En 2013, Toyota a présenté le concept de sa voiture ME.WE basée sur la philosophie “supprimer tout ce qui est inutile”. Le but était de simplifier au maximum afin d’augmenter la commodité, réduire les coûts et minimiser l’impact environnemental. Pour cela, il était nécessaire de remplacer les matériaux traditionnels utilisés dans l’industrie automobile par des matériaux plus légers et plus respectueux de l’environnement.
Le polypropylène expansé (PPE) était l’un des nouveaux matériaux sélectionnés. Ce modèle de voiture révolutionnaire était équipé de panneaux remplaçables (portes, capot, garde-boue, pare-chocs) montés sur une structure en aluminium. Grâce à ces pièces entièrement récupérables, Toyota a réussi à réduire le poids du véhicule de 20%, passant ainsi à 750 kg.
Le polypropylène expansé – un matériau indispensable à l’industrie automobile
Bien que la ME.WE ne soit encore qu’un prototype qui n’a pas été mis en production, de nombreuses pièces en plastique sont déjà fabriquées à partir de polypropylène expansé. La nécessité croissante de réduire le poids des véhicules pour améliorer leur efficacité énergétique et, dans le cas des véhicules électriques, augmenter leur autonomie, pousse les services de recherche et développement des marques automobiles à exploiter le potentiel énorme offert par les polymères.
Voici quelques exemples :
- Les méthodes de production par moulage et injection de matières plastiques, idéales pour le traitement du polypropylène, permettent de produire des pièces standard et d’obtenir un retour sur investissement maximal.
- Les pare-chocs en plastique associés à des fibres de verre sont deux fois plus légers et absorbent jusqu’à cinq fois plus d’énergie.
Le poids léger des pièces de voiture réduit la consommation de carburant
La réduction du poids des composants est un élément essentiel. Selon le rapport Automotive Trends Report (2018) de l’Agence de protection de l’environnement des États-Unis (EPA), l’efficacité énergétique d’une voiture augmente de 2% pour chaque tranche de 45 kg remplacée par du plastique. Sachant qu’environ 100 kg de pièces en plastique peuvent remplacer jusqu’à 300 kg d’acier (la principale matière première utilisée dans la production automobile), cela signifie une économie de 750 litres de carburant tous les 150 000 km et une réduction de 30 tonnes d’émissions de CO2 par an en Europe.
Actuellement, les polymères sont la deuxième matière première la plus utilisée dans la production automobile et représentent environ 20% du poids total du véhicule, soit environ 300 kg dans une voiture qui pèse 1 500 kg et compte environ 2 000 pièces de différents types et tailles. Selon une étude réalisée par la Plastics Industry Association à Washington, DC, les pièces en plastique représentent 50% du volume des véhicules.
Le développement de matériaux utilisés dans la production automobile
L’utilisation de matériaux plastiques dans l’industrie automobile n’est pas nouvelle. Dans les années 50, les voitures contenaient très peu de plastique et jusqu’aux années 70, la part de plastique dans les véhicules ne dépassait pas 3%. En 2004, le livre de données sur l’énergie dans les transports indiquait qu’une voiture de taille moyenne contenait environ 120 kg de plastique et que 1 kg de plastique pouvait remplacer jusqu’à 1,5 kg de matériaux traditionnels. Depuis lors, les avancées technologiques ont permis d’améliorer ce rapport, car les composants en polypropylène expansé sont devenus de plus en plus attrayants pour l’industrie automobile.
La même étude a analysé l’évolution de l’utilisation de différents matériaux dans la production automobile de 1977 à 2004. Il a été constaté que la part de l’acier était passée de 75% à 53%, celle de l’aluminium de 2,6% à 8,6% et celle du plastique de 4,6% à 7,6% en Europe (et atteignant 11% au niveau mondial).
Le défi de l’industrie automobile : le poids léger
Bien que l’utilisation de matériaux légers se soit généralisée ces dernières décennies et que la réduction du poids des véhicules soit un défi pour l’industrie automobile, le poids moyen des véhicules est resté constant depuis 2004. Ces données sont fournies par le rapport sur les tendances du secteur automobile de 2018 mentionné précédemment. La raison en est simple : malgré l’utilisation de pièces plus légères telles que l’aluminium et des matériaux comme le polypropylène expansé, les consommateurs préfèrent souvent des voitures plus grandes équipées de tous les accessoires. En effet, depuis 1975, aux États-Unis, les ventes de berlines et de voitures familiales ont diminué de 13%, tandis que celles des camionnettes ont augmenté de 29%.
En conséquence, le défi à relever est le développement technologique futur pour remplacer les matériaux traditionnels par des pièces améliorant l’efficacité énergétique et la sécurité des véhicules. C’est l’objectif sur lequel notre société, Knauf Industries Automotive, concentre ses efforts.
