Matériaux plastiques innovants pour les pièces structurelles automobiles

Dans les automobiles modernes, le plastique représente environ 15-20% du poids de la voiture, bien qu'il puisse représenter jusqu'à 50% du volume. ^[1]. L'utilisation des plastiques dans l'industrie automobile n'a cessé d'augmenter au fil des ans, sous l'impulsion des constructeurs automobiles qui cherchent à alléger leurs véhicules.

L'allègement des véhicules permet d'améliorer l'économie de carburant. Avec le passage aux véhicules à énergie nouvelle (NEV), l'allègement est essentiel pour réduire l'anxiété liée à l'autonomie. On prévoit qu'il représentera 30% du poids des véhicules d'ici 2030. Les véhicules modernes utilisent des plastiques pour les composants structurels externes et internes. Par conséquent, la classification des matériaux automobiles est basée sur leur utilisation comme suit ;

• Matériaux plastiques automobiles pour les pièces extérieures : Ils peuvent jouer un rôle esthétique et fonctionnel. En raison de leur emplacement, ils doivent être résistants aux intempéries (par exemple, aux UV), avoir une grande résistance aux chocs et présenter l'aspect désiré. Les grilles, les pare-chocs, les spoilers et les poignées de porte sont des exemples de composants extérieurs en plastique.
• Plastiques pour pièces intérieures : Les plastiques utilisés dans l'habitacle des véhicules peuvent également jouer un rôle décoratif ou fonctionnel. Ils devraient avoir une faible teneur en composés organiques volatils, ce qui est essentiel pour la qualité de l'air intérieur. ^[2]. Le confort et la résistance aux rayures sont d'autres propriétés importantes des matériaux automobiles en plastique pour les pièces intérieures. Les exemples incluent les panneaux de porte, les tableaux de bord, les consoles centrales et les bouches d'aération.
• Matériaux plastiques pour les pièces de structure automobile : Ils sont également appelés "plastiques sous le capot". Leur principale propriété est une grande résistance aux produits chimiques, à la chaleur et à l'usure, car ils fonctionnent dans un environnement extrême. Les collecteurs d'admission d'air et les couvercles de moteur sont des exemples de pièces sous le capot fabriquées en plastique.  

Considérations relatives à la conception et aux matériaux des pièces automobiles extérieures

La conception de pièces automobiles extérieures à l'aide de matériaux de moulage par injection doit trouver un équilibre entre l'efficacité opérationnelle, l'attrait esthétique et la viabilité à long terme. Les concepteurs doivent prendre en compte la normalisation, la sérialisation et la communalisation pour améliorer la qualité et réduire les coûts.

• Normalisation : L'utilisation de pièces standard, disponibles sur le marché, ou le respect des dimensions standard de l'industrie réduisent le temps de conception et améliorent la compatibilité.
• Sérialisation : L'utilisation de la même conception de base pour produire des tailles ou des capacités différentes permet de réaliser des économies d'échelle.
• La communautarisation : L'utilisation de pièces identiques, comme les mêmes poignées de porte, dans différents modèles de voitures réduit la complexité et facilite la maintenance.

Les principes d'ingénierie de rationalité, d'avancement, de facilité d'entretien, de fiabilité, d'économie et de fabricabilité doivent également être pris en considération pour garantir que la pièce est rentable, durable et fonctionnelle.

Pourquoi le plastique est-il utilisé pour la fabrication de pièces automobiles ?

Plusieurs facteurs clés influencent l'utilisation croissante des matériaux plastiques pour les pièces structurelles automobiles. L'allègement reste en tête de ces facteurs. La réduction du poids a donné un coup de fouet à l'économie de carburant des voitures. Plus la voiture est légère, plus la quantité d'énergie nécessaire à son déplacement est faible. D'autres facteurs favorisent l'utilisation des plastiques pour les pièces automobiles :

