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Source: iStock-Foto |
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Ceux qui
s’intéressent aux innovations dans la construction
automobile auraient pu penser que BMW et VW avaient nettement le
vent en poupe en matière de structures en fibres de carbone.
Ces deux entreprises ont en effet acquis l’année
dernière des participations dans la firme de fournitures
automobiles SGL Carbon. Mais la concurrence ne dort pas; des
concurrents tels que Daimler AG sont sur leurs talons. Le
constructeur automobile de Stuttgart a en effet conclu un joint
venture avec le fabricant de fibres de carbone Toray Industries. La
percée triomphale des composites renforcés de fibres
va se poursuivre, comme en est convaincu Jan Krüger de Daimler
Research and Advanced Engineering. Leurs avantages sont manifestes:
faible poids et bonnes propriétés en cas de crash
ainsi que pour l’amortissement du bruit et des vibrations.
Avec sa super voiture de sport Mercedes SLR McLaren, Daimler a
acquis de l’expérience en matière de
construction légère. 2500 exemplaires de ce bolide de
luxe sont sortis des chaînes de montage. Entretemps cette
technologie est passée à la fabrication en grande
série. Le capot arrière du coupé sport SL 63
AMG sera fabriqué en fibres de carbone à partir de
l’été 2012. Actuellement déjà,
cent quarante mille ressorts à lames en composite pour le
Mercedes Sprinter sortent des chaînes de production. Et un
chauffage de siège sur deux montés à Stuttgart
possède des éléments de chauffage en fibres de
carbone. |
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Dans son projet
de recherche «Rheocore», le laboratoire «Advanced
Fibers» de l’Empa développe des fibres remplies
d’un liquide actif. |
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Simulation de crash
Peter Fritzsche de la Haute école
spécialisée de la Suisse du Nord-Ouest (FHNW) a
présenté un exposé sur la simulation des
essais de crash et de rupture sur les matériaux composites.
Bien que le comportement non linéaire de ces
matériaux réserve souvent des surprises, la
simulation sur ordinateur de leurs propriétés a fait
de gros progrès. Plus grande est la précision du
modèle dans la prise en compte de la déformation
plastique, plus grande est aussi la précision avec laquelle
il devient possible de développer des éléments
de composites renforcés pour une fonction
déterminée. |
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La production en série sous la pression des
coûts
Wenzel Krause de la firme Autoneum a exposé le
point de vue d’un grand fabricant qui occupe des milliers
d’employés dans le monde entier. Autoneum, issue du
secteur automobile du groupe Rieter, fournit les constructeurs
automobiles d’Amérique du Nord et du Sud, d’Europe
et d’Asie en pièces en composites renforcés de
fibres qui sont utilisées dans le compartiment moteur, le
dessous de caisse, l’habitacle et le coffre à bagages
des voitures. 100 tonnes de matériau sont transformés
en de telles pièces chaque année. Pour le fond de
caisse en particulier, les exigences de rigidité et de
résistance sont élevées – et cela
à des prix aussi bas que possible. Autoneum utilise
différents procédés de production pour
produire des pièces possédant exactement les
propriétés requises. Les pièces sont
renforcées de manière ciblée avec des fibres
de verre de différentes longueurs. Et cela avec un
degré d’automatisation aussi élevé que
possible qui est indispensable pour une production de masse. |
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Dans son projet
de recherche «Rheocore», le laboratoire «Advanced
Fibers» de l’Empa développe des fibres remplies
d’un liquide actif. |
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Le prochain Alinghi
Les composites renforcés de fibres de carbone sont
utilisés depuis longtemps déjà dans les
secteurs haut de gamme. Par exemple dans la classe reine en
matière de construction de voiliers qu’est
l’America’s Cup. Avec sa firme Carbolink, une spin-off de
l’Empa, Andreas Winistorfer développe des haubans et
des câbles de haute résistance pour les voiliers de
cette classe. Le prix ne joue ici qu’un rôle très
secondaire – cependant la rupture d’une telle
pièce est retransmise en direct dans le monde entier et
suivie par des millions de téléspectateurs.
Winistorfer est actif depuis dix ans dans ce secteur exigeant. A
côté des voiliers de compétition, CaboLink
fournit aussi des tirants en fibres de carbone au fabricant de
grues Liebherr. Ce partenaire industriel profite d’une
économie de poids de 50 à 70 pour-cent et du fait de
meilleures propriétés de vieillissement encore
d’une durée de vie environ 15 fois plus
élevée par rapport aux tirants en acier. |
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Des fibres remplies de liquide
C’est aussi de propriétés
améliorées et «sur mesure» qu’il
s’agit dans le projet de recherche «Rheocore» de
l’Empa. Ce projet est consacré au développement
de fibres à l’intérieur desquelles se trouve un
canal ramifié renfermant un liquide. Son but: obtenir des
fibres qui soient flexibles lorsqu’elles sont soumises
à une déformation lente mais qui réagissent en
se rigidifiant sous l’action de forces agissant rapidement.
Ceci permettrait de développer un nouveau type de
vêtements de protection qui seraient plus agréables
à porter que tous ceux existant actuellement. Toutefois la
création de tels canaux dans les fils est tout sauf
triviale, comme l’a expliqué Rudolf Hufenus du
laboratoire «Advanced Fibers». Entretemps
l’équipe de ce projet a établi les
modèles mathématiques nécessaires et
achevé les essais sur modèle. Il s’agit
maintenant de fabriquer le premier prototype d’une buse de
filage. |
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