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S-in motion

Steel - AcierSaving weight - Réduction pondéraleSaving costs - EconomiesSustainability - Développement durableSécuritéServiceSoliditéSolutions

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A propos d’ArcelorMittal

ArcelorMittal est le numéro un mondial de la sidérurgie, avec des activités dans une soixantaine de pays. Nous sommes leaders sur la plupart des marchés de l’acier, dont ceux de l’industrie automobile, de l’industrie, de l’électroménager et de l’emballage. ArcelorMittal dispose de quelques-unes des installations sidérurgiques les plus avancées technologiquement et est un véritable chef de fi le industriel dans la recherche et le développement de nouveaux aciers, revêtements, solutions et services. Le Groupe a accès à de considérables sources captives de matières premières et s’appuye sur d’effi caces réseaux mondiaux de distribution.

Fort d’une présence industrielle dans plus de 20 pays sur quatre continents, ArcelorMittal sert tous les marchés-clés de l’acier, qu’ils soient matures ou émergents. Fidèle à ses valeurs fondamentales Développement durable, Qualité et Leadership, ArcelorMittal s’engage à agir de manière responsable à l’égard de la santé, de la sécurité et du bien-être de son personnel, de ses fournisseurs et des communautés au sein desquelles il opère. Le Groupe s’engage également à gérer de manière durable l’environnement ainsi que les ressources non renouvelables de la planète.


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Qu’est-ce que S-in motion ?

S-in motion est un nouveau concept pour les constructeurs automobiles qui souhaitent créer des véhicules plus légers, plus sûrs et plus écologiques pour le 21e siècle.

Ce projet démontre l’engagement permanent d’ArcelorMittal à l’égard du secteur automobile avec un catalogue de pièces et de solutions en acier utilisables dès aujourd’hui pour alléger les véhicules de production.

Ce catalogue présente actuellement de multiples solutions pour 43 pièces d’un véhicule typique du segment C.

Toutes ces solutions peuvent être mises en œuvre dans les véhicules de production actuels et aident les constructeurs automobiles à réduire le poids et le coût de leurs véhicules tout en garantissant leur durabilité, leur sécurité et leur solidité.

S-in motion démontre aussi l’engagement d’ArcelorMittal pour le service à tous les stades de la conception et de la production du véhicule ainsi que sa capacité à développer des solutions répondant aux besoins des constructeurs automobiles modernes.

Le développement de S-in motion a été réparti en deux phases :

1. Solutions par module : module avant, module arrière, module latéral, module des fermetures etc. pour l’Amérique du Nord et l’Europe

2. La solution automobile la plus légère pour l’Europe

Solution S-in motion

Pour la plupart des 43 pièces, ArcelorMittal a identifi é plus d’une solution. Le catalogue contient plus de 60 solutions qui utilisent toute une gamme d’aciers trempés à la presse (PHS) et d’aciers avancés à haute limite d’élasticité

(AHSS) ainsi que de l’acier inoxydable (typiquement 17.7C-1.4310 pour la partie extérieure inférieure du montant A) et des produits longs (comme CRS2050 pour les ressorts et SOLAMB1100 forgé pour la fusée d’essieu). Les constructeurs optant pour la solution la plus légère pour chaque pièce peuvent réduire le poids du véhicule de 19 % maximum (voir tableau ci-dessous) dans le cas d’un véhicule de production de référence du segment C.

L’étude effectuée pour prendre en compte les exigences nord-américaines supérieures en matière de résistance aux collisions latérales et par l’arrière démontre qu’il est possible de réduire le poids des modules latéral et arrière de la caisse de 12 à 19 %.

Economies pondérales potentielles avec S-in motion

Référence(segment C)

Solution S-in motion la plus légère

Réduction de poids

Gain(% référence)

Portée de l’étude

% du poids de référence

Gain (% portée)

Caisse en blanc 290 250 40 14 % 215 74 % 19 %

Système de gestion de collision

10 9 1 10 % 10 100 % 10 %

Pièces suspendues (fermetures & ailes)

94 78 16 17 % 94 100 % 17 %

Châssis 72 56 16 22 % 72 100 % 22 %

Poids total 466 393 73 16 % 391 84 % 19 %

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La business unit automobile d’ArcelorMittal est une organisation orientée partenariat et soutenant ses clients dans leur expansion et la croissance de leurs activités. Nous sommes le seul fabricant d’aciers automobiles qui ait une présence vraiment mondiale.

