jeudi 11 juillet 2019
Avec la rotule PSPM, POLY-SHAPE et PIPO MOTEURS en pole position dans les courses automobiles de haut niveau.
Que ce soit en Formule 1, en courses WRX ou en rallyes WRC, les composants de chacun de ces bolides supportent des contraintes thermiques et mécaniques hors normes. La préoccupation majeure des concepteurs et fabricants est donc d’assurer aux meilleurs pilotes qu’ils pourront compter sur des équipements fiables et résistants afin d’éviter à tous prix une défaillance mécanique qui compromettrait irrémédiablement leur score.
C’est ce défi que relèvent POLY-SHAPE et PIPO MOTEURS en proposant une solution nouvelle qui remplace les soufflets de ligne d’échappement qui ont trop tendance à casser voire…. à causer des incendies en plein milieu d’une course !
En courses automobiles, lorsqu’on accélère ou décélère, le moteur tourne selon l’axe de rotation du vilebrequin, par effet de couple. Avec la montée en température, la ligne d’échappement s’allonge sur sa longueur et perd son alignement d’origine par rapport au moteur. Pour absorber ce mouvement relatif on utilise habituellement une pièce rigide appelée « compensateur » ou « soufflet », généralement fabriquée en inox et raccordée sur la ligne d’échappement. Cette pièce étant très peu flexible, elle travaille en fatigue en permanence jusqu’à casser en fonctionnement.
Pipo Moteurs, société d’ingénierie et fabricant de moteurs pour des voitures qui évoluent notamment dans le championnat du monde WRX, a donc cherché une solution alternative pour pallier ce problème mécanique. La fabrication d’une rotule leur est apparue comme étant la meilleure solution car permettant de remplacer le soufflet, pièce rigide et cassable, par une rotule acceptant des degrés de liberté et durable dans le cadre de compétitions automobiles de haut niveau.
Fort de ce constat, Pipo Moteurs a contacté Poly-Shape (avec qui ils collaborent depuis de nombreuses années) afin d’optimiser le design d’une rotule qui soit fabriquée en impression 3D métal. Ensemble, ils ont mis au point et fabriqué cette nouvelle rotule « PSPM », dont le nom rappelle les initiales des deux partenaires industriels.
La rotule PSPM est constituée de deux lèvres sphériques indissociables et concentriques qui s’articulent l’une dans l’autre selon 3 degrés de libertés et sur une amplitude de plus ou moins 10 degrés. Les deux pièces coulissent l’une dans l’autre, sans garniture ou joint dynamique. Grâce à la pression des gaz qui passent à l’intérieur de cette pièce, l’étanchéité est assurée par la forme même de la pièce puisque la pression a pour effet de rattraper le jeu par décalage axial d’une lèvre par rapport à l’autre, une première étanchéité est alors obtenue par contact selon une génératrice. Dans un second temps, sous l’effet de l’élévation de la température, on assiste à un phénomène de dilatation différentielle entre la lèvre intérieure qui subit la température des gaz, et la lèvre extérieure qui est isolée des gaz.
Ces deux pièces sont fabriquées en une seule fois, selon la technologie de la fabrication additive métal avec un matériau base Nickel de type Inconel qui résiste à de très hautes températures et qui fait partie de la gamme des superalliages. Ceci étant, il est tout à fait possible d’envisager d’autres matériaux, selon le cahier des charges de chaque client.
Lancée en situation réelle de course depuis mi 2018, la rotule PSPM enregistre déjà des résultats impressionnants démontrant sa grande résistance à de très hautes température : elle reste en effet intacte ne causant aucun dommage au système d’échappement malgré les fortes sollicitations de la pièce.
Un succès reconnu par les professionnels de la course automobile qui a motivé les deux partenaires à déposer un brevet et qui la proposent désormais à tous les industriels du motorsport car elle est utilisable à la fois sur un moteur turbo comme sur un moteur atmosphérique.
Une pièce d’exception qui n’a pas fini de faire grande impression dans le monde du motorsport… et qui lui a aussi permis de décrocher le prix « Coup de Cœur du Jury au Trophée 3D PRINT » qui se tenait à Lyon, du 4 au 6 juin dernier.
Pour en savoir plus :
Rédacteur
Anne de LANSALUT