车辆架构.

DOMAINE TECHNIQUE

[0001] La présente invention concerne l'architecture d'un véhicule à faible empreinte écologique. TECHNIQUE ANTERIEURE

[0002] Les premières automobiles étaient entièrement en bois, sur le même principe que le carrosse. Le châssis était en général la seule structure rigide, et l'habitacle était ajouté au-dessus. Dans les années 1910. Les châssis d'abord, puis les carrosseries furent réalisées en acier. Initiée dans les années 1935, le châssis coque en tôle d'acier permet de réaliser une auto à la fois plus solide et plus légère. La rigidité du châssis est obtenue en utilisant le volume de la coque complète comme moment d"inertie

[0003] Le châssis est intégré à la coque. La coque ainsi assemblée permet une rigidité torsionelle élevée par rapport à la masse. La coque reprend les efforts renvoyés par les liaisons le sol et les suspensions et amortisseurs.

[0004] Le châssis coque est fabriqué à partir de tôles qui arrivent sous forme de bobines dans l'usine automobile. Les bobines sont déroulées, nettoyées, puis cisaillées sur des lignes de découpe. Les déchets de tôle sont évacués et les flans obtenus sont stockés et transporté aux pieds des presses d'emboutissage. Les flans sont décapés, puis huilés spécialement avant d'être embouties.

[0005] Après l'emboutissage, les pièces sont de nouveau décapées avant d'être transférées dans l'atelier tôlerie ou ouvriers et robots vont réaliser environ 4' 000 points de soudures par châssis - coque métal. La coque obtenue est ensuite plongée dans un bain de cataphorèse. La caisse passe par une phase de masticage destinée à boucher les espaces entre les feuillures de tôle afin d'éviter qu'elles ne vibrent. Le masticage est nécessaire pour assurer l'étanchéité et ainsi protéger l'assemblage de la corrosion.

[0006] A noter que le mastic employé est un thermodurcissable souple, non recyclable. La caisse est ensuite poncée, nettoyée, les couches de peintures sont appliquées, en général au nombre de 4. La dernière couche étant un vernis polymère donnant le brillant final du véhicule.

[0007] Un nouveau style de véhicule, nécessite un assemblage comprenant en général entre 300 à 400 pièces embouties pour obtenir la forme complexe tridimensionnelle. La tôle présentant une plasticité très faible ne peut être mise en forme que sur des formes limitées. C'est une des raisons pour laquelle les véhicules actuels se ressemblent tous actuellement.

[0008] Chacune des pièces embouties nécessite trois à quatre outillages d'ébauche, de semi-finition ou de finition.

[0009] L'investissement avant de pouvoir produire un nouveau modèle correspond à l'ensemble des pièces multiplié par le nombre d'outillages d'emboutissage. Les pièces de tôleries sont liées au style véhicule et rarement standard d'un modèle de véhicule a l'autre. Les châssis coques sont donc différent à chaque modèle et chaque pièce tôle nécessite un jeu d'outillage d'emboutissage spécifique. De ce fait, le châssis coque nécessite sur chaque nouveau modèle de style un investissement spécifique très élevé, qui ne peut être réutilisé sur le suivant.

[0010] La production d'un châssis coque métal nécessite obligatoirement des infrastructures importantes pour l'atelier d'emboutissage, comprenant des presses d'emboutissage, des tapis de récupération des déchets de tôle, des robots transférant les pièces embouties d'une presse à la suivante, pour le soudage par point des pièces par des robots dans les usines modernes. Le châssis-coque assemblée passe ensuite dans un bain de protection de cataphorèse, puis dans les installations de peinture et de séchage. L'investissement financier lié à la transformation de la tôle métallique est à ce stade est déjà très important.

[0011] Le châssis coque ainsi réalisé est ensuite délicatement transporté en bout de ligne d'assemblage, si possible sur le même site.

[0012] Le châssis coque étant la pièce la plus volumineuse du véhicule, il impose la configuration du reste de la production, qui consiste en une ligne d'assemblage linéaire sur laquelle les composants sont assemblées séquentiellement, la coque avançant poste après poste. Ainsi sont assemblé à la coque le poste de conduite, l'habillage, la miroiterie, les trains roulants, le tableau de bord, les sièges, les isolations acoustiques, moquettes, plafonnier, les ouvrants, les pare chocs, les phares, les feux, le moteur, les sièges et toutes les fonctions jusqu' au poste de control qualité en bout de ligne ou sort la voiture finale. Entre la bobine d'acier du départ et la sortie du véhicule, l'auto aura parcouru environ 8 kms dont de 1 à 2 uniquement sur la seule ligne d'assemblage. Ce mode de production de châssis coque basé sur l'optimisation de l'acier nécessite un triple investissement d'infrastructure pour la fabrication des châssis coques, pour la fabrication d'un nouveau modèle spécifique, et pour une ligne d'assemblage. Les trois investissements ensembles doivent tous être opérationnels simultanément avant de pouvoir sortir le premier véhicule d'une usine automobile.

[0013] La fabrication d'un châssis coque a un impact écologique important car elle utilise des matériaux lourds à transporter, difficiles à transformer comme le feuillard de tôle qui nécessitent énormément d'énergie pour être mis en forme et rejette des déchets toxiques, notamment pour le traitement anticorrosion des tôles. Le travail dans les ateliers de tôlerie est difficile pour les ouvriers, très bruyant, sale. Les tôles déroulées à l'entrée de la ligne d'étampage doivent d'abord être nettoyées et désoxydées, avant d'être lubrifiée pour les opérations d'emboutissage. Après ces opérations, l'huile doit être entièrement enlevée au solvant pour permettre un bon soudage et peinture. En fin de ligne de ferrage, les tôles doivent être alignées et les jeux ajustés. Les de découpe des flans dans les tôles sont collectés et transportés en retour vers les hauts fourneaux. Ils contiennent un taux trop élevé de silicium pour pouvoir être employés à nouveau dans l'automobile. Les matériaux employés pour l'isolation acoustique des tôles sont dans peu de cas recyclables, et dans le cas du polyuréthane toxiques et non dégradables. Le marché souhaitant des véhicules de plus en plus silencieux, les véhicules comportent toujours plus d'isolants.

[0014] Le véhicule terminé et contrôlé est alors envoyé au stockage sur un parking où il attend son transport vers sa destination finale, qui peut être situé de l'autre côté de la planète.

[0015] Sur le véhicule final, le châssis coque introduit d'autres problématiques tel que les feuillures de tôles déchirées après un crash, qui peuvent dans certains cas remonter dans l'habitacle et provoquer des coupures et lésions aux passagers.