Cette présence mondiale refl ète la nature actuelle de l’industrie automobile, qui se mondialise de plus en plus. Les défi s que les constructeurs automobiles doivent relever sont désormais identiques partout dans le monde, en particulier dans les domaines de l’environnement, de la sécurité et de la résistance en cas de collision. ArcelorMittal occupe une position unique pour soutenir les groupes automobiles mondiaux dans ce secteur très disputé.

Notre branche automobile est une organisation fl exible et ciblée, conçue pour répondre de manière proactive aux besoins des clients tout en optimisant les produits et les procédés. ArcelorMittal personnalise son approche en fonction de chaque client automobile et lui propose les produits, l’ingénierie et les services dont il a besoin. Nos équipes de soutien à la clientèle offrent un accès direct à une assistance technique, au personnel de vente et à nos vastes réseaux d’approvisionnement et de logistique.

Chiffres-clés de la branche automobile pour 2010 et 2011

2010 2011

Chiffre d’affaires USD 12,3 milliards USD 14,5 milliards

Fournitures d’acier plat 13,5 millions de tonnes 13,9 millions de tonnes

Fournitures de produits revêtus 8,2 millions de tonnes 8,6 millions de tonnes

La branche automobile d’ArcelorMittal

Les défi s que les constructeurs automobiles doivent relever sont désormais identiques partout

dans le monde, en particulier dans les domaines de l’environnement, de la sécurité

et de la résistance en cas de collision.


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La caisse en blanc du véhicule de référence du segment C est composée à hauteur d’environ 36 % d’aciers PHS et AHSS. Les PHS ne représentent ici que 6 % de la caisse en blanc de référence. Dans la solution S-in motion optimisée, les PHS et AHSS représentent 54 % du poids de la caisse en blanc. Mais si le taux des AHSS est resté quasi constant, celui des PHS est passé à 25 %.

Solutions embouties à chaud possibles Solutions possibles à base de fl ans raboutés au laser

Réduire le poids grâce à des aciers plus légers et plus solides

L’étude a identifi é que 29 pièces du véhicule S-in motion pouvaient être réalisées en acier Usibor® 1500P embouti à chaud (voir fi gure 1) et 24 autres, en fl ans raboutés au laser (LWB) emboutis à froid et à chaud (voir fi gure 2). Usibor® a été spécialement développé par ArcelorMittal pour un emboutissage à chaud. A 1 500 MPa, Usibor® est l’un des aciers les plus solides utilisés aujourd’hui dans la construction automobile. Il offre également d’excellentes performances en termes de formage, de raccord et de résistance à la corrosion.

ArcelorMittal détient toute une série de brevets relatifs à la combinaison de LWB et de l’emboutissage à chaud. Ce processus très novateur permet aux constructeurs automobiles de réaliser des réductions de poids substantielles. Ainsi, il est possible de produire des montants B qui sont très résistants dans leur partie supérieure mais moins dans leur partie inférieure afi n de permettre une déformation contrôlée en cas de collision tout en réduisant le poids du montant B de 20-25 %.

S-in motion ne vise pas qu’une réduction pondérale. ArcelorMittal a voulu que les solutions identifi ées soient également sûres, solides et durables. C’est pourquoi une analyse du cycle de vie (ACV) ainsi qu’une évaluation de la résistance à l’enfoncement et aux collisions et de la rigidité ont été effectuées. Des simulations de formage et d’assemblage ainsi que des analyses de risques ont également eu lieu avant la validation des séquences industrielles de formage et d’assemblage.


One face to the customer

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Chaque équipe client est dirigée par un Global Account Manager (GAM) en charge de la relation entre le client concerné et ArcelorMittal. Ce GAM est assisté dans sa tâche par un Global Technology Coordinator, qui s’occupe de toutes les matières techniques. Ce tandem peut en outre compter sur le soutien des équipes de vente et techniques régionales et locales.

Avec son bagage complet en termes d’expertise commerciale et technique, chaque équipe de soutien client a été conçue pour défi nir et déployer les produits et services les plus appropriés, tant au niveau mondial qu’à l’échelon local. Cette structure organisationnelle souple permet à ArcelorMittal de répondre intégralement aux exigences de ses clients. En satisfaisant pleinement les besoins de sa clientèle, le Groupe apporte une valeur exceptionnelle à leurs activités.

