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Véhicules sur étagères

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Les constructeurs ont simplifié la conception et l’industrialisation de leurs véhicules. Une standardisation qui passe par des plates-formes et des modules communs.

Véhicules sur étagères
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© Avec la MQB, Volkswagen a été le précurseur des plates-formes modulaires.

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En partenariat avec Industrie Explorer

Pour évoquer la conception d’un véhicule, le terme « plate-forme » revient comme un gimmick. Ce mot-clé n’a pourtant pas de définition commune aux acteurs de l’automobile. « Dans une version très minimaliste, c’est le châssis, mais une plate-forme comprend aussi d’autres éléments comme l’architecture du moteur ou les trains avant », précise Andreas Wlasak, le directeur du design chez Faurecia. En dehors de quelques petits constructeurs, les industriels ne développent plus uniquement des châssis, mais une architecture roulante complète.

Une stratégie nécessaire pour faire face à la hausse des coûts de conception et à des marges toujours plus réduites. Les constructeurs multimarques, comme Volkswagen et PSA, ont mis en place dès le début des années 1990 cette politique de standardisation pour amortir les coûts d’ingénierie, ceux des achats et les investissements industriels les plus lourds, en particulier dans les ateliers d’emboutissage et de ferrage. La plate-forme recoupe différentes réalités techniques selon les constructeurs et les éléments partagés entre les modèles de leurs gammes. Une plate-forme Ford n’est pas équivalente à une plate-forme Volkswagen. Surtout, les démonstrateurs présentés par l’ingénierie