Renforcer l'industrie automobile avec des voitures anti-collision légères La conception de véhicules légers et anti-collision est l'un des principaux défis du secteur très concurrentiel de la fabrication automobile. Les préoccupations environnementales et l'opinion publique révèlent la nécessité pour les constructeurs automobiles d'arrêter la fabric... La conception de véhicules légers et anti-collision est l'un des principaux défis du secteur très concurrentiel de la fabrication automobile. Les préoccupations environnementales et l'opinion publique révèlent la nécessité pour les constructeurs automobiles d'arrêter la fabrication de voitures énergivores en carburant lourd pour des modèles légers et plus écologiques. Le besoin de compromis entre des véhicules légers et anti-collision est en partie responsable de la popularité croissante des voitures hybrides sur les routes d'Europe. Le respect de la législation européenne sur les émissions de carbone combiné à une réduction des coûts de fabrication a également mené au développement d'une technologie légère qui permet de réduire le poids du véhicule tout en assurant une sécurité suffisante en cas de collision. L'innovation, développée par des chercheurs de l'Institut Fraunhofer des techniques des matériaux et des rayons - IWS à Dresde, en Allemagne, visait les objectifs divergents d'une conception de véhicule fine qui assure la sécurité des passagers et de l'utilisation d'une nouvelle approche de «renforcement au laser local». Cette méthode implique l'utilisation de tôles d'acier à faible coût et à faible résistance avec une épaisseur de paroi réduite et leur renforcement local dans les zones soumises à de fortes contraintes. Pour ce faire, les experts guident un faisceau laser focalisé sur la surface de la tôle non traitée qui commence alors à faire fondre les zones traitées avant de se solidifier à nouveau. La chaleur se dissipe rapidement dans le matériau froid adjacent, provoquant le refroidissement rapide de la trace et rendant ainsi le matériau plus résistant. «Nous obtenons des forces allant jusqu'à 1500 MPa (mégapascals). Soit environ le double de résistance que celle du matériau de base non renforcé», explique Markus Wagner, chercheur à l'IWS. «Cela nous permet d'optimiser le poids et les forces surtout pour la conception des poutres pare-chocs avant et arrière, du B-pilier et de divers renforts», poursuit-il. Jusqu'à présent, les carrosseries de véhicules étaient constituées majoritairement d'une structure en tôle d'acier homogène avec des tôles d'épaisseur constante. Les composants soumis à de fortes contraintes locales sont, en particulier, souvent surdimensionnés car la résistance de la paroi doit être conçue pour résister aux contraintes locales les plus élevées. Ce qui représentait une épaisseur de tôle plus forte que nécessaire dans les zones soumises à un impact moindre, les composants étaient inutilement lourds. Les constructeurs automobiles utilisent, de plus, des tôles d'acier coûteuses, de haute résistance et il fallait trouver en permanence un compromis entre le poids des composants, leur coût et la sécurité en cas de collision. «Sécurité et légèreté ne sont pas obligatoirement contradictoires», déclare Wagner. Pour combler le fossé entre les caractéristiques des composants de carrosserie et les forces qu'elles subissent, l'ingénieur et ses collègues simulent des collisions dans le but d'obtenir une plus grande résistance aux dommages structurels que subissent les composants lors d'accidents. Moins la carrosserie est pliée, plus le conducteur est protégé. C'est pourquoi les chercheurs doivent déterminer la position et la géométrie optimales des traces de renfort. «Nos simulations nous permettent de modéliser des tests sur le terrain. Les résultats obtenus à partir d'essais et de simulations diffèrent uniquement de quelques millimètres», dit Wagner. À l'aide de la simulation numérique, le chercheur et son équipe ont développé une conception de trace de collision optimisée pour les collisions frontales avec un arbre ou les chocs latéraux avec une autre voiture. La conception de la trace a été transférée sur des composants réels à l'aide d'un laser. «Nous sommes parvenus à réduire de moitié la déviation d'un profil de tuyau renforcé localement au laser par rapport à la pièce de référence, ce bien que nous n'ayons renforcé localement que trois pour cent de la pièce. Nous avons, en d'autres termes, doublé sa performance en cas d'accident», explique Wagner. Les chercheurs de l'IWS ont déjà appliqué leur technologie à différents profils d'accidents et de composants de sièges en utilisant leur nouvelle conception spécifique d'impact pour fabriquer des composants jusqu'à 20 pour cent plus légers sans que la sécurité ne soit négligée en cas d'accident.Pour plus d'informations, veuillez consulter: Fraunhofer http://www.fraunhofer.de/en.html Pays Allemagne
