Assemblage multimatériaux

"Trouvez la combinaison gagnante"

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■  Si l’assemblage de deux matériaux de même nature semble correctement maîtrisé, trouver ou non les solutions pour joindre des matières différentes (matériaux métalliques et matériaux de synthèse par exemple) ou assembler des nuances distinctes d’une même famille peut ralentir un projet d’innovation, voire l’interdire.

■  Or, les experts convergent vers un pronostic: les multimatériaux sont en passe de supplanter les "nouveaux" matériaux des années 80, tant les performances atteintes ou attendues sont élevées et le nombre de matériaux disponibles important. Un véhicule compte aujourd’hui plus de 14 types ou nuances de polymères, auxquels s’agrègent différents métaux (alliages d’acier, d’aluminium, de magnésium), du verre, du bois, voire des céramiques ou du titane.

■  En combinant par exemple les propriétés, les coûts, les qualités ou la recyclabilité de différents matériaux, l’industrie des transports comme celle des biens d’équipement, de l’électroménager, du bâtiment, du biomédical ou des sports et loisirs va substituer á des structures classiques des combinaisons inédites qui nécessitent des assemblages multimatériaux.

■  Pour améliorer les caractéristiques de leurs produits (alléger ou mieux absorber des chocs), pour améliorer la qualité perçue (par des surfaces nobles, valorisantes mais coûteuses), ou tout simplement pour faire face á l’incroyable diversité de matériaux que leur impose la complexité croissante de leurs produits (le capot de Laguna II est constitué d’acier, de fonte et d’aluminium), les industriels doivent réussir á assembler des matériaux différents, disparates, voire incompatibles ; ils doivent maîtriser les assemblages multimatériaux.

■  Aussi a-t-il fallu améliorer ou inventer de nouvelles méthodes d’assemblage qui continuent de répondre aux exigences classiques des utilisateurs : parfaitement maintenir les pièces en contact, résister dans le temps aux efforts sans altérer les caractéristiques ou les propriétés des matériaux..., mais qui répondent aussi á des critères de productivité, de flexibilité, de recyclage, de réparabilité,...

■  Classiquement segmentées en assemblages mécaniques ou assemblages nécessitant un apport de matière, les performances et caractéristiques spécifiques des principales techniques conditionnent le choix de l’ingénieur. Ainsi, si le vissage, le clipsage ou l’agrafage permettent d’assembler presque tous les matériaux et sont facilement démontables, ils alourdissent le poids des structures, nécessitent souvent des outillages adaptés et sont parfois difficiles á robotiser.

■  En fort développement, le rivetage autoperceur permet d’assembler avec succès des matériaux jusqu’á présent incompatibles (aluminium et acier) mais génère des phénomènes de conduction électriques qui peuvent provoquer des amorces de corrosion.

■  Très utilisés pour assembler des matériaux de même nature, le soudage et différents de ses dérivés (soudage diffusion, raboutage laser...) sont désormais employés pour marier des matériaux différents ; ils présentent toutefois des contraintes de coûts ou de cadence qui les écartent quelquefois de la compétition.

■  Avec le brasage et le collage, on dispose de techniques d’assemblage qui, lorsqu’elles sont judicieusement employées ou utilisées en complément d’une autre solution, peuvent ajouter á leur fonction principale des fonctionnalités secondaires (étanchéité, remplissage de vide, amortissement...)

■  En combinant la surveillance systématique des programmes de R&D avec une veille permanente des résultats concrets et de retours d’expériences, Innovation 128 entend aider les industriels á profiter pleinement de l’hyperchoix des matériaux et á faire sauter les verrous technologiques qui les contraignent.

■  Pour rendre lisibles les résultats obtenus et aider les industriels dans leur choix de solutions, un tableau comparatif des principales méthodes d’assemblage identifiées (segmentées par couple de matériaux) sera renseigné et actualisé chaque semestre. La veille technologique permettra de disposer d’un véritable outil opérationnel d’aide á la décision.

Principaux thèmes directeurs

■  Assemblages mécaniques

  • vissage, clipsage, agrafage...
  • clinchage, rivetage (classique ou autoperceur)
  • soudage (soudage laser, raboutage laser, soudage diffusion, soudage friction...)
  • frettage
  • technologies émergentes (magnétoformage, fluotournage,...)
  • caractérisation et contrôle

■  Assemblages avec apport de matière

  • collage
  • soudage, brasage
  • matériaux d’apport émergents ou de substitution
  • caractérisation et contrôle

■  Procédés d’assemblage hybrides

  • technologies associées au soudage
  • technologies associées au collage
  • procédés émergents
  • caractérisation et contrôle

■  Désassemblage et recyclabilité

■  Retours d’expérience par marché

  • construction automobile
  • construction aéronautique et navale
  • espace & défense
  • emballage
  • électroménager et biens d’équipements
  • bâtiment et infrastructures
  • sports & loisirs
  • électronique et électrotechnique
  • biomédical
  • optique
  • textile

■  Données et tendances de marché

  • Europe
  • Amérique du Nord
  • Asie

■  Annexe: tableau comparatif des procédés candidats