Recherche et innovation

RECHERCHE

Les chercheurs Plastic Omnium, au sein de la division Auto Inergy, ont à cœur de créer de nouvelles propositions de valeur destinées aux constructeurs automobiles.

Pionnières dans le domaine de l’ingénierie, nos équipes multidisciplinaires d'experts innovent constamment afin de répondre en temps réel aux besoins de nouvelles fonctions, nouveaux process industriels, nouvelles technologies.

Réglementations

 

Carburants

 

Matériaux

 

NVH

 

Systèmes contrôlés

 

Collaboration

 

Les experts de Plastic Omnium, reconnus pour leur expertise, suivent et étudient les évolutions des réglementations automobiles internationales et participent également à leur élaboration.

Les émissions évaporatoires se créent lorsque la température d'un système à carburant s'élève et que des vapeurs de carburant se forment puis se dispersent.
L’impact négatif des composés polluants émanant des gaz d’échappement sur la santé humaine et l’environnement sont bien connus, mais les effets d’émissions évaporatoires non contrôlées sont tout aussi importants.

Les réglementations en matière d'émissions évaporatoires requièrent que les systèmes à carburant soient conçus de manière à retenir ces dernières ou à les capturer dans un canister à charbon actif.
Les matériaux utilisés pour la production des systèmes et les joints réalisés doivent donc limiter les fuites et la perméabilité.

Trois variables influent sur la sévérité des tests en matière d'émissions évaporatoires :

  • Température de l'essai. Des températures élevées engendrent une dilatation accrue du carburant et davantage d'émissions.
  • Durée de l'essai. Plus les essais sont longs, plus la quantité de vapeurs de carburant à contenir ou retenir est élevée.
  • Carburant utilisé. Les carburants contenant un pourcentage élevé d'alcool ou présentant une volatilité élevée sont plus agressifs d'un point de vue chimique et génèrent plus de vapeurs.
Pays Nom de la réglementation Température de l'essai Durée de l'essai Carburant utilisé Limite d'émissions du véhicule Date d'application
Union européenne Euro 6 20-35 °C 1 jour 5 % d'éthanol 2,0 g/jour En vigueur
USA : EPA EPA Tier II enhanced 72-96 °F 3 jours Essence sans plomb 0,5 g/jour En vigueur
USA : CARB LEV II 65-105 °F 3 jours Essence sans plomb 0,5 g/jour En vigueur
USA : EPA EPA Tier III 72-96 °F 3 jours 10 % d'éthanol 0,3 g/jour 2018
USA : CARB LEV III 65-105 °F 3 jours 10 % d'éthanol 0,3 g/jour 2018
Japon Post New Long Term 20-35 °C 1 jour Essence sans plomb 2,0 g/jour En vigueur
Corée du Sud KLEV 2 72-96 °F 2 jours Essence sans plomb 1,2 g/essai En vigueur
Corée du Sud KLEV 3 72-96 °F 3 jours Essence sans plomb 0,35 g/jour 2018
Brésil PROCONVE L6 72-96 °F 2 heures 22 % d'éthanol 2,0 g/essai En vigueur
Chine China 5 20-35 °C 1 jour Essence sans plomb 2 g/essai En vigueur (Pékin, Shanghai uniquement)
 

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– Wilfrid Schön

Vice-Président Recherche

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L'émergence des biocarburants et la mondialisation justifient la diversité de carburants automobiles disponibles sur le marché aujourd'hui. Il est donc essentiel d’étudier et de comprendre les évolutions en la matière.

Cette diversité a des conséquences directes sur la conception des systèmes à carburant, en particulier sur le choix des matériaux et des composants. Les systèmes à carburant Plastic Omnium doivent être entièrement validés pour un fonctionnement avec toutes les caractéristiques de carburant que le véhicule connaîtra au cours de son cycle de vie.

