BMW est rendue presque à mi-chemin de son objectif de produire des voitures uniquement avec de l’énergie renouvelable.
La productivité est au coeur des préoccupations des constructeurs automobiles. Coup de projecteur sur des fabricants qui ont une longueur d'avance dans ce domaine.
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L'allemande BMW veut être le constructeur automobile le plus propre de la planète d'ici 2020. Un engagement difficile à réaliser dans un contexte où le nombre d'exemplaires produits est en hausse constante. Ainsi, au Canada seulement, BMW voit ses ventes progresser de 6,2 % annuellement, soit environ 1 700 nouveaux véhicules. À l'échelle mondiale, l'augmentation atteint 7,7 % pour les trois premiers trimestres de 2015, soit un nouveau sommet de 1,4 million de véhicules vendus en neuf mois.
Chez BMW, la solution passe d'abord par la famille «i», des véhicules à connotation écologique. L'i3, par exemple, est propulsée par un moteur entièrement électrique, alors que sa soeur, l'i8, est une hybride essence-électrique. Les ventes mondiales combinées de ces deux modèles depuis le début de l'année atteignent 20 576 exemplaires, une progression de 95,1 % par rapport à 2014. D'autres modèles s'ajouteront à la gamme au fil des ans.
Les i sont essentiellement composées de fibre de carbone, un matériau coûteux (près de 12 fois plus cher que ses équivalents plastiques ou acier), autrefois difficile à assembler et surtout à produire en série. Aujourd'hui, grâce aux nouveaux procédés de construction mis au point à l'usine de Moses Lake dans l'État de Washington, la fibre de carbone est devenue un matériau vert et efficace.
Plus vite, plus propre, plus léger
Carrosserie en aluminium comme le nouveau Ford F150, ingénierie révisée comme chez Mazda avec sa technologie SkyActiv, simplification des systèmes de suspension : les constructeurs automobiles se battent pour diminuer le poids de leur véhicule.
Audi, avec l'aide du designer québécois Dany Garand, utilise depuis le début des années 2000 un châssis tout aluminium. Baptisé Spaceframe, celui-ci a permis de réduire la masse de 50 à 150 kilos selon le modèle de voiture. Audi a également utilisé sa division Lamborghini pour perfectionner l'usage de la fibre de carbone. Elle a également breveté un adhésif unique qui permet d'assembler le métal avec la fibre de carbone sans rivet, ayant la même résistance que la soudure.
«Nous avons une approche plus holistique qui regroupe tout le processus, pas seulement la voiture», a expliqué aux médias Daniel Shaeffer, vice-président de l'usine BMW de Washington. Ce qui permet à BMW d'être efficace, ce sont les méthodes, «brevetées» qui réduisent l'impact environnemental, le poids et les retards de production, a souligné le dirigeant.
Un processus complexe
La fabrication de la fibre de carbone débute au Japon, où l'on prépare des fibres de polyacrylonitrile, une forme de polymère acrylique. Ces fibres sont ensuite acheminées directement à l'usine de BMW de l'État de Washington, où elles sont assemblées en un filet de fibre de carbone ultraléger et de seulement 0,07 mm d'épaisseur.
Puis, ces fibres sont réassemblées pour être transformées en une feuille textile. L'étape suivante consiste à les placer dans un moule tridimensionnel de la pièce souhaitée. On y ajoute enfin de la résine à haute pression qui, en durcissant, se marie au textile et crée la fibre de carbone rigide.
Avantage de taille : tout le procédé ne prend que quelques minutes plutôt que de longues journées. La seule étape du moulage et du durcissement, qui nécessitait auparavant environ cinq heures d'attente, est réalisée maintenant en huit minutes à peine. L'automobile pèse ainsi environ 150 kilos de moins dans le cas des modèles les plus imposants.
D'autres voitures de BMW profitent aussi de cette nouvelle technologie. La nouvelle série 7, lancée il y a quelques semaines, en est un exemple. BMW a trouvé une solution technique et industrielle pour associer plusieurs matériaux : la fibre de carbone, l'aluminium, l'acier et le plastique. Selon les parties du véhicule, on emploie différentes structures : carbone tressé ou carbone recyclé. Les ingénieurs ont surtout utilisé du carbone aux endroits où les gains étaient les plus critiques, sans négliger la robustesse, le confort et l'acoustique.
Mais ce n'est là qu'une partie des étapes de construction, car les modèles i se veulent propres sur toute la ligne. Ainsi, on n'emploie aucun procédé de soudure ou de presse lourde. Tout est moulé directement sur place, collé, comme dans le cas de la fibre de carbone, ou relié en chauffant des composants de thermoplastique, par exemple pour les panneaux extérieurs.
À l'usine de Leipzig, en Allemagne, où est effectué l'assemblage, les chaînes de montage sont alimentées par quatre éoliennes qui produisent l'électricité nécessaire. Quant à l'usine de l'État de Washington, elle est surtout alimentée par l'hydroélectricité.
En 2015, BMW est rendue presque à mi-chemin de son objectif de produire des voitures uniquement avec de l'énergie renouvelable. «Nous sommes en avance de plusieurs années sur nos rivaux», a conclu Daniel Schaefer.
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