La clé de voûte de l’organisation automobile d’ArcelorMittal n’est autre que notre approche « One face to the customer ». Nos équipes clients spécifi ques sont structurées pour soutenir la croissance mondiale de chacun de nos clients tout en assurant un service local.

Structure mondiale de soutien d’ArcelorMittal pour les clients automobiles

Nos équipes clients spécifi ques sont structurées pour soutenir la croissance mondiale de chacun de nos clients.


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Potentiel de réchauffement global de la caisse en blanc et des fermetures S-in motion

Une ACV a également été entreprise pour déterminer le potentiel de réchauffement global de la caisse en blanc et des fermetures du véhicule S-in motion. Elle a permis d’établir une réduction de 15 % d’émissions équivalentes (eq) de CO2 pendant la production de la caisse en blanc S-in motion. Cette diminution est essentiellement à mettre à l’actif des propriétés environnementales supérieures des aciers PHS et AHSS du catalogue de solutions S-in motion.

La voiture S-in motion utilisée pour l’ACV avait une durée de vie typique de 200 000 km et une consommation de carburant de 6,6 l/100km. L’étude a montré que pendant la phase d’utilisation du véhicule, l’équivalent CO2 serait réduit de 13,5 %. Si l’on ajoute cette réduction à celle enregistrée lors de la phase de production, on arrive à une diminution totale de 1 749 kg d’équivalent CO2 par caisse en blanc S-in motion.

Après conversion, cela donne une réduction d’équivalent CO2 de 6,2 g/km pour les véhicules S-in motion. Il s’agit là d’une diminution significative pour les constructeurs automobiles, qui sont de plus en plus sous pression pour réduire le poids de leurs véhicules. Les constructeurs européens, par exemple, risquent des amendes si leurs véhicules dépassent les limites fixées par la Commission européenne à partir de 2012.

Après conversion, cela donne une réduction d’équivalent CO2 de 6,2 g/km pour les véhicules S-in motion.

0

2000

4000

6000

Référence Solution avec motorisation adaptée

Ecobénéfi ce

Phase d’utilisation

Production + recyclage

8000

10000

12000

14000

kg CO2 eq

11 91610 303

14 % (1 749)

904 768

Développement durable : les émissions ont diminué lors de la production et à l’usage

Une ACV a permis d’établir une réduction de 15 % d’émissions équivalentes (eq) de CO2 pendant la production de la caisse en blanc S-in motion.


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Résultats du crash test

Sécurité améliorée et testée

ArcelorMittal a procédé à une série de tests virtuels pour démontrer la sécurité améliorée de la voiture S-in motion. Des tests Euro NCAP et AZT ont été effectués pour évaluer l’effet des différents types d’impact (collision par l’arrière, enfoncement du toit et collision latérale) : ils dépassent les exigences minimales légales pour les nouvelles voitures. Le prototype S-in motion a fait mieux que les normes industrielles, la plupart des résultats atteignant ou dépassant les notes AZT et Euro NCAP les plus élevées (voir tableau).

Objectif Crash test Performance

5* Euro NCAP

Euro NCAP Collision frontale Conforme

Euro NCAP Collision sur poteau Conforme

Collision latérale (ECE R95) Conforme

Collision par l’arrière Conforme

Enfoncement du toit Supérieure

Collision dans la porte (FMVSS214s) Conforme

AZT AZT Danner (avant et arrière) Conforme

Le prototype S-in motion a fait mieux que les normes industrielles, la plupart des résultats atteignant ou dépassant les notes AZT et Euro NCAP les plus élevées.


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Résultats du test de rigidité

La rigidité a également été optimisée sur la voiture S-in motion, puis évaluée au moyen de la méthode du cas de la charge statique. Toutes les pièces pertinentes ont été testées, puis optimisées et retestées afi n de vérifi er si elles se comportaient correctement. Les résultats des tests sur les pièces défi nitives étaient conformes, voire supérieurs aux valeurs de l’objectif (voir tableau ci-contre).

Test de rigidité Objectif Performance Résultat

Torsion statique 18 000 Nm/° 17 966 Nm/° Proche/conforme

Flexion statique 12 000 N/mm 15 015 N/mm Supérieur

Analyse modale

1re torsion >40,0 Hz 40,5 Hz Proche/conforme

1re fl exion verticale >42,0 Hz 45,6 Hz Supérieur

1re fl exion latérale >42,5 Hz 42,8 Hz Proche/conforme


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Une gamme complète de solutions métallurgiques

Les aciers automobiles d’ArcelorMittal couvrent toutes les familles métallurgiques d’aciers et proposent un éventail complet de compromis entre emboutissabilité et allégement. Nous sommes un chef de fi l technologique reconnu pour ce qui des aciers avancés à haute limité d’élasticité (AHSS), des aciers galvanisés et des aciers revêtus.