Plastic Omnium suit les évolutions des carburants automobiles, conçoit des systèmes compatibles avec tous les types de carburants et répond aux normes les plus strictes en matière de gestion de vapeurs, de remplissage et d'émissions évaporatoires.

Des carburants fossiles (essence ou diesel) aux biocarburants (éthanol ou BioDiesel), Plastic Omnium analyse minutieusement la composition des mélanges et contribue activement à l'élaboration de normes pour la certification des véhicules.

Le choix des matériaux et des composants résulte d’une évaluation précise des propriétés d'expansion et de rétention des fluides.

L'architecture ventilation du système est conçue en tenant compte de la pression des vapeurs de carburant, grâce à l’utilisation de valves spécifiques évitant l’entraînement de liquide, et de canisters à charbon actif aux dimensions adaptées.

Les fonctions d'alimentation et de jauge sont également conçues d'après les propriétés du carburant.

Plastic Omnium propose des solutions qui respectent les réglementations, quel que soit le carburant utilisé.

 

 

Des techniques et équipements de test « mini-SHED » spécifiques sont utilisés pour détecter et mesurer les émissions évaporatoires, même les plus faibles, avec des résultats très fiables.

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– Wilfrid Schön

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Matériaux variés, performances optimisées

Plus de 20 types de matériaux sont utilisés dans un système à carburant : majoritairement des thermoplastiques (PEHD, PA, POM, EVOH) mais aussi des thermodurcissables (NBR, FKM) et des métaux.

En tant que premier fournisseur mondial, Plastic Omnium a mis en place une veille technologique permanente pour identifier les nouveaux matériaux et optimiser ses produits, répondant aux besoins les plus avancés du marché.

Le système à carburant étant classé Pièce de Sécurité, les matériaux qui le composent sont soumis à un processus de validation qui garantit l'adéquation de leurs propriétés à leur application, à savoir :

  • Performances mécaniques à court et long termes (traction, impact) à température faible, ambiante et élevée (traction, impact à température faible et ambiante).
  • Résistance chimique (urée, sels).
  • Compatibilité du carburant (essence, diesel, biocarburants).
  • Propriétés électriques, conductivité.

Homologation du matériau

La procédure d’homologation en 3 étapes, est complexe. (1) satisfaction à nos protocoles internes (2) réponse aux exigences spécifiques de l’OEM (3) validation du composant utilisant la substance.

L'utilisation accrue de simulations numériques pour le développement de nouvelles plateformes implique la caractérisation de chaque matériau en fonction du modèle utilisé. Cela passe par des tests de haute sollicitation en temps court (ex : crash).

Plastic Omnium a élaboré une méthodologie tenant compte des caractéristiques particulières des applications carburant et SCR.

Le recyclage des véhicules hors d'usage (VHU)

La Directive Européenne 2000/53 exige un seuil valorisation/recyclage des VHU de 95 % en 2015. Entre 1998 et 2001, Plastic Omnium a mené un programme de recherche BRITE-EURAM avec plusieurs partenaires concernant la faisabilité du recyclage des systèmes à carburant en PEHD issus de VHU, avec pour conclusions :

  • La définition d'un procédé de régénération, validé à échelle pilote, du désassemblage à la réutilisation.
  • Une analyse économique de la viabilité sur le long terme de la filière.
  • Une analyse du cycle de vie démontrant l'impact environnemental positif par rapport aux alternatives d'incinération ou de mise en décharge.
 

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– Wilfrid Schön

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NVH (Noise-Vibration-Harshness)

Depuis 20 ans, les émissions sonores extérieures des véhicules particuliers ont été divisées par 8, principalement en raison des évolutions de dispositions réglementaires.

Les bruits intérieurs se faisant également plus discrets, des sources d'émissions secondaires auparavant masquées par les sources sonores dominantes font désormais leur apparition. Les bruits de clapot dus aux mouvements du carburant à l’intérieur du système en sont un exemple, ainsi que des bruits liés au fonctionnement de la pompe à carburant.
Si ces bruits ne font pas l'objet d'une attention particulière, l'image de marque du véhicule et la satisfaction des clients peuvent en être affectées.

