Les années 2000 ont vu les automobiles prendre du poids et du volume. « La popularité des SUV est non seulement liée à des raisons esthétiques mais aussi au sentiment de sécurité procuré par leur position de conduite élevée, constate-t-il. Ceci a conduit à  une tendance au surpoids et à l’augmentation des dimensions : des voitures plus larges, plus hautes et surtout avec de plus grandes roues. Les roues font justement partie des éléments les plus lourds d’une voiture et entrainent un cercle vicieux de surdimensionnement pour conserver les volumes intérieurs de l’habitacle et la résistance aux chocs, en raison de leur incompressibilité ». L’augmentation des prestations globales sur les véhicules, en matière d’acoustique, de finitions intérieures et d’équipements, pèse lourd également et doit être compensée par des allègements. En une dizaine d’années, entre 2012 et 2023, le poids moyen des voitures a ainsi augmenté de plus de 50 kg, soit 4,3 %, selon l’Argus. Enfin, la réglementation, en particulier sur les systèmes de dépollution (ajout de catalyseur, filtre à particules…), joue un rôle également.

La chasse aux kilos

Aujourd’hui, à l’heure où le prix des carburants atteint des sommets et où nous devons décarboner nos usages pour limiter le réchauffement climatique, les constructeurs automobiles traquent le moindre kilo et optimisent l’aérodynamisme. L’objectif avant tout est de réduire les malus sur les émissions de CO2 et sur la masse à vide des véhicules. D’autant plus que depuis le début de l’année 2024, le gouvernement a durci son malus au poids, une spécificité française, en abaissant le seuil d’application de la taxe aux voitures dépassant 1,6 tonne. Pour les voitures électriques, la chasse aux kilos est tout aussi importante,
pour en augmenter l’autonomie.

« Pour alléger au mieux, plusieurs solutions sont possibles, affirme Bruno Derrien. Les constructeurs peuvent avoir recours à des matériaux plus légers que l’acier, comme l’aluminium. » Longtemps, l’aluminium était réservé aux véhicules haut de gamme, à cause de son coût. Mais maintenant l’équilibre de profitabilité du ratio coût/gain de masse a nettement augmenté pour laisser la place à ces solutions d’allègement faisant appel à des matériaux plus chers.

Les aciers haute performance permettent par ailleurs de conserver les épaisseurs des tôles, voire de les réduire. Les polymères composites deviennent aussi de plus en plus compétitifs vis-à-vis des métaux, très coûteux en énergie dans leur production.

Cependant, l’un des leviers essentiels reste l’optimisation du dimensionnement et de l’engagement de matière, qui
ne cessent de s’améliorer par l’expertise et la simulation numérique utilisés dans le secteur automobile. La réduction de masse conduit à la diminution du dimensionnement moteur, frein, refroidissement, structure… C’est un cercle vertueux !

L’enjeu de l’aérodynamisme

Il n’est pas suffisant de maigrir. Si la masse entraine à un besoin supplémentaire de puissance et d’énergie lors des variations de vitesse, la résistance au vent devient prépondérante dans la consommation de carburant au-delà de 50 km/h. L’accent est donc mis sur l’aérodynamisme des nouvelles voitures. Et c’est justement la mission d’un architecte automobile, comme Bruno Derrien. « Une mission d’autant plus importante dans le cas des véhicules électriques pour lesquels on met sous le plancher du véhicule une batterie haute de 14 cm, » souligne-t-il. On doit dans un même temps contenir la hauteur “hors tout” de la voiture, pour qu’il n’y ait pas trop de résistance à l’air, et abaisser le toit principalement à l’arrière pour réduire la traînée aérodynamique.

La conséquence ? Il devient nécessaire d’agrandir la carrosserie et de revoir l’ergonomie intérieure. Pour que les passagers ne perdent pas en confort, avec une habitabilité plus limitée, les positions d’assises sont plus basses et plus allongées. « Tout est question de critères d’angles de confort entre le buste, les jambes et les pieds, explique l’architecte automobile. Cela prépare en parallèle l’avenir vers les véhicules autonomes, pour nous apporter une position afin de nous relaxer lors des trajets en voiture, puisque nous ne serons plus au volant. Et afin de conserver un accès aisé au véhicule, cet abaissement de la carrosserie nous amène à optimiser les sections au-dessus des portes latérales en étudiant, par exemple, des solutions de portes sans cadre
autour des vitres, comme on l’observe pour les coupés. »

Les silhouettes des véhicules, notamment les SUV, évoluent donc vers ce profil avec un arrière plus plongeant, comme les nouvelles Peugeot 4008 et 3008 ou le futur Renault Rafale.

Nos atouts : un service R&I matériaux

Pour répondre à toutes ces problématiques des futurs véhicules, SEGULA Technologies possède une division Recherche & Innovation (R&I), dont l’expertise ne se limite pas au marché automobile. « Chez SEGULA Technologies, nous travaillons pour plusieurs domaines industriels – poidslourds, ferroviaire, aéronautique…, révèle Bruno Derrien. Nous pouvons ainsi bénéficier de transferts de technologies entre les secteurs, pour être novateurs. En avant-projet d’un futur utilitaire par exemple, nous avons profité de l’expérience du service R&I sur des bus pour développer un panneau hyperléger. »

Autre illustration : pour la recyclabilité de mini-voitures constituées d’une structure tubulaire avec des peaux plastiques collées, la colle posait problème lors du recyclage. Or, la R&I de SEGULA Technologies avait déjà identifié une colle innovante, capable de se dissoudre à une température de l’ordre de 120°C. De cette manière, le tube et les peaux se séparent aisément, pouvant être ainsi
recyclés indépendamment.

« Et nos expertises ne s’arrêtent pas là, conclut Bruno Derrien. Nous sommes sollicités par des équipementiers automobiles pour réaliser des études d’architecture. Ils visent ainsi à compléter leurs projets d’innovation avec une intégration complète dans le véhicule, pour en évaluer tout le potentiel, et le présenter à leurs clients constructeurs. SEGULA Technologies travaille aussi sur les batteries électriques du futur et sur leur meilleure intégration dans les véhicules. Les projets dans l’automobile ne manquent donc pas, tous plus innovants les uns que les autres. La voiture de demain reste à être imaginée. C’est ce que nous faisons ! »