Depuis les débuts de l’automobile, les matériaux et les techniques de fabrication n’ont cessé d’évoluer. Des éléments en bois fabriqués à la main par des artisans, aux pièces en acier formées manuellement, jusqu’aux feuilles de tôle embouties à la presse, les avancées ont été nombreuses. Dans les années 50, les constructeurs automobiles ont commencé à explorer de nouveaux matériaux pour leurs voitures : les matériaux composites.
Qu’est-ce qu’un matériau composite ?
Un matériau composite est un assemblage de deux ou plusieurs matériaux différents. Par exemple, le béton peut être considéré comme un composite, mais il est bien trop lourd pour nos voitures ! L’objectif des composites est de réduire le poids et les coûts de production par rapport à la tôlerie, dont le développement est onéreux.
Les débuts des composites
Les premiers composants automobiles composites étaient réalisés à la main de manière artisanale. Il fallait un moule pour créer la pièce souhaitée, puis une couche de gel-coat était appliquée, suivie de couches de mat de verre imprégnées de résine polyester. Environ quatre couches étaient nécessaires pour obtenir une épaisseur de 2,5 mm, suffisamment résistante pour être utilisée en carrosserie.
Plus tard, des toiles de fibre de verre tissées, plus coûteuses mais mécaniquement supérieures, ont été introduites, ainsi que des résines époxy offrant une meilleure brillance. Cependant, ce procédé de moulage au contact n’était pas adapté à la production en grande série et les pièces fabriquées étaient uniquement des éléments de carrosserie sans fonction structurelle.
L’évolution des composites dans l’automobile
Avec les avancées techniques, les procédés de fabrication des composites ont considérablement évolué. Le moulage au contact a été remplacé par la projection simultanée, où un mélange de fibre de verre et de résine est pulvérisé dans le moule à l’aide d’un pistolet spécialisé. Les temps de production sont ainsi réduits.
Le formage basse pression est une autre évolution majeure. Des feuilles de fibre de verre enduites de résine sont utilisées, puis pressées dans des moules chauffants. Ce procédé permet de réduire considérablement les temps de fabrication et de limiter l’intervention humaine, ce qui réduit les coûts et améliore la fiabilité de la production. Cependant, la résistance mécanique des pièces ne permet toujours pas de les utiliser comme éléments structuraux.
Ce n’est qu’en 1982 que Lamborghini présente un prototype de Countach avec un châssis en carbone, peu de temps après son utilisation en Formule 1. Cependant, il faudra de nombreuses années pour industrialiser ce type de fabrication.
Les carrosseries en composite offrent plusieurs avantages, tels que leur facilité de réparation et leur coût d’intervention réduit. Contrairement aux pièces métalliques qui restent bosselées après un choc, les composites, grâce à leur souplesse, retrouvent leur forme initiale. En cas de dommages plus importants, il est possible de réparer facilement les parties endommagées au lieu de remplacer l’ensemble de la pièce.
Pour le grand public, les carrosseries en fibre de verre et résine polyester sont progressivement abandonnées au profit des carrosseries en plastique injecté, renforcées ou non de fibre de verre.
Les composites et la compétition
C’est souvent en compétition que les innovations sont présentées avant d’être adaptées au grand public, et les composites ne font pas exception. En Formule 1, la première voiture dotée d’un châssis en fibre de carbone et résine époxy remonte à 1981 avec la McLaren MP4, qui a ouvert la voie à de nombreuses autres.
Aujourd’hui, les composites sont omniprésents dans la compétition automobile, que ce soit pour les châssis autoportants, les carrosseries, les pièces aérodynamiques ou les composants mécaniques. Leur légèreté et leur résistance supérieure aux matériaux métalliques en font des matériaux indispensables pour développer le meilleur de l’automobile de course.
Les composites dans l’automobile d’aujourd’hui
Bien que les carrosseries composites traditionnelles, en fibre de verre et résine, aient perdu de leur popularité, certains constructeurs continuent de fabriquer des carrosseries en composites. La fibre de verre est remplacée par du carbone et le polyester par de l’époxy. Bien que ces véhicules haut de gamme (comme les Lamborghini, Pagani, Koenigsegg, etc.) aient été les premiers à utiliser ces technologies, il est possible d’imaginer que nous roulerons tous un jour dans des voitures en fibre de carbone. Les véhicules plus accessibles commencent également à s’y mettre, comme en témoigne l’Alfa Romeo 4C qui utilise un châssis entièrement en carbone.
Actuellement, la plupart des pièces sont encore fabriquées à la main, avec des tissus imprégnés de résine, qui sont ensuite placés un par un dans des moules, puis cuits sous vide dans une étuve. Bien que ce processus soit long et coûteux, il permet d’obtenir des pièces de haute qualité pouvant servir à la fois à l’habillage et à la structure même de la voiture.
Crédits photos : Ouest-Composites.com, News d’Anciennes chez Méca Rétro Sport, McLaren et The Blenheim Gang.
