93 kg d’aluminium en 0,08 seconde lors de la visite de l’usine Volvo EX60

Le Volvo EX60, un SUV 100 % électrique, dispose d’une autonomie de 810 km et est vendu au même prix que son équivalent hybride. La production du Volvo EX60 a débuté le mercredi 22 avril à Göteborg, avec la présence de la ministre suédoise de l’énergie, des affaires et de l’industrie, Ebba Busch, et du PDG de Volvo Cars, Hakan Samuelsson.

Un SUV 100 % électrique avec une autonomie de 810 km, proposé au même tarif que son équivalent hybride ? Tel est l’ambitieux défi du nouveau Volvo EX60. Pour comprendre comment la marque a réalisé ce tour de force, nous avons visité ses lignes de production en Suède, où se mêlent presses titanesques et aluminium en fusion.

Le mois dernier, à Göteborg, deuxième ville de Suède, une cérémonie marquait le début de la production du Volvo EX60. Étaient présents la ministre de l’énergie, des affaires et de l’industrie, Ebba Busch, l’ancienne première ministre Magdalena Andersson et le PDG de Volvo Cars, Hakan Samuelsson, entre autres.

La presse générale était principalement là pour assister à la mise en scène de la sortie de la ligne de production du premier exemplaire de série, le MP1 (pour Mass Production 1). Frandroid a toutefois accepté l’invitation pour visiter une nouvelle fois l’usine de Torslanda, berceau de Volvo, et échanger avec d’autres représentants du constructeur. Cela a été l’occasion d’approfondir la technique du « méga casting », utilisée pour la première fois par Volvo pour l’EX60, et plus globalement pour une voiture électrique d’origine européenne.

Le « méga casting » de Volvo représente une technique de moulage d’aluminium haute pression à une échelle importante, permettant de créer une grande pièce de carrosserie en une seule opération, à la place de souder des centaines de pièces d’acier embouties. Tesla a initialement introduit le « giga casting » fin 2020, suivi par Xiaomi avec son « hyper casting », et d’autres constructeurs, comme Toyota, prévoient d’adopter cette méthode.

Tous ces constructeurs appliquent d’abord cette technique au plancher arrière, une pièce reliant les passages de roues d’un côté à l’autre, s’étendant de l’arrière de la batterie jusqu’à l’arrière du véhicule. Selon Anders Bell, CTO de Volvo Cars, et Magnus Olsson, directeur de l’usine de Torslanda, cette pièce est la plus simple à réaliser pour atteindre des propriétés de résistance dites idéales, tandis que l’avant présente plus de complexité, en raison des exigences de sécurité.

Depuis notre première visite il y a deux ans, une seconde presse a été installée et mise en service dans l’extension de l’usine spécialement construite à cet effet. Volvo a investi dans ces deux installations de pointe pour atteindre une capacité de production d’une voiture par minute, soit 300 000 par an. Quand elles fonctionneront au maximum de leur capacité, ces presses produiront autant de pièces à elles deux.

La montée en charge, impliquant notamment la formation des ouvriers (environ 30 % des effectifs), devrait permettre de relancer la production après la traditionnelle pause estivale. Volvo espère aussi raccourcir d’une semaine les congés d’été en raison d’une demande plus forte que prévu, les discussions avec les syndicats étant actuellement en cours. Un centaine de personnes travaillent sur le méga casting, y compris l’étape finale de perçage.

Entre-temps, à Torslanda, Volvo a terminé la construction d’une chaîne d’assemblage de batteries, utilisant des cellules provenant de divers fournisseurs comme LG et CATL, ainsi que la réhabilitation de ses chaînes de peinture et d’assemblage final. Ce projet a nécessité un investissement total de 10 milliards de couronnes suédoises (SEK), soit environ 925 millions d’euros.

Pour cette visite, Peter Schüler, chef de la production Mega Casting, a expliqué le procédé et ses évolutions au cours des deux dernières années. Le méga casting repose sur le moulage d’aluminium haute pression, une méthode perfectionnée depuis les années 1850, où l’industrie automobile l’utilise pour produire des moteurs en aluminium depuis les années 1950.

Récemment, cette méthode a été adaptée pour fabriquer de plus grandes pièces. Le défi consiste à injecter de l’aluminium liquide dans des moules plus vastes sous pression élevée. La première étape consiste à liquéfier l’aluminium à 700-750°C. Cet alliage d’aluminium est fourni en lingots par des fournisseurs tiers, contenant une petite quantité d’autres métaux, comme le magnésium.

