Le groupe Renault et le CEA continuent d'innover ensemble. Après l’annonce du chargeur bidirectionnel à haut rendement pour véhicules électriques d’ici 2023, c’est désormais au confort à bord d’allier l’expertise technique et la créativité des deux partenaires.
Après deux années de recherches et d'essais, qui ont abouti au dépôt d'une douzaine de brevets, le groupe Renault et le CEA ont développé une structure maillée complexe. Utilisant un seul matériau et en une seule étape de fabrication additive par impression 3D, la structure produit des composants au comportement mécanique adaptatif et aux performances améliorées.
Plus puissants, plus légers et personnalisables, les composants créés avec cette innovation pourraient en remplacer d'autres habituellement constitués d'une combinaison de plusieurs matériaux, comme les sièges et dossiers, les accoudoirs, la console centrale, etc.
Une structure en treillis unique
L’innovation réside dans l’utilisation de méthodes et d’outils numériques innovants pour concevoir une structure organisée stratégiquement. Chacun des brins qui composent le maillage de cette structure réticulaire peut être paramétré en trois dimensions, pour former des réseaux de cellules multicouches dans lesquels chaque strate a une fonction et des caractéristiques uniques.
Bien que plus complexes dans leur conception, les pièces monolithiques et monomatériaux qui en résultent sont plus faciles à produire, en une seule opération d'impression 3D et sans aucun type d'assemblage, minimisant ainsi l'empreinte carbone et sans générer de déchets.
Fabriquées en TPU (polyuréthane thermoplastique), ces structures innovantes sont recyclables. Les recherches se poursuivent pour évaluer la compatibilité d'autres matériaux, notamment les matériaux d'origine biologique.
Pour une personnalisation au millimètre près
Appliquée par exemple aux sièges, cette innovation devrait permettre, tout en les rendant plus légers (environ 30 %) et plus fins, d'utiliser un seul matériau pour atteindre des niveaux de confort, d'amorti et de maintien impossibles à atteindre. réalisé avec les matériaux usuels utilisés (tissus, mousses, renforts, etc.).
Le siège pourrait même être modélisé en fonction de la morphologie de son conducteur et ses différentes zones configurées avec des propriétés spécifiques pour répondre à des contraintes de pression individualisées et offrir ainsi des niveaux de confort et d'amorti uniques.
Le design n’est pas en reste non plus, car l’impression 3D additive offre également une grande variété de formes, de textures et d’options de personnalisation.
La promesse de la fabrication additive
Utilisée depuis quelques années dans les centres industriels du groupe Renault pour l'usinage de pièces, la fabrication additive est également entrée dans la conception de pièces prototypes. Le procédé est appelé fabrication additive car il repose sur la superposition de fines couches de matière, une à une, à partir d'un fichier numérique plus ou moins complexe.
La structure développée par le groupe Renault et le CEA ouvre la voie à de nouvelles applications, notamment sur les zones de contact des occupants du véhicule, comme les sièges avant, les accoudoirs de portes, la console centrale, la banquette arrière, le volant…
» Cette innovation est le résultat de l'association de l'expérience R&D de deux acteurs majeurs de l'innovation, le CEA et le Groupe Renault. Cela pourrait nous permettre d’offrir aux clients une expérience de conduite véritablement distinctive. Nous continuons d'explorer tout son potentiel, en vue d'obtenir une personnalisation encore plus grande, mais aussi d'obtenir de nouveaux avantages pour différentes zones du véhicule. », a déclaré Jean-François Salessy, directeur général de la synthèse automobile et des technologies amont de l'ingénierie du groupe Renault.
» La liberté de conception quasi totale, les gains de matière et de poids, l'intégration des fonctions et la réduction des temps de fabrication font de la fabrication additive une filière fortement soutenue par le CEA. Ce projet avec le groupe Renault confirme la force de cette discipline qui se concentre sur le développement de nouveaux matériaux construits à travers leur conception, leur caractérisation et leur intégration dans des applications. », a déclaré Philippe Watteau, directeur de l'innovation de la Direction de la recherche technologique du CEA.