AMVALOR fait partie des partenaires académiques de ce projet collaboratif. A travers le développement des produits aluminium et de leurs procédés de mise en œuvre pour la future génération de caisse en blanc automobile, les 9 partenaires du projet co-innovent pour accélérer la mise sur le marché.

Les défis à relever

Dans le secteur automobile, l’utilisation de matériaux plus légers comme l’aluminium ou les matériaux composites devient une réalité industrielle importante pour la mobilité durable. Le groupe STELLANTIS s’est donc engagé avec huit autres partenaires au sein du consortium AM2 « Aluminium Multi-Matériaux » pour une  durée de 3 ans. Ce consortium s’appuie sur la Plateforme de la Filière Automobile (PFA), le pôle de compétitivité ID4CAR et le FABLAB EXCELCAR qui favorisent le rapprochement entre les industriels, les techno-providers et les académiques. Ainsi, l’institut Carnot ARTS est représenté dans ce projet de par l’implication spécifique des laboratoires PIMM (Paris), LAMPA (Angers) et IRDL (région Bretagne) qui participent à ce projet de recherche partenariale.

Le consortium composé de 9 partenaires vise à lever les verrous rencontrés pour déployer l’aluminium dans l’industrie automobile :

  • verrous liés au produit : caisse en blanc hybride mariant les antinomies aluminium-acier ; développement de structures aluminium en « nids d’abeille » ; renforcement de pièces de structure par des patchs composites ;
  • Verrous liés aux procédés : fabrication additive métallique pour la mise au point d’outils d’emboutissage ; développement de procédés d’assemblage multi-matériaux ; démocratisation du soudage laser par des technologies à faible investissement ; mise en place de jumeaux numériques en fabrication pour permettre la maîtrise industrielle des procédés d’assemblages complexes ; réduction des temps de cycles pour la mise en forme des matériaux composites…

L’objectif est de développer d’ici 2023 douze démonstrateurs permettant d’établir les preuves de concept relatives à ces innovations. Les travaux seront ensuite valorisés au-delà de la filière automobile.

Les apports des laboratoires de l’institut Carnot ARTS

Le PIMM et le LAMPA interviennent notamment dans la construction d’un jumeau hybride du procédé de soudobrasage, dont les modélisations existantes basées sur la physique ne sont pas suffisamment précises dans la prédiction des microstructures finales et des performances mécaniques. Le jumeau hybride réalisé en collaboration avec ESI Group (également partenaire du projet), combine les modèles basés sur la physique des matériaux et des procédés, et les données. Ces données sont manipulées avec des techniques avancées d’intelligence artificielle et de machine learning pour aboutir à la construction du modèle d’enrichissement des prédictions basées sur les modèles à l’issue de la physique. Les modèles hybrides ainsi construits permettent d’explorer efficacement le domaine paramétrique pour aboutir de façon très rapide à une conception optimale (avec des prédictions très précises), solution qui n’aurait pas pu être envisageable dans le cadre d’une démarche traditionnelle. Il s’agit donc d’acquérir des connaissances enrichies par les données, avec des données enrichies par les modèles, permettant ainsi de réduire la quantité de données à collecter et aussi pouvoir expliquer (et certifier) les décisions, les processus et les conceptions. 

L’IRDL de son côté intervient sur la modélisation et caractérisation des assemblages multi-matériaux, tant à niveau de modélisation des matériaux que des procédés associés, protagonistes tous les deux des jumeaux, et incontournables pour la calibration des modèles enrichis.