Afin de lutter à la fois contre l’effet de serre et pour notre indépendance énergétique, la Commission européenne a lancé le projet de recherche Tecabs – Technologies for carbon fibre reinforced, modular, automotive structures, ou Technologies pour des structures automobiles modulaires, renforcées de fibres de carbone. Un projet financé à hauteur de 5 millions d’euros (environ 32 millions de francs). L’objectif de Tecabs, auquel participent, entre autres, Renault, Volkswagen (chef de projet) et Volvo, vise à développer à l’horizon 2004 un prototype industriel de véhicule, qui pourra être fabriqué à cinquante unités par jour (contre deux mille pour une série normale). Surtout, il ne consommera qu’un seul litre de diesel aux cent kilomètres ! Grâce à une structure de carrosserie en fibres de carbone (châssis, longerons, toit, etc. ), ce type de véhicule pèsera 50 % de moins qu’aujourd’hui (à 500 kg), et il réduira de 40 % son taux d’émission de CO2.Avant de fabriquer ce prototype industriel, le consortium Tecabs mise sur toute une famille de logiciels de simulation et de prototypage numériques propres à l’univers des composites. C’est le Français ESI Group qui a été retenu par la Commission. “C’est la première fois qu’un programme européen de recherche en automobile se concentre à 100 % sur les composites, explique Patrick de Luca, chef de produits chez ESI Group. En allégeant la structure de la carrosserie grâce à la fibre de carbone, on peut utiliser un moteur automobile moins puissant, donc moins lourd, donc moins polluant. Enfin, avec les composites, on obtient une meilleure intégration mécanique. Ici, l’objectif de Tecabs est de réduire de 70 % le nombre de pièces structurelles !”Jusqu’à présent, il n’existait pas de simulateur numérique pour dimensionner au crash-test les structures composites. Il était donc impossible de convaincre les constructeurs automobiles d’adopter ces matériaux avancés. “Nous travaillons à un niveau scientifique depuis dix ans sur ce thème avec l’Inrets (Institut national de recherche sur les transports et leur sécurité), et pour le producteur japonais d’hydrocarbures Tonen, qui voulait recycler ses déchets dans un concept de voiture en composites, confie Patrick de Luca. Avec Tecabs, ce type d’offre logicielle pourra être industrialisé.”Mais les enjeux européens vont encore beaucoup plus loin pour les fabricants de matériaux composites et pour les ateliers de transformation. “Il faut, bien évidemment, prendre en compte la fabrication à base de composites dans les logiciels de calcul de structure et de crash-test. Car, durant la fabrication, les fibres, qui étaient bien alignées dans le sens de la voiture, peuvent se déformer et changer d’angle en déviant jusqu’à 30 degrés. Les conséquences sont énormes… “, souligne Patrick de Luca.Enfin, le dernier blocage à faire sauter – et non des moindres – consiste à fournir, en base de données, une fiche d’identité du matériau exploitable par le logiciel de conception, de fabrication et de simulation de crash-test. Or, c’est là que le bât blesse le plus. “Cette caractérisation coûte aujourd’hui jusqu’à cinq fois plus cher que pour les métaux, reconnaît Patrick de Luca. Mais, avec Tecabs, nous voulons numériser au maximum ce processus manuel. Nous remplaçons alors les expériences physiques par des expériences numériques en créant un modèle pour la résistance à la traction, un modèle de température, un modèle de définition du tissage… Au final cela abaissera considérablement le coût de la caractérisation.”
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