conformément au procédé proposé, le refroidissement accéléré ou trempe 22, est suivi de l'étape de revenu 24 avec une phase de maintien isotherme 26 entre une température comprise entre 150°C et 250°C. Avantageusement la température de la phase de maintien isotherme 26 est comprise entre 170°C et 200°C. La durée de la phase de maintien isotherme 26 peut être comprise entre 30 minutes et 10 heures. Avantageusement la durée de la phase de maintien isotherme 26 est comprise entre 2 et 5 heures [0034] La trempe peut être réalisée selon un des modes de trempe choisi dans le groupe des modes de trempe consistant en : - la trempe par soufflage d'air ; - la trempe gaz ; - la trempe en bain de sels ; - la trempe dans un four à lit fluidisé ; ^ la trempe par pulvérisation d'eau ; - la trempe dans de l'eau. [0035] Le choix des modes de trempe est effectué en fonction de la vitesse souhaitée du refroidissement après démoulage et en fonction de la température que la pièce doit atteindre à la fin de la trempe. La trempe entraîne une retombée rapide de la température de la pièce à la température ambiante ou au moins à des températures telles que 200°C ou 150°C, inférieures à la température du revenu ultérieur. Concernant la vitesse de refroidissement de la trempe, elle est choisie pour permettre d'obtenir la durée de la trempe la plus courte possible, c'est-à-dire de préférence inférieure ou égale à 1 minute, ou plus préférentiellement inférieure ou égale à 45 secondes, voire inférieure ou égale à 30 secondes. [0036] II peut être utile de prévoir le rajout dans l'eau un additif limitant l'oxydation, pour les modes de trempe par pulvérisation d'eau ou de trempe dans l'eau. L'eau utilisée pour la trempe est ainsi de l'eau additionnée, ce qui est présente l'avantage de ne pas oxyder d'éventuels inserts ferreux présents dans la pièce en alliage d'aluminium. [0037] Dans le cas d'une trempe dans l'eau, l'eau peut être chaude, par exemple à 70°C, ou froide selon la vitesse de refroidissement voulue. La trempe dans de l'eau froide constitue un des modes des trempes présentant la vitesse de refroidissement la plus grande. Cependant, il peut être préférable de ne pas avoir une vitesse de refroidissement trop élevée, notamment dans le cas où la pièce en alliage d'aluminium AISi9Cu3) comprend des inserts, par exemple des inserts en acier ou en fonte, par exemples, des chemises lorsque la pièce à fabriquer est un carter cylindres. Dans ce cas, une trempe par pulvérisation d'eau ou par soufflage d'air peut alors lui être préférée en ce qu'elle présente un bon compromis en termes de vitesse de refroidissement. 8 [0038] Le procédé de fabrication précédemment décrit peut avantageusement être utilisé dans le domaine de l'automobile et en particulier pour la réalisation de pièces du groupe motopropulseur. Ainsi le procédé de fabrication peut aboutir à la fabrication de pièces choisies dans le groupe de pièces consistant en un carter cylindres, un carter de boîte de vitesses, un carter chapeau de paliers vilebrequin, un carter d'huile de moteur thermique, un support pour accessoire de moteur thermique dans un véhicule automobile. [0039] L'invention se rapporte aussi à une telle pièce obtenue par un des modes de réalisation proposés du procédé de fabrication. [0040] Pour permettre de bien caractériser la rapidité du refroidissement procurée par la trempe selon le procédé de fabrication proposée, l'absence de trempe pour les pièces précédemment cités entraînent des vitesses de refroidissement d'environ 10°C/minute. De telles vitesses de refroidissement impliquent des durées de refroidissement jusqu'à la température ambiante comprises entre 20 à 25 minutes, voire supérieures à 35 minutes pour les pièces les plus massives. [0041] Le procédé proposé peut aussi être utilisé pour des pièces impliquées dans la structure ou la liaison au sol de véhicule. De plus, l'invention se rapporte encore à un véhicule, notamment véhicule automobile, moto ou poids lourd, comprenant un moteur et au moins une pièce précédemment citée obtenue par un des modes de réalisation du procédé de fabrication proposé. [0042] Le procédé précédent constitue une solution robuste qui permet d'améliorer la durabilité en fonctionnement des pièces en alliage d'aluminium sans en modifier leur géométrie et leur masse, notamment pour les pièces moulées en sous-pression. Par ailleurs, ce procédé apporte une augmentation significative des propriétés mécaniques sans changer le type de moulage déjà utilisé pour la réalisation de pièces évitant ainsi une reconception