L’approche méticuleuse de GM envers l’économie de poids

WARREN (Michigan) – Il y a quelques années, Ford a fait sensation avec sa camionnette F -150 fabriquée essentiellement en aluminium. Ford misait sur une diminution de poids de près de 700 livres tout en gardant à l’œil ses compétiteurs qui surveillaient ce qui se passait à l’Ovale bleu tout en travaillant sur leurs propres configurations visant à diminuer le poids de leurs véhicules.

Cette bataille de matériaux visait à améliorer l’économie d’essence tout en répondant à l’ensemble des futures exigences de certains marchés. Certaines règles strictes sont dictées par les plus grands marchés de ces sociétés, c’est-à-dire la Chine et les États-Unis. Or, pour se conformer à ces règles en matière d’efficacité énergétique et d’émissions, les constructeurs automobiles doivent se tourner davantage vers les véhicules entièrement électriques ou hybrides. Toutefois, avant de pouvoir effectuer ce changement, chaque véhicule doit être plus léger.

La stratégie de General Motors est différente de celle de Ford avec un mélange d’aluminium, d’acier à haute résistance, de magnésium et de fibre de carbone qui permet de réduire le poids. Pour présenter sa façon de faire, le constructeur a invité un groupe de journalistes à son centre technique de Warren au Michigan pour qu’ils s’entretiennent avec leurs spécialistes.

« Il n’y a pas de solution à matériau unique, a dit Charles Klein, directeur du centre de stratégie et d’énergie en matière de CO2. Nous utilisons le meilleur matériau pour chaque composante. »

Cette philosophie liée à l’importance de chaque gramme d’une pièce fabriquée est adoptée à fond. GM se préoccupe des moindres détails et cherche constamment des solutions de remplacement axées sur les dollars par kilogramme épargné.

La marque de Detroit peut déjà se vanter (et elle l’a fait) d’avoir une réduction combinée de poids de près de 2 400 livres pour l’ensemble de ses sept nouveaux véhicules par rapport aux anciens modèles, ce qui représente une moyenne de 300 livres par nouveau véhicule. Toutes ces réductions de poids contribuent à la diminution des émissions de dioxyde de carbone en plus d’améliorer la dynamique de conduite et la sécurité et de permettre une conduite plus silencieuse.

Aussi impressionnant que cela puisse paraître, GM a obtenu ces réductions de poids avant que les nouvelles astuces que nous avons découvertes à Warren ne soient mises en place. Penchons-nous sur certains projets de GM en cours de réalisation.

Le soudage par points de l’aluminium à l’acier

Le soudage de l’aluminium avec l’aluminium a demandé plusieurs années de travail et GM n’est qu’à quelques mois de l’implantation d’un processus de soudage par points de l’aluminium à l’acier en instance de brevet. Il s’agit d’un système qui entraîne habituellement une défaillance prématurée de la soudure qui se présente sous forme de substance brillante et métallique ou d’oxydes d’aluminium.

GM affirme toutefois avoir travaillé sur ce processus interne depuis deux ans et être prêt à l’utiliser sur ses futurs véhicules, en commençant par la construction de dossiers de siège dans sa Cadillac CT6, suivie d’une tige de soutien en acier qui sera placée à l’intérieur de son capot en aluminium.

« Il s’agit surtout de créer des outils et de comprendre la physique », affirme Blair Carlson, gestionnaire de groupe du laboratoire sur le traitement des matériaux légers du secteur de la recherche et du développement.

Il faut vraiment comprendre la physique pour bien saisir ce concept et GM n’a pas complètement divulgué ce qu’il fait. Cependant, le processus est lié à la géométrie des électrodes, un soudage unique et un horaire de soudure, le tout dans les infrastructures existantes et sans l’utilisation d’outils spéciaux. Grâce à son utilisation de la physique, GM est en mesure de diminuer le nombre de rivets utilisés, ce qui aide non seulement à diminuer les coûts, mais surtout, le poids. Actuellement, 196 pièces ont été éliminées de la CT6 et ce nombre ne va que diminuer grâce à cette technique.

L’intérêt des autres constructeurs automobiles envers l’octroi de licences de la technologie de GM témoigne des exploits du constructeur. Il y a eu des discussions préliminaires avec d’autres, mais rien n’a été conclu pour le moment.

Le magnésium à la rescousse

Parmi les autres éléments intéressants, il y a le magnésium, un métal léger plus coûteux déjà utilisé dans le hayon arrière de la fourgonnette Chrysler Pacifica 2017.

Comparativement à l’acier à haute résistance, le magnésium offre une diminution supplémentaire de la masse de 30%, surpassé uniquement par la fibre de carbone, qui est également étudiée pour des roues GM haut de gamme. Mais encore une fois, l’ajout de magnésium est une question d’équilibre coûts-avantages avec le choix des bons matériaux au bon endroit dans chaque véhicule.

En démonstration se trouvaient un panneau intérieur de la portière d’une voiture et un béquet, tous deux entièrement fabriqués de magnésium moulé par injection. Parlons de la portière puisque la portière en acier traditionnelle comporte sept pièces assemblées alors que la version en magnésium n’en a qu’une. La version en magnésium permet non seulement d’épargner du temps de production, ne demandant que 90 secondes de fabrication, elle coupe de moitié le poids de la portière qui passe de 8,9 à 4,6 kg.

Quand on lui a demandé le temps de fabrication d’une portière en acier, Anil Sachdev, gestionnaire du groupe de laboratoire sur les métaux légers du secteur de la recherche et du développement, n’a même pas été en mesure de répondre et a simplement souligné le nombre de boulons et de soudures nécessaires pour fabriquer une seule portière en acier.

Anil Sachdev a poursuivi en expliquant que GM cherchait toujours de nouvelles façons de faire. Ainsi, le magnésium pourrait être utilisé dans les sièges, les volants ou ailleurs, selon ce qu’ils allaient découvrir.

Conclusion

Une chose est sûre, si un matériau peut diminuer le poids d’un véhicule et l’améliorer de quelque façon que ce soit en plus de le faire d’une manière rentable, nous verrons de nouveaux produits GM. Avec la refonte attendue de plusieurs de ses véhicules d’ici 2020, GM utilisera sûrement plusieurs de ces techniques liées au mélange des matériaux pour diminuer le poids total en même temps que ses données liées aux économies de carburant.

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