L’utilisation de différents types de plastiques dans le secteur automobile a joué un rôle prépondérant tout au long de l’histoire. Cependant, c’est au cours des dernières années que leur utilisation s’est considérablement développée grâce à l’apparition de nouveaux types de plastiques, d’alliages et de composites, qui offrent des performances élevées à un coût équilibré.
L’innovation continue des lignes de conception par les constructeurs et la recherche de l’efficacité en matière de consommations et d’émissions ont fait que les éléments en plastique ne sont plus seulement utilisés pour l’intérieur des véhicules ou les pièces auxiliaires, mais qu’ils constituent désormais un matériau indispensable dans divers éléments de la carrosserie automobile tels que les pare-chocs, les calandres, les ailerons, les moulures latérales ou les revêtements de portières.
Types de plastiques pour voiture
L’apparition de nouveaux types de plastiques et l’amélioration des plastiques existants, en combinaison avec différents additifs et/ou matériaux (fibre de verre) a permis d’augmenter leur nombre et leurs utilisations dans le secteur de la carrosserie.
En fonction de leur comportement à différentes températures, les plastiques sont classés dans les catégories suivantes.
Thermoplastiques
La plupart des plastiques utilisés dans la carrosserie d’un véhicule sont thermoplastiques. Il s’agit d’un type de plastique qui présente de la dureté à froid, mais qui, lorsqu’il est chauffé, se ramollit, ce qui le rend plus facile à déformer et à souder, que ce soit en le chauffant ou avec des adhésifs.
Ils contiennent généralement une forte épaisseur moléculaire (composés de macromolécules linéaires ou ramifiées, non entrelacées). Les propriétés mécaniques des thermoplastiques varient en fonction du processus mécanique de préparation et de leur degré de polymérisation.
Ce sont des plastiques qui, en raison de leurs caractéristiques, sont utilisés pour le formage de pièces qui doivent présenter une certaine souplesse, destinées à l’absorption des impacts et des énergies provoqués par de petites collisions : pare-chocs, phares, etc.
Un avantage supplémentaire de ce type de plastique est qu’ils peuvent être recyclés, ce qui facilite et prolonge leur utilisation et leur cycle de vie. Examinons quelques-uns des thermoplastiques les plus couramment utilisés:
A.B.S. (Acrylonitrile Butadiène Styrène)
- Caractéristiques : il présente une rigidité et une stabilité dimensionnelle. Il offre des surfaces de qualité et une bonne résistance aux agents chimiques.
- Exemples d’utilisation : spoilers, calandres, enjoliveurs, intérieurs de tableau de bord, etc.
ABS PC (ABS Polycarbonate Alpha)
- Caractéristiques : il présente une plus grande rigidité et résistance que l’A.B.S. Il offre également un bon comportement à la traction et à l’absorption des impacts.
- Exemples d’utilisation : calandres, ailerons, protections d’angle, etc.
PA (Polyamide)
- Caractéristiques : est un plastique qui résiste aux chocs, à l’usure et à une grande variété de produits chimiques. Il permet l’utilisation de densités différentes pour le rendre plus souple ou plus rigide selon les besoins.
- Exemples d’utilisation : calandres, enjoliveurs, revêtement intérieurs.
PC (Polycarbonates)
- Caractéristiques : ce sont des matériaux qui offrent une grande rigidité et une grande dureté, ainsi qu’une grande résistance aux chocs. Il présente une bonne résistance aux intempéries et est plus facile à réparer que les autres types de plastiques (bonnes performances pour la peinture et la soudure). Capables de résister à des températures allant jusqu’à 120 °C.
- Exemples d’utilisation : spoilers et protections d’angle, calandres, pare-chocs, etc.
PE (Polyéthylène)
- Caractéristiques : c’est l’un des polymères les plus répandus. Ils présentent une grande élasticité à l’impact et retrouvent facilement leur forme initiale. Excellentes performances contre la chaleur et une grande variété d’agents chimiques. Ils sont également utilisés dans la construction de composants électriques. Ils peuvent commencer à se déformer à partir de 87 °C.
- Exemples d’utilisation : batteries, revêtements de passages de roues, pare-chocs, etc.
PP (Polypropylène)
- Caractéristiques : c’est l’un des matériaux plastiques les plus utilisés dans l’industrie automobile pour différentes pièces et composants. Il présente une performance très similaire à celle du polyéthylène, mais avec de meilleures performances en matière de traction, d’absorption des chocs et de chaleur (jusqu’à 130 °C). Il offre également une grande élasticité et rigidité, et un bon comportement face aux agents chimiques.
- Exemples d’utilisation : batteries, revêtements de passages de roues, pare-chocs, etc.
