Si les Audi e-tron et Mercedes GLE dévoilées lors du Mondial de l’automobile de Paris offrent une autonomie de l’ordre de 350km, elles le doivent aux batteries surpuissantes cachées sous leur plancher.
Ces 500kg d’accumulateurs grèvent très largement le poids de ces SUV, augmentant leur consommation et leur empreinte écologique. Dans le cas des véhicules thermiques, le poids constitue également l’ennemi des ingénieurs en charge de développer des motorisations capables de respecter les normes européennes d’émissions de CO2 et de NoX.
Si au fil des décennies, les voitures particulières ont pris de l’embonpoint, s’embourgeoisant et accueillant des équipements de confort et de sécurité sans cesse plus nombreux et évolués, la chasse au poids semble de nouveau à l’ordre du jour.
L’aluminium, un matériau de luxe pour les autos premium
L’acier a longtemps régné sans partage sur les chaînes de montage automobiles. Facile à produire en masse, plutôt bon marché et simple à usiner, il est encore majoritairement employé pour les châssis et les panneaux de carrosserie.
Ce matériau a toutefois un inconvénient: son poids. Pour gagner de précieux kilos, les constructeurs ont recours à des aciers allégés pour la structure des véhicules et à des éléments en plastique pour certaines pièces telles que les capots, les ailes ou encore les boucliers.
Loué pour ses qualités de résistance et son faible poids, l’aluminium reste coûteux et réservé aux véhicules premium. Audi l’utilise ainsi largement pour le châssis et la carrosserie de sa berline A8, mais a dû y renoncer pour des contraintes de prix sur les modèles plus abordables, après un essai peu concluant sur la citadine A2.
Une fibre de carbone 40% moins chère
Pour aller plus loin dans la quête de légèreté, les fabricants et les équipementiers s’intéressent aux matériaux composites. À l’image de la fibre de carbone, ceux-ci offrent un rapport résistance/poids sans équivalent.
Ces matériaux restent malheureusement difficiles à produire en volume et à des coûts en accord avec les marges moyennes du secteur automobile. On les retrouve essentiellement sur les voitures sportives élitistes, des supercars vendues plusieurs centaines de milliers d’euros qui peuvent se permettre d’utiliser le carbone pour leur châssis et leur carrosserie.
Pour fabriquer des pièces en matériaux composites à des coûts supportables pour des véhicules grand public, les industriels travaillent à la mise au point de fibres de carbone faciles à produire et plus économiques. Le projet «Force» lancé en 2014 réunit des acteurs académiques et des industriels.
Piloté par l’Institut de recherche technologique Jules Verne, installé à Nantes (France), il bénéficie du soutien de la Plateforme de la filière automobile (PFA), de l’Union des industries chimiques (UIC) et implique des entreprises leaders du secteur de la chimie (Arkema, Stelia Composites) et de l’automobile (Faurecia, PSA, Plastic Omnium).
L’objectif consiste à élaborer une fibre de carbone 40% moins chère que les matériaux actuellement proposés sur le marché (8€/kg contre au moins 14€/kg). Une ligne de production pilote a été inaugurée afin de tester en grandeur réelle la viabilité de cette solution.
À terme, le projet Force pourrait autoriser un recours massif aux matériaux composites renforcés de fibre de carbone dans les automobiles de M. Tout-le-monde.