complète de chaque type de pièces et donc une augmentation du prix de la pièce voire une augmentation de la masse de la pièce. Ainsi une pièce initialement réalisée par moulage gravité, par moulage par compaction (désigné en anglais par le terme squeeze-casting), ou par rhéomoulage peut se voir appliquer le procédé de fabrication proposé sans modifier l'étape de coulage dans un moule. [0043] La suite de la description décrit plus particulièrement la mise en oeuvre de modes préférés du procédé de fabrication. L'alliage d'aluminium AISi9Cu3(Fe) sursaturé peut présenter la composition chimique suivante, en pourcentage massique : - de 4 à 13% de Si, - de 0,05 à 5,5% de Cu, - de0à2,5%de Fe, - de 0 à 1,5% de Mg, - moins de 3,5% de Zn, moins de 1% de Mn, - moins de 1,5 % de Ni, - moins de 1,5 % de Sn, - moins de 1,5 % de Ti, - moins de 1,5 % de Pb. [0044] De préférence le pourcentage massique de l'aluminium est choisi pour être le complément à 100% des différents éléments selon la composition précédente, c'est-à-dire que l'alliage ne comporte par d'autres éléments d'addition que ceux précédemment cités. [0045] D'une manière générale, le démoulage doit s'effectuer le plus rapidement après la solidification de la pièce dans le moule. Ainsi pour une telle composition, l'alliage est coulé à 680°C, et alors le démoulage de la pièce peut intervenir avant que la température de la pièce n'atteigne 400°C ou 350°C. [0046] La figure 2 montre un diagramme temporel de trempes après démoulage avec différentes vitesses de refroidissement pour l'alliage de la composition précédemment proposé, c'est-à-dire que la figure 2 montre différentes thermiques de refroidissement. [0047] De façon générale, les pièces en alliage d'aluminium AISi9Cu3 présentent l'avantage de conduire, après revenu, à un important durcissement de l'alliage. En effet, l'alliage d'aluminium AISi9Cu3 est un alliage à durcissement structural, en particulier, en raison de la présence d'éléments d'addition tels que le cuivre. La présence de magnésium dans l'alliage de la composition précédente contribue aussi avantageusement à la propriété de durcissement structural de l'alliage. [0048] Notamment en moulage sous-pression, cet alliage rapidement refroidi présente une solution solide sursaturée grâce à la solidification très rapide qui se produit au cours du moulage du fait de la trempe. La solution solide sursaturée comporte notamment les éléments d'addition contribuant au durcissement structural comme le cuivre. [0049] Or le degré de sursaturation de la solution solide dépend notamment de la température de la pièce lors du démoulage et surtout de la vitesse de refroidissement de la pièce après démoulage : - Si la pièce est refroidie lentement, par exemple selon la courbe 14, les éléments d'addition contribuant au durcissement structural diffusent et forment des précipités non durcissant. Par conséquent, le degré de sursaturation de la solution solide à température ambiante est faible et le revenu ne conduit qu'à un faible durcissement de l'alliage. L'alliage de la pièce obtenue est alors compris dans la zone dangereuse 16 de formation des précipités non durcissants. - Si la pièce est refroidie très rapidement après démoulage, par exemple selon les courbes 30, 32 ou 34, les éléments d'addition contribuant au durcissement structural n'ont pas le temps de diffuser et la solution solide reste sursaturée à température ambiante. Par conséquent, le degré de sursaturation de la solution solide est élevé à température ambiante et le revenu conduit alors à un important durcissement de l'alliage, c'est-à-dire à une augmentation significative des propriétés mécaniques. [ooso] La figure 3 montre un diagramme temps/température/transformation (en abrégé diagramme TTT) pour des pièces en AISi9Cu3 coulé sous-pression. Cette figure propose une interprétation des différences structurelles entre les pièces composées d'un même alliage mais refroidies après moulage avec des vitesses de refroidissement différentes. Ainsi les pièces ayant subies une trempe, ou un refroidissement rapide, après démoulage obtiennent une structure selon la zone 36, permettant l'obtention de précipités durcissants. Au contraire, les pièces ayant subies un refroidissement standard à l'air ambiant de manière non contrôlé obtiennent une structure selon les zones 42, 44, 46 ou 48. Les structures obtenues dans les zones 42, 44, 46 ou 48 forment des précipités de moins en moins durcissants. La figure 3 indique la zone 38 pour laquelle la solution solide de l'alliage proposé s'homogénéise.