PP – EPDM (Éthylène-Propylène-Diène Monomère)
- Caractéristiques : c’est un plastique élastique et résistant, avec une grande récupération de structure après impact, supérieure à celle du polypropylène. Il résiste à la plupart des solvants et des acides, ainsi qu’aux températures élevées.
- Exemples d’utilisation : pare-chocs, revêtements intérieurs ou extérieurs, spoilers et ailerons, etc.
PVC (Chlorure de polyvinyle)
- Caractéristiques : en combinaison avec différents types d’additifs, il offre une grande variété de résultats, tels que des structures très souples à d’autres très rigides. Ils sont résistants à l’humidité, aux acides et aux solvants, ainsi qu’à l’usure, mais pas aux températures élevées. Application facile de la couleur sur leur surface.
- Exemples d’utilisation : câbles électriques, planchers de bus, etc.
Thermodurcissables
Ils sont composés de chaînes de molécules linéaires ou ramifiées reliées entre elles pour former un réseau qui leur confère dureté et rigidité.
Ils reçoivent ce nom parce qu’ils ne se déforment pas lorsqu’ils sont soumis à la chaleur, à des pressions mécaniques ou à certains produits chimiques, en conservant toujours leur structure d’origine.
Contrairement aux thermoplastiques, l’application d’une chaleur excessive ne provoque pas de déformation, mais entraîne la décomposition ou la carbonisation de la zone chauffée, sans en altérer la forme.
Pour cette raison, ils ne peuvent pas être soudés, mais ils peuvent être réparés grâce à d’autres techniques, telles que des adhésifs ou des résines.
Parmi ses caractéristiques, on peut citer une grande résistance mécanique et rigidité. Ils sont principalement utilisés sur des pièces qui ne seront pas soumises à des flexions ou qui peuvent résister à des températures élevées, comme les couvre-carter ou les supports de radiateur.
Les thermodurcissables les plus couramment utilisés dans l’industrie automobile sont les résines polyester insaturées telles que les résines époxy (EP) et les polyuréthanes (PU, généralement renforcés avec des charges minérales ou synthétiques pour augmenter les propriétés mécaniques de ces plastiques).
GU-P / BMC-SMC-MMC (Résines polyester renforcées de fibre de verre)
- Caractéristiques : ce sont des plastiques qui se distinguent avant tout par leur légèreté et leur rigidité, tout en offrant de bonnes performances mécaniques.
- Exemples d’utilisation : hayons, capots, calandres, isothermes, etc.
EP (Résine époxy)
- Caractéristiques : elles offrent une grande diversité en termes de performances de rigidité et d’élasticité. Elles peuvent être renforcées par des charges et des fibres. Bonne adhérence sur les autres plastiques, sauf les oléfiniques (PE, PP). Résistance à la corrosion et aux agents chimiques.
Exemples d’utilisation : modification de pièces de carrosserie telles que pare-boues, pare-chocs, bas de caisse, ailerons, etc
GFRP (Plastiques renforcés de fibre de verre)
- Caractéristiques : ils présentent une grande dureté et une grande résistance. Ils incorporent des fibres de verre et des résines thermodurcissables (polyesters, époxydes…). Ils ne peuvent pas être soudés, mais ils peuvent être réparés.
- Exemples d’utilisation : pare-chocs, tableaux de bord, etc.
Élastomères
La principale caractéristique des élastomères estleur grande flexibilité et élasticité. Face à des pressions de force externes, ils ont tendance à se déformer, reprenant leur forme initiale lorsque la pression cesse.
Une fois cassés, ils sont plus difficiles à réparer. La réparation de ces plastiques se fait à l’aide d’adhésifs, car ils ne peuvent pas être soudés en raison de leur dégradation sous l’effet d’une chaleur excessive.
La plupart des élastomères sont composés de variantes de caoutchouc, comme le polyuréthane thermoplastique (PU ou PUR s’il est renforcé), l’éthylène-propylène-diène (EPDM) ou le styrène-butadiène (SBR).
Dans l’industrie automobile, les élastomères sont principalement utilisés pour des pièces telles que les spoilers, les joints ou le caoutchouc pour les vitres.
Méthodes d’identification du type de plastique dans la carrosserie
En raison de l’évolution rapide de ces composants dans le secteur, il est essentiel que le professionnel ait une connaissance approfondie des différents types de plastiques qui composent une voiture, de leur comportement et des procédés de réparation adéquats pour obtenir un résultat et une reproductibilité optimaux.
Ce n’est pas en vain que l’utilisation des plastiques dans un véhicule est actuellement d’environ 18 % dans un modèle de taille moyenne. Ce chiffre devrait encore augmenter à l’avenir.
