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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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Part de l’automobile dans l’industrie chimique et la plasturgie
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1. Plastiques et automobile : une longue histoire
1.1 Rappels historiques sur l’automobile
Née dans les années 1890 (tableaux 1 et 2), l’automobile a connu, dans ses premières décennies, des évolutions majeures qui lui ont assez rapidement donné nombre de caractéristiques toujours visibles aujourd’hui.
Toutefois, de 1886 à 1908, l’automobile reste un produit plutôt luxueux fabriqué en petites quantités suivant des méthodes copiées sur celles de la fabrication des véhicules hippomobiles et qui restent largement artisanales. La fabrication de masse commence aux États-Unis en 1908 avec le lancement d’un modèle dont l’Histoire a retenu le nom, la Ford T.
Pendant la première décennie du XXe siècle, les constructeurs exigent progressivement la standardisation des pièces livrées en vue du montage. Il s’agit de pouvoir assembler des pièces interchangeables, ce qui permet de diminuer le besoin de technicité des ouvriers et le temps de montage.
Pour obtenir cette standardisation, les pièces doivent être usinées avec précision, ce qui devient possible grâce à une amélioration continue des machines-outils. Ces efforts, réussis, de standardisation permettent dès 1913 la principale révolution dans l’art de la fabrication des automobiles, c’est-à-dire la mise en place de « l’organisation scientifique du travail » (système Taylor) et de la chaîne de fabrication par Henry Ford à l’occasion du lancement de la T14. Ce type d’organisation de la production emploie des ouvriers moins qualifiés, ce qui limite les coûts et autorise la fabrication en très grande série, assurant par là-même le succès de l’industrie automobile.
Soulignons que les efforts de standardisation et d’usinage de précision concernent un matériau bien particulier, qui est un métal, le fer (essentiellement sous forme d’acier ou de fonte), dont les propriétés favorisent ces efforts. D’ailleurs, et fort logiquement, le métal remplace peu à peu les autres matériaux encore utilisés, principalement le bois. En 1924, on voit apparaître la première carrosserie automobile entièrement en acier.
L’évolution que nous venons de résumer ne présente pas qu’un intérêt historique. Elle nous montre que les nouveaux matériaux, dont les matières plastiques, n’ont pas trouvé un terrain vierge pour leur expansion....
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