• Problèmes de sécurité : Les nouveaux matériaux automobiles sont conçus pour mieux absorber et redistribuer l'énergie en cas d'impact. Les matériaux plus souples des pare-chocs, par exemple, réduisent les risques de blessures dans les collisions à faible impact par rapport aux pare-chocs rigides.
• Suppression du bruit et des vibrations : Les plastiques absorbent les vibrations, ce qui contribue à l'atténuation du bruit. Grâce aux plastiques, les constructeurs automobiles peuvent éliminer le poids supplémentaire lié à l'utilisation de matériaux insonorisants pour obtenir le même effet. La conduite est donc plus silencieuse et plus confortable.
• Esthétique et souplesse de conception : Les plastiques peuvent être moulés dans des formes complexes grâce à des techniques de moulage de précision. Les constructeurs automobiles ont donc la possibilité de créer des modèles complexes et esthétiques, ce qui élimine la nécessité d'un traitement secondaire coûteux.
• Protection contre les intempéries : De nombreux nouveaux matériaux automobiles sont conçus pour améliorer des propriétés telles que la résistance à la corrosion, aux produits chimiques, aux UV, à la rouille et aux températures extrêmes. Ces propriétés améliorées augmentent leur durabilité dans les applications réelles.
• Impact environnemental et durabilité : L'industrie automobile s'oriente de plus en plus vers le développement durable. Les plastiques recyclés sont de plus en plus souvent incorporés dans les pièces des véhicules car ils sont facilement recyclables. En outre, le processus de fabrication du plastique est généralement moins gourmand en énergie que celui du métal.

Exigences en matière de matériaux pour les pièces extérieures courantes des véhicules automobiles

La combinaison des règles de sécurité, de l'exposition à des conditions environnementales difficiles, de l'efficacité de la fabrication et des exigences esthétiques influe sur le choix des matériaux utilisés pour les pièces extérieures des automobiles. Par exemple, les pièces automobiles externes sont exposées à des facteurs environnementaux tels que les UV, les températures extrêmes et l'exposition aux produits chimiques.

Outre les facteurs environnementaux, les pièces externes sont également exposées à des facteurs mécaniques tels que l'abrasion et les chocs. Elles doivent donc être fabriquées avec des matériaux automobiles qui conservent leur forme tout au long du cycle de vie du véhicule et qui résistent aux charges structurelles.

Exigences en matière de matériaux pour les pare-chocs

Les pare-chocs automobiles modernes sont des structures complexes qui intègrent des composants électroniques tels que des caméras et des capteurs. En outre, ils doivent répondre aux exigences réglementaires en matière de sécurité. Par conséquent, les matériaux pour pare-chocs automobiles doivent concilier l'absorption des chocs, la durabilité, la résistance structurelle et le rapport coût-efficacité.

Le principal matériau couramment utilisé pour le moulage par injection des coques extérieures des pare-chocs est le polypropylène. Il est préféré parce qu'il est léger, flexible et résistant aux chocs et aux produits chimiques. Pour améliorer sa rigidité et sa résistance aux chocs, il est souvent modifié avec des charges ou du caoutchouc, par exemple des oléfines thermoplastiques (TPO).

Les pare-chocs des véhicules haut de gamme sont généralement fabriqués à partir d'un mélange PC+ABS. Ce matériau hybride offre une stabilité de tête, une résistance et une qualité de surface supérieures à celles du PP pur. Le traitement de surface recommandé varie en fonction du matériau utilisé pour fabriquer le pare-chocs.

Matières plastiques pour l'éclairage des véhicules

Les matériaux de moulage par injection pour l'éclairage des véhicules doivent présenter une combinaison de grande stabilité thermique, de transparence optique élevée, de résistance aux intempéries et de résistance aux chocs. Les éclairages automobiles modernes sont principalement fabriqués à partir de thermoplastiques spécialisés pour des raisons de flexibilité de conception et de légèreté.

Les exigences relatives aux différentes pièces d'éclairage automobile sont différentes. Par exemple, les lentilles doivent avoir une transmission lumineuse élevée, une stabilité aux UV, ainsi qu'une résistance aux chocs et aux produits chimiques. Les matériaux utilisés pour les phares et les antibrouillards doivent résister à une charge thermique élevée (100 °C à 190 °C). Les feux arrière, quant à eux, nécessitent des matériaux plastiques automobiles présentant les caractéristiques suivantes haute capacité de moulage pour les formes complexes.

Le traitement de surface est un élément essentiel de l'éclairage automobile. Le traitement peut améliorer les performances ou la durée de vie du composant en plastique. Vous trouverez ci-dessous les traitements les plus courants pour différents composants d'éclairage automobile.

