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Des dossiers de siège 40% plus légers à l'aide de multimatières

News International-French

9 Dec 2014

Dans le projet de construction allégée CAMISMA, Johnson Controls réalise des dossiers de siège plus légers de 40% en réduisant l’emploi d’acier et de métaux non ferreux et en les remplaçant par des systèmes multimatières.

Johnson Controls a remporté cette année le Prix de l’innovation du CLEPA dans la catégorie « Green » pour son travail d’avenir au sein du projet de recherche CAMISMA. En coopération avec des partenaires du monde industriel et scientifique, l’équipe de Johnson Controls a réussi, à l’exemple d’une nouvelle conception de la structure d’un dossier de siège, à réduire l’emploi d’acier et de métaux non ferreux en les remplaçant par des systèmes multimatières. Pour les mêmes caractéristiques de sécurité, les dossiers CAMISMA offrent un gain de poids de plus de 40 % par rapport aux structures de dossiers métalliques de fabrication traditionnelle, et il est possible de les produire à des coûts avantageux. Les premiers prototypes de définition viennent d’être fabriqués chez Johnson Controls dans des conditions proches de celles de la fabrication de série et ils ont subi des essais avec succès.

Dans le projet CAMISMA (élément structurel intérieur sur une base de fibres de carbone/amide/métal dans une approche multimatières), qui est subventionné par le Ministère Fédéral de l’Éducation et de la Recherche, les partenaires impliqués dans ce projet, à savoir Johnson Controls, Evonik Industries, HBW Gubesch, Toho Tenax Europe ainsi que l’Université technique de Rhénanie-Westphalie, RWTH d’Aix-la-Chapelle, suivent depuis 2011 une approche axée sur une solution globale : « À travers le projet CAMISMA, nous avons l’objectif de créer un accès rentable et durable aux systèmes multimatières basés sur le carbone », résume Andreas Eppinger, Group Vice President Technology Management chez Johnson Controls Automotive Experience.


Les matériaux du groupe des carbones (PRFC) ont d’excellentes propriétés - résistance élevée, grande liberté de conception de la forme - mais ils sont encore trop coûteux pour une utilisation dans la construction de véhicules en grandes séries. Le coût élevé des matériaux de base ainsi que les processus de fabrication complexes et chronophages font que les éléments en fibres de carbone ne peuvent pas entrer en concurrence avec les procédés courants de formage du métal.

Ces quatre matériaux sont combinés en une structure à plusieurs couches : traité dans un processus de formage thermoplastique également nouveau, le non-tissé en carbone donne sa forme de base au dossier. Les bandes de carbone, de même que la structure à nervures en PRFC réalisée en moulage par injection, renforcent des zones définies au sein de la structure afin de satisfaire aux exigences de résistance. De plus, des fixations pour les mousses, les garnitures ou les éléments de sécurité tels que les airbags sont intégrés dans les pièces nervurées en PRFC. Des pièces en acier, qui présentent un revêtement spécial et ont été préalablement insérées dans le moule pour être surmoulées, servent d’adaptateurs destinés à recevoir les deux dispositifs de réglage de l’inclinaison du dossier. Lors d’une opération séparée, les mécanismes de réglage sont soudés au laser sur le dossier.

Sous forme de processus simultanés, les étapes suivantes du projet se sont concentrées sur trois problèmes : la fabrication des deux matériaux à base de carbone dans une installation de production spécialement construite pour CAMISMA chez le partenaire du projet Evonik, le dimensionnement des couches de matière constamment amélioré au fil des essais de contraintes statiques et dynamiques et, finalement, la fabrication d’un premier prototype de dossier.

En septembre 2014, l’équipe de projet a posé un jalon d’une importance primordiale : lors du premier essai de collision réel simulant une collision par l’arrière, le siège prototype a rempli les exigences de résistance. Pour l’essai, le prototype de dossier a été associé à une structure inférieure de siège conventionnelle. À titre de référence, l’équipe a utilisé un siège actuel à structure métallique issu de la grande série et les valeurs de résistance qui s’y appliquent.

De plus, l’intégration d’un maximum de fonctions a permis de réduire le nombre de pièces adaptatrices nécessitées (de douze à une par rapport au dossier de référence) et apporté une diminution des étapes de fabrication au niveau du montage, ce qui compense une partie des coûts supplémentaires.

Ce processus de fabrication industriel innovant, qui peut être dimensionné pour des volumes d’environ 200 000 unités 200 000 unités par ligne de production par an, permet l’utilisation rationnelle de fibres de carbones très concentrées, sachant qu’il est prévu d’employer essentiellement des matières premières recyclées pour le non-tissé. Selon les prévisions actuelles, les clients pourront disposer du produit à partir de l’année de modèle 2019.

Plus d'informations: www.johnsoncontrols.com