L’avenir des voitures électriques: légères et recyclables
La neutralité carbone ne pourra être atteinte d’ici 2050 sans progrès dans le domaine du transport routier, qui est responsable de 76 % des émissions liées au transport en Europe. Les véhicules électriques à batterie (VEB) sont la clé de cette transformation et leur efficacité dépend de leur poids. Par ailleurs, les initiatives législatives, qui exigent d’intégrer la circularité dans la conception des nouveaux véhicules, placent la barre encore plus haut pour l’innovation en matière de VEB. Fort d’un consortium de neuf partenaires venus d’Allemagne, d’Espagne, de France et des Pays-Bas, le projet ALMA, financé par l’UE, entend répondre à ces deux objectifs.
Une plate-forme modulaire multi-matériaux
Selon la coordinatrice du projet, Raquel Ledo Bañobre: «L’objectif principal d’ALMA était le développement d’une nouvelle structure de véhicule électrique pour les particuliers avec un poids et un impact environnemental réduits, grâce à l’adoption d’une éco-conception intégrée et d’une approche circulaire sur l’ensemble du cycle de vie.» Pour l’atteindre, il a fallu adopter une démarche multifacettes et faire appel à l’expertise de plusieurs partenaires du projet. L’équipe a travaillé avec des aciers à haute résistance et des composés de moulage de feuilles avancés, ainsi qu’avec des matériaux hybrides en acier pour fabriquer des composants légers pour les VEB destinés aux particuliers. La caisse en blanc du prototype d’ALMA a permis de réduire le poids de 160 kg par rapport au niveau de référence, soit une diminution de 22 %. En utilisant la technologie des flans soudés au laser, ALMA a pu consolider plusieurs pièces de voiture en un seul composant léger. Ce procédé a contribué à réduire le coût, le poids et les émissions du véhicule. Il a également conduit à améliorer les performances et la sécurité en garantissant que le bon matériel se trouve au bon endroit. La législation sur les véhicules en fin de vie exigeant des niveaux plus élevés de recyclage, ALMA a par ailleurs mis au point des techniques pour séparer les composants consolidés. Les principaux procédés de séparation reposent sur des sous-couches dont le décollement est déclenché par la chaleur, et le projet a étudié plusieurs processus prometteurs, notamment la pyrolyse et la solvolyse.
Les outils numériques orientent la conception
Étant donné que plus de 80 % de l’impact environnemental d’un véhicule est déterminé au stade de la conception, l’accent mis par ALMA sur le respect de l’environnement dès cette étape est à la base des réalisations du projet. Les outils numériques ont permis de donner la priorité à la sécurité, à l’efficacité et à la circularité dans le prototype du véhicule. L’analyse du cycle de vie (ACV) et l’analyse du coût du cycle de vie (CCV) ont été au cœur des travaux. Pour mener à bien ces évaluations, ALMA a mis au point le modèle d’évaluation de l’impact de la durabilité des véhicules électriques à batterie (BEVSIM). Raquel Ledo Bañobre explique que: «Cet outil donne aux utilisateurs la possibilité de mesurer et de comparer les impacts résultant d’alternatives de conception, de choix de matériaux, de technologies de recyclage, de scénarios de fin de vie et de scénarios futurs dus à des changements dans les combinaisons de réseaux.» Les partenaires du projet ont aussi conçu un système de surveillance structurelle utilisant l’analyse des signatures acoustiques pour déterminer l’état des composants. Les alertes concernant les dommages potentiels améliorent la sécurité et permettent de prendre des décisions qui ont une incidence sur la réparation, la réutilisation ou le recyclage des composants des véhicules. Plusieurs des réalisations d’ALMA sont prêtes à être commercialisées. Le BEVSIM rend l’ACV et la CCV plus accessibles aux ingénieurs automobiles, ce qui conduit à améliorer la conception des véhicules. Des matériaux avancés innovants et des technologies de décollement sont également prêts à être adoptés par le marché. Pour réaliser la transformation de l’industrie des VEB, Raquel Ledo Bañobre indique que: «Une étude complète de mise à l’échelle et d’industrialisation doit encore être mise en place, y compris la nécessité de fabriquer de nouveaux outils et moules pour permettre d’atteindre le volume de production élevé et les temps de cycle requis dans l’industrie automobile.» Grâce au travail d’ALMA et d’autres acteurs du secteur, la transformation écologique du transport routier est à portée de main.
Mots‑clés
ALMA, éco-conception, recyclable, BEVSIM, analyse de la signature acoustique, voitures électriques, efficacité énergétique, matériaux légers, technologie des flans soudés au laser