• Revêtement résistant aux UV : Ce traitement est obligatoire pour les phares PC afin de prévenir la dégradation due à l'exposition solaire.
• Revêtement résistant aux rayures : Un revêtement dur est appliqué sur le PC pour augmenter sa résistance aux rayures dues aux débris de la route et au lavage.
• Métallisation sous vide : Ce traitement est appliqué aux réflecteurs pour les rendre réfléchissants.
• Revêtement hydrophobe : Le revêtement antibuée améliore la visibilité dans des conditions humides en repoussant l'eau.

Besoins en matériaux de l'industrie automobile pour les grilles

Les grilles jouent un rôle esthétique et fonctionnel. C'est pourquoi les matériaux plastiques automobiles utilisés pour la production des grilles doivent concilier durabilité et attrait esthétique. En effet, elles sont constamment exposées à des conditions environnementales difficiles, aux débris de la route et à la chaleur du moteur.

Les autres qualités attendues des matériaux automobiles pour les grilles sont la stabilité dimensionnelle, une bonne finition de surface, la résistance aux UV et la légèreté. Le matériau le plus courant pour les grilles est l'ABS. Il est apprécié pour sa grande résistance aux chocs, sa rigidité et sa facilité à mouler des formes complexes.

L'acrylonitrile styrène acrylate (ASA) est une excellente alternative à l'ABS. Les grilles noires et texturées sont principalement fabriquées en PP, car ce matériau est économique et peut résister à des températures allant jusqu'à 130 °C. Les traitements de surface les plus courants sont l'électrodéposition, la peinture, le revêtement UV, la texturation et le traitement au plasma. Le traitement de surface exact dépend du matériau et de ce que le fabricant souhaite obtenir.

Matériaux automobiles pour les revêtements de passage de roue

Les boucliers anti-éclaboussures ou les revêtements intérieurs des ailes sont conçus pour protéger le moteur, la carrosserie et les pièces structurelles des débris et de l'humidité. Ils sont soumis à de fortes contraintes environnementales et à une abrasion constante due aux débris de la route.

Les matériaux de moulage par injection pour l'automobile destinés aux chemises de passage de roue devraient présenter une résistance élevée aux chocs et à la corrosion, une stabilité de température, une résistance chimique, une durabilité et contribuer à la réduction du bruit.

Le traitement de surface des matériaux plastiques automobiles pour les chemises de passage de roue est effectué soit pour les prévenir, soit pour les améliorer, soit pour les réparer.

• Revêtements stabilisés aux UV : Pour prévenir les craquelures, la décoloration et la fragilité dues à une exposition prolongée au soleil.
• Revêtements hydrophobes : Appliqué pour rajeunir les plastiques ternes.
• Revêtements adhésifs : Utilisé principalement à l'arrière du feutre pour s'assurer qu'il adhère correctement au passage de roue afin d'éviter les écarts.

Matériaux automobiles pour enjoliveurs

L'enjoliveur est constamment exposé aux débris de la route et aux facteurs environnementaux tels que la chaleur, le sel de déneigement et les rayons UV du soleil. C'est pourquoi les matériaux plastiques utilisés pour les enjoliveurs doivent être très durables et résistants aux chocs et à la corrosion.

Le matériau couramment utilisé est l'ABS. Il est économique, léger et très résistant à la corrosion. Les polycarbonates conviennent mieux aux conditions climatiques difficiles ou aux applications hors route en raison de leur résistance supérieure aux chocs.

Matériaux plastiques automobiles pour les grilles de radiateur

Les grilles de radiateur ont pour double fonction de protéger le radiateur et de permettre l'admission d'air pour refroidir le moteur. L'ABS et la fibre de carbone sont les deux matériaux recommandés pour les grilles de radiateur. Ils sont légers et résistants aux agressions extérieures.

Les grilles de radiateur en ABS sont généralement chromées pour en améliorer l'esthétique et leur donner une finition très brillante. Le revêtement par inhibiteur d'UV est un autre traitement courant pour éviter les fissures, le jaunissement et la dégradation dus à l'exposition aux UV.

