Les composites dans l’industrie automobile

Le marché automobile est un marché important pour l’industrie des matériaux. En Europe, 12 millions environ de véhicules, d’une masse moyenne de 1 000 kg sont produits annuellement, soit environ 12 milliards de kg de matériaux.

Si à ses débuts, il y a environ 100 ans, une automobile était constituée principalement de bois et d’acier, aujourd’hui elle rassemble de nombreux matériaux appartenant aux grandes familles suivantes :

• matériaux ferreux : fontes, aciers, tôles (environ 70 % de sa masse) ;

• matériaux non ferreux : aluminium (fonte et tôle), cuivreux, magnésium (environ 5 %) ;

• matériaux minéraux : verre, céramiques (environ 4 %) ;

• matériaux organiques : peintures, adhésifs, textiles, fluides, caoutchoucs, thermoplastiques et thermodurcissables renforcés ou non par des fibres (verre, carbone, aramide, naturelle) ou des charges minérales (environ 20 %).

Les matériaux organiques composites à matrices thermoplastiques ou thermodurcissables renforcées par des fibres, généralement de verre, courtes ou longues ont fait leur apparition dans l’automobile durant les années 60-70. Même s’ils sont aujourd’hui utilisés presque exclusivement pour satisfaire certaines fonctions, leur taux d’utilisation ne dépasse pas 10 à 15 % selon les véhicules.

Cet article propose de montrer :

• l’intérêt d’utiliser des matériaux composites dans la construction d’une automobile du point de vue du constructeur et de son client final et de mettre en évidence les difficultés à surmonter pour accroître leur utilisation ;

• les différents domaines d’utilisation dans l’automobile ; pour chacun d’eux seront examinés l’évolution de la quantité de composites utilisés par rapport à la courbe d’apprentissage, les grandes familles produit/mise en œuvre/mode d’assemblage, les avantages/inconvénients, les attentes particulières et les contraintes ;

• les évolutions prévisibles dans l’avenir et la problématique liée au passage d’un véhicule monomatériau (l’acier représente plus de 70 %) vers un véhicule multimatériau (l’acier devient minoritaire).

Les caractéristiques de ces matériaux ainsi que leur mise en œuvre sont décrites dans d’autres articles du présent volume AM 5.