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RÉSUMÉ
La découverte des matières plastiques semble contemporaine des débuts de l’automobile. En fait, l’industrie automobile avait déjà une expérience de plusieurs décennies, centrée sur l’usage de l’acier et de la fonte, lorsque des plastiques performants ont été disponibles. En conséquence, on a assisté à une lutte intermatériaux qui se poursuit toujours. Quand on compare les propriétés, les plastiques sont souvent favorablement classés. Mais cela ne suffit pas. Il faut que la conception des pièces et leur industrialisation soient compatibles avec les besoins spécifiques de l’industrie automobile et la demande effective des consommateurs.
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Auteur(s)
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Claude DUVAL : Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) - Maître de conférences honoraire de la chaire de matériaux industriels du CNAM (Paris)
INTRODUCTION
A première vue, la découverte des matières plastiques semble contemporaine des débuts de l’automobile. Cette impression est toutefois trompeuse. La mise au point et l’industrialisation de la plupart des plastiques susceptibles d’être utilisés dans la construction automobile ont été beaucoup plus tardives.
En réalité, l’industrie automobile avait déjà une expérience de plusieurs décennies, centrée sur l’usage de l’acier et de la fonte, lorsque des plastiques performants ont été disponibles. En conséquence, on a assisté à une lutte intermatériaux qui se poursuit toujours.
Les caoutchoucs des pneumatiques ont longtemps représenté le seul apport significatif des matériaux à base polymère à l’automobile. La masse des autres matériaux polymères est passée progressivement de quelques grammes à 150 kg par véhicule. Tous les secteurs du véhicule ont été plus ou moins investis et tout particulièrement l’intérieur des habitacles. Pourtant, les prévisions de développement massif des carrosseries plastiques faites dans les années 1980 ne se sont pas réalisées. D’une part, les problèmes de maîtrise des comportements et d’industrialisation des composites n’ont pas tous été résolus et, d’autre part, les industriels de l’acier et de l’aluminium ont su améliorer les produits disponibles sur le marché.
Quand on compare les propriétés, les plastiques sont souvent favorablement classés. Mais ces bonnes propriétés ne suffisent pas. Il faut que la conception des pièces et leur industrialisation soient compatibles avec les besoins spécifiques de l’industrie automobile et la demande effective des consommateurs.
Quelques exemples significatifs peuvent permettre de comprendre comment les plastiques ont peu à peu fait leur place dans ce secteur très exigeant. L’exemple du « sheet molding compound » (SMC) permet de mieux comprendre les difficultés rencontrées.
Des expériences plus ou moins réussies ont été menées par les constructeurs. Souvent, elles concernaient des véhicules de petite et moyenne série.
Pourtant, les grandes industries de la chimie et de la plasturgie, pour lesquelles l’automobile est un secteur important, ont, grâce à des efforts soutenus, pu développer des produits adaptés.
Dans une seconde partie Plastiques et automobile- D’aujourd’hui à demain, nous évoquons les défis actuels que doivent relever les acteurs du secteur automobile et comment les matériaux polymères peuvent être développés dans ce contexte.
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Plastiques et automobile : une longue histoire
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3. Emploi des plastiques dans l’automobile
Les plastiques se retrouvent un peu partout dans l’automobile, mais leur distribution n’est pas homogène.
3.1 Sous-parties de l’automobile
Une automobile moyenne est composée de 15 000 pièces dont environ 600 pièces en plastique.
la Renault Laguna comporte 592 pièces réalisées en utilisant 56 plastiques différents.
Chacune de ces pièces est soumise à des contraintes spécifiques. Toutefois, on regroupe habituellement toutes ces pièces en quelques catégories pour lesquelles les exigences sont plus ou moins homogènes. On peut au moins distinguer quatre grands domaines [5] :
-
les intérieurs de l’habitacle, qui consomment environ 46 % des plastiques ;
-
les pièces extérieures et la carrosserie, qui consomment 29 % des plastiques ;
-
les pièces de structure et les réservoirs de carburant, qui consomment 13 % des plastiques ;
-
les pièces sous-capot, qui consomment 12 % des plastiques.
Il ne faut pas oublier des applications « cachées » que sont les isolations des câbles électriques et les enductions, vernis, peintures, mastics formulés à partir d’une base polymère.
On peut aussi se faire une idée de la répartition des pièces dans l’automobile en s’intéressant aux principales pièces en masse. Nous avons pris l’exemple de la Peugeot 407 [6]. Ce véhicule comporte 212 kg de plastiques. Les vingt pièces les plus lourdes ne représentent que 88,865 kg, soit 42 % (tableau 7). Il y a donc un très grand nombre de « petites » pièces, de masse inférieure à 2,6 kg.
HAUT DE PAGE3.2 Intérieurs
C’est à l’intérieur des véhicules que les plastiques se sont d’abord imposés et, nous l’avons vu, c’est aussi là que la plus grande part des plastiques est employée. C’est aussi le domaine le mieux connu du grand public puisque tout le monde a pu faire l’expérience des avantages et inconvénients des plastiques dans cette utilisation.
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