Recommandation concernant les matériaux et le polissage des plaques d'immatriculation

La conception des plaques d'immatriculation doit répondre à des normes techniques et juridiques strictes, notamment en ce qui concerne la conformité avec les caméras de surveillance automatisée de la circulation. Il s'agit notamment de s'assurer que les plaques sont visibles de nuit, lisibles et durables. Elle doit respecter les coefficients de rétroréflexion standard (ASTM E-810) pour la visibilité des phares. ^[3].

Le polycarbonate, qui est 250 fois plus résistant que le verre, est le matériau plastique automobile recommandé pour les environnements difficiles. L'acrylique est souvent utilisé pour les plaques personnalisées ou d'exposition en raison de sa grande brillance et de l'excellente vivacité de ses couleurs. Toutefois, il est moins durable que le polycarbonate. Les traitements de surface courants des matériaux automobiles PC pour les plaques d'immatriculation sont les suivants :

• Revêtement protecteur transparent : Une couche de finition transparente, résistante aux intempéries, qui empêche le jaunissement ou la décoloration.
• Feuilles de marquage à chaud : Utilisé pour colorer les caractères en relief afin d'en améliorer la lisibilité.
• Revêtement stable aux UV : Prévient le jaunissement dû à l'exposition aux UV.

Seuils de porte Recommandation et traitement des matériaux automobiles

Ce sont des éléments horizontaux essentiels situés sous le cadre d'une porte. En outre, ils soutiennent l'intégrité structurelle et empêchent l'infiltration de l'eau et de l'air. Ils sont également censés résister à un trafic piétonnier intense. Le matériau idéal doit donc être résistant à l'humidité et à la pourriture.

Le matériau composite composé de fibres de bois et de plastique est imputrescible et convient parfaitement aux zones à forte humidité. Le revêtement par poudre est un traitement courant, souvent utilisé pour créer une finition de couleur personnalisée qui résiste à la décoloration et aux rayures. Des textures ou des rainures peuvent également être réalisées pour améliorer la sécurité.

Moulures latérales Recommandation et traitement des matériaux automobiles

Comme toute autre pièce externe, le matériau des moulures latérales de carrosserie doit résister aux éléments, aux produits chimiques et aux chocs, et doit présenter une bonne compatibilité d'adhésion. L'ABS est le choix le plus courant. Toutefois, le polyuréthane (PU), le TPO et le PP sont largement utilisés pour les zones à fort impact, pour obtenir une excellente finition noire mate et pour des raisons de rentabilité, respectivement. 

Selon le matériau, le traitement peut comprendre le chromage, la peinture résistante aux UV et le revêtement transparent. Par exemple, l'ABS est généralement chromé pour lui donner un aspect luxueux et brillant.

Exigences en matière de matériaux pour les composants courants de l'habitacle automobile

Le confort et la sécurité sont généralement les principales préoccupations lors du choix des matériaux intérieurs pour les pièces structurelles automobiles. Par exemple, le matériau doit être conforme à la norme FMVSS 302 sur les émissions de composés peu volatils et être ignifugé. ^[4]. Ils doivent également présenter une bonne finition de surface pour améliorer le confort de la cabine.

Les matériaux couramment utilisés pour le moulage par injection des pièces intérieures sont le PP, l'ABS, le mélange PC+ABS, le TPE, le chlorure de polyvinyle et le PU. Chacun de ces matériaux a ses forces et ses faiblesses qui influencent son utilisation.

Panneaux d'instruments Recommandation et traitement des matériaux

Les tableaux de bord doivent présenter une grande intégrité structurelle, respecter les règles de sécurité et être esthétiquement attrayants. Les tableaux de bord modernes des véhicules de luxe sont souvent dotés d'une structure douce au toucher. Dans les versions économiques, il s'agit généralement d'une structure dure moulée par injection.

Le bon matériau doit présenter une bonne stabilité thermique, une résistance mécanique permettant de supporter des composants lourds tels que les airbags, une absorption des chocs et être esthétique. Le matériau plastique automobile couramment utilisé pour les panneaux rigides est le PP+Talc/EPDM. Il est rentable et offre une excellente rigidité. D'autres options de matériaux incluent le PC/ABS pour une plus grande résistance et le polypropylène renforcé de fibres de verre longues pour une intégrité structurelle rigide.

