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4 Service CAHIERS DIDACTIQUES DE BASE CARROSSERIE DE NOTIONS ÉLÉMENT AIRES La r

4 Service CAHIERS DIDACTIQUES DE BASE CARROSSERIE DE NOTIONS ÉLÉMENT AIRES La reproduction totale ou partielle de ce cahier est interdite, ainsi que son enregistrement dans un système informatique ou sa transmission, sous toute forme ou à travers n’importe quel moyen, que ce soit électronique, mécanique, par photocopie, par enregistrement ou par d’autres méthodes, sans l’autorisation préalable et par écrit des titulaires du copyright. TITRE : Notions Élémentaires de Carrosserie (C.D. nº 4) - AUTEUR : Organisation de Service - SEAT, S.A. Zona Franca, Calle 2. Reg. du comm. Barcelone. Tome 23662, Folio 1, Page 56855 1re édition - DATE DE PUBLICATION : Juil. 97 - DEPOT LEGAL : B-10423/98 Préimpression et impression : TECFOTO, S.L. - Ciutat de Granada, 55 - 08005 Barcelone - Design et Mise en page : WIN&KEN I N D E X LA CARROSSERIE D’UNE AUTOMOBILE 4-5 TYPES DE CARROSSERIE: ENSEMBLES CARROSSERIE ET CHÂSSIS 6-7 TYPES DE CARROSSERIE: LA CARROSSERIE AUTOPORTANTE 8-9 LES MATÉRIAUX ET LEURS PROPRIÉTÉS 10-12 LES DÉFORMATIONS ÉLASTIQUE ET PLASTIQUE 13 L’ACIER 14-15 LES ACIERS À HAUTE LIMITE ÉLASTIQUE 16-17 LE PROCESSUS DE FABRICATION, DESIGN ET ESTAMPAGE 18-19 LE PROCESSUS DE FABRICATION: L’ASSEMBLAGE 20-21 LES PIÈCES D’UNE CARROSSERIE 22-25 GÉOMÉTRIE ET SYSTÈMES DE RÉFÉRENCE 26-27 LES COTES D’UNE CARROSSERIE 28-29 LA SÉCURITÉ ACTIVE ET LE MOUVEMENT 30-31 LA SÉCURITÉ PASSIVE ET LA DÉFORMATION 32-33 LA RÉPARATION DE LA CARROSSERIE 34-37 AUTO-ÉVALUATION 38-41 Un peu d’histoire: les chariots à moteur Au début, les automobiles étaient très différentes de ce qu’elles sont maintenant. On peut dire que leur seul point commun avec les voitures actuelles était d’avoir un système de traction à moteur et de servir à transporter des passagers ainsi que leurs bagages. S’il fallait dater la naissance de l’automobile, il faudrait remonter jusqu’en 1769, quand Nicolas Cugnot fit des essais en installant un moteur à vapeur sur un fardier. À cette époque, et pendant de nombreuses années, le concept d’automobile n’avança guère et presque tous les changements concernèrent des aspects mécaniques du système de traction et le chariot lui-même, qui n’avait pas suffisamment de maniabilité ni de résistance pour supporter les efforts dérivant de la marche et de son propre poids. Les premiers changements importants survinrent au cours de la seconde moitié du XIXe siècle, quand ces “fabricants” se rendirent compte que les modifications ne devaient pas se centrer uniquement et exclusivement sur des changements mécaniques sinon concerner également des changements esthétiques et autres modifications destinées à offrir du confort aux passagers. Les premières automobiles En réalité, les premières automobiles ont été des adaptations de voitures à chevaux avec plate-forme renforcée. Les premières carrosseries étaient donc des structures dont le seul but était de protéger les passagers contre les intempéries. Le concept de carrosserie fut établi à ce moment-là et il s’est maintenu jusqu’à présent. On pourrait définir la carrosserie comme l’élément ou les éléments qui représentent le profil de la structure d’un véhicule, servant d’habitacle aux passagers et qui dispose d’une zone de charge et d’un espace de logement pour les composants et les organes mécaniques de l’automobile. Les premiers progrès concernèrent la structure portante, la plate-forme ou châssis sur laquelle étaient fixés non seulement le moteur mais aussi tout le reste des pièces qui formaient l’habitacle des passagers ou carrosserie. Un grand bond en avant se produisit avec l’introduction de l’acier comme matériau qui allait remplacer le bois, en apportant plus de rigidité et de résistance. Au début du XXe siècle, les automobiles étaient déjà “modernes” et leur définition était: · Un châssis formé de deux longerons en acier, combiné avec d’autres pièces en bois. · Un moteur à combustion interne en L A C A R RO S S E R I E D’ U N E AU TO M O B I L E “Les carrosseries des véhicules modernes sont les armatures qui soutiennent tous les organes mécaniques, la charge et les passagers, en apportant sécurité et confort à leurs occupants, tout en respectant la beauté des lignes”. FARDIER DE CUGNOT B4-01 VÉHICULE DU DÉBUT DU SIÈCLE B4-02 perpétuelle évolution depuis que l’Allemand Karl Benz l’avait construit. · Une carrosserie en bois et tôle d’acier, aux formes assez anguleuses et peu aérodynamiques. C’est au cours de la troisième décennie du siècle présent que l’emploi de l’acier comme matériau pour la fabrication de châssis et de carrosseries s’est universalisé. Les progrès se succédèrent rapidement et c’est au cours de ces mêmes années que la première carrosserie autoportante fit son apparition. Pendant plusieurs