Ces deux dernières années, des efforts ont été déployés pour optimiser la recette, augmentant la proportion d’aluminium recyclé de 30 à 50 %. En comparant les premiers tests aux produits finis présentés, on remarque que l’aluminium s’écoule dans des directions variées et que son aspect a évolué.

La presse injecte 93 kg d’aluminium fondu dans le moule en seulement 0,08 seconde, avec une compression de 8 500 tonnes à une vitesse de 40 à 60 m/s (soit 144 à 216 km/h). Le moule, pesant 140 tonnes, s’ouvre pour laisser sortir une pièce déjà refroidie à 250-300°C, qui est ensuite plongée dans de l’eau pour être refroidie à 30°C et finaliser sa solidification.

Un robot découpe ensuite les excédents d’aluminium, appelés ingate et outgate, utilisés pour l’alimentation du moule et l’évacuation de l’air. Ces surplus sont re-fondus pour être recyclés. Cependant, contrairement à ce que certains représentants de Volvo affirment parfois, l’aluminium n’est pas réutilisé tel quel car le lubrifiant utilisé pour faciliter le démoulage a contaminé l’alliage, qui doit donc être purifié auprès du fournisseur.

Chaque pièce est ensuite placée sur un robot mobile autonome (AMR) pour être acheminée à la chaîne d’usinage, où d’autres machines et ouvriers effectuent l’ébavurage, le perçage, le fraisage et le vissage. Elles sont ensuite envoyées directement à la chaîne d’assemblage.

L’un des avantages du méga casting est que les pièces sont produites en interne, réduisant ainsi le « lead time », ou le délai entre la commande et la livraison, un facteur crucial dans l’industrie automobile. Cette technique entraîne également des économies de poids, économiques et écologiques : un plancher arrière moulé pèse environ 43 kg, alors que le taux de rendement traditionnel dans le processus d’emboutissage est d’environ 50 %, mais le surplus de 120 kg d’acier d’un plancher arrière ne se recycle pas à presque 100 %.

Cette simplification industrielle et ces coûts réduits, malgré un investissement important initial, associés à d’autres innovations de la plateforme SPA3, permettent à Volvo de commercialiser l’EX60, un SUV électrique « sans compromis », au prix du XC60 hybride rechargeable.

Le méga casting et le giga casting posent néanmoins des défis, principalement en matière de réparabilité, car il est complexe d’éviter le remplacement d’une grande pièce pour un dommage mineur. Akhil Krishnan, responsable de la gamme 60, indique que Volvo a réévalué le design du véhicule autour du méga casting en incluant des extrusions en acier et un nouveau pare-chocs pour « retarder » les dommages. En cas de dommage, Volvo affirme pouvoir remplacer les sections affectées par des morceaux de plancher fabriqués séparément.

Le second défi était d’ordre social, car le moulage sous pression requiert moins de robots et de main-d’œuvre que l’emboutissage. Magnus Olsson, directeur de l’usine de Torslanda, avait assuré il y a deux ans que tous les ouvriers seraient reconvertis. Aujourd’hui, il précise que le méga casting, la chaîne d’assemblage de batteries et la réhabilitation de la chaîne d’assemblage final ont en fait permis d’augmenter le personnel de 500 ouvriers, pour internaliser des activités auparavant confiées à des sous-traitants.

Volvo a investi près d’un milliard d’euros pour moderniser son usine principale à Torslanda, qui existe depuis 62 ans, en vue de produire l’EX60 et d’autres futurs véhicules électriques. L’établissement des chaînes d’assemblage de batteries et de méga casting marque un tournant vers un avenir entièrement électrique pour ce constructeur historique, bien qu’il ait également repoussé l’arrêt des moteurs thermiques.

Premier constructeur européen à adopter le méga casting, Volvo affirme avoir relevé tous les défis. Avec les autres avancées apportées par sa plateforme SPA3, cela permettrait à l’EX60 de proposer la meilleure autonomie de sa catégorie, soit 810 km, ainsi qu’une recharge de 10 à 80 % en seulement 16 minutes. Le tout pour le prix d’un XC60 hybride rechargeable, le second véhicule hybride rechargeable le plus vendu d’Europe. Volvo s’engage ainsi à faire de l’EX60 la première voiture électrique « sans compromis », une promesse que nous sommes impatients de voir réalisée dès sa mise en circulation cet été.