PLASTIQUES ET COMPOSITES DANS LES VEHICULES RENAULT
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Document rédigé par Pierre Roubinet pour la Délégation Automobile d'Elf-Atochem, le 25 novembre 1994.

LES FONCTIONS DE LA CARROSSERIE

1 - LES DIFFERENTS CONCEPTS

La carrosserie est la partie supérieure de la caisse d'un véhicule. Elle abrite 3 compartiments: celui du moteur, l'habitacle et le coffre à bagages.

CAISSE = CHASSIS + CARROSSERIE

Il y a 3 concepts principaux :

  1. l'ancien concept de la carrosserie et du châssis fabriqués et équipés séparément puis assemblés en fin de chaîne,
  2. la construction monobloc qui est la solution actuelle la plus répandue pour la grande série,
  3. un ensemble {châssis + superstructure} (dit "cage d'oiseau") sur lequel sont fixés les éléments de carrosserie.
    Ce dernier concept est bien adapté aux véhicules comportant une peau extérieure en plastique.

CARROSSERIE = OSSATURE + PEAU EXTERIEURE + OUVRANTS

2 - FONCTIONS DE L'OSSATURE

Rigidité élevée, contribuant à celle de la caisse, notamment en torsion:

Insonorisation et anticorrosion, facteurs importants de la qualité.

Résistance à la compression et absorption des grands chocs, facteurs importants de la sécurité.

3 - FONCTIONS DE LA PEAU EXTERIEURE

Enveloppe étanche isolant les compartiments de l'extérieur.

Aérodynamisme, facteur d'économie d'énergie.

Aptitude à répondre au design, facteur de motivation d'achat.

Etat de surface sans défaut et conservation de l'aspect initial, facteurs de satisfaction de la clientèle.

Absorption des petits chocs: manœuvres de parking, obstacles heurtés à faible vitesse, impacts de graviers, chutes de grêlons, ...
Cette dernière fonction est beaucoup mieux remplie avec les plastiques et composites, dont la capacité d'absorption d'énergie dans le domaine élastique est supérieure à celle de la tôle d'acier.

Allègement, là aussi les plastiques sont biens placés.

4 - FONCTIONS DES OUVRANTS

Les ouvrants sont les portes latérales, le capot moteur, la porte de coffre ou le hayon arrière.
Ils comportent une peau extérieure (voir §3) et un doublage ou un caisson.

Les ouvrants doivent être rigides pour plusieurs raisons :

Certains pays exigent une résistance aux chocs latéraux (USA: FMVSS 214 )

5 - NOUVEAUX CONCEPTS

Les bureaux d'études cherchent à découper les véhicules en sous-ensembles prêts à être montés sur les chaînes de fabrication.
Cela existe depuis longtemps pour les organes mécaniques mais progresse assez lentement pour la carrosserie et les équipements divers.
Les avantages attendus d'une construction modulaire sont les suivants :

Les nouveaux concepts qui apparaissent devraient permettre de faire un bond en avant. Ils concernent principalement 3 sous ensembles:

  1. le bloc avant,
  2. le poste de conduite,
  3. le bloc arrière.

BLOC AV

- bouclier AV,
- absorbeurs,
- ossature technique,

+ carénage\moteur?

POSTE DE CONDUITE

- planche de bord,
- console,
- colonne de direction

+ tablier?

BLOC AR

- bouclier AR,
- traverse AR.

+ plancher de coffre?

6 - LE BLOC AVANT

Les plastiques ont commencé à s'introduire dans la partie avant des véhicules il y a une trentaine d'année.
Ils ont conquis progressivement: l'hélice et la buse du ventilateur de refroidissement du moteur, la calandre, le bouclier qui est déjà un ensemble {pare-chocs + jupe + feux + plaque de police + ouïes de refroidissement}, les paraboles de phare, les absorbeurs de chocs, les contrelames (liaison bouclier/caisse), le spoiler, le carénage sous moteur,... et la face AV technique.
Tous ces éléments ainsi que la traverse AV pourraient être assemblés autour d'une ossature technique et ainsi constituer un des modules du futur découpage des automobiles.
Parmi ses multiples fonctions le bloc AV devra assurer la protection du véhicule contre les chocs.
Pour cela nous proposons de participer à l'étude d'absorbeurs à 3 étages:

Pour les chocs à grande vitesse il faudra éviter les matériaux à rupture fragile et dont les fractures présentent des bords tranchants.
La présence dans les armatures de renforts de fibres unidirectionnelles (comoulées, surmoulées, incrustées ou frettées) peut tout à fait résoudre ce problème.

L'accostage des ailes sera prévu sur le bloc AV de façon à assurer leur bon positionnement.
A ce sujet signalons que les ailes AV en thermoplastique ont démontré leur intérêt économique, ainsi que leur bonne tenue aux chocs, sur les versions sportives.

7 - LE POSTE DE CONDUITE

Au fil des années la planche de bord est devenue un ensemble très complet.
Elle est maintenant prolongée par la console laquelle intègre, entre autres, le levier de vitesse et la poignée de frein à main.
Une unité "poste de conduite" pourrait également intégrer un ou plusieurs des éléments suivants: colonne de direction, volant, tablier (cloison habitacle/compartiment moteur), pédalier, les systèmes de chauffage et de ventilation, la grille d'auvent,...

8 - LE BLOC ARRIERE

Le bloc arrière devrait comporter au moins: le bouclier, les absorbeurs, une partie de l'entourage de porte de coffre, les feux, la plaque de police et la traverse.
Pourraient ensuite s'intégrer à cet ensemble: le plancher de coffre avec logement de roue de secours, le réservoir à carburant, le pot catalytique,...

9 - CONCLUSION

Ce document n'est qu'un bref résumé des fonctions principales de la carrosserie et un aperçu des nouveaux concepts envisageables.
La concertation entre les constructeurs, les équipementiers et les fournisseurs de matières permet, dans les projets ou chacun est bien impliqué, le bon choix des concepts, des procédés et des matériaux en fonction des cahiers des charges et des problèmes posés.

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