Ce capot de Ford Focus renforcé aux fibres de carbone pèse 50 % de moins qu'un modèle de série en acier. Il est construit à partir des mêmes matériaux ultrarésistants que ceux employés pour les voitures de courses et a été présenté au salon Composite Europe de Düsseldorf, en Allemagne.
Grâce à un programme d'étude en cours, qui implique des ingénieurs du centre de recherche européen de Ford, le temps de fabrication nécessaire pour ce type d'élément de carrosserie devient désormais compatible avec une production en série. Ce prototype représente donc une avancée significative vers l'usage de matériaux allégés pour les véhicules Ford.
« Tout le monde sait que la réduction du poids des véhicules est bénéfique pour la consommation, » explique Inga Wehmeyer, ingénieur spécialiste des matériaux et des procédés avancés au centre de recherche européen de Ford. « Mais jusqu'à présent, aucune technique ne permettait de produire des pièces automobiles en fibre de carbone dans un délai court et à un coût abordable. En s'associant aux experts en matériaux du projet de recherche Hightech.NRW, Ford est parvenu à développer une solution compatible avec les impératifs de la grande série. »
L'implication du centre de recherche européen de Ford dans le projet Hightech.NRW fait suite à un partenariat annoncé précédemment avec Dow Automotive Systems, qui vise à mettre au point des méthodes de conception et des procédés de fabrication de matériaux avancés.
Dow Automotive Systems et Ford se focalisent sur la mise en place d'un approvisionnement en fibre de carbone conforme aux exigences techniques et économiques de l'industrie automobile, ainsi qu'au développement de méthodes de production. Ces recherchent sont essentielles pour accroitre l'autonomie des futurs modèles Ford à motorisation électrique et hybride rechargeable.
La fibre de carbone offre un rapport poids/résistance très intéressant. Pour seulement un tiers du poids de l'acier, elle peut être jusqu'à cinq fois plus résistante et deux fois plus rigide. Des matériaux avancés comme la fibre de carbone constituent l'une des clés des objectifs de Ford visant à réduire le poids de ses voitures de 340 kg d'ici 2020.
« Il n'existe que deux moyens d'abaisser la dépense en énergie des véhicules : optimiser le rendement de conversion du carburant et réclamer moins de travail au moteur, » affirme Paul Mascarenas, directeur technique de Ford et vice-président en charge de la recherche et de l'innovation. « Ford s'attaque déjà à la question du rendement en réduisant la cylindrée de ses moteurs avec la technologie EcoBoost et l'électrification. Une moindre sollicitation du moteur passe par la diminution de la masse et de la résistance aérodynamique. »
Dans le cadre du projet de recherche Hightech.NRW, Ford a établi des partenariats avec des spécialistes de l'Institut d'Ingénierie Automobile de l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle, de Henkel, d'Evonik, de l'institut du traitement des plastiques IKK, de Composite Impulse et de Toho Tenax.
Lancé par la région allemande de Rhénanie du Nord-Westphalie, le programme Hightech.NRW a débuté en 2010. Bien qu'il se poursuive jusqu'à septembre 2013, il a déjà permis d'aboutir à des résultats significatifs :
· Développer une méthode abordable pour produire des panneaux de carrosserie en composite à base de fibre de carbone qui puissent être intégrés aux chaînes de fabrication de véhicules déjà existantes
· Réduire significativement les temps de production de chaque composant
· Réduire le travail de finition nécessaire pour aboutir aux standards de qualité requis
· Obtenir un état de surface compatible avec la mise en peinture
· Réduire d'au moins 50 % le poids des pièces
Les progrès obtenus dans le processus d'imprégnation permettent désormais d'introduire une résine à des feuilles de fibre de carbone préformées par des méthodes à la fois rapides, stables et souples, avec une qualité finale élevée.
Des tests initiaux indiquent que les composants en CFRP (plastique à renfort en fibre de carbone) tels que le prototype de capot de la Ford Focus sont bien conformes aux standards de Ford en matière de rigidité, de résistance aux rayures et de résistance aux chocs. Et grâce à une couche de mousse spéciale insérée entre deux plaques de CFRP, ce capot donne aussi de bons résultats aux essais de choc avec un piéton.
« L'utilisation de fibre de carbone en grande série pour les pièces de carrosserie n'est pas prévue dans l'immédiat, » conclut Inga Wehmeyer. « Mais les techniques que nous avons développées pour ce prototype de capot de Ford Focus pourraient fort bien servir dans un avenir plus lointain. »
Découvrez ce prototype de capot de Ford Focus en fibre de carbone en vidéo sur : http://youtu.be/195qvHCpUp0