Objectif de Renault : produire ses prototypes sur la chaîne d'assemblage

Renault mise sur la simulation pour limiter le nombre de prototypes construits pour chaque nouveau véhicule. L'objectif est de concevoir des prototypes au plus proche des véhicules de série, et pouvant donc être produits sur la chaîne de production finale.

 Pour un constructeur automobile, construire un prototype est très coûteux et très consommateur de temps. Avec la CAO et la simulation numérique, les constructeurs cherchent à concevoir des véhicules parfaits « du premier coup », c'est-à-dire dont les prototypes sont au plus proche possible du véhicule de série. L'enjeu est de taille, car s'ils parviennent à atteindre cet ambitieux objectif, les premiers prototypes pourraient bien être produits directement sur les outillages et les chaînes de production du véhicule final. Eric Landel, expert leader modélisation et simulation numérique chez Renault, résume cette ambition : « L’objectif de la simulation, c’est clairement de se substituer aux essais physiques, d'anticiper la validation physique pour que, lorsque le premier véhicule est effectivement construit, il n’y ait pas de reprises, pas de modifications à apporter aux outillages. Et si on ne se passera sans doute jamais de prototypes physiques, le but est clairement de réduire le nombre de prototypes et de raccourcir les délais avant la commercialisation des nouveaux modèles. »

Une organisation pour raccourcir le cycle de conception

Par le passé, les constructeurs mettaient au point leurs nouveaux modèles en travaillant par vagues successives : « On produisait des prototypes, on identifiait les modifications à apporter, on relançait une nouvelle vague de production, etc. On procédait ainsi par phases essais/erreurs pour aboutir au produit final. Le numérique a permis de compacter tout cela. Les boucles de design sont désormais entièrement numériques, on vise à ce qu’il n’y ait absolument plus de problèmes observés sur le premier véhicule construit. C’est un objectif qui est d’ores et déjà fixé à notre calendrier et qui devrait être atteint dans les prochaines années. »

En termes d’organisation de la simulation, Renault a opté pour une dissémination du calcul auprès des concepteurs pour favoriser les cycles courts. Les concepteurs peuvent lancer des simulations sur des modélisations simples, les moyens de calculs intensifs venant en complément pour les simulations plus sophistiquées, notamment les simulations de crash tests. « De manière générale, entre deux modèles d’un véhicule, nous avons diminué entre 25 et 30% le nombre de prototypes », explique Eric Landel, qui précise toutefois : « Ce nombre de prototypes n’est pas le plus déterminant. L’objectif est bien d’arriver à des prototypes très proches de la série. Un prototype coûte extrêmement cher à produire, dans quelques années nous pourrons les produire sur les outillages du modèle final. »

La simulation multiphysique poussée dans ses derniers retranchements

Pour, notamment, créer des véhicules plus légers et donc moins gourmants en carburant, le constructeur, tout comme ses grands concurrents, fait un appel massif à la simulation multiphysique : le comportement du véhicule est validé sur le plan de son comportement mécanique, mais aussi en termes électromagnétique ou de température. « Parmi nos axes d’amélioration, on poursuit notre travail sur le renforcement de la qualité de nos modèles de simulation, on optimise le design des pièces en multipliant le nombre de calculs pour à la fois diminuer la masse et optimiser les performances. Enfin, on travaille sur le volet logiciel embarqué. Nos voitures embarquent de plus en plus de logiciels, il nous faut donc combiner les simulations multiphysiques et les modèles de contrôle de ces logiciels pour pouvoir évaluer le comportement du véhicule final. »

En marge de ces grandes simulations, le constructeur simule le comportement de ses véhicules dans des situations plutôt insolites : « On travaille sur des choses plus amusantes, par exemple la simulation d’un passage de gué. C’est une procédure qui nous vient de notre partenaire Nissan. On simule l’envahissement partiel du compartiment moteur par l’eau, on vérifie le comportement des organes sensibles du véhicule et du système électrique et des prises d’air de manière virtuelle. »