décennies, les carrosseries ont été fabriquées selon les mêmes critères de fonctionnalité et de résistance, joints à d’autres de type esthétique. C’est en 1973, avec la première crise du pétrole, que surgit la nécessité de fabriquer des véhicules qui consommeraient moins d’essence et l’aérodynamique comme le poids furent alors introduits en tant que facteurs fondamentaux dans la conception de l’automobile. C’est aussi à cette époque que les véhicules de petite taille ou utilitaires ainsi que les véhicules compacts se sont popularisés. Depuis les années 80 jusqu’à présent, en plus des facteurs indiqués antérieurement, on a introduit le critère de sécurité passive comme critère fondamental de design. Le concept de carrosserie, qui existe actuellement, n’est rien d’autre qu’un perfectionnement apporté aux carrosseries des années 30 et 40, à partir du développement des technologies de fabrication, de l’apparition de matériaux plus légers et plus résistants et des progrès réalisés dans le design industriel. Les améliorations introduites au cours de cette décennie se sont faites en vue d’obtenir un comportement mécanique (rigidité et résistance) de la carrosserie permettant d’offrir un niveau maximum de sécurité durant la marche. B4-03 5 La carrosserie est une des parties les plus importantes de l’automobile. Dans un véhicule de type moyen, elle peut représenter environ 30 % du poids total. Mais cela n’a pas toujours été le cas: dans les premières décennies de ce siècle, elle représentait 70 %. La cause en est surtout dans les différentes formes de carrosserie existantes, dont nous analysons les plus importantes. Carrosserie et châssis séparés Il s’agit du système le plus ancien et il n’est plus utilisé dans des voitures de tourisme (sauf pour certains véhicules de plaisance), réservé maintenant aux camions et aux véhicules industriels pour le transport de charges, ainsi qu’aux véhicules tout-terrain. Il consiste essentiellement en un bâti formé de deux poutres ou longerons longitudinaux reliés par des traverses vissées ou soudées, ce qui donne rigidité et résistance au véhicule. La carrosserie se visse sur celui-ci, de même que la groupe motopropulseur, la direction, la suspension, etc. L’ensemble formé par le bâti et les organes mécaniques est appelé châssis. Un véhicule ayant ces caractéristiques se compose donc d’un châssis et d’une carrosserie. Grâce à ce système, on obtient: ·Grande solidité et résistance pour transporter des charges importantes. ·Haute rigidité. T outefois, ce système offre quelques inconvénients pour les véhicules automobiles: · Poids élevé. · Centre de gravité haut situé. · Coefficient aérodynamique moins bon. · Moins de contrôle sur les zones de déformation. · Coût de fabrication plus élevé. Carrosserie et châssis plate-forme D’une conception semblable à celle que l’on vient d’expliquer, le châssis se compose d’un ensemble de tôles pliées qui forment le plancher et toute la plate-forme structurale du véhicule, si bien que l’on perd les longerons comme pièces indépendantes fabriquées avec des profils déterminés. Comme dans le cas précédent, la carrosserie est vissée sur cette plate-forme. Ce système est surtout utilisé pour des véhicules légers de transport de marchandises et pour certains véhicules tout-terrain, mais pas pour les voitures de tourisme (sauf cas spéciaux). Seules quelques voitures de sport présentent actuellement cette configuration. E N P R O F O N D E U R Les carrosseries décapotables Les véhicules décapotables ou “cabriolets” ont des carrosseries de caractéristiques spéciales qui les différencient considérablement de celles qui ont un toit. L’absence de toit et de pièces associées (piliers, cintres, montants...) fait que les efforts doivent être supportés par un nombre inférieur de pièces, raison pour laquelle celles-ci devront être plus résistantes. Comme beaucoup d’entre elles ne peuvent pas être modifiées parce que ce sont les mêmes que celles qui sont utilisées dans les carrosseries fermées, il faut les renforcer avec d’autres pièces supplémentaires. Ce qui fait que les carrosseries de bien des véhicules décapotables sont plus lourdes que celles dont elles dérivent. On peut donc en déduire que c’est une aberration technique de couper le toit d’un véhicule et de le transformer en une voiture de promenade amusante, si l’on ne renforce pas le reste de la carrosserie. T Y P E S D E C A R RO S S E R I E: E N S E M B L E S C A R RO S S E R I E E T C H ÂS S I S “Dans certains véhicules, il existe une structure portante et résistante appelée châssis et une carrosserie ou caisse, qui sert d’habitacle pour le transport de personnes et d’objets”. 7 Châssis tubulaires Ce furent les premiers essais sérieux pour remplacer les lourds châssis antérieurs uploads/Industriel/ base-04-notions-elementaires-de-carrosserie-pdf.pdf