Notre partenariat à long terme avec les constructeurs automobiles nous permet d’être en phase avec les attentes du

marché automobile. Ainsi, ArcelorMittal a été en mesure de fournir des solutions pour des voitures et des transmissions à faible coût et donc de s’inscrire dans la stratégie des constructeurs et les tendances du marché. La vaste expérience d’ArcelorMittal dans le secteur automobile a conduit au développement de S-in motion, ce qui permettra à nos partenaires de répondre aux futures attentes de la réglementation et des consommateurs en matière de véhicules plus légers.

La qualité est l’une des valeurs fondamentales d’ArcelorMittal et notre business unit automobile y adhère pleinement. Bien que nous fabriquions de l’acier sur plus de 20 sites de par le monde, nos produits présentent une qualité et des propriétés mécaniques constantes, quel que soit leur lieu de production.

Présence automobile mondiale d’ArcelorMittal

Nos produits présentent une qualité et des propriétés mécaniques constantes, quel que soit leur lieu de production.

Les aciers automobiles d’ArcelorMittal couvrent toutes les familles métallurgiques d’aciers.


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Validation de la formabilité et de l’assemblageMéthodologie de validation du formage

Le test de formabilité des pièces S-in motion a été effectué en s’appuyant sur une gradation dans l’approche de validation. C’est là une méthodologie standard de validation du formage dans l’industrie automobile. Les solutions embouties à chaud et à froid ont été testées lorsque c’était approprié.

Validation par essai

Approche expérimentale

Emboutissage à chaud Emboutissage à froid

Essai d’emboutissage à chaud Essai d’emboutissage à froid

Simulation thermo-mécanique d’emboutissage à chaud développée par ArcelorMittal

Contrôle du recul élastique par Outifo

Simulation incrémentale (Pamstamp)

Simulation incrémentale (Autoform)

Simulation « One-step » (Autoform)

Simulation « One-step » (Autoform)

Par analogie Par analogie

Méthodologie ArcelorMittal

Approche incrémentale

Approche « One-step »

Validation d’expert

Domaine de soudabilité expérimentale et essais de traction en croix

Validation numérique (Sorpas)

Critères d’acceptation des OEM

Domaine de soudabilité obtenu par calcul numérique

Evaluation exhaustive

Une étude de faisabilité d’assemblage basée sur la propre méthodologie d’ArcelorMittal a inclus une analyse de risques des combinaisons de soudage

ainsi que des tests d’assemblages critiques.

Le but était de garantir que toutes les pièces puissent être assemblées sans introduire de points faibles dans le véhicule S-in motion.

Méthodologie de validation de l’assemblage


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Centres de R&D mondiaux ayant contribué au projet S-in motion

ArcelorMittal dispose d’un certain nombre de laboratoires qui effectuent des recherches sur de nouveaux produits et procédés pour le marché automobile. Plus de 600 ingénieurs et techniciens travaillent dans ces labos. La branche automobile d’ArcelorMittal représente 25 % du budget de R&D total (il fait plus de 250 millions de dollars par an) du Groupe.

Nos ingénieurs collaborent avec les constructeurs automobiles tout au long du cycle de vie de leurs produits pour développer de nouvelles qualités d’aciers automobiles plus légères mais plus solides que les matériaux existants. De nouveaux revêtements sont également développés pour améliorer la résistance à la corrosion, l’apparence de la peinture et les procédés d’application. Nous apportons notre soutien dès les premiers stades de la conception d’un nouveau véhicule jusqu’au service après-vente en passant par la production de masse.

East Chicago (Etats-Unis)Deux cents ingénieurs et techniciens travaillent dans le plus grand centre de recherche d’ArcelorMittal en Amérique du Nord. La recherche automobile se concentre sur la conception structurelle et l’analyse IAO (ingénierie assistée par ordinateur) ainsi que sur le développement et l’amélioration des applications des produits en tôle et des technologies de fabrication.

Hamilton (Canada)

Hamilton développe des applications de tubes et tôles pour le secteur automobile et effectue également de la conception structurelle et de l’analyse IAO.

