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La conception d’une voiture de A à Z
La conception d’une voiture est très complexe. Aujourd’hui, un modèle est à peine sorti qu’il faut déjà prévoir son remplaçant. Construire une voiture de A à Z représente un défi de taille. En effet, les nombreuses étapes à franchir de la création d’une nouvelle idée à la construction en usine sont parsemées d’embûches. Par exemple, les nombreux fournisseurs pourront-ils livrer à temps les pièces nécessaires ? Dans cet article, nous vous résumerons les nombreuses étapes de la création à la fabrication d’une voiture.
La conception
Avant d’arriver au stade de prototype (véhicule unique servant à établir les bases d’une conception à grande échelle), les fabricants automobiles engagent des sommes importantes dans la conception. À la base, il s’agit d’abord d’élaborer l’avant-projet. Dès lors, les stratèges déterminent les tendances pour les années à venir, grâce à de nombreuses études de marché. Il faut ainsi prévoir avant le temps et ne pas se tromper. Des pertes financières énormes peuvent découler d’un mauvais concept.
Donc, designers, chefs de départements et ingénieurs tentent de répondre aux attentes des dirigeants. L’industrie change à un rythme fou et le grand responsable de cet état de fait est l’ordinateur, ou plutôt les superordinateurs. Ainsi, les délais de développements sont passés de 4 ans à moins de 2 ans en l’espace d’une décennie : ahurissant !
Par la suite, les évidences sont établies et on enverra les designers à leur planche à dessin. Plusieurs centaines d’esquisses et de dessins seront produits, de la carrosserie à la poignée de porte. Tout doit être pré-établi, de la couleur des appliqués aux tissus utilisés. Tout doit être pensé en fonction des coûts et de la facilité d’assemblage.
Parmi cet amas de papier, des idées seront retenues et transposées en véritable maquette. Celles-ci seront créées à partir de programmes informatiques où l’on utilise l’imagerie de synthèse, ou physiquement, grâce à un matériau synthétique semblable à de la pâte à modeler. Habituellement, ces premiers modèles seront réalisés selon une échelle de grandeur de 1/5. C’est à partir de ces modèles, majoritairement informatiques que sera choisi le prototype qui deviendra réalité.
Dès lors, un plan d’attaque appelé cahier des charges est établi. On y prévoit les horaires, les coûts, l’outillage nécessaire, les sites futurs ou actuels des usines… Tout est planifié dans ce plan qui se devra d’être respecté à la lettre, avant même que le prototype final ait été façonné.
Suivra ensuite le véritable prototype qui deviendra de plus en plus grand et réel grâce aux ordinateurs. Chaque pièce de la voiture sera ainsi créée grâce à l’informatique, de la soupape d’admission à la trappe de ventilation. Une fois approuvées, ces pièces disparates seront réunies. On fera évidemment appel à l’imagerie 3D pour façonner le modèle (ingénierie et conception assistées par ordinateur) tout au long de la création. Ensuite, une fraiseuse automatisée réalisera le dessin final de chaque élément dans la fameuse pâte à modeler. Depuis un bon moment, on réalise même les tests d’impact et de soufflerie grâce aux ordinateurs.
La production
Pour produire une moyenne de 150,000 véhicules par année, il faudra, selon les experts, plus de 2 000 employés, 250 robots, 450 000 pièces différentes et 300 fournisseurs. Une fois ces éléments rassemblés, il restera à mettre en place les trois grandes étapes de la fabrication d’une voiture : la fabrication de la carrosserie, qui comprend l’emboutissage et la tôlerie, la peinture ainsi que le montage.
Fabrication de la carrosserie
L’emboutissage La première des étapes de la fabrication d’une automobile commence par la fabrication des pièces de tôlerie, avec le découpage, à partir de feuilles de métal. Des presses-transferts servent alors à découper et à assembler toutes les pièces de métal.
La tôlerie La seconde étape consiste à la tôlerie. Lors de ce processus de fabrication, toutes les pièces de métal créées lors de l’emboutissage sont assemblées. Des robots se chargeront donc de constituer la carrosserie. Pour ce faire, les robots saisiront les pièces de métal à assembler et y enverront un courant électrique très puissant qui fera fondre le métal (la température atteinte est approximativement de 1 500 degrés Celsius). C’est ce qui permettra d’assembler tous les organes métalliques.
La peinture
La caisse est immergée dans un bain rempli de traitement anticorrosion. Par la suite, la peinture est effectuée par des robots qui sont très précis. La peinture est appliquée à plusieurs reprises en très fines couches avant d’être passée dans le four à cuisson. Elle est désormais appliquée selon le procédé de l’aérostatique. Ce principe consiste à envoyer dans les airs des particules de peinture qui iront se fixer à la carrosserie. Les gouttelettes qui n’auront pas adhéré à la carrosserie seront récupérées grâce à un filtre. Au total, l’application de la peinture d’une voiture conventionnelle dure entre huit et douze heures.
Le montage La dernière étape consiste au montage. On amène ainsi la plate-forme pour y apposer d’abord la carrosserie. On y greffe ensuite toutes les pièces, certaines par des robots, d’autres par des hommes. Pour cette étape du processus, les pièces et les éléments proviennent, pour la plupart, d’usines et d’endroits différents. Elles doivent être fabriquées et livrées sur le champ dans le but de respecter la technique du flux tendu ou « just in time ». Ce processus consiste à amener le matériel au moment même où il doit être installé. Ainsi, les sièges par exemple, seront livrés par le fournisseur à quelques minutes du montage dans l’usine. Cela permet de sauver de l’argent sur l’entreposage très coûteux. Cette technique a été inventée par la compagnie Toyota afin de réduire les coûts de production. L’automatisation tient un rôle prépondérant dans toutes les étapes. Les robots doivent donc être réglés au quart de tour pour assembler toutes les pièces différentes. Pour vous donner un exemple, la petite Mini Cooper nécessite 350 diverses opérations pendant lesquelles pas moins de 2 415 éléments sont assemblés pour passer de simples morceaux de métal à la voiture complète.
Voilà donc un résumé de la construction
d’une voiture. Très complexe, elle nécessite des milliers d’heures
de travail et de planification. En plus, le processus ne s’arrête
pas à la sortie de l’usine. Elle devra ensuite être distribuée,
mise en marché, vendue, maintenue et… recyclée. Des centaines
d’artisans participeront donc, de façon directe ou indirecte, à la
création d’un nouveau modèle.
Pierre Michaud est l'animateur du populaire magazine automobile télévisé AUTOSTOP diffusé tous les dimanches matin, à 10 h, sur les ondes de TQS
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