le "piston forgé", on part d'un bloc d'alu que l'on chauffe pour le ramollir, ensuite on le presse dans un moule (pour faire simple) jusqu'à qu'il ai la forme approximative voulue, et ensuite on l'usine pour la finition, à la dimension désirée.

pistons forgés

Les alliages :
L'alliage d'aluminium est choisi pour sa légèreté, sa bonne tenue mécanique, mais surtout sa conductivité thermique.
C'est notamment cette caractéristique qui sauve un piston de la fusion alors qu'il est directement confronté à de très fortes températures de combustion, bien supérieures à la température de fusion de l'alliage.

Il existe des alliages aluminium silicium pour la série (bonne endurance à l'usure), ou aluminium cuivre pour la perfo (pour améliorer encore la conductivité thermique). Bien sûr, il peut y avoir d'autres métaux dans les alliages d'aluminium, comme par exemple du zinc pour augmenter la rigidité de la pièce.

Les inserts :
Sur les pistons très haute performance on trouve parfois des inserts en acier ou en bronze au niveau des axes et au niveau de gorges de segments coupe feu. Cela pour limiter la dilatation et augmenter encore la résistance de l'ensemble. (merci GR)
 

Le montage :
Par ailleurs, concernant le jeu fonctionnel entre les pistons forgés et série, le jeu supérieur sur les pistons forgés est lié à l'utilisation intensive attendue, plutôt que lié à une différence de coefficients de dilatation.
Une température de fonctionnement plus élevée, c'est une dilatation plus grande, donc il faut plus de jeu.
Le contrôle du jeu à la coupe est une opération fondamentale lors du remontage d'un moteur.
La règle pour le jeu est d'environ 4microns/mm d'alésage.
donc en gros, si un alésage est de 86mm, 0.004x86 = 0.35mm
(Je ne détaillerai pas ici le jeu nécessaire entre la jupe et le bloc, ni le jeu à la coupe des segments, cela fera l'objet d'un article spécifique sur JSO).

Les essais :
Des essais ont été menés, notamment en dragster US, avec du titane (ou un de ses alliages), car l'aluminium ne convient pas en utilisation extrême;
c'est un métal intéressant car assez peu dense et surtout avec une température de fusion nettement supérieure à celle de l'aluminium; pour chiffrer grosso modo:
- aluminium : 660 °C
- fer : 1540 °C
- titane: 1670 °C

Malheureusement, la conductivité thermique du titane est très mauvaise, ce qui génère des températures de couronne de piston très élevées, des déformations importantes. Bref, il a été abandonné au profit de l'acier, lourd mais particulièrement robuste.

Conductivités thermiques:
- aluminium pur: 240 W/m/K
- fer: 80 W/m/K
- titane: 7 W/m/K

Voyez la différence de conductivité entre l'alu et le titane, facteur 34 en faveur de l'alu !

Note: un alliage a généralement une conductivité thermique inférieure à celle de l'élément dominant pur.

Comment :
Vous pouvez monter des pistons forgés dans tous les moteurs, ils vont en lieu et place de ceux d'origine. Ils résistent à des fortes pressions et de fortes températures.
Le prix du kit 4 pistons/segments est de 600 à 800€ suivants les marques (IASA / Wössner/ ...)

Bon montage

Merci à Charles et GR du forum JSO pour les explications.

JSO ... Gérard    

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