Pour arriver à des voitures neutres en carbone il faut mettre en place une collaboration étendue sur les matières avant même de faire les premiers plans.

Si le délai habituel de développement (du début de la conception à la sortie d'usine de la première voiture) est de cinq ans, pour arriver à une première voiture neutre en carbone il faut au plus tard commencer en 2025.

Comme le montre le graphique suivant de Volvo, transformer une voiture thermique en voiture électrique réduira les émissions de CO₂ de plus de moitié, sur une durée de 200 000 km, à condition de charger le véhicule avec une électricité renouvelable.

« Mais, la fabrication et les matériaux utilisés pour le véhicule électrique représentent encore 24 tonnes de CO₂e intégré », souligne Jonas Adolfsson, Business Development Mobility. « 17 % de ces matières sont des aciers. L'acier conventionnel utilisé aujourd'hui pour l'automobile a une teneur en carbone intégré de 2,4 kg CO₂e/kg. »

« Avec l'acier SSAB Zero™ disponible dès maintenant, ou l'acier SSAB Fossil-free™ qui sera disponible en quantités commerciales en 2026, vous pouvez faire baisser les émissions intégrées de l'acier de votre véhicule électrique à 0,3 ₂e/kg d'acier, soit une réduction de 87 % du CO₂e par rapport à l'acier actuel », souligne Adolfsson.

« Mais SSAB ne s'arrête pas là », poursuit Adolfsson. « Nous travaillons à la décarbonation de nos fournisseurs en amont, comme par exemple nos producteurs d'alliage. En attendant, et dans l'objectif d'alléger les pièces, les concepteurs automobiles ont intérêt à minimiser/optimiser leur utilisation des aciers AHSS/UHSS dans les composants de sécurité de caisses en blanc : en d'autres termes, à utiliser des nuances plus résistantes dans des dimensions plus fines ».

Cette tôle d'acier martensitique Docol^® 1400 MPa électrozingué (de seulement 1,0 mm d'épaisseur par 20 mm de large) peut soulever 2800 kg, ce qui illustre bien la résistance des aciers UHSS en épaisseurs fines.

« La nuance d'acier Docol 1500M de SSAB a été intégrée à mes premiers projets », explique Brian Oxley de Shape Corp. « Nous avons innové sur les géométries et nous avons créé de nouveaux profils de pare-chocs. Nous avons travaillé sur les plans pour obtenir le meilleur de la résistance de cette matière. Nos clients ont adopté cette solution, aujourd’hui mise en œuvre dans des sites de fabrication aux États-Unis, dans l’UE, au Mexique et en Chine. » Voir le détail de cette réalisation client Avec l’acier Docol^®, Shape Corp. a pu perfectionner les pièces structurelles de ses carrosseries.

4 étapes pour réduire considérablement l'empreinte carbone de vos pièces en acier

1. Commencez par un acier à faible CO₂e : aciers SSAB Zero™ et SSAB Fossil-free™
2. Exploitez au maximum l'efficacité des matières en optimisant les pièces pour qu'elles soient plus légères (par exemple avec des épaisseurs plus fines).
3. Optimisez les matières en réduisant les mises au rebut (à cause de micro-fissures, ou autres) en sélectionnant soigneusement les nuances d'acier en fonction des procédés de formage.
4. Réduisez la consommation énergétique de votre production. Par exemple, en utilisant un formage à froid (laminage ou autre) au lieu de durcir sous presse.

« Nous sommes convaincus que le laminage est intéressant pour les caisses en blanc, surtout que les aciers sont de plus en plus résistants », explique Adolfsson. « Presque par définition, le laminage permet d'économiser sur la quantité de matière. Les géométries laminées peuvent aussi être performantes pour la sécurité en cas de choc et présentent d'autres atouts comme la rigidité ».

Pour tirer pleinement parti des avantages des matières, en faisant laminer des composants par exemple, il faut impliquer votre fabricant d'acier AHSS/UHSS très tôt. Il en va de même pour tous les efforts d'optimisation des pièces en acier, car vous travaillez ensemble pour répondre aux objectifs de conception de votre entreprise pour un modèle donné.

Avec votre fournisseur d'acier pour les composants de caisses en blanc, vous pouvez reconsidérer vos objectifs de conception et vos modèles de production (actuels et à venir) sur les sites de production concernés. 

Adolfsson souligne « Nous comprenons parfaitement que concevoir une voiture, c'est trouver l'équilibre permettant d'atteindre la solution optimale (pour la répartition du poids, les performances en cas de collision, la rigidité et d'autres propriétés) en vous servant de l'équipement de formage dont vous disposez ou dont vous allez disposer (un laminoir par exemple). Nous sommes le plus grand fabricant d'acier AHSS/UHSS au monde, nous offrons non seulement le plus large choix d'aciers avancés à haute résistance, mais aussi le plus de variantes dans une classification donnée, voire pour un niveau de résistance donné ».

Casser les « silos » grâce à l'ingénierie simultanée

L'ingénierie simultanée réunit les ingénieurs de conception/design, au tout début de la conception d'une nouvelle voiture, avec les ingénieurs matières et les ingénieurs de fabrication. Ces trois services devraient fortement s'appuyer sur leur fournisseur d'acier AHSS : l'acier spécifique utilisé dans les pièces de caisse en blanc aura une incidence évidente sur la conception et la fabrication. 

« Cet effort collaboratif précoce dépasse la simple assistance technique sur l'acier UHSS » indique Adolfsson. « Il faut pleinement tirer parti de votre acier pour caisse en blanc de sorte à obtenir les meilleures propriétés nécessaires à la pièce, en vous servant de l'équipement de formage dont vous disposez (ou disposerez bientôt). Le Centre de partage des connaissances SSAB s'intéresse de très près aux domaines tels que l'optimisation géométrique, les simulations de formage, la soudure, etc. »

En 2014, Gestamp cherchait mettre au point un nouveau bras de suspension inférieur pour la Toyota Yaris fabriquée en Europe. Il est très vite apparu qu'il n'existait pas de nuance d’acier répondant aux besoins de développement de cette pièce. Alors, Gestamp a contacté SSAB. Lire Gestamp et SSAB collaborent sur le long terme pour des automobiles plus résistantes et plus légères.

Développement de voitures neutres en carbone

Une collaboration dès la conception est tout simplement ce qu'il y a de mieux. Mais nous travaillerons aussi avec vous à toutes les autres étapes tandis que vous mettrez au point votre voiture neutre en carbone (ou à très faible CO₂e). Il n'est jamais trop tôt pour nous contacter puisque nous partagions l'objectif de réduire les émissions de CO₂ intégrées dans les matériaux pour l'automobile.