Les fournisseurs de systèmes à carburant se concentrent de plus en plus sur les performances NVH globales des véhicules. Pour relever ces défis, Plastic Omnium a acquis l'expertise nécessaire pour tenir compte des performances acoustiques des systèmes à carburant dès la phase de développement de ses produits.

Les méthodologies NVH utilisées sont spécifiquement adaptées aux spécificités des bruits de systèmes à carburant, et l’utilisation d’une approche globale permet d'atteindre les performances acoustiques souhaitées.

La gamme INBAFFLE de Plastic Omnium prouve l’application réussie de la méthodologie NVH aux systèmes à carburant : elle permet d’offrir aux constructeurs un éventail de solutions techniques à tout problème de bruit sur le système, quelles que soient l’architecture de celui-ci et la technologie de soufflage utilisée (ex : TSBM).

 

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– Wilfrid Schön

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Systèmes contrôlés et gestion de fluides embarqués

Leader mondial dans le développement et la fabrication de systèmes à carburant, Plastic Omnium a élargi son périmètre d'activités en appliquant son expertise en matière de distribution et de stockage du carburant au développement et à la commercialisation de sa propre offre SCR, DINOx, dont les produits présentent l’avantage d’intégrer une Unité de Contrôle électronique (ECU) pour la gestion du fluide (urée).
Les compétences en électronique de Plastic Omnium n’ont depuis cessé de croître.

D’une extension de périmètre à la naissance d’une nouvelle expertise

Plastic Omnium a introduit la gestion des besoins et le développement par Cycle en V pour gérer les spécificités d’un système actif. Cela couvre l'étude initiale du système de contrôle et l'ensemble des validations du système, en incluant le développement de stratégies de contrôle pour tout le périmètre, d'actionneurs, capteurs et unités de contrôle électronique (ECU) spécifiques.

Considéré comme le cœur du système contrôlé, l’ECU est affiné pour chaque projet selon les caractéristiques de conception et d’interfaçage électronique du système : spécifications électroniques, brochage, propriétés mécaniques, standard de communication logicielle pour les interfaces avec le véhicule.

Plastic Omnium développe des stratégies de contrôle et de diagnostic globaux du système, incluant plausibilité de fonctionnement, et s’efforce de standardiser le plus possible les systèmes. Plastic Omnium s'appuie sur un vaste panel de fournisseurs d'actionneurs, de capteurs et de contrôleurs électroniques pour développer les meilleurs systèmes de contrôle adaptés à la gestion de fluides.

La validation et la qualification des systèmes sont aussi capitales. Plastic Omnium utilise des outils HIL (Hardware in the Loop) pour la qualification des systèmes, ainsi que des plans de validation complets dédiés aux systèmes contrôlés.

Grâce à son expertise transversale, et en ajoutant les systèmes contrôlés à ses domaines d’expertise, Plastic Omnium est aujourd’hui en mesure d’offrir avec ses systèmes SCR DINOx une gestion électronique complète (logiciel et composants).

 

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– Wilfrid Schön

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Collaboration : des partenariats de recherche pour Innover ensemble

Historiquement pionnier et résolument tourné vers l’innovation, Plastic Omnium connaît la valeur des partenariats et de l’union de forces de recherches pour enrichir ses compétences et innover en permanence.

Plastic Omnium accorde beaucoup d'importance aux partenariats de recherche et aux travaux collaboratifs en avance de phase.

La division Auto Inergy a fait de la collaboration avec des partenaires extérieurs sur des sujets de recherche avancés une méthode de travail depuis de longues années : équipementiers, entreprises innovantes, instituts de recherche et universités.

Nous partageons le même objectif : commercialiser des innovations durables.

 

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– Wilfrid Schön

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