Maizières (France)

Principal laboratoire automobile de France, Maizières Automotive Products est responsable du développement de nouveaux aciers et de l’amélioration d’aciers existants. Ce centre effectue également des recherches sur des solutions anticorrosion, de nouveaux revêtements et des produits révolutionnaires et fournit un soutien technique aux clients automobiles.

Montataire (France)

Chez Montataire Automotive Applications, la recherche se focalise sur le formage et la conception des composants automobiles et des solutions acier. Ce labo étudie également l’assemblage, le soudage et le collage de différents matériaux et stratifi és.

Isbergues (France)

Le centre de recherche d’Isbergues se consacre au développement de nouveaux produits en acier inoxydable, procédés et solutions. Environ un quart des travaux de ce laboratoire porte sur des produits automobiles, comme des systèmes d’échappement, et des éléments structurels et décoratifs.

Gandrange (France)L’une des principales activités du centre de R&D de Gandrange n’est autre que le développement du marché des solutions longues carbone et « fi l » pour le secteur automobile. Ce centre fournit également une assistance technique aux usines et aux clients fi naux, en particulier pour l’organisation des processus et l’amélioration de la qualité des produits.

Nous apportons notre soutien dès les premiers stades de la conception d’un nouveau véhicule jusqu’au service après-vente en passant par la production de masse.

La branche automobile d’ArcelorMittal représente 25 % du budget de R&D total (il fait plus de 250 millions de dollars par an) du Groupe.


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Validation de la rentabilité

Le démonstrateur S-in motion

Une fois la formabilité et l’assemblage du véhicule S-in motion validés, ArcelorMittal a procédé à une validation industrielle avec, en parallèle, une analyse des coûts. Le but : garantir que la voiture S-in motion puisse être construite à l’échelle industrielle et de manière rentable.

Les coûts ont été calculés pour l’acier utilisé pour la pièce, la transformation du matériau, l’assemblage et l’outillage requis pour créer la pièce avec un autre type d’acier. Les comparaisons (voir tableau) ont révélé qu’il n’y avait pas de hausse des coûts sur la base des prix de l’acier 2010. Pourquoi ? Parce que les aciers traditionnellement utilisés pour ces éléments requièrent une qualité d’acier plus épaisse et plus lourde. Les nouvelles qualités PHS et AHSS utilisées pour les pièces S-in motion sont plus solides mais plus légères que les aciers automobiles conventionnels.

Les qualités PHS et AHSS sont plus solides mais plus légères que les aciers automobiles conventionnels.

Les constructeurs automobiles ont ainsi sous les yeux des exemples interactifs des solutions proposées. Ce démonstrateur en taille réelle sera présenté lors de divers événements automobiles en Asie, en Europe et en Amérique du Nord et du Sud et sera disponible pour des roadshows internes chez des clients automobiles d’ArcelorMittal.

Un démonstrateur S-in motion en taille réelle a été construit pour montrer les différentes pièces développées au cours du projet.

Résumé des coûts de la caisse en blanc S-in motion

Amortissement de l’outil 2% 3%

Assemblage 32% 34%

Transformation 15% 18%

Matériau 51% 45%

Coûts de référence caisse en blanc 2010Référence S-in motion


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CouverturePhoto : Vezet – route de Greucourt© Mathieu Noel – tous droits réservés

CopyrightTous droits réservés. Aucun extrait de la présente publication ne peut être reproduit, sous quelque forme que ce soit et de quelque manière que ce soit, sans un accord écrit préalable. Bien que le plus grand soin ait été apporté à l’exactitude des informations contenues dans la présente publication, ArcelorMittal décline toute responsabilité en cas d’erreurs ou d’omissions éventuelles.

Conception graphiqueCo-mana Communication Support

ProductionGeers Offset

ArcelorMittal19, avenue de la LibertéL-2930 Luxembourgwww.arcelormittal.com/automotive

Version Février 2012 Vous pouvez télécharger cette brochure et trouver les dernières informations en date sur www.arcelormittal.com/automotive


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Informations complémentaires sur S-in motion

ArcelorMittal déploiera son concept S-in motion via les équipes clients mondiales

de l’entreprise et des roadshows internes spécifi ques.

Pour en savoir plus sur S-in motion,

rendez-vous sur www.arcelormittal.com/automotive ou prenez contact

avec votre interlocuteur automobile habituel chez ArcelorMittal.


ArcelorMittalAutomotive Worldwide

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