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Voiture du futur : les nouveaux matériaux

Dossier - La voiture du futur
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Avec un parc automobile de plus de 36 millions de véhicules, la France n'en a pas fini de son histoire d'amour avec la voiture. Que nous réserve la voiture du futur ? Au programme : l'électronique embarquée nous prend le volant, plein pot sur les matériaux légers...

  
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Les avancées en matière d'automobile concernent également les matériaux utilisés. Face au défi de la légèreté, des nouveaux matériaux sont travaillés.

Concept car d'une voiture du futur. © DM7, Shutterstock
La Nori, présentée par Toyota au salon de Los Angeles 2010, est fabriquée avec des pièces développées par un mode de tissage de fibre de carbone. © Toyota

Le Dr. Carl Blais, de l'université Laval (Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, membre du réseau Auto21) a accepté d'aborder la question des nouveaux matériaux.

« Les composites permettront de conserver les propriétés mécaniques de l'acier tout en allégeant de 25 % le véhicule ». © DR

Futura-Sciences : Quels sont les matériaux que l'on est susceptible de voir bientôt dans la composition de nos voitures ?

Carl Blais : Il ne fait aucun doute que la prochaine vague de matériaux à percer à grande échelle le marché automobile sera celle des matériaux composites (matrices organiques + renforts fibreux de type verre, carbone, aramide) et carbone/carbone. L'approche vise principalement à tirer profit des propriétés spécifiques (résistance/densité) de ces matériaux pour réduire le poids des véhicules et ainsi les rendre plus performant au niveau de la consommation d'essence. Parmi les principales parties d'un véhicule qui sont visées par un tel remplacement on retrouve : le châssis, le plancher, les freins et les pare-chocs. Il va sans dire que ces démarches s'appliquent aussi bien aux véhicules de randonnée qu'à ceux dédiés au transport en commun.

Surfaces de frottement de matériaux composites C-C, observées par microscopie optique en lumière polarisée et lame teintante. Travaux effectués dans le cadre du programme « Friction des matériaux composites carbone-carbone ». Laboratoire UPR9069 - institut de chimie des surfaces et interfaces (I.C.S.I), Mulhouse. © BRENDLE Marcel, CNRS Photothèque/ICSI

FS : L'utilisation de matériaux légers est-elle une nécessité aujourd'hui ?

CB : Les questions environnementales et sociales mettent de plus en plus de pression sur les fabricants d'automobile afin qu'ils réduisent les émissions de gaz à effet de serre, minimisation du smog urbain, etc. À ce titre, le poids des véhicules est l'une des principales caractéristiques affectant la quantité d'émissions. Dès lors, il est impératif de se tourner vers le poids des matériaux utilisés afin d'améliorer cette caractéristique des véhicules. De façon pratique, les matériaux composites permettent typiquement de conserver les propriétés mécaniques de l'acier tout en diminuant de 25 % le poids d'un assemblage.

Caractérisation thermomécanique de matériaux composites. Machine d'essais de fatigue à 1400∞C sous air. Laboratoire : UMR5801 - Laboratoire des composites thermostructuraux (LCTS) - Pessac. © MEDARD Laurence - CNRS Photothèque