PLASTIQUES ET COMPOSITES DANS LES VEHICULES RENAULT

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La carrosserie de l’Etoile Filante

Cet article a paru dans le Bulletin Technique des agents de maîtrise et techniciens de Renault N°36 septembre octobre 1956

Les principaux constructeurs d'automobiles se doivent de poursuivre leurs recherches dans les voies les plus différentes afin de ne négliger aucun domaine de la technique susceptible de développements et d'applications, même lointaines, dans leur industrie. C'est la raison qui a amené la Régie Nationale des Usines Renault à étudier les divers problèmes posés par l'adaptation à l'Automobile de la turbine à gaz, déjà utilisée depuis de nombreuses années dans l'Aviation, et à réaliser un prototype expérimental " L'Étoile Filante" destiné à permettre la poursuite des recherches sur le plan pratique.

Nous ne parlerons ici que de la construction de la carrosserie destinée à envelopper l'ensemble mécanique, monté sur un châssis en tubes d'acier.

EXIGENCES DE CONSTRUCTION

Après examen des diverses techniques et matériaux possibles, il fut décidé que la carrosserie serait moulée en stratifiés constitués par des tissus de verre imprégnés de résine polyester, la RNUR possédant les moyens matériels et l'expérience voulue pour mener à bien ce travail.

CONCEPTION DE LA CARROSSERIE

L'obligation de pouvoir accéder facilement aux organes mécaniques a fait écarter la solution d'une carrosserie monolithe, plus légère et plus rigide, et imposé sa réalisation en une série d'éléments articulés ou amovibles, montés sur charnières et verrous de fermeture fixés par boulons.

Fig. 1 et 2 – La carrosserie est en matière stratifiée constituée par des tissus de verre imprégnés de résine polyester.
Elle a été réalisée en une série d’éléments articulés ou amovibles.

Les figures 1 et 2 permettent de se rendre compte du découpage adopté :

Tous ces éléments comportent pour leur articulation ou pour leur fixation des ferrures incorporées lors du moulage afin de répartir les efforts à l'intérieur des stratifiés et d'éviter ainsi toute concentration locale d'efforts susceptibles de provoquer des ruptures à l'intérieur du matériau.

RÉALISATION DES OUTILLAGES DE MOULAGE

Après détermination et mise au point des formes de la carrosserie par des essais sur maquettes à échelle réduite à la soufflerie du Laboratoire Eiffel, un modèle en plâtre grandeur nature a été établi à partir duquel ont été exécutés, directement par surmoulage, les divers moules nécessaires à la réalisation des éléments de carrosserie.

Les éléments non directement démoulables ont nécessité l'exécution de moules en plusieurs parties amovibles : moule en deux éléments (côté droit et côté gauche) pour les dérives (voir figure 3), moule en quatre éléments (dessus, dessous, côté droit, côté gauche), pour l'ensemble avant et pour l'ensemble arrière (figures 4 et 5).

Tous ces moules ont été constitués par un stratifié en tissu verranne- résine polyester d'environ 10 mm d'épaisseur, renforcé extérieurement par une armature en tubes de carton bakélisé, le tout étant fixé, par l'intermédiaire de tubes également en carton bakélisé, sur une base plane en tubes métalliques.

Après achèvement, mais avant enlèvement du modèle en plâtre les quatre moules élémentaires de la partie avant ainsi que les quatre moules de la partie arrière ont été fixés par leur base sur un bâti général d'assemblage robuste et très rigide destiné après enlèvement du modèle plâtre à permettre leur remontage et leur positionnement rigoureux l'un par rapport à l'autre.


Fig. 3. - Les dérives ont été réalisées par des moules à deux éléments (côté droit, côté gauche)

RÉALISATION DES PIÈCES DE CARROSSERIE

Les impératifs de légèreté et de résistance imposaient la réalisation de stratifiés à hautes caractéristiques mécaniques, d'où l'emploi de résines et de tissus de qualité, et la mise au point préalable d'une gamme de fabrication bien étudiée qui a exigé de nombreux essais de résistance à la traction et à la flexion, ainsi que divers essais de fatigue. On a été conduit à adopter un stratifié symétrique constitué par deux tissus roving d'un poids unitaire de 350 grammes au mètre carré, recouvert sur ses deux faces d'un tissu Sillonne léger de 90 grammes au mètre carré, et imprégné à cœur d'une résine polyesters choisie en tenant compte de ses caractéristiques de viscosité, d'allongement et de résistance.

La résine de surface, plus élastique afin d'éviter tout fendillement sous l'action des vibrations, a été pigmentée de manière à obtenir directement le moulage des pièces à la couleur bleue désirée. L'excellent état de surface exigé pour les faces extérieures des pièces a été obtenu grâce à un poli très poussé des faces correspondantes des moules.

N'ayant à réaliser que deux carrosseries (la deuxième prévue en rechange), le procédé de moulage adopté a été celui dit au «contact » consistant à imprégner au pinceau à l'aide de résine les différents tissus de verre placés successivement à la main dans le moule.

L'épaisseur finale des panneaux ainsi obtenus n'étant que de 2 mm environ et le module d'élasticité des stratifiés étant nettement plus faible que celui des métaux, il a fallu prévoir une rigidification des pièces ou des parties de pièces de forme générale peu galbée.

Ceci a été obtenu, sans augmentation sensible du poids.
Les éléments de carrosserie, dont la rigidité devait être particulièrement grande pour éviter toute vibration aux vitesses élevées, ont été renforcées par un cloisonnement intérieur collé, constitué par des panneaux alvéolaires en papier bakélisé revêtus sur leurs deux faces d'un tissu de verre imprégné de résine polyester.

Avant démoulage, toutes les pièces de carrosserie ont été polymérisées 12 heures à l'ambiance puis 6 heures dans une étuve à 80°C.

CONCLUSION

La réalisation d'une carrosserie aussi spéciale que celle de l'Étoile Filante du fait des conditions exigées de résistance, légèreté, rigidité, état de surfacé et même rapidité d'exécution, a nécessité l'étude et la solution de nombreux problèmes qui nous ont obligé à faire oeuvre d'imagination créatrice, permis d'augmenter nos connaissances sur les stratifiés et ouvert de nouvelles possibilités qui ne manqueront pas d'être utilisées à l'avenir.

Enfin, il est certain que les essais de cette voiture expérimentale nous permettront de tirer d'autres enseignements précieux.

P. D'ARRIVÈRE,

Commission des Recherches.


Fig. 4. - L'ensemble avant a nécessité l'emploi d'un moule à quatre éléments (dessus, dessous, côté droit, côté gauche)


Fig. 5. – Ensemble arrière : les moules employés ont été constitués par un stratifié en tissus verranne- résine polyester.

(Archives PR)

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