Un cadre en aluminium monobloc trop résistant pour un palmier de 2 tonnes ?

Tout commence par un bruit sourd qui ne devrait laisser aucune chance de survie. Dans une vidéo qui fait le buzz sur les réseaux sociaux chinois et qui a été reprise par la chaîne YouTube Planet Car News, un palmier de deux tonnes dont le tronc est plus épais que le torse d'un homme tombe sur un SUV de luxe BYD Yangwang U8L rutilant. L'impact est violent, l'onde de choc se propageant à travers le véhicule comme un coup de marteau.

Et pourtant, lorsque l'équipage s'approche du lieu de l'accident, le toit de l'U8L ne présente qu'une légère bosse, les portes s'ouvrent sans difficulté et la cabine reste intacte, même après plusieurs nouveaux impacts. Puis, la cime du palmier se brise...

Il s'agit d'une mise en scène destinée à choquer, mais qui laisse également entrevoir quelque chose de bien plus important : un nouveau paradigme dans la façon dont les voitures pourraient être construites. Ce qui permet à l'U8L d'encaisser un choc qui aplatirait la plupart des SUV conventionnels, ce n'est pas sa masse brute ni ses montants en acier surdimensionnés.

Premier châssis monobloc moulé au monde pour SUV

Il s'agit de quelque chose de plus subtil et de bien plus radical : le premier châssis monobloc en aluminium moulé au monde pour un SUV pleine grandeur, une innovation structurelle récemment dévoilée par Hubei Hantek Equipment Manufacturing Co. et désormais présentée, littéralement, sous des arbres tombés.

Le fournisseur à l'origine du châssis monobloc en aluminium reste quelque peu mystérieux. À ce jour, aucune information vérifiable publiquement ne permet de confirmer son identité ni de savoir s'il travaille avec d'autres constructeurs automobiles que BYD.

Les grandes pièces moulées structurelles pour véhicules sont généralement produites en Chine par des fournisseurs/fonderies plutôt que par les constructeurs automobiles eux-mêmes, et ces fournisseurs peuvent opérer avec une faible visibilité publique, une présence limitée ou inexistante en anglais, et ne pas disposer de sites web publics.

Se fier à la forme

L'aluminium n'est pas plus résistant que l'acier ; en fait, l'acier le surpasse facilement en termes de résistance à la traction brute. Mais le U8L ne repose pas uniquement sur la résistance du matériau, mais aussi sur sa forme.

Les châssis automobiles traditionnels, qu'ils soient en acier ou en aluminium, sont des assemblages de pièces : sections embouties soudées entre elles, extrusions boulonnées, renforts rivetés. Chaque joint est un compromis technique, un point minuscule où les réalités de la fabrication affaiblissent la rigidité, l'absorption d'énergie et la résistance à la fatigue.

Le cadre de l'U8L ne comporte aucun joint de ce type. Moulé en une seule pièce monolithique d'aluminium à l'aide d'un procédé à basse pression, il intègre des sections minces de seulement quatre millimètres ainsi que des zones structurelles de près de cinquante millimètres d'épaisseur, le tout fusionné de manière homogène en une seule géométrie continue.

Selon médias locaux dans la ville d'origine de l'entreprise, la technologie de cadre surmonte avec succès les limites du processus pour les pièces structurelles ultra-larges à parois minces et atteint pour la première fois une surface de projection de 4,2 mètres carrés et une épaisseur de paroi comprise entre 4 mm et 50 mm.

Alors qu'un châssis en échelle ou une carrosserie monocoque conventionnels doivent répartir les forces sur les soudures, les joints et les boulons, la structure moulée de l'U8L répartit les contraintes sur des surfaces ininterrompues, se comportant davantage comme une coque solide que comme un assemblage de pièces.

Cela explique la présence du palmier. Dans une structure en acier soudé, une charge aussi imprévisible et concentrée exploiterait les points faibles entre les éléments, transférant le choc de manière inégale jusqu'à ce que quelque chose se déforme.

Bien que l'extraordinaire résistance de l'U8L ait pu susciter des spéculations selon lesquelles même son toit et ses montants pourraient faire partie du même moulage en aluminium monobloc, cette avancée ne concerne que le châssis inférieur.

Le véhicule n'est pas moulé d'une seule pièce.

La partie supérieure de la carrosserie (toit, cadres de portes et montants de fenêtres) est construite selon des méthodes plus conventionnelles, car aucun constructeur automobile ne dispose aujourd'hui des outils ou du contrôle thermique nécessaires pour mouler d'un seul tenant l'ensemble de la coque d'un véhicule.

Ce qui rend cette cascade si impressionnante, c'est que la rigidité du châssis inférieur monolithique renforce considérablement le reste de la structure au-dessus, permettant ainsi aux forces d'impact de se répartir sur l'ensemble du véhicule plutôt que de s'exercer sur un seul point.

En d'autres termes, le toit de l'U8L a résisté non pas parce qu'il était moulé sous la forme d'un dôme géant en aluminium, mais parce qu'il repose sur une base si rigide que l'ensemble du véhicule se comporte comme une cellule de protection unique et unifiée.

La coque en aluminium moulé répartit la force à travers ses nervures et ses sections épaissies, dissipant l'énergie sur une zone bien plus grande que le point d'impact. Il en résulte non seulement une résistance élevée, mais aussi une grande prévisibilité, un facteur crucial pour la sécurité en cas d'accident et la durabilité hors route.

Considéré comme impossible ?

La fabrication d'une structure comme celle-ci est extrêmement difficile. Le moulage d'une forme aussi importante et complexe nécessite de contrôler l'aluminium fondu lorsqu'il s'écoule à travers des canaux de plusieurs mètres, afin d'éviter la porosité, la déformation ou les fissures internes.

Pendant des décennies, les constructeurs automobiles ont pensé qu'un tel moulage était impossible à l'échelle d'un SUV. Le “ gigacasting ” de Tesla pour le Model Y, une avancée révolutionnaire en soi, n'intègre que les sous-châssis arrière ou avant, et non la plate-forme complète du véhicule.

BYD et Hantek sont allés encore plus loin en créant le premier châssis monobloc en aluminium véritablement pleine grandeur. Les implications pourraient être énormes. Les véhicules électriques sont lourds ; les batteries, les moteurs et les équipements tout-terrain font grimper leur masse à des niveaux inimaginables il y a vingt ans.

L'approche traditionnelle, qui consiste à ajouter des renforts en acier pour garantir la rigidité et la sécurité des gros véhicules électriques, entraîne une spirale de poids qui nuit à l'efficacité. Un châssis à la fois plus léger et plus résistant permet de briser ce cercle vicieux. Il simplifie également considérablement l'assemblage : moins de pièces, moins de soudures, moins de contrôles qualité, moins de variations d'un véhicule à l'autre.

Si le moulage de l'U8L s'avère fiable en production, réparable dans des conditions réelles d'utilisation et économique à grande échelle, il pourrait orienter l'industrie vers une nouvelle direction : celle où l'architecture d'un véhicule ressemble davantage à un bloc sculpté qu'à un puzzle métallique.

Les plateformes automobiles pourraient devenir plus rigides, plus sûres et moins coûteuses à produire. Les concepteurs pourraient repenser toute la partie inférieure du véhicule, libérés des contraintes liées aux sous-ensembles soudés. Les véhicules tout-terrain, les camions et même les fourgonnettes pourraient être repensés autour de structures moulées monolithiques.

Pour l'instant, cependant, le symbole le plus frappant de cet avenir est une vidéo unique et improbable : un SUV reposant tranquillement sous un arbre tombé qui aurait dû l'écraser. À suivre ?

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