Plasturgie automobile ou... chirurgie bioplastique!

La plasturgie ne fait pas référence à la plasticine servant à mouler les prototypes automobiles. Et il n’existe pas encore de chirurgie plastique pour les automobiles! En fait, la plasturgie fait plutôt référence à l'industrie de la transformation des matières plastiques. Et son origine remonte à l’année 1870 alors qu'un concours, visant à remplacer l'ivoire de plus en plus dispendieux des boules de billard, fut organisé. Ce sont les frères Hyatt qui remportèrent le concours en utilisant le nitrate de cellulose, développant ainsi le premier thermoplastique, le celluloïd. 

Le plastique et l’automobile

Les matières plastiques occupent de plus en plus de place dans l'automobile d'aujourd'hui. L’industrie doit répondre au défi de la productivité et de la mondialisation et l'utilisation des matériaux plastiques dans la fabrication des automobiles est l’une des clés du problème.

Pratiquement tout ce que nous consommons est fait de plastique. La grande adaptabilité (légèreté, solidité, déformabilité, facilité de nettoyage) a permis cette large diffusion. Mais pourquoi les plastiques, encore relativement rares dans notre environnement au milieu du XXe siècle, sont-ils devenus aussi présents dans les voitures? C’est évidemment parce qu’ils possèdent beaucoup de qualités et sont la solution à bien des problèmes.

Le plastique et l'auto au fil du temps

Au cours de l'histoire, de nombreux événements sont venus remettre en cause l'utilisation du plastique dans la fabrication des pièces automobiles. On pense entre autre à la force des syndicats de l’acier en 1930 qui étouffèrent l’initiative d’Henry Ford avec son composite à base de chanvre. Puis la Seconde Guerre mondiale obligea les scientistes à laisser de côté les recherches sur le plastique pour se concentrer à l’élaboration d’aciers plus résistants. La crise du pétrole des années 80 amena les constructeurs à l’élaboration de composés plastiques moins dépendants du pétrole, la matière première devenue très dispendieuse. Et tout récemment, la popularité des gadgets technologiques et la prolifération des éléments de sécurité augmentèrent le poids des véhicules qu’il fallut compenser en augmentant le nombre de pièces de plastique, plus légers que l’acier. La quantité et la masse de plastique présente sur les voitures a donc énormément évolué de 1930 à aujourd’hui.

Le poids mon cher Watson!

La recherche de gain de poids est plus que jamais d'actualité dans l'automobile. Les constructeurs automobiles utilisent plusieurs matériaux dans le but d’obtenir l’équation parfaite entre solidité, coût et légèreté. On a donc droit à de multiples combinaisons de matériaux. À diverses proportions, on retrouve de l’acier, des plastiques, de l’aluminium et du magnésium. L’augmentation du poids des véhicules a des conséquences sur la plupart des organes mécaniques. La masse conditionne le choix du groupe motopropulseur et elle agit sur le comportement dynamique du véhicule. Il convient donc rapidement de maîtriser puis de réduire la masse des véhicules de façon à améliorer les performances tout en diminuant les coûts.

Ce problème est particulièrement urgent en ce qui concerne les voitures hybrides compactes et les voitures électriques comme la Leaf de Nissan. Ce sont en effet des voitures pour lesquelles chaque gramme économisé se fait ressentir sur la consommation.

Pièces automobiles en plastique

Une automobile moyenne est composée de 15 000 pièces dont environ 600 en plastique. On regroupe habituellement toutes ces pièces en trois  domaines :

    * L’intérieur de l’habitacle, qui consomme environ 46 % des plastiques
    * Les pièces extérieures et la carrosserie, qui consomment 29 % des plastiques
    * Les pièces de structure et sous le capot, qui consomment environ 25 % des plastiques

Beaucoup de pièces sont en plastique. Les pare-chocs, la calandre, les jupes aérodynamiques, le bouchon de réservoir, les grilles de ventilation, les boucles des ceintures de sécurité, les poignées des portières, le tableau de bord, les vide-poches, les pare-soleil, les appuie-tête, la mousse des sièges et la plupart des tapis. Et sous le capot, on retrouve les canalisations, les durites, le filtre à air, les pales de ventilateur, les courroies et la membrane de la pompe à essence.

