Grâce aux aciers et à la technologie actuellement disponibles, l’équipe de recherche et développement (R&D) mondiale Automobile d’ArcelorMittal a démontré que des gains de poids et de coût de 27 % pouvaient être obtenus sans compromettre la sécurité ni les exigences structurelles. En attendant les aciers à très haute résistance et les technologies qui apparaitront sur le marché au cours des prochaines années, l’équipe a identifié de nouvelles solutions complémentaires qui produiront un allègement encore plus important – jusqu’à 34 % par rapport aux solutions existantes de portière en acier.

Voie ouverte à l’allègement
Les constructeurs automobiles doivent réduire le poids de leurs véhicules afin de répondre aux futures réglementations ; les réglementations en cours d’élaboration en Europe sur les émissions de gaz d’échappement entreront pleinement en vigueur en 2015 et celles concernant les États-Unis (émissions de gaz d’échappement et économies de carburant) en 2021. Des normes encore plus strictes étant envisagées pour les années à venir d’ici 2025 dans les deux régions, chaque pièce du véhicule est examinée pour étudier où il est possible de procéder à des réductions de poids. Un gain d’environ 12 kg permet d’économiser un gramme d’équivalent CO2 par kilomètre parcouru.

Brian Aranha, Vice-président mondial de la division automobile : « En tant que premier fournisseur mondial d’acier à l’industrie automobile, nous travaillons depuis de nombreuses années avec tous les constructeurs pour les aider à réduire le poids de leurs véhicules. Le programme S-in motion d’ArcelorMittal, lancé en novembre 2010, a déjà permis d’identifier toute une gamme de solutions innovantes en acier qui réduisent sensiblement le poids de la caisse en blanc des véhicules de série actuels et à venir, y compris les ouvrants tels que les portes. La prochaine étape consiste pour nous à continuer d’offrir des solutions de gain de poids, et donc de coûts, au bénéfice de nos clients. L’automobile est l’une de nos activités stratégiques et nous discutons avec tous les principaux OEM pour travailler avec eux afin d’intégrer ces nouvelles solutions dans le design des futures voitures. »

A court terme des gains de poids avec les qualités d’acier existantes
En associant des aciers à très haute résistance (AHSS – Advanced High Strength Steels) et à ultra haute résistance (UHSS – Ultra High Strength Steels), il est désormais possible de baisser le poids de la porte de base du segment C de 18,3 kg à seulement 13,3 kg tout en respectant les normes structurelles et les exigences de sécurité. Il s’agit réellement d’une réduction de poids capitale pour une application automobile, surtout compte tenu du fait que les gains de poids sont généralement mesurés en grammes. Cette solution à court terme utilise des UHSS comme le MS 1500 et l’Usibor® pour les pièces de structure et des aciers dual-phase comme le FF280DP pour le panneau extérieur. Ces aciers sont disponibles et sont déjà utilisés dans les véhicules de série actuels.

Dans le nouveau panneau extérieur de la porte avant, un acier FF280DP de 0,6 mm est utilisé et des renforts ad-hoc (patchs) sont rajoutés pour améliorer la rigidité. Cette solution comprend également un nouveau concept de panneau intérieur avec flan soudé au laser à très faible épaisseur.

Une partie des allègements dans les solutions à court comme à moyen terme est obtenue en utilisant un acier plus mince pour le panneau extérieur de la porte. Dénommée ‘down-gauging’, cette technique de réduction d’épaisseur n’est possible qu’avec des aciers qui font preuve d’une limite d’élasticité accrue, tout en garantissant que les portes satisferont aux normes de l’industrie quant à la résistance à l’indentation.

A moyen terme des solutions innovantes avec de nouveaux aciers en cours de développement
Les solutions à ‘moyen terme’ vont plus loin dans l’allègement tout en maintenant les mêmes niveaux de performance. Les propriétés locales sont optimisées en utilisant le flan soudé laser. Diverses options sont possibles afin de répondre aux besoins de chaque client en ce qui concerne différents types de portes. De nouveaux aciers à haute limite élastique et des technologies nouvelles vont venir sur le marché dans les prochaines années, rendant ces solutions disponibles en 2017.

Les exigences d’une porte du segment C permettent de gérer des cas de collision frontale et latérale. ArcelorMittal propose une évolution de la solution à court terme vers des portes plus légères avec une réduction pondérale allant jusqu’à 34 %, résultant en un poids total de la porte d’environ 12 kg. Cela repose sur des aciers actuellement en cours de développement comme l’Usibor® 2000 pour certaines pièces non visibles et d’autres AHSS pour le panneau extérieur afin de réduire son épaisseur à 0,5 mm. Les exigences pour les portes de plus grande taille du segment D ne comprennent pas les cas de collision frontale, ce qui permet d’avoir des portes plus légères avec un potentiel d’allègement plus limité.

Greg Ludkovsky, Vice-président mondial R&D : « De nombreuses innovations majeures dans les produits et solutions en acier pour le secteur de l’automobile au cours des 10 dernières années sont à mettre au crédit des équipes R&D d’ArcelorMitttal. En appliquant les solutions actuelles, une portière en acier peut coûter 30 % moins cher qu’une portière en aluminium. Des solutions innovantes comme les solutions acier pour portière ultralégère sont une preuve supplémentaire que l’acier est de loin le matériau le plus durable, le plus polyvalent et le plus abordable pour aider les constructeurs automobiles à produire des véhicules plus légers et atteindre leurs objectifs de réduction de poids dans les temps».

Pour plus d’information et d’illustrations concernant les solutions de porte de voiture ultralégère d’ArcelorMittal, veuillez vous rendre sur : www.arcelormittal.com/automotive