Les surfaces douces au toucher sont généralement obtenues en utilisant l'un des matériaux de revêtement suivants : PVC, TPO ou PU. Le traitement au plasma est couramment utilisé pour rendre le plastique peignable ou collable. Une couche transparente de protection contre les UV est généralement appliquée pour empêcher la dégradation des UV et la décoloration des couches supérieures. Les tableaux de bord en PP peuvent nécessiter un revêtement antistatique pour réduire l'attraction de la poussière.

Matériaux automobiles pour les panneaux de porte et les garnitures de montants

Le substrat ou l'âme du panneau de porte peut être fabriqué en PP renforcé en raison de ses propriétés favorables, notamment son faible coût, sa faible densité et sa grande facilité de moulage. L'ABS et les composites à base de fibres naturelles (NFC) peuvent également être utilisés pour réduire le poids. Les plastiques à base de nid d'abeille sont un nouveau matériau automobile qui attire l'attention en raison de leur rapport rigidité/poids élevé et de leurs meilleures propriétés acoustiques.

Les garnitures de montants sont principalement fabriquées à partir de matériaux de moulage par injection pour l'automobile, ABS, PC+ABS et PP. Les structures d'absorption d'énergie situées derrière les garnitures sont généralement fabriquées en mousse de polyuréthane.

Les revêtements soft-touch sont le traitement le plus courant appliqué aux plastiques durs pour les rendre doux au toucher et améliorer la perception du luxe de l'intérieur. Des incrustations décoratives sont utilisées sur les garnitures des montants pour leur donner un aspect d'aluminium brossé ou de fibre de carbone.

Poignées intérieures Recommandation et traitement des matériaux

Les poignées intérieures doivent concilier fonctionnalité, durabilité et esthétique. Elles sont généralement fabriquées dans des matériaux qui peuvent résister à une utilisation quotidienne très fréquente sans perdre leur qualité de finition et leur intégrité structurelle. L'ABS, le PC+ABS, le PP renforcé de fibres de verre, le PMMA et le TPO sont les matériaux couramment utilisés pour la fabrication des poignées intérieures. Le traitement comprend :

• Placage électrolytique : Donne une finition métallique et réfléchissante très résistante à l'usure.
• Peinture : Les matériaux ABS ou PC+ABS sont peints pour obtenir une texture spécifique.
• Revêtement : Recouvrant la coque dure d'une couche spécialisée, flexible et caoutchouteuse pour une sensation haut de gamme.
• Traitement de surface au plasma : Appliqué pour améliorer l'adhérence de la surface pour l'impression ou la peinture.

Matériaux automobiles pour les volants et le traitement

 Les automobiles modernes sont équipées de volants complexes qui doivent concilier l'esthétique, la sécurité, la durabilité et l'ergonomie. Les exigences en matière de matériaux pour les volants sont strictes. Dans l'idéal, le volant se compose d'un squelette métallique solide et léger, entouré d'un rembourrage en plastique souple et recouvert d'un revêtement durable.

Le matériau de moulage par injection automobile sous la surface est la mousse de polyuréthane. Elle offre une sensation durable et peut être facilement personnalisée en fonction de la texture, de la densité et de la couleur. Le revêtement dans le moule est le principal traitement appliqué à la mousse de polyuréthane pour produire une surface mate uniforme. Il élimine également la nécessité de peindre.

Matériau et traitement recommandés pour l'accoudoir de la console centrale

Cette pièce automobile comble le fossé entre l'esthétique intérieure, le confort et l'ergonomie. Ils supportent un contact physique à long terme. C'est pourquoi la durabilité et la résistance à l'usure sont des propriétés importantes que doit posséder le matériau adéquat. Ils doivent également être résistants à l'huile et aux taches.

Le matériau automobile recommandé pour la base structurelle est le plastique ABS. Le rembourrage peut être en polypropylène expansé ou en mousse à mémoire de forme pour améliorer la répartition de la pression. Le revêtement extérieur est en cuir PU ou en microfibre. Pour un aspect et un toucher doux et de qualité supérieure.

