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2. AUTOMOBILE : les composites ont rendez-vous avec les hautes cadences

2. AUTOMOBILE : les composites ont rendez-vous avec les hautes cadences

Workers give the final check on Yaris compact sedans, set for export to North America, on a newly opened assembly line at a plant of Toyota Motor Co.'s group company Central Motor Co. in Ohira in Miyagi Prefecture, northern Japan, Wednesday, Feb. 16, 2011. Toyota celebrated the opening of the auto plant in a forsaken rural area of Japan, which promises to grow into a new production point for the world's largest automaker. (AP Photo/Koji Sasahara)/Japan_Toyota_KSX102/1102161206

© Koji Sasahara/AP/SIPA

Pour rendre les véhicules moins gourmands, les constructeurs misent sur les matériaux composites, plus légers que les métaux. Les fournisseurs devront prouver la capacité de ces pièces à s'adapter aux hautes cadences, et les constructeurs réussir à assembler les différents matériaux entre eux.

Après 2020, les voitures neuves ne devront pas émettre plus de 95 g de CO2 par km. Les matériaux composites s'imposent donc, pour les alléger en se substituant aux métaux. Un vrai challenge pour la production. Certes, des véhicules quasi « tout composite » sont déjà fabriqués par BMW. Reste que les prix prohibitifs des i3 et i8 les cantonnent à un marché de niche. Pas seulement à cause du coût des fibres de carbone (20 euros le kg contre 1 euro pour l'acier), mais aussi parce qu'elles posent des défis inédits en termes d'industrialisation. Pour fabriquer ses voitures, le constructeur allemand a dû construire une nouvelle usine. Un choix radical que les constructeurs, dont l'outil industriel est long à amortir, ne sont pas tous prêts à faire. Mais même ceux qui ne s'orientent pas vers le tout composite s'intéressent de près à la question. « Avant 2020, une voiture de grande série aura un pourcentage de pièces en composites approchant de 30 % de la masse hors moteur », prédit Christophe Cornu, ingénieur composites au Cetim. Conséquence : « les constructeurs mettent au défi les fournisseurs de rang 1 de leur fournir des pièces plus légères, avec les mêmes fonctionnalités, et une cadence de production équivalente à celle des matériaux métalliques », poursuit-il. Or du côté du temps de cycle, d'importants progrès restent à accomplir : les techniques de fabrication traditionnelles des composites - compression SMC, moulage par injection - ne sont pas transférables aux composites de haute performance. Restent deux procédés concurrents : le RTM (injection par transfert de résine), et la compression-moulage. L'une comme l'autre ont une marge de progrès en vue de la grande série. Ainsi, pour le RTM, les deux obstacles de taille sont le temps nécessaire à la cuisson de la résine, qui vient s'ajouter à celui de la polymérisation, et celui requis pour imprégner de grandes pièces, proportionnel à la taille de l'élément. La réponse viendra peut-être du RTM haute pression, qui permet de gagner à la fois sur les temps d'injection et de cuisson. BMW est ainsi parvenu à passer de trente minutes à 10 minutes pour des pièces de grande dimension. Fives travaille, lui, sur les liants (époxy) pour réduire les temps d'imprégnation et est ainsi passé de 150 à 85 secondes, avant, espère-t-il, de gagner encore 25 secondes.

 

Modéliser la tenue des assemblages

 

De leur côté, les constructeurs sont mis au défi d'intégrer à haute cadence les sous-ensembles de pièces qui leur sont fournies, tout en gardant une bonne tenue mécanique. C'est le cas chez PSA, dans le cadre du projet FastLite. Les ingénieurs étudient les techniques déjà bien connues comme le collage ou le rivetage, mais aussi des techniques moins utilisées, comme les vis autotaraudeuses. « Plus tard, nous travaillerons sur la modélisation de la tenue de ces assemblages multimatériaux, pour bien comprendre leur comportement mécanique », explique Mathieu Kielwasser, responsable assemblage multimatériaux chez PSA. Dans le cadre du plan « Usine du futur », PSA devrait aussi inaugurer une ligne pilote de production de matériaux composites pour travailler sur les carrosseries, les assemblages multimatériaux et les pièces structurelles. La révolution des composites n'est plus qu'une question de temps.



DÉFI

PRODUIRE DES COMPOSITES À HAUTE CADENCE, ET MIEUX ASSEMBLER LES PIÈCES MULTIMATÉRIAUX

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