14/3/2019
Le lin concurrence le carbone
Porsche Motorsport, présent au salon des composites JEC World 2019, exposait des pièces de carrosserie en plastique renforcé de fibres de lin offrant une résistance mécanique remarquable. Ces éléments équipent des 718 Cayman en version de compétition GT4 Clubsport et une production à plus grande échelle est industriellement possible.
Alors que le plastique renforcé de fibres de carbone est largement répandu en compétition automobile, il est étonnant de voir une Porsche 718 Cayman GT4 Clubsport équipée de portes et d’un aileron en fibres naturelles. Dans quel intérêt ? Eduard Ene, ingénieur de développement de la carrosserie chez Porsche Motorsport, répond : « Le bilan environnemental est nettement meilleur. De plus, les pièces sont 30 % moins chères à produire et nous n’avons pas le problème des bavures qui peuvent blesser pendant la production ou lorsque la pièce est cassée. »
Les fibres sont issues des tiges de lin, une fibre longue de la taille du décimètre et issue d’une plante qui pousse notamment sur les côtes du nord de la France, de la Belgique et des Pays-Bas. Après traitement, les fibres sont tissées en croix puis imbibées d’une résine, Porsche Motorsport ayant choisi dans cette application l’époxy (polyépoxydes). L’ingénieur précise : « La fabrication de cette matière première consomme 75 % moins d'énergie que celle de la fibre de carbone. » Le reste du processus de fabrication d’une pièce suit des méthodes conventionnelles pour les composites, le transfert de résine RTM pour les portes et le pré-imprégné pour l’aileron. Ce projet a été développé en coopération avec l'Institut Fraunhofer et la société anglaise Bcomp spécialisée dans la transformation des fibres naturelles.
La porte est fabriquée en 2 panneaux collés, intégrant le cadre de vitre, et un cache est ajouté sur la face intérieur. La vitre est en polycarbonate et les autres pièces comme serrures et charnières sont vissées. L’aileron arrière est en 4 parties : 2 pour l’aile et 2 pour les bords.
Le plastique renforcé de fibres naturelles (NFRP – Natural Fiber Reinforced Polymer) n’offre pas autant de résistance à la traction que celui à base de carbone, mais sa résistance à la flexion est similaire ainsi que sa masse volumique. Le NFRP à base de lin présente aussi l’avantage de mieux absorber les vibrations. Cette matière doit donc être employée sur des applications adéquates, par exemple pour quelques pièces de carrosserie. Le poids de la porte est de 5,1 kg, alors qu’il aurait été de 4,5 kg avec du carbone, et celui de l’aileron atteint 3,9 kg.
Ces pièces ont été produites à 700 exemplaires pour cette version de compétition. Eduard Ene ne voit pas de barrière technique pour un emploi sur des véhicules de grande production : « Cette technologie est aujourd’hui prête pour la grande série. Le temps de fabrication dépend uniquement du procédé utilisé pour la cuisson de la résine. » Cette porte ne pourrait pas remplacer en lieu et place celle d’origine en métal car elle ne supporte pas de grandes déformations de la caisse, la version GT4 Clubsport ayant un arceau réduisant les variations dimensionnelles. Un travail sur la qualité de surface est également nécessaire.
Alors que le plastique renforcé de fibres de carbone est largement répandu en compétition automobile, il est étonnant de voir une Porsche 718 Cayman GT4 Clubsport équipée de portes et d’un aileron en fibres naturelles. Dans quel intérêt ? Eduard Ene, ingénieur de développement de la carrosserie chez Porsche Motorsport, répond : « Le bilan environnemental est nettement meilleur. De plus, les pièces sont 30 % moins chères à produire et nous n’avons pas le problème des bavures qui peuvent blesser pendant la production ou lorsque la pièce est cassée. »
Les fibres sont issues des tiges de lin, une fibre longue de la taille du décimètre et issue d’une plante qui pousse notamment sur les côtes du nord de la France, de la Belgique et des Pays-Bas. Après traitement, les fibres sont tissées en croix puis imbibées d’une résine, Porsche Motorsport ayant choisi dans cette application l’époxy (polyépoxydes). L’ingénieur précise : « La fabrication de cette matière première consomme 75 % moins d'énergie que celle de la fibre de carbone. » Le reste du processus de fabrication d’une pièce suit des méthodes conventionnelles pour les composites, le transfert de résine RTM pour les portes et le pré-imprégné pour l’aileron. Ce projet a été développé en coopération avec l'Institut Fraunhofer et la société anglaise Bcomp spécialisée dans la transformation des fibres naturelles.
Le plastique renforcé de fibres naturelles (NFRP – Natural Fiber Reinforced Polymer) n’offre pas autant de résistance à la traction que celui à base de carbone, mais sa résistance à la flexion est similaire ainsi que sa masse volumique. Le NFRP à base de lin présente aussi l’avantage de mieux absorber les vibrations. Cette matière doit donc être employée sur des applications adéquates, par exemple pour quelques pièces de carrosserie. Le poids de la porte est de 5,1 kg, alors qu’il aurait été de 4,5 kg avec du carbone, et celui de l’aileron atteint 3,9 kg.
Ces pièces ont été produites à 700 exemplaires pour cette version de compétition. Eduard Ene ne voit pas de barrière technique pour un emploi sur des véhicules de grande production : « Cette technologie est aujourd’hui prête pour la grande série. Le temps de fabrication dépend uniquement du procédé utilisé pour la cuisson de la résine. » Cette porte ne pourrait pas remplacer en lieu et place celle d’origine en métal car elle ne supporte pas de grandes déformations de la caisse, la version GT4 Clubsport ayant un arceau réduisant les variations dimensionnelles. Un travail sur la qualité de surface est également nécessaire.
Yvonnick Gazeau
