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Sécurité, Amortisseur de pare-chocs

Question sureté du pare-chocs - en quoi devrait-il être fabriqué ?

30 août 2021

Les voitures fabriquées au cours de la dernière décennie ont de nombreux systèmes de sécurité que nous ne remarquons même pas au quotidien. L’un de ces éléments de la sécurité passive « invisibles » est le pare-chocs qui est harmonieusement intégré dans la carrosserie du véhicule. De quoi est-il fait et quelle est sa fonction ?

La mousse PPE trouve sa parfaite application dans la production d’éléments de sécurité passive.
La mousse PPE trouve sa parfaite application dans la production d’éléments de sécurité passive.
photo. Knauf Industries

En regardant les conceptions complexes d’aujourd’hui des pare-chocs de voiture, il est difficile de croire qu’au tout début, ils ne servaient que de décoration, ne fournissant aucune protection au moment d’une collision. Dès 1910, les constructeurs automobiles ont commencé à utiliser des bandes d’acier, fixées à l’arrière et à l’avant du véhicule. À l’époque, les véhicules roulaient à une plus faible vitesse et le pare-chocs ne visait qu’à éviter des réparations coûteuses en cas de contact possible avec un obstacle.

Au fur et à mesure que l’industrie automobile se développa, ces conceptions sont devenues plus lourdes et plus esthétiques, pour prendre la forme d’une pièce chromée « allégée » dans les années 1960. Les premiers pare-chocs en plastique ont été introduits à la fin des années 1960 et au début des années 1970 par la marque General Motors. Ils devaient absorber l’énergie d’une collision à basse vitesse et ne pas être endommagés de façon permanente dans le processus. Aujourd’hui, les pare-chocs modernes sont intégrés à la carrosserie de la voiture et cachent de nombreuses fonctions diverses. Leur tâche principale est d’assurer la sécurité - non seulement pour les passagers des véhicules, mais aussi et surtout pour les piétons.

Lire aussi : Du pare-chocs en métal au plastique : à la recherche de l'équilibre entre esthétique et sécurité

Pare-chocs de voiture fabriqué en plastique, mais pas seulement

Module de protection passive pour piétons avant - Sortie d’air avant d’un Renault Captur et absorbeur de pare-chocs avant.
Module de protection passive pour piétons avant - Sortie d’air avant d’un Renault Captur et absorbeur de pare-chocs avant.

Les pare-chocs de voiture modernes doivent avoir un design très résilient qui agit comme un amortisseur au moment d’un impact. Leur élément principal est une section structurelle en acier, « la poutre » dite de pare-chocs. Ce renfort est monté horizontalement sur les panneaux avant et arrière d’une voiture et doit supporter la charge même la plus lourde lors d’un accident. Il est recouvert d’un rembourrage en mousse PPE flexible.

En cas d’accident, le rembourrage du pare-chocs dissipe l’énergie cinétique et réduit le bruit même pendant la conduite. Cet élément reçoit généralement une forme profilée qui correspond à la géométrie de la partie externe du pare-chocs, qui est un couvercle moulé par injection en matériaux thermoplastiques, polypropylène (PP) ou polycarbonate (PC). De nos jours, divers éléments électroniques comme les capteurs de stationnement, caméra de recul, phares antibrouillards et parfois les prises d’air supplémentaires sont intégrées également dans la construction du pare-chocs.

Pare-chocs de sécurité - quelles sont ses fonctions ?

La fonction principale d’un pare-chocs de voiture est de compenser les effets d’une collision potentielle, tant pour les passagers que pour les piétons. Les concepteurs et les fabricants de l’industrie automobile sont à la recherche constante de la conception idéale et des solutions matérielles adéquates pour équilibrer rigidité et flexibilité avec dureté et résistance. En règle générale, plus la conception du pare-chocs est solide et robuste, mieux il protège la structure de la voiture.

Cependant, il peut être dangereux pour l’autre véhicule et les piétons. Il arrive que les pare-chocs se brisent lors d’accidents à grande vitesse et ne remplissent pas la fonction de protection pour les passagers du véhicule dans de telles situations. La force de collision principale est prise par le cadre renforcé et les zones d’écrasement de contrôle, tandis que le pare-chocs n’est que la première « barrière » lors du contact. Cependant, cet amortissement initial vise à donner aux airbags le temps de se déployer. De nos jours, un pare-chocs de voiture sert principalement de protection en cas de collisions à basse vitesse. Cependant, la forme et la courbure du panneau avant de la voiture et la conception du capot sont principalement destinées à minimiser les blessures des piétons en cas de collision.

Pare-chocs en cas de collision

Selon la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) des États-Unis, les accidents de piétons sont passés de 12 à 17 % de tous les accidents de la circulation en 10 ans. La Governors Highway Safety Association souligne des changements tout aussi troublants, selon lesquels le nombre d’accidents mortels impliquant des piétons est passé de 4 109 à 6 238 entre 2009 et 2018. La montée en popularité des SUV, qui ont un capot et un pare-chocs plus élevés, est citée comme la principale raison de ce changement défavorable.

La différence de position de la poutre du pare-chocs est également importante en cas de collision entre un SUV et une voiture plus petite. Dans la mesure où même à basse vitesse, la structure de ce dernier peut être considérablement endommagée. Compte tenu de la popularité croissante de ce type de voiture en Europe également, des solutions appropriées seront nécessaires. Bien que les voitures neuves soient équipées de systèmes actifs pour protéger les piétons, en freinant automatiquement lorsque le danger est détecté ou en avertissant le conducteur, elles ne fonctionnent pas toujours correctement ou assez rapidement. Les données ci-dessus montrent combien il est crucial de concevoir correctement le pare-chocs et le panneau avant d’une voiture.

Quel est le matériau idéal pour la production de pare-chocs ?

Rembourrage de pare-chocs en mousse polypropylène.
Rembourrage de pare-chocs en mousse polypropylène.
photo. Knauf Industries

Le rôle le plus important en termes de sécurité des piétons est joué par le rembourrage flexible des pare-chocs, qui agit comme un amortisseur. Des matériaux en mousses sont souvent utilisés. Bien que des matériaux alternatifs soient recherchés, il s’agit toujours de solutions de niche. Par exemple, un pare-chocs en liège de chêne conçu spécialement pour les voitures à capot haut. Ou encore, un amortisseur de collision avec des rotors spéciaux pour dissiper l’énergie cinétique. Jusqu’à présent, la mousse PPE s’est avérée être le meilleur matériau pour le rembourrage des pare-chocs.

Ce matériau combine résistance mécanique avec élasticité élevée afin d’amortir plus efficacement l’énergie d’impact (plus convivial pour les piétons). Le large éventail de possibilités que peut offrir le polypropylène expansé PPE travaillé dans les usines de Knauf Industries permet une adaptation aisée des propriétés - des éléments d’amortissement, des rembourrages de pare-chocs et des couvercles de calandre – dû à son faible poids, à sa résistance mécanique et à son élasticité, en passant par ses propriétés, d’amortissement, d’isolation thermique et même d’acoustique.

Le PPE ne s’effrite pas et ne se désintègre pas à l’impact, mais se déforme à court terme et reprend immédiatement à sa forme d’origine. Grâce à des logiciels modernes et à des techniques de visualisation 3D il est possible de trouver la meilleure solution d’éléments d’absorption les chocs, qui répondra pleinement aux exigences d’un projet donné, à la fois en termes d’utilisation et d’esthétique.

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