Il est important d'appliquer des finitions résistantes aux UV si du cuir synthétique a été utilisé afin d'éviter les craquelures ou la décoloration. Des revêtements nanocéramiques sont souvent appliqués sur le cuir pour créer une couche hydrophobe et résistante aux taches. Cette couche préserve la souplesse du cuir et permet aux liquides de s'écouler.

Exigences en matière de matériaux pour les pièces fonctionnelles automobiles courantes

Il s'agit de composants mécaniques et électroniques essentiels qui permettent au véhicule de fonctionner en toute sécurité. Les principales pièces fonctionnelles non esthétiques fabriquées avec des matériaux plastiques automobiles comprennent les collecteurs d'admission d'air, les boîtes à gants et les couvercles de moteur.

Matériaux et traitements recommandés pour les collecteurs d'admission d'air

Les collecteurs d'admission d'air sont des composants vitaux du moteur qui distribuent l'air ou les mélanges air-carburant aux cylindres. En raison des températures de fonctionnement élevées (jusqu'à 150 °C), le matériau automobile adéquat doit présenter une excellente stabilité thermique et une résistance mécanique élevée.

Les voitures modernes utilisent des plastiques renforcés de fibres de verre comme le polyamide 66. Il présente l'avantage d'une faible conductivité thermique, d'être léger, de pouvoir être moulé dans des formes complexes pour un écoulement optimal de l'air et d'avoir une excellente résistance à la corrosion.

Le traitement des collecteurs d'admission d'air consiste à polir les canaux pour obtenir une finition lisse (400 à 1 000 grains) afin d'augmenter la vitesse d'écoulement de l'air. Les collecteurs humides conservent une légère texture (400 à 600 grains) pour éviter la formation de flaques de carburant sur les parois. L'extérieur est recouvert d'un revêtement pour améliorer la durabilité et la résistance à la chaleur.

Besoins en matériaux de l'industrie automobile pour les boîtes à gants

Les boîtes à gants constituent des espaces de conservation pour les matériaux sensibles. La principale considération lors de la sélection du matériau pour les boîtes à gants est la faible perméabilité aux gaz et la résistance aux produits chimiques. La finition de la surface doit correspondre à la couleur et à la texture du tableau de bord.

Le matériau plastique automobile couramment utilisé pour la production de boîtes à gants est le PP+EPDM. Le choix est généralement influencé par le faible coût, la faible densité et la haute moulabilité. Les pièces mobiles, telles que les charnières, les axes de pivotement et les loquets, sont généralement fabriquées en POM. Ce choix s'explique par l'excellente résistance à l'usure et au fluage de ce matériau.

La texturation dans le moule est souvent utilisée pour créer des textures de grain sur le produit. Un autre traitement populaire est la peinture soft-touch du panneau extérieur de la porte pour réduire l'éblouissement. La peinture peut également être utilisée pour répondre à des exigences esthétiques spécifiques. Un traitement au plasma peut être appliqué à l'énergie de surface pour permettre une bonne adhérence des peintures.

Matériaux automobiles recommandés pour les capots de moteur

Ils sont appelés capots supérieurs, haubans ou capots de beauté du moteur. Ils ont une fonction à la fois esthétique et fonctionnelle. L'environnement sous le capot est extrême et nécessite un matériau capable de fonctionner dans de tels environnements sans déformation. Le matériau doit être conforme aux règles de sécurité en matière d'inflammabilité (par exemple, SAE J369).

Le PA66 renforcé de fibres de verre est le principal matériau utilisé dans l'industrie automobile en raison de son excellente résistance à la chaleur et de sa grande stabilité dimensionnelle. Les modèles de véhicules économiques ou de masse peuvent utiliser le PP pour des raisons de rentabilité. Le PU est souvent utilisé à l'arrière du couvercle thermoplastique rigide pour l'isolation acoustique et thermique.

Le traitement de surface a pour but d'améliorer l'attrait esthétique du compartiment moteur ou de protéger le matériau contre les facteurs environnementaux. Des enduits sans silicone à base d'eau peuvent être appliqués pour protéger ou restaurer la finition “comme neuf” des surfaces en plastique ou pour empêcher la décoloration.

Différences significatives entre les moteurs à combustion interne et les véhicules utilitaires légers

L'allègement est un concept important dans les véhicules à énergie nouvelle (NEV). Par exemple, les lourds moteurs à combustion interne (ICE) en fonte ont été remplacés dans les véhicules électriques à batterie par de grands blocs de batteries lithium-ion et des moteurs électriques.

