Conception d'un triangle de suspension composite : procédés et optimisation

L’ONERA et le CETIM ont travaillé ensemble à la conception et à la fabrication d’un triangle de suspension automobile entièrement en composite thermoplastique, selon des spécifications propres à l’industrie automobile, fournies par PSA Peugeot Citroën.
Le premier prototype de la pièce a été réalisé par le CETIM avec le concours de la PME Compose à partir de feuilles de thermoplastique renforcées d’un tissu de fibres de carbone, thermoformées et soudées entre elles. Les caractéristiques fonctionnelles et mécaniques sont identiques à celles de la pièce métallique d’origine, avec un gain de masse conséquent, de l’ordre de 50% pour la pièce nue, hors articulations.
L’ONERA a mis en œuvre une méthode de conception issue de son savoir-faire dans le domaine aéronautique, en particulier en matière de modélisation, d’optimisation numérique et de caractérisation expérimentale. Le CETIM a mis au point une ligne de fabrication à grande cadence, compatible avec les exigences de la production automobile en s’appuyant sur Compose qui a réalisé un moule innovant de la pièce.
L’originalité de ce travail réside dans la conception simultanée de la solution composite, en remplacement d’une solution métallique préexistante et à partir des mêmes spécifications, et de son procédé de fabrication. Nous montrons dans ce travail de quelle manière le procédé définit les contraintes et degrés de liberté de l’optimisation de la pièce finale. Les travaux en cours concernant l’amélioration du prototype présenté au JEC 2013 sont aussi présentés.