Plastiques écologiques BIO

Depuis déjà plusieurs années, les fabricants automobiles et leurs fournisseurs travaillent à l'élaboration de plastiques un peu plus environnementaux. Les trois principaux critères étant de sauver du pétrole (de plus en plus cher), de diminuer l'empreinte écologique du processus de transformation (émission de CO2) et d'améliorer l'efficacité du recyclage des pièces suite à leur vie utile. C’est pourquoi les bioplastiques sont et seront de plus en plus présents.

De nouveaux plastiques feront d’ailleurs leur apparition prochainement sur les voitures des constructeurs Toyota et Mazda. Récemment, Toyota annonçait la mise au point d'un nouveau bioplastique moins polluant appelé le Bio-PET. Le Bio-PET a cette caractéristique d’utiliser un dérivé naturel du sucre de canne en remplacement de l'éthylèneglycol, plus polluant. Cependant, le Bio-PET n'est pas vraiment biodégradable. D’ailleurs, il y aura une pièce en Bio-PET dans la nouvelle hybride Lexus CT 200h.

De son côté, Mazda travaille également à la production d’un bioplastique. Mais son plastique serait issu de fibres naturelles non-alimentaires comme la cellulose de bois plutôt qu'issu du sucre de canne. Ce bioplastique n'utilisera aucune ressource alimentaire car il sera fabriqué à base d'une biomasse cellulosique issue de plantes non-comestibles comme des déchets végétaux et des copeaux de bois. En outre, la biomasse cellulosique étant issue du monde végétal et donc neutre en carbone, ce bioplastique contribuera à réduire l'utilisation de combustibles fossiles de plus en plus comptés et à limiter les émissions de dioxyde de carbone (CO2).

L’avenir du plastique

A l'heure actuelle, on dépose, sur chaque voiture, 20 kg de peinture dont les coûts augmentent rapidement suivant la vivacité de la couleur. Les plastiques-composites ne présentent pas ces inconvénients puisqu'ils peuvent être teintés dans la masse. Cependant, les pièces ainsi obtenues présentent un aspect moins brillant. Et dès le printemps prochain, il y aura quelque chose de nouveau sur la Ford Taurus. La calandre, faite de polyoléfine sera revêtue d’un film préalablement installé dans le moule d'injection. Lorsque la pièce sortira du moule, elle sera recouverte de ce film qui lui donnera l'aspect d'une pièce peinte.

Depuis des années, les designers automobiles discutent des possibilités de fabriquer des vitres automobiles en plastique à la place du verre. Mais les vitres en plastique ont longtemps été considérées comme un objectif impossible à atteindre à cause de leur faible résistance aux rayures. La société BAYER a mis au point un vernis résistant à ces rayures.

Les raisons de cet intérêt pour les vitres en polycarbonate sont multiples : la matière est plus légère, offre une sécurité accrue de par sa résistance supérieure au verre et permet une plus grande liberté de création. D’ailleurs, la vitre des phares de la Mercedes-Benz Classe E ont été réalisées en polycarbonate. Il est donc évident que de nouveaux véhicules vont s'ouvrir à ces matériaux.

De la marijuana!

En plus des plastiques conventionnels et des bioplastiques, on retrouvera bientôt sur le marché un véhicule fait de plastique à base de chanvre, la marijuana. La compagnie canadienne Motive Industries a annoncé la mise au point de la Kestrel, une quatre places tout électrique dont la carrosserie sera entièrement faite de fibre de chanvre rendue ininflammable par un traitement spécial. La Kestrel aura des batteries au lithium, une autonomie de 160 km, une masse de 850 kg et une vitesse maximale de 135 km/h.