Les constructeurs automobiles perdent du poids pour respecter les normes d'efficacité énergétique

Les constructeurs automobiles mettent certains de leurs véhicules les plus vendus au régime dans une course pour se conformer aux nouvelles réglementations strictes en matière d'efficacité énergétique qui entreront en vigueur d'ici le milieu de la prochaine décennie.

Voiture en aluminium : La carrosserie en aluminium du Range Rover, illustrée ici, a contribué à réduire le poids du véhicule de plus de 400 kilogrammes.

La tendance pousse les constructeurs automobiles à introduire des véhicules plus légers et à se lancer dans des projets de démonstration conçus pour retirer des centaines de kilogrammes de leurs véhicules les plus populaires. Le mois dernier, par exemple, GM a reçu des prix importants pour sa nouvelle berline Cadillac ATS qui pèse 3 315 livres (1503,7 kilogrammes), ce qui en fait l'un des véhicules les plus légers de sa catégorie, en grande partie grâce à un capot tout en aluminium, des supports de moteur en magnésium , et d'autres matériaux légers.

Tous les constructeurs automobiles avec lesquels nous discutons discutent de la façon dont ils peuvent faire plus d'« allègement », explique Patrick Davis, responsable du programme de technologies automobiles au département de l'Énergie des États-Unis. Bureau des technologies du véhicule . L'utilisation de matériaux légers est un moyen majeur pour les constructeurs automobiles de respecter les normes d'économie de carburant jusqu'en 2025.

Alors qu'ils envisagent les nouvelles normes de carburant, qui exigent que les voitures aient une cote moyenne de 54,5 miles par gallon, les constructeurs automobiles ne peuvent pas compter sur les consommateurs pour acheter plus de voitures hybrides ou électriques, ou des modèles plus petits et plus efficaces.

La réduction du poids des voitures conventionnelles offre un moyen de garantir un meilleur rendement énergétique : chaque réduction de poids de 10 % permet une amélioration de 6 à 7 % de l'économie de carburant. Les économies de poids peuvent conduire à d'autres améliorations en matière d'économie de carburant en permettant aux constructeurs automobiles d'utiliser des moteurs et d'autres composants plus petits et plus légers. Davis dit que l'espoir du DOE est que toutes les voitures seront 35% plus légères d'ici 2025.

Outre l'aluminium et le magnésium, les constructeurs automobiles utilisent davantage de fibre de carbone. Le matériau est plus léger que l'acier mais absorbe toujours plus d'énergie, ce qui peut aider à sécuriser les véhicules légers. Mais cela peut coûter trois fois plus cher à fabriquer. Oak Ridge National Lab (ORNL), en collaboration avec Dow et Ford, développe de nouveaux matériaux précurseurs qui, parallèlement aux améliorations apportées à la fabrication, pourraient réduire de moitié le coût de la fibre de carbone, explique Raymond Boeman, directeur de programme à l'ORNL.

Après des décennies d'accumulation de livres, toutes sortes de voitures deviennent plus légères. La Mazda6 2014 de Mazda est 8 % plus légère que le modèle précédent; le châssis est 16 % plus léger et ses pare-chocs, composés d'une nouvelle résine que Mazda a aidé à développer, sont 20 % plus légers. Jaguar et Volvo prévoient tous deux d'introduire des plates-formes de véhicules légers, des structures pouvant être utilisées dans une large gamme de modèles futurs, faisant largement appel à des matériaux légers tels que l'acier au bore et l'aluminium.

Les constructeurs automobiles allègent également leurs véhicules lourds, qui présentent l'un des plus grands potentiels de réduction de la consommation de carburant. Ford a remplacé une partie de l'acier de l'un de ses véhicules les plus populaires, le pick-up F-150, par de l'aluminium ; et il s'est associé à Dow et ORNL dans le but de réduire le poids de ce véhicule de 750 livres (340 kilogrammes) d'ici la fin de la décennie. Le nouveau Range Rover, qui a été mis en vente le mois dernier, a remplacé suffisamment d'acier par de l'aluminium pour réduire son poids de plus de 400 kilogrammes. La tendance a créé un boom dans l'industrie de l'aluminium, qui s'attend à ce que la demande d'aluminium dans les automobiles augmente de 25 % par an au cours des prochaines années.

Même les petites voitures ne sont pas épargnées par la hache. Les vitres arrière de la nouvelle Fiat 500L seront en plastique, ce qui les rendra deux fois moins lourdes que celles en verre. Peugeot, en collaboration avec le géant pétrolier Total, construit une version de démonstration de sa petite 208 plus légère de 200 kilos grâce aux composites et aux plastiques. La conception plus légère pourrait se traduire par une voiture avec la moitié des émissions de carbone de son prédécesseur.

L'allègement des véhicules sera également crucial pour les voitures plus avancées et économes en carburant, telles que les véhicules électriques. Cette année, BMW présentera l'i3 électrique, qui comportera des composants en fibre de carbone pour réduire le poids, aidant à compenser le poids de la batterie et à étendre son autonomie. BMW s'est également associé à Toyota pour réduire le poids des véhicules grâce à un programme de recherche qui comprend un plan pour développer des piles à combustible et des batteries avancées ; le constructeur automobile allemand fait partie de un consortium c'est construire une voiture électrique qui ne pèsera que 400 kilogrammes sans sa batterie.

Davis dit que les constructeurs automobiles ont augmenté leur utilisation de matériaux légers pendant des décennies (voir notre histoire de 1997, A Practical Road to Lightweight Cars ), mais que les économies de poids ont largement servi à leur permettre d'ajouter de nouvelles fonctionnalités telles que les airbags et les systèmes d'infodivertissement. . Maintenant, ils prévoient de réduire le poids total et d'améliorer la consommation de carburant. Mais il dit qu'il faudra un certain temps pour que les changements aient un impact sur le poids moyen des véhicules, car les constructeurs automobiles introduisent de nouveaux modèles à quelques années d'intervalle et en attendant que la production en volume et les progrès des matériaux réduisent les coûts.

Alors que les constructeurs automobiles allègent leurs véhicules, ils s'occupent également des problèmes de sécurité. Dans une présentation récente analysant l'impact potentiel d'un plus grand nombre de véhicules plus légers, le Institut d'assurance pour la sécurité routière a noté que, historiquement, environ deux fois plus de personnes meurent dans les voitures les plus légères que dans les plus lourdes. De meilleures conceptions de véhicules, y compris des dispositifs de sécurité qui empêchent les accidents en aidant les conducteurs, seront nécessaires pour assurer la sécurité des conducteurs (voir Audi réduit la voiture autonome et les voitures automatisées économiseront-elles du carburant ?).

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