Allégement des structures

"Un impératif: alléger les structures"

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■  Le respect de l’environnement, la réduction des coûts de fabrication et d’usage passent par l’allégement des structures. Les impératifs de compétitivité demandent ainsi aux concepteurs des efforts de plus en plus grands pour diminuer la masse transportée ou á porter.

■  Les véhicules automobiles qui seront vendus dans les prochaines années seront moins chers, performants, économes en énergie, sûrs, confortables et légers ; il en est de même dans le domaine ferroviaire ou en construction navale. Cette exigence d’allégement qui est un impératif en matière de transport l’est également pour les produits nomades (informatique, téléphonie mobile, bagagerie, outillage, petit électroménager ou sport).

■  Dans le domaine automobile les projets internationaux tels ceux de l’ULSAB témoignent de la compétition inter-matériaux qui voit se confronter l’acier dont les limites d’élasticité sont sans cesse repoussées, l’aluminium dont l’utilisation prend une place grandissante favorisée par une économie des procédés de mise en œuvre, le magnésium qui fait une entrée en force dans le véhicule, voire le titane dans les raquettes de tennis, les polymères et les composites et les alliages de polymères que l’on utilise dans l’habitacle mais également en carrosserie? Dans cette féroce confrontation, les solutions hybrides des métalloplastiques et des mousses métalliques commencent á trouver leur place. Il s’agit bien d’inventer les demi-produits répondant aux contraintes de l’utilisateur en raisonnant á partir de la fonction á remplir ensachant que le choix du matériau est un facteur essentiel qui ne peut cependant être dissocié de son procédé de fabrication adapté ou non aux grandes séries.

■  Les contraintes économiques sont également devenues sévères dans le domaine aéronautique, spatial et militaire où les mêmes exigences d’allégement sont imposées aux constructeurs et équipementiers.

■  On sait par ailleurs quel est l’impact économique de l’emballage sur la valeur marchande d’un produit ; la course á la légèreté y a démarré depuis longtemps puisqu’en moins de vingt ans l’épaisseur de fer blanc des boîtes de conserve est passée de 0,20 mm á 0,14 mm et le poids d’une boîte boisson en aluminium a diminué de moitié en tombant á 15 grammes.

■  Les recherches des solutions nouvelles en matière d’allégement dans des secteurs á fort contenu technologique bénéficieront de plus en plus á d’autres domaines où la diminution de la masse et du poids est devenue autant une nécessité économique absolue qu’un argument de différenciation marketing. Dans ce contexte, les industriels doivent concevoir aujourd’hui les produits allégés qui leur permettront demain de rester dans la compétition internationale.

■  Afin d’apporter sa part á cet enjeu technologique et aider les entreprises et laboratoires européens á relever le défi de l’allégement, Innovation 128 a pris l’initiative en 1996 de proposer un Programme de Veille Technologique TechWatch consacré á ce domaine.

Principaux thèmes directeurs

■  Les propriétés spécifiques des matériaux

En prenant notamment en compte la densité, la rigidité, l’endurance, la résistance mécanique, la corrosion, le frottement, la réparation, le coût, la stabilité des sources d’approvisionnement et les contraintes d’environnement, la veille technologique porte de façon très approfondie sur les matériaux suivants:

  • Acier
  • Aluminium
  • Magnésium
  • Titane
  • Composites á Matrices Métallique ou Céramique
  • Fontes légères
  • Polymères
  • Composites á Matrice Organique
  • Structures-sandwich

■  Les procédés de mise en œuvre

En prenant notamment en compte le coût, l’investissement, la cadence d’élaboration, la "réparabilité", les séries, les assemblages et la capacité du procédé á réaliser des formes complexes.

■  Calcul et modélisation

Et notamment les outils de DAO, CAO et prototypage, de dimensionnement, de calcul de résistance des matériaux et les méthodes mathématiques nouvelles.