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Industrie automobile, Matériaux, Innovation

Un siège conducteur bien conçu, d’hier à aujourd'hui

16 février 2022

Il ne fait aucun doute aujourd'hui que toutes les voitures doivent être équipées de sièges munis de ceintures et d'appui-têtes. Cependant, nous ne sommes peut-être pas conscients de l'évolution qu'a connu cet élément de sécurité au cours des dernières décennies. Avec le développement de l'automobile et de la réglementation, les exigences en matière de sécurité et de confort ont considérablement augmenté et les sièges de voiture ont à présent de nouvelles fonctions auxquelles personne ne s’attendaient jusqu’à maintenant.

La technologie de pointe de transformation du PPE permet d'obtenir presque toutes les formes de la pièce.
La technologie de pointe de transformation du PPE permet d'obtenir presque toutes les formes de la pièce.

En apparence, les sièges de voiture d’aujourd'hui, utilisés par les conducteurs et les passagers, ne sont pas très différents des modèles installés dans les véhicules d’il y a deux ou trois décennies de là. Cependant, les concepteurs et les experts chevronnés savent que la production de siège de voiture nécessite une analyse minutieuse de chaque détail de conception et une série de tests exigeants dans un atelier de prototypage. L'ensemble du processus peut prendre plusieurs années et les sièges conçus pour différentes catégories de voitures varient considérablement. Des hypothèses différentes accompagnent la conception des sièges pour les voitures à moteur à combustion interne et ceux pour les voitures électriques, en raison de la localisation différente du centre de gravité dans ces deux types de véhicules. L'objectif principal des concepteurs, quel que soit le type de siège de voiture, est de combiner les exigences de sécurité et de confort en un seul produit, ce qui, dans le contexte de la recherche constante de la réduction du poids à vide des véhicules, peut être une tâche exigeante.

Les sièges auto modernes – en quoi diffèrent-ils de leurs prédécesseurs ?

Les sièges utilisés dans les voitures des années 1990 n'étaient pas très différents en matière de conception. Ils étaient relativement encombrants, lourds et avaient des formes assez simples. Ils étaient universels pour toutes les catégories de voitures. Ils ne devaient pas nécessairement répondre à des exigences strictes en matière d'absorption d'énergie ou de confort individuel. À l'époque, on n’y prêtait pas tellement attention ni adaptait le siège à la morphologie par exemple. Les sièges de voiture d’aujourd’hui sont beaucoup plus complexes. Ils doivent être correctement profilés pour assurer une meilleure stabilisation de la colonne vertébrale du conducteur, comme le montre l'exemple les sièges baquets des voitures de sport. Les sièges des voitures sont également devenus plus grands et plus légers. Le poids total de cet élément est passé de 50 kg à 22 kg en moyenne.

Ce résultat a été obtenu principalement grâce à l'utilisation de matériaux modernes. Par exemple, les mousses de polyuréthane traditionnelles ont été remplacées par des mousses plastiques très légères extrêmement résistantes, comme le polypropylène expansé (PPE). Ce matériau a une capacité d'absorption très élevée, ce qui le rend idéal pour se protéger contre les effets d'un éventuel accident. En cas d'impact, il ne se désintègre pas en morceaux et reprend sa forme initiale. Il est donc mieux adapté que d'autres plastiques à la fabrication de composants de sécurité passive. La résistance élevée du PPE permet de concevoir des sièges de voiture avec une section transversale plus petite. Cela permet de gagner un espace précieux dans l'habitacle, ce qui est souvent un argument important pour l'utilisateur potentiel. Les sièges de voiture modernes ont beaucoup plus de fonctions.

Lire plus : Nouvelles tendances dans la fabrication des sièges automobiles

Quelles sont les fonctions d'un siège auto ?

Les sièges de voiture d'aujourd'hui peuvent se composer jusqu'à une centaine de pièces et être intégrés à un grand nombre de mécanismes et de systèmes électroniques pour offrir aux passagers un confort et une sécurité optimale au quotidien. Outre les airbags soigneusement dissimulés sous les coutures qui protègent les passagers, ils peuvent être dotés de mécanismes de régulation à plusieurs niveaux, de chauffage, de ventilation et, dans les modèles de voitures de luxe, de massage. Des capteurs spécialement intégrés peuvent mémoriser les réglages individuels et détecter la présence d'un passager, ce qui détermine à son tour le fonctionnement d'autres systèmes de sécurité active tels que l'avertissement du bouclage de la ceinture de sécurité ou le déploiement de l'airbag. Les sièges de voiture électriques de certains modèles peuvent même repositionner automatiquement l'assise, le dossier et l'appui-tête pendant les longs trajets afin de soulager les différentes parties du corps du passager. Face à un tel éventail d'équipements, le plus grand défi a été de combiner des questions telles que le confort, la sécurité et l'esthétique. D'autant plus que de nouveaux concepts de voitures autonomes se profilent à l'horizon. Des aspects totalement nouveaux liés à leur mode d'utilisation devront être pris en compte lors de la conception de sièges dédiés.

Comment est construit un siège auto ?

Partie de la banquette arrière en PPE – surmoulée.
Partie de la banquette arrière en PPE – surmoulée.

Le niveau de sécurité offert par un siège de voiture moderne est constitué de nombreux aspects et détails de conception. Le rôle principal à cet égard est joué par l'armature métallique, qui supporte les charges les plus lourdes en cas d'accident. Les rembourrages en mousse sont également responsables de l'absorption des forces et doivent donc être conçus avec le bon type de matériau. Aujourd'hui, on utilise de plus en plus souvent deux couches au lieu d'un seul type de mousse. La base de l'assise et du dossier, plus dure et plus durable, est constituée de mousse de polypropylène PPE. Non seulement elle amortit les chocs ou les impacts, mais elle confère également un ressort adéquat à l'assise, ce qui influe indirectement sur son confort. Comme la structure de ce matériau est principalement constituée d'air, il est beaucoup plus léger que les mousses de polyuréthane traditionnelles et est entièrement recyclable. La couche supérieure plus proche du revêtement est à son tour un type de mousse souple responsable de la sensation de confort au toucher.

L'un des principaux avantages du polypropylène expansé en tant que matériau pour la fabrication de sièges de voiture modernes est la facilité de conception à l'aide de technologies informatiques innovantes et de la visualisation en 3D. Les méthodes modernes de transformation du PPE permettent d'obtenir des garnitures de n'importe quelle forme, en tenant compte de l'acheminement sûr et esthétique des fils ou des capteurs. Le prochain défi pour les concepteurs sera de développer un siège pour une voiture autonome avec une fonction d'inclinaison qui offre un niveau de sécurité similaire à celui d'un passager assis. Les technologies modernes de conception des composants automobiles en PPE pourraient permettre une autre percée dans ce domaine également.

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