Pour augmenter l'autonomie des batteries en une seule charge, les NEV utilisent de nombreux matériaux légers comme la fibre de carbone, les matériaux composites et l'aluminium pour réduire le poids des véhicules. Les principales différences matérielles entre les moteurs à combustion interne (ICE) et les NEV sont les suivantes :

1. Groupe motopropulseur : Les moteurs à combustion interne utilisent des blocs moteurs en acier ou en fer. En revanche, les VE utilisent des moteurs électriques et un câblage à forte teneur en cuivre. Les VE ont des groupes motopropulseurs plus compacts car ils comportent moins de pièces mobiles.
2. Matériau structurel : Pour compenser le poids des batteries, les VE utilisent généralement des composites, de l'aluminium ou des alliages de magnésium pour les composants structurels.
3. Gestion thermique : Les moteurs à combustion interne utilisent des radiateurs pour la gestion thermique. Les VE utilisent souvent des pièces moulées en plastique spécialisées pour construire des systèmes de refroidissement par air de la batterie.

Nouveaux matériaux et tendances de développement dans l'industrie automobile

De nouveaux matériaux automobiles apparaissent, qui permettront de propulser la prochaine génération de véhicules électriques sans conducteur (NEV) ou de rendre leur fonctionnement plus efficace. Par exemple, les chercheurs travaillent sur l'utilisation de différents alliages de stockage d'hydrogène comme le TiFe et le LaNi pour stocker et libérer de l'hydrogène afin de propulser les NEV. Plusieurs matériaux plastiques automobiles innovants sont en cours de développement et dicteront les tendances futures de l'industrie automobile.

• Plastiques conducteurs : Il a été découvert à la suite d'une erreur expérimentale dans les années 1970. D'autres études ont montré que l'ajout d'iode pendant la polymérisation de l'acétylène créait un polyacétylène 30 millions de fois plus conducteur. Ce nouveau matériau a été utilisé pour créer des diodes électroluminescentes et s'est avéré précieux pour les capteurs. Il s'avérera utile pour les capteurs des voitures auto-conduites.
• Nouveaux polymères pour applications industrielles : Le PHT est un nouveau type de plastique développé accidentellement par Jeannette Garcia. Le polymère plastique est plus dur que l'os mais pèse presque le même volume que le plastique ordinaire. Il est recyclable à 100%. Il pourrait être utilisé à l'avenir pour alléger les véhicules à usage unique afin d'en améliorer l'efficacité énergétique.
• Polytétrafluoroéthylène : Le chimiste Roy Plunkett a découvert ce matériau en 1938. Les scientifiques continuent de travailler au développement d'un revêtement antiadhésif en polytétrafluoroéthylène capable d'offrir des propriétés de résistance à la température et à la corrosion. Son application en tant que joint d'étanchéité automobile devrait s'améliorer à l'avenir.

La volonté d'améliorer l'efficacité énergétique par l'allègement et de rendre l'industrie automobile plus respectueuse de l'environnement a inspiré la recherche de nouveaux matériaux. Les pièces métalliques non fonctionnelles continueront probablement à céder la place aux plastiques techniques.

Références

[1] Ortego, A., Russo, S., Iglesias-Émbil, M., Valero, A., & Magdalena, R. (2023). Évaluation énergétique des pièces automobiles en plastique. Véhicules, 5(3), 1211-1226. https://doi.org/10.3390/vehicles5030067

[2] Agence américaine pour la protection de l'environnement. (2024, 14 mars). Que sont les composés organiques volatils (COV) ? Agence américaine pour la protection de l'environnement. https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-are-volatile-organic-compounds-vocs

[3] ASTM International. (2020). E0810-20 : Guide normalisé pour l'analyse et la comparaison de peintures à des fins médico-légales. ASTM International. https://www.astm.org/e0810-20.html

[4] Laboratoire Aeroblaze. (n.d.). Inflammabilité des matériaux intérieurs - FMVSS 302. Laboratoire Aeroblaze. https://www.aeroblazelab.com/tests/flammability-interior-materials-fmvss-302