Connaître en profondeur les différents types de plastiques utilisés dans l’industrie automobile nous aidera à optimiser leur réparation. Examinons maintenant quelques méthodes permettant de procéder à une identification correcte.
Code d’identification
Aujourd’hui, nous pouvons identifier les pièces en plastique d’un véhicule grâce à une sorte de plaque ou de code d’identification situé à l’intérieur, qui précise la composition exacte de la pièce (type de matériau et charge de renforcement éventuelle).
Ces informations sont délimitées par les symboles « > » et « < ». Nous pouvons également trouver d’autres données telles que le mois et l’année de fabrication de la pièce.
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, ces informations sont collectées pour faciliter son processus de recyclage, et non pour fournir des données supplémentaires sur la réparation.
Analyse organoleptique
Elle consiste à effectuer une série d’essais subjectifs en appliquant une flamme de feu sur le plastique, afin de déterminer son type:
| Comportement flamme | Couleur flamme | Fumée | Caractéristiques | Plastique possible |
|---|---|---|---|---|
| Flamme avec une certaine intensité. Lorsque la flamme est retirée, il s’éteint. | Verte | PVC | ||
| Jaune | Peu | Il fond | PUR | |
| Beaucoup | Il fond, se carbonise et fait des bulles | PC | ||
| Il continue à brûler lorsque la flamme est retirée. | Bleue ou blanche-bleutée | Sans fumée | Il fond et la zone de combustion devient transparente | PE |
| Il fond et la zone de combustion devient transparente. Des fils sont formés lorsque l’on étire la masse fondue. | PP | |||
| Il fond et goutte | PA | |||
| Jaune | Noire et dense | Il est fragile | PS | |
| La zone de rupture est blanchâtre | ABS | |||
| Il fond, fait des bulles et se carbonise | ABS/PC |
Avantages et inconvénients de l’utilisation des plastiques dans la carrosserie
Les performances offertes par les plastiques dans le secteur automobile leur donnent un net avantage sur d’autres matériaux tels que l’acier ou l’aluminium, grâce à leur poids et leur coût plus faibles, à une meilleure adaptation aux réglementations environnementales ou à la possibilité d’être recyclés.
Avantages par rapport à d’autres matériaux
La présence croissante des plastiques dans la carrosserie d’un véhicule est due au fait qu’ils apportent une série d’avantages difficiles à obtenir avec d’autres types de matériaux:
- Moindre poids: l’augmentation de la taille des véhicules et l’accroissement du nombre de pièces utilisées dans leur fabrication rendent indispensable l’utilisation de matériaux qui contribuent à réduire le poids total du véhicule. Sans les pièces en plastique, les véhicules actuels pèseraient de 180 à 300 kg de plus.
- Réduction de la consommation: cette réduction de poids entraîne également une réduction des consommations, ce qui se traduit par une économie d’environ 0,5 litre aux 100 km.
- Impact environnemental: une consommation moindre entraîne à son tour une réduction des émissions, un aspect fondamental aujourd’hui pour respecter les réglementations en vigueur. En outre, il s’agit d’un matériau qui peut être recyclé, ce qui prolonge sa durée de vie.
- Des lignes de conception plus complexes: elles permettent la conception de panneaux à géométries complexes, ce qui influence également les performances dynamiques de la carrosserie.
- Bonnes performances d’isolation thermique, électrique et acoustique: ils facilitent le confort de la marche et améliorent l’absorption des chocs à basse vitesse grâce à une plus grande souplesse.
- Ils ne rouillent pas.
- Réduction des coûts et du temps de montage.
Inconvénients de l’utilisation des plastiques en carrosserie
Bien qu’elles apportent de nombreux aspects positifs à la carrosserie d’un véhicule, les pièces en plastique peuvent présenter certains inconvénients:
- Moindre résistance aux intempéries : une exposition prolongée aux intempéries peut provoquer une dégradation du matériau, entraînant une perte de brillance et de résistance du plastique exposé.
- Sensibilité accrue aux produits chimiques : certains plastiques offrent une moindre résistance chimique à certains produits tels que les solvants, qui peuvent endommager le substrat du plastique.
- Moindre adhérence et incompatibilité avec certaines peintures : en raison des propriétés qui composent les plastiques, il est conseillé d’utiliser des peintures spécifiques pour assurer une meilleure adhérence.
Conclusion
L’évolution rapide des plastiques dans la carrosserie exige une mise à jour continue de la part du professionnel.
Connaître les différents types de plastiques existants ainsi que les méthodes à prendre en compte pour une identification correcte permettra au professionnel d’adapter chaque réparation au processus de peinture adéquat, améliorant ainsi la rentabilité et la productivité de l’atelier.