Le poids des véhicules est au cœur des enjeux de l'industrie automobile.

A l'heure où les économies d'énergie sont devenues un enjeu majeur de société, l'industrie chimique déploie des solutions pour répondre à la problématique d'allégement du poids des véhicules afin de  réduire la consommation de carburant des voitures.

Une des idées est de substituer les pièces de structure, le plus souvent en acier ou en aluminium, par des matériaux plastiques plus légers. La réduction du poids du véhicule permet de diminuer sa consommation en carburant et contribue de ce fait à un impact environnemental meilleur.

C'est ainsi que BASF développe des matériaux composites alliant légèreté et haute performance, qui font du plastique une solution de choix.

Avec le procédé d'imprégnation par projection de polyuréthane "Honeycomb" de BASF, des pièces automobiles extrêmement légères et résistantes peuvent être réalisées à partir de cartons en nids d'abeilles renforcés par des fibres (fibres naturelles ou fibres de verre). Ce matériau contribue directement à l'allégement de la structure d'un véhicule. Ce procédé est utilisé pour la réalisation des planchers de coffre, des couvercles de boîtes à crique et des tablettes arrière. Le système en polyuréthane est projeté sur le sandwich carton/fibres, puis l'ensemble est pressé à chaud. Des inserts peuvent être installés lors de cette même étape.

Pour remplacer des pièces métalliques ou hybrides par des versions entièrement en matières plastiques, les ingénieurs doivent faire appel non seulement à des résines aux excellentes propriétés techniques, mais également à des outils de simulation performants, afin d'optimiser en amont le design et limiter le nombre de prototypes.

BASF propose désormais à ses clients constructeurs automobiles une plateforme de développement de pièces composites thermoplastiques.

Les résines thermoplastiques, renforcées de fibres de verres courtes ou longues, ont apporté une aide considérable en permettant de substituer le métal traditionnellement employé dans de nombreuses pièces automobiles.

Aujourd'hui ces résines montrent leurs limites. Afin de poursuivre cette tendance et envisager des pièces de structure plus légères, il faut maintenant concevoir des pièces composites avec les renforts en fibres continues et relever les défis engendrés par cette nouvelle technologie.

Le compartiment moteur des nouveaux véhicules devient de plus en plus compact, et par conséquent les températures atteintes dans cette zone augmentent. Les contraintes d'allègement requises par les réglementations poussent l'industrie automobile à substituer le métal par des matières plastiques. Le rapport qualité/prix des plastiques de haute performance actuels ne permet pas leur démocratisation dans ce secteur. La gamme de polyamide Ultramid Endure développée par BASF répond à toutes ces exigences. Elle combine une extraordinaire résistance au vieillissement à la chaleur avec la facilité de mise en œuvre d'un polyamide 66. Cette résine trouve sa place pour les applications dans l'environnement des moteurs turbo suralimentés.

Le poids influe sur la consommation d'énergie et la quantité de CO2 émise. En réduisant le poids d'un véhicule essence ou diesel de 100 kilos, la consommation de carburant est réduite de 0,4 litre aux 100 km.

Les véhicules actuels contiennent déjà environ 15% de plastique. Les nouveaux plastiques techniques permettent d'envisager des utilisations inédites, notamment sur des pièces dites de sécurité liées à la carrosserie, au châssis, et même aux sièges.

Laurent Vaucenat, Global Account Director Renault/Nissan & PSA Peugeot-Citroën chez BASF, souligne: « Certaines pièces pèsent la moitié de leurs équivalents métal. Les composants légers en polyuréthane sont utilisables pour les planchers, les couvercles de roue de secours et les toits ouvrants. Les composites renforcés à fibres continues associés à des matrices thermoplastiques sont utilisés pour les capots moteur, les  calandres et certains éléments de toit. Nous démocratisons des matières utilisées dans l'aéronautique et l'industrie du sport. Notre travail est de les intégrer dans la production automobile de grande série tout en respectant des contraintes de coûts, de cadence et de recyclabilité. »

L'industrie chimique élabore sur-mesure, en partenariat avec les ingénieurs des constructeurs automobiles, des matières premières conformes aux process industriels des constructeurs automobiles et compatibles avec les cadences de production.

Les matériaux composites légers renforcés (ou matériaux plastiques renforcés) sont associés à un futur marché de plusieurs milliards de dollars dans le monde.

Certaines projections estiment que la chimie pourrait au global représenter dans l'automobile un marché global de 110 milliards de dollars d'ici à 2020.

La problématique de l'allègement est encore plus cruciale sur le véhicule électrique en raison du poids de la batterie et son autonomie limitée. La batterie des véhicules électriques est très lourde. Entre 100 et 150 kg. Pour compenser ce poids, les ingénieurs doivent repenser les matériaux de l'ensemble du véhicule.