Session R&D et technologies différenciantes : une approche filière structurée Pilote : Pierre Gosset Secrétariat Technique du CTA
Introduction Jean-Michel Billig Président du Comité Technique Automobile PFA
Présentation du CSTA Comité Technique Automobile (CTA) «One Voice» de l Industrie Automobile Française en matière scientifique et technique Secrétariat Technique (assuré par la SIA) Conseil de Standardisation Technique Automobile (CSTA) Conseil de la Recherche Automobile (CRA) GT1 GT2 GTn Objectif : développer une force de normalisation, de standardisation et de négociation des règlements 3 3
Présentation du CRA Comité Technique Automobile (CTA) «One Voice» de l Industrie Automobile Française en matière scientifique et technique Secrétariat Technique (assuré par la SIA) Conseil de Standardisation Technique Automobile (CSTA) Conseil de la Recherche Automobile (CRA) GT1 GT2 GTn Objectif : définir et animer la feuille de route de la Recherche et de l Innovation automobile en France 4 4
Composition du CTA Président :Jean-Michel Billig (Renault) Vice-Président : Gilles Le Borgne (PSA) Membres du bureau Faurecia : Christophe Aufrère Michelin : Philippe Denimal Plastic Omnium : Jean-François Bérard Valeo : Guillaume Devauchelle CCFA : Patrick Blain FIEV : Claude Cham Représentants des Conseils Président du CSTA : Jean-Marc Spitz Président du CRA : Guillaume Devauchelle PFA Président : Michel Rollier Directeur Général : Bernard Million-Rousseau Secrétariat Technique SIA : Pierre Gosset / Daniel Pfrimmer 5
Présentation du CRA Guillaume Devauchelle Président du Conseil de la Recherche Automobile PFA
Présentation du CRA Comité Technique Automobile (CTA) «One Voice» de l Industrie Automobile Française en matière scientifique et technique Secrétariat Technique (assuré par la SIA) Conseil de Standardisation Technique Automobile (CSTA) Conseil de la Recherche Automobile (CRA) GT1 GT2 GTn Objectif : définir et animer la feuille de route de la Recherche et de l Innovation automobile en France 8
Composition du CRA Président : Guillaume Devauchelle (Valeo) Membres du bureau PSA : Jean-Marc Finot Renault : Rémi Bastien Faurecia : Christophe Aufrère Michelin : Pierre Robert Plastic Omnium : Carole Desnost Valeo : Guillaume Devauchelle CCFA : Nicolas Le Bigot FIEV : Arnaud de David-Beauregard Membre associé, Personnalité qualifiée : Comité «R&D Stratégies différenciantes» : Thierry Faugeras Secrétariat Technique SIA : Pierre Gosset / Daniel Pfrimmer Le CRA s appuie sur les résultats des Groupes de Travail (GT) 9
Fonctionnement du CRA Livrables Les livrables sont des documents représentant la position de la filière automobile. Groupes de travail (GT) Les Groupes de travail sont ouverts à toutes les entreprises et entités qui disposent d un centre de R&D en France et qui acceptent de travailler avec les autres acteurs de la filière. Choix des sujets Les entreprises et entités de la filière automobile sont invités à proposer des sujets d intérêt commun pour lesquels il est intéressant que la filière s exprime «One Voice». Les sujets retenus sont validés et priorisés par le CTA 10
Fiches de position validées par le CTA 4 fiches de position ont été déjà validées par le CTA : Hydrogène Carburant et Automobile Electrification des véhicules Délégation de conduite et Connectivité Nouveaux usages de mobilité 11
Priorités du CRA pour 2013 Observatoire des échéances des appels à projets nationaux et européens en recherche prè compétitive Connectivité et ITS Allégement pour répondre aux objectifs CO 2 2020 Perspectives des chaines de traction hybrides Evolution du mix énergétique pour le transport automobile Terres rares 12
Autres thèmes traités par le CRA Véhicule électrique et son écosystème Surfaces intelligentes et leurs utilisations Equipements électriques et électroniques Matériaux recyclés dans l industrie automobile : recyclage des VHU et utilisation des matières recyclées 13
En conclusion Le CRA a trouvé toute sa place dans l écosystème automobile français, avec des objectifs clairs d animation de la R&D et de l innovation en France Le CRA fonctionne également sur des sujets d actualité : Programme «Véhicule 2l/100 km» Programme «Véhicule autonome» 14
En conclusion Quelques illustrations des travaux réalisés par le CRA: Cet après-midi, nous vous proposerons 2 exemples lors de la Table Ronde : Les matériaux pour l allégement, présenté par Christophe Aufrére Le Véhicule autonome et connecté, présenté par Ladimir Prince Le grand programme d avenir mobilisateur sur le 2l /100km sera présenté toute la matinée de demain 15
Stratégie Matériaux-Allègement Christophe Aufrère Group Technology Strategy VP Faurecia
Agenda But de l étude Mode opératoire Investigations et résultats Conclusions 18
But de l étude Analyser les performances technico-économiques possibles des différents matériaux et technologies actuels et futurs Positionner ces matériaux/technologies en fonction des applications automobiles existantes ou potentielles Donner à la filière automobile une vision prospective commune et lançer des actions coordonnées pour le développement de matériaux/technologies pertinents 19
Mode opératoire Groupe de travail Organisation Un «Core Group» composé de C.Aufrère (Faurecia), A. Bardot (PSA), D. Couratin (Renault), D. Goffart (PO), M. Kudla (CCFA), J.L. Lanard (Valeo) Le recours à des référents (IRT Jules Verne, Compositec, ) Des rendez-vous téléphoniques cadencés, et physiques selon besoins 10 réunions «face to face» 30 réunions téléphoniques Groupe de travail Identification des Matériaux & Techno. Identification et qualif. des Acteurs Croisement Pièces Auto. vs Techno. Indices de masse et de coût Définition des cibles à atteindre + TRL Logigramme pour décision/orientation
Investigations et résultats Emplacement pour logo partenaire
Matrice de performance des matériaux Résistance Rigidité Choc Matériau Densité (si acier = 1) Rm (MPa) Rm/d E (GPa) E/d Poutre creuse en flexion G (GPa) G/d Poutre creuse en torsion (E^1/3) / d Plaque plane en flexion ( E ^1/2) / d Vibratoire SEA Corps creux choc (kj/kg) A% Acier 7,8 450 1000 77-130 210 27 79 10 0,75 1,8 20-40 10-20 Aluminium 2,7 250 93 72 27 29 11 1,55 3,1 20 40 5 (moulé) 10 (extrudé) 20 (tôle) Dépend de l architecture Matériau Magnésium 1,8 230 128 45 25 14 7,8 2,0 3,7 17 Composites (UD CF) maxi Carbone HR Composites (CFRT 2/2 CF) mini Carbone HR (empilement 0/90) Composites (UD GF) maxi Composites (CFRT 2/2 GF) mini (empilement 0/90) 1.5 1300 870 130 87 4,2 2,8 3,3 6,7 1.4 450 320 55 39 4 2,8 2,7 5.3 1.5 1.8 1200 472 45 22 4,5 2,5 1.9 3.5 3 1.7 400 244 20 12 3 1,8 1.6 2.6 2 Verre 2,6 1100 420 70 160 30 11,5 1,6 3,2 1,5 50-80 5 (moulé) 15 (tôle) 1.5 Carbone 1,7 1,9 3600-4000 2700 230-540 135-280 100-140 59-74 3,6 4,3 8,9 12,2 0,6 2,1 PA 1,2 80 (40) 70 3,2 (1,0) 2,8 0,33 0,48 0,3 1,2 1,5 (1,0) 35 80 (selon temp.) 20 (50) PP 0,9 33 37 1-2 1,7 0,75 0,8 1,1 1,1 (1,6) tbd 400
Matrice familles de pièces / technologies-matériaux Applications possibles des technologiesmatériaux aux différentes familles de pièces Pertinence des technologies-matériaux Potentiel de gain de masse Niveau de TRL actuel et à 3/5 ans
Logigramme de décision/orientation Matériau Technologie 1 Technologie 2 Technologie n Type de pièces Potentiel de gain de masse >5 à 10% Non Filière industrielle française à mettre en place Oui Nouvelle filière, nouvelles techno Ou Optimisation des techno. existantes. Oui Non Actions nécessaires pour atteindre TRL6 et coût objectif (matériau, techno, simulation, ) Actions individuelles non filière auto Acteurs à mettre en œuvre pour atteindre la performance objective Filière industrielle française à mettre en place Oui Action Pouvoirs publics / Industrie
Chiffres clés et orientations Technico eco performance today Forecasted technico eco perfo 2020 CRA position Steel Stamping, profiling, forging Aluminum Casting, stamping, profiling, forging Magnesium Casting, stamping, profiling Composites: thermoset Composites : thermoplastic Material 0,7 /kg Parts 2 /kg Resin 2,2 /kg for PA6 and 6.6, GF 1 /kg, Carbon fiber 14 /kg Parts GF 9 /kg, 35% weight saving, GF 10 /kg saved Parts CF 20 /kg, 50% weight saving, CF 16 /kg saved Weight saving = 5 to 10% Material 0,7 /kg Parts = 2 /kg Conclusions technico économiques Continue to push steel to the limit with existing players in France or abroad Material 2,65 /kg Material 2,9 /kg Court terme : pousser les technologies existantes à leur limite pour Parts 3,5 /kg to 4,5 /kg Additional weight saving 10% 20% weight saving vs steel would give 2 /kg saved minimiser les investissements. Gains masse de 5 à 10% avec peu 4 /kg saved d incidence sur les coûts Material around 3,5 /kg Material around 3 /kg Parts 5 /kg 40% weight saving Moyen terme : introduction progressive de nouveaux 30% weight saving vs steel 2,5 /kg saved even less if matériaux/technologies 5 /kg saved function (principalement integration aluminium) avec gain de 15 à 25% Resin tout 3 /kg, GF en 1 /kg, optimisant Carbon Resin les 3 /kg, coûts GF 1 /kg, Carbon fiber 14 /kg fiber 8 /kg Moyen/long Parts GF 10 /kg, 35% terme weight : implémentation Parts GF 7 /kg, 35% weight saving, plus massive de nouveaux saving, GF 11,5 /kg saved GF 5,5 /kg saved matériaux/nouvelles Parts CF 22 /kg, 50% weight technologies Parts CF 15 /kg, 60% weight avec gain en masse de 30 à 60% saving, CF 18 /kg saved saving, CF less than 6 /kg saved (magnésium et composites) et à des coûts maitrisés Continue to work with this material in order to continue to use existing production means Continue to work on this material which has a better potential than aluminum but which is less mastered especially in processing it More mature than thermoplastic solutions today. Short to Mid term potential applications if lower cycle time especially for RTM. Design is key to reach a reasonable cost and save weight. Simulation and process optimisation have to be developped Develop carbon fiber industry in France? Resin 2,2 /kg, GF 1 /kg, Carbon Develop the thermoplastic solutions for mid/long term because fiber 8 /kg of costs assembly which is easier (welding) and recycling Parts GF 6 /kg, 45% weight saving, especially TRTM and thermocompression. GF 4,5 /kg saved Design is key to reach a reasonable cost and save weight Parts CF 13,25 /kg, 60% weight Simulation and process optimisation have to be developped saving, CF less than 5 /kg saved Develop carbon fiber industry in France? Ateliers de la Filière Automobile 2 3 octobre 2013
Conclusion relative à une étude PFA Travail commun possible entre concurrents si de type pré-compétitif et si volonté de partager Nécessité de consacrer du temps Orientation commune permet de structurer la filière et d optimiser les coûts (action sur les acteurs industriels et les centres de recherche) Nécessité de suivre les actions consécutives à l étude o Dans le cas de l étude matériaux/allègement : Constitution d une filière fibre de carbone en France? Structuration de la filière magnésium en France Optimisation des coûts liés à l utilisation d aluminium Renforcement des acteurs de la filière «Machines de production» 26
Institut VeDeCom Ladimir Prince Directeur du Programme Véhicule VeDeCom
Institut du Véhicule Décarboné et Communicant et de sa Mobilité Institut d Excellence en matière d Energies Décarbonées (IEED)
Une Vision et une Mission Prendre le problème de la mobilité dans son ensemble Véhicule Eco-mobilité Zéro émission en zone urbaine La fluidité sans accident en zone urbaine La mobilité et l énergie partagées Amener les ruptures attendues pour l efficacité énergétique : ouvrir de nouvelles perspectives pour la mobilité individuelle, en priorité dans les villes et les périphéries urbaines compatibles avec les énergies décarbonée et renouvelables.
Connectivité et délégation de conduite Nouveaux modes de déplacement individuel Délégation de conduite (assistée, automatique) Connectivité et sécurité coopérative Intermodalité
Infrastructures et services Ré-imaginer services et infrastructures, pour de nouvelles solutions de mobilité et d énergie partagées impliquant toutes les parties prenantes Industriels et Opérateurs de transports Sociétés de services et de TIC Collectivités territoriales, voiries, urbanisme
Interaction avec les programmes VeDeCoM est un institut de recherche qui peut participer aux programmes lorsque les thèmes sont en accord avec ses programmes de recherche La conduite déléguée et le véhicule connecté sont au cœur des programmes de recherche de l institut Le programme Vhl 2L/100 prend en compte cette problématique pour améliorer le bilan energétique «à l usage» du véhicule (WG13-14-15) Le programme VhL Autonome et Connecté prendra aussi en compte cette problèmatique (décalé dans le temps / prog Vhl 2L/100)
Un partenariat en 4 collèges Filières industrielles Automobile & Aéronautique à tous les niveaux Filière de l Eco-Mobilité Recherche Académique et Formation (Mines, Telecom, X, ENSTA ) Décideurs et acteurs des territoires
Présentation du CSTA Jean-Marc Spitz Président du Conseil de Standardisation Technique Automobile PFA
Présentation du CSTA Secrétariat Technique (assuré par la SIA) Comité Technique Automobile (CTA) «One Voice» de l Industrie Automobile Française en matière scientifique et technique Conseil de Standardisation Technique Automobile (CSTA) Conseil de la Recherche Automobile (CRA) GT1 GT2 GTn Objectif : développer une force de normalisation, de standardisation et de négociation des règlements. 35
Présentation du CSTA Président : Jean-Marc Spitz (PSA) Conseiller du Président : Laurent Benoit Membres du bureau PSA Peugeot Citroën : Frédéric Pirali & Kai Frederik Zastrow Renault : Joaquim Roma Faurecia : Inès Levallois Michelin : Christophe Laprais Plastic Omnium : Paul Wouters Valeo : Laurent Evrard CCFA : Nicolas Le Bigot FIEV : Jean-Charles Sarbach Secrétariat Technique SIA : Pierre Gosset / Daniel Pfrimmer 36
Fonctionnement du CSTA Livrables : Proposition de position technique («One Voice») de la filière automobile française Formaliser une position de la filière (constructeur / équipementiers) Disposer d un document de référence pour dialoguer avec les pouvoirs publics ou les instances de normalisation Standardiser Groupes de travail Un groupe ad hoc par sujet 23 groupes de travail / 80 personnes impliquées Participation ouverte à toutes les entités de la filière apportant une valeur ajoutée aux travaux Choix des sujets Proposition par toute entité de la filière de tout sujet d intérêt commun justifiable d un «One Voice» Validation et priorisation par le CTA 37
Sujets traités par le CSTA Thèmes Nombre de sujets CO 2 et émissions 5 Bruits et vibrations 3 Véhicules électriques et hybrides 3 Sécurité 5 Autres 5 TOTAL 21 11 Propositions de Position technique validées par le CTA Les documents validés sont exploités par le Comité des Affaires Publiques (communication, dialogue avec les autorités, ) 38
1er bilan et perspectives : 1 er bilan : Thèmes traités concrets et directement utilisables par la filière. Renforcement de l efficacité avec le partage de l information et la mutualisation des ressources. Renforcement du poids des positions définies via le CSTA et validées par le CTA. «One voice» + reconnaissance de la structure au niveau gouvernemental français Perspectives Passer sur certains sujets à un «mode offensif» (pour donner un avantage à la filière française) Financement de certains travaux pour renforcer nos dossiers techniques ou notre capacité de participation à certaines instances Alimenter le Comité des Affaires Publiques (CAP) et participer à la mise en œuvre du lobbying. 39
Présentation de 2 sujets : CSTA n 9&10 : le WLTP Frédéric PIRALI Membre du CSTA PSA Peugeot Citroën CSTA n 8 : moyen Indoor (mesure du bruit de passage) Laurent BENOIT Conseiller du président UTAC CERAM 40
Un exemple des travaux du CSTA : le WLTP Frédéric PIRALI Responsable Réglementation Homologation environnement PSA Peugeot Citroën
Sommaire Quelques rappels sur le WLTP Les enjeux pour la filière Les actions menées par le CSTA L apport du CSTA 42
Quelques rappels sur le WLTP WLTP : Worldwide Light duty Vehicles Test Procedure Remplacement de la procédure réglementaire actuelle de mesure du CO2, de la consommation et des émissions polluantes des véhicules légers (NEDC) Cycle de conduite Conditions de mesure (masse des véhicules, température, ) Objectif : rapprocher les valeurs de consommation homologuées de celles constatées en usage réel Application en Europe avant les échéances CO2 2020? 43
Les enjeux pour la filière Coûts de développement Contraintes nouvelles à intégrer dans le développement des systèmes et véhicules futurs (Ex : fonctionnement moteur à des charges plus élevées) Révision des politiques techniques pour respecter les objectifs CO2 2020 (modification des compromis coût/efficacité des solutions de réduction du CO2) Coût des essais en augmentation Compétitivité Le nouveau cycle ne valorise pas ou mal des solutions efficaces de réduction de consommation dans lesquelles la filière a investi : «downsizing» moteur, stop&start, électrification, Il favorise les véhicules fortement motorisés (réduction de consommation pour les véhicules puissants) 44
Les actions menées par le CSTA Établissement et défense d une position commune à la filière Participation Renault, PSA Peugeot Citroën, PO, Valéo, Michelin, Faurecia, CCFA, UTAC Rédaction d une position technique de la filière et d un position paper Mutualisation de travaux de validation du WLTP (en cours) Exemple : corrélation WLTP/NEDC 45
L apport du CSTA Amélioration du lien constructeurs / équipementiers Partage des hypothèses réglementaires et de leur interprétation Compréhension des enjeux pour les uns et les autres Homogénéité des positions tenues dans des instances différentes (ex : pneumatiques) Renforcement du poids des positions de la filière Opportunités de gains économiques Mutualisation d essais, de participation à des instances réglementaires, etc 46
Annexe : cycle de conduite du WLTP NEDC WLTP WLTP 2 fois plus long que le NEDC (en km) WLTP 25% plus rapide que le NEDC Plus de roulage route & autoroute, moins de ville Accélérations maxi du WLTP = 2 x accélérations maxi du NEDC 47
Bruit au passage : Comment partager un moyen d essai en France pour progresser dans le domaine et réduire les coûts de développement et d essais? Laurent BENOIT Groupe UTAC CERAM
Contexte Nouvelle réglementation et sévérisation des limites 2 étapes : Réduction de 2dBA à 5 ans Réduction forte (niveau cible VE) à 10 ans Réduction des temps et des coûts de développement projet Compétitivité de l offre Concurrence Certains constructeurs utilisent déjà la méthode indoor pour le développement de leurs produits en ce qui concerne l acoustique extérieure Normatif Travaux en cours pour proposer une norme ISO indoor en 2014 49
Pourquoi le banc Indoor? Permet de réaliser les essais sur banc à rouleaux en chambre semi - anéchoïque et donc de s affranchir des conditions météo, de mieux maîtriser les paramètres de mesure et ainsi améliorer la fiabilité de la mesure Les niveaux très bas (68 dba ) exige ce niveau de précision et fiabilité => c est la solution technique retenue par la filière automobile française afin: de préparer les technologies et les développements pour le 68 dba d être intégré dans la réglementation qui sera en discussion à cette date 50
Comment disposer de ce moyen? L investissement (7 à 8 M ) dans un tel moyen est compliqué pour un partenaire seul En parallèle, l UTAC dispose d une chambre semi - anéchoïque dont la transformation en banc indoor est accessible à moindre coût (environ 2,5 M ) L idée est donc de réaliser l investissement à l'utac pour la filière moyennant un certain nombre de séances assurées par la filière => c est la solution mutualisée retenue 51
Table-ronde Comment mieux travailler ensemble au service de la filière? Christophe Aufrère Vice-President Technology Strategy Faurecia Laurent Benoit Président directeur général Groupe UTAC CERAM Jean-Michel Billig Directeur Engineering Qualité Informatique Groupe Renault Guillaume Devauchelle Vice-Président Innovation et Développement Scientifique Valeo Frédéric Pirali Responsable Réglementation Homologation Environnement PSA Peugeot Citroën Ladimir Prince Directeur du Programme Véhicule VeDeCom Jean-Marc Spitz Responsable Pôle Réglementation Homologation Normalisation PSA Peugeot Citroën