Le futur en ligne de mire de l’Arpro

La société JSP fabrique l’ARPRO, un polypropylène expansé, son seul produit en Europe. Leader mondial dans le domaine des mousses thermoplastiques, JSP a développé un processus (voir ci-contre) aboutissant à de petites billes, qui sont ensuite agglomérées par des mouleurs pour en faire des produits finis. Les principaux clients de JSP sont donc eux-mêmes sous-traitants d’équipementiers de premier rang pour l’automobile, comme Faurecia, Lear, Valeo… C’est ainsi que l’on retrouve les produits Arpro dans les absorbeurs de pare-chocs, les sièges, les appuis tête…

Cette matière magique que nous allons détailler se distingue avant tout des plastiques injectés par sa facilité de mise en forme, à des températures moindres et avec des outillages beaucoup moins coûteux que ceux dédiés à l’injection.

Outre ces premiers avantages évidents, l’Arpro présente des qualités indéniables dans les trois domaines que sont l’absorption d’énergie pour la sécurité passive, le gain de poids, bien entendu, et enfin l’intégration de fonctions. Bref, précisément les principales problématiques automobiles actuelles… Ce qui fait de la filière le premier débouché aujourd’hui pour le polypropylène expansé de JSP.

Bien entendu, JSP n’est pas le seul fabricant de polypropylène expansé. En revanche, il est le seul industriel au monde qui ne dispose que de ce produit dans son catalogue en Europe. A ce titre, toute l’énergie de l’équipe se focalise sur le développement de cette unique technologie. Ce qui génère de nombreuses variantes en couleurs, densités, performances électrostatiques, résistances au feu… Sans oublier une exceptionnelle capacité d’innovation : “Nous disposons d’équipes dédiées, dont le rôle consiste à développer de nouvelles applications pour les clients finaux eux-mêmes !”, confie Bert Suffis, Development & Application Sales Manager de JSP. “Nous fournissons de la matière première, mais nous accompagnons aussi les clients dans le meilleur moyen de l’utiliser. Nous rencontrons régulièrement et directement les constructeurs, qui ont des besoins dans les trois domaines cités plus haut, et leur proposons nos solutions. Nous créons des prototypes en interne, puis, une fois validés, nous entrons dans une mission de consulting chez l’équipementier pour préparer la production définitive”, poursuit-il. L’accompagnement du client final est en effet fondamental dans l’activité de JSP. Et il est difficile, sans une connaissance accrue des caractéristiques du produit, de se projeter dans une application future incluant de l’Arpro.

Multiples applications

On ne le sait pas assez, mais le polypropylène expansé se cache partout dans une automobile. Dans un siège, par exemple, on peut remplacer des modules en métal par de l’Arpro. Sur l’assise d’un siège de Porsche Cayenne, cette initiative a permis de gagner 10,5 kg, de manière totalement transparente pour le client, en termes de confort et de sécurité. Certes, l’Arpro n’est pas aussi dur et rigide que le métal, mais va néanmoins permettre la même fonction finale, dans les mêmes conditions, grâce à l’ingénierie de JSP, en partenariat avec l’équipementier et le constructeur.

L’Arpro trouve aussi sa place sous le capot. Par exemple, dès lors que l’on sait gérer les variations de température d’une batterie, on parvient à doubler sa durée de vie. Or, ces composants sont, bien souvent, simplement insérés dans un bac en plastique injecté, lourd et sans fonction isolante.

L’Arpro fait mieux en termes de protection, de poids (environ 600 g de moins en moyenne) et d’isolation. Le polypropylène expansé est une mousse, ce qui signifie que l’air est encapsulé dans les billes, créant ainsi une barrière thermique… Autre gros avantage dans le stockage et la logistique. Les bacs à batterie en plastique injecté, lourds et encombrants, sont assez contraignants pour les constructeurs. Conçus en Arpro, ils sont livrés à plat, et ne demandent qu’un bref assemblage sans outils pour leur donner leur forme définitive en bord de ligne. “On en met 350 sur une palette, c’est le rêve !”, s’enthousiasme Bert Suffis.

Mais c’est l’avènement des voitures électriques qui offre le terrain de jeu idéal pour l’Arpro, toujours dans le domaine de la protection des batteries.
Demain, les challenges du poids, de la sécurité, peuvent trouver des réponses avec l’utilisation de cette matière particulièrement docile. Isolation thermique, poids, sécurité, solidité et même isolation électrique font de cette mousse de polypropylène expansé une réponse pertinente pour “calfeutrer” les futures batteries de propulsion des VE.
Sans compter qu’une batterie protégée par de l’Arpro offre une fonction supplémentaire. Si l’on isole une batterie, qui fournit de la chaleur en fonctionnant, il est pertinent de diriger et de redistribuer ladite chaleur dans l’habitacle pour consommer moins d’énergie. Ce qui augmente l’autonomie de la batterie.

Variations et digressions

Il est également possible de réaliser une portière complètement moulée en Arpro, recouverte d’une peau métallique, répondant aux mêmes exigences de sécurité. A l’intérieur, on habille la mousse avec le revêtement que l’on désire (tissu, cuir) et l’on intègre les fonctions directement dans l’épaisseur de la mousse (moteur de lève-vitres, serrures, haut-parleurs…). Car l’Arpro présente une résistance tout à fait suffisante pour tarauder, inclure des inserts… Dans cet exemple, là encore, le gain en poids et en isolation se révèle substantiel. Le clipsage est aussi possible, grâce à deux fonctionnalités de la matière. Elle est, d’une part, rémanente, ce qui lui autorise un retour à ses formes initiales après écrasement. Par ailleurs, sa relative tendresse (selon la densité) lui consent une grande tolérance aux angles négatifs lors du moulage. Idéal pour une fixation robuste, par emboîtement.

En conclusion

Compte tenu des contraintes de poids et de sécurité qui s’imposent aux constructeurs de nos jours, l’Arpro devient une solution séduisante par son coût et sa flexibilité de mise en œuvre. Par ailleurs, l’ensemble des constructeurs ont aujourd’hui des objectifs à remplir en termes d’utilisation de matériaux verts. Or, le polypropylène, par définition, répond à ce cahier des charges et est 100 % recyclable. En effet, l’Arpro est aujourd’hui le seul polypropylène qui est vraiment recyclé dans une filière que JSP a créée. “Nous avons mis au point un grade spécifique, appelé “Arpro RE”. C’est une boucle fermée, la récupération de veille matière se fait par le biais des clients mouleurs, et le matériau recyclé présente les mêmes caractéristiques mécaniques. Nous le commercialisons d’ailleurs au même prix. Plusieurs constructeurs ont totalement validé l’utilisation du RE. C’est le cas de Nissan, qui a choisi de faire les absorbeurs de pare-chocs de son NV 200 avec ce matériau”, conclut Bert Suffis.

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FOCUS - La fabrication

JSP achète du polypropylène de base, selon un grade spécifique, développé en partenariat avec le fournisseur. Cela se présente sous forme de petites billes à l’aspect laiteux, assimilables à du plastique pour injection. Il convient ensuite de mélanger ces billes avec plusieurs additifs, notamment pour stabiliser la matière. On extrude ensuite ces billes en joncs, qui sont découpés en mini-pellets. De petits granulés qui rejoignent alors un autoclave, dans lequel on fait monter la pression avec du CO2 (régénéré), à une température bien déterminée. Puis l’on ouvre la vanne d’expansion. Les granulés implosent et deviennent ainsi des grains d’Arpro, dans lesquels l’air est encapsulé. En changeant la température et la pression dans l’autoclave, on fait varier le taux d’expansion, et donc la densité finale de l’Arpro, qui existe dans tous les grades, de 15 g à 200 g/litre, sachant que le polypropylène d’entrée fait 900 g/l ! “Ce qui signifie que le plus léger de nos produits est 30 fois plus léger que du plastique injecté, une fois moulé en pièces finies. Enfin, le stockage se fait en immenses silos, et la livraison finale par camions, ou big bags.”

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ZOOM - Un châssis complet en polypropylène

Nombre d’entre vous ont peut-être vu au Mondial de l’Automobile de Paris ce châssis bizarre sur le stand de onrekor… Il s’agissait d’un châssis de Porsche 356, totalement refabriqué en Arpro, donc en polypropylène expansé !
L’idée consiste à habiller de part et d’autre l’Arpro avec une peau d’acier ou d’aluminium. Si l’original pesait 126 kg, la pièce élaborée par Inrekor ne fait que 37 kg.
Bien entendu, l’épaisseur du sandwich inrekor n’a rien à voir avec celle du châssis d’origine. Impossible de réaliser des pièces de 1 mm en polypropylène expansé, contrairement au métal. Néanmoins, à l’intérieur de ces modules en Arpro, on peut créer des cheminements de câbles, des passages d’air de refroidissement…, tout en gagnant en isolation, poids, vibrations… Une tôle est moins épaisse, c’est vrai, mais il faut rajouter la moquette, puis l’insonorisation, puis les câbles par-dessus… Sans compter le temps d’assemblage.
En dehors de ce châssis de démonstration, le but d’inrekor consiste à séduire les constructeurs de véhicules électriques. Et le plus intéressant, c’est que le ticket d’entrée est très raisonnable. Pas besoin de lourds outillages. L’inrekor est livré en plaques, et même découpé pour le client, selon ses plans, élaborés en partenariat avec les équipes de développement Le premier exemple roulant est le véhicule électrique danois QBeak. JSP a fait le tour des constructeurs, qui se montrent très intéressés, mais restent frileux, car le choix d’inrekor constitue une rupture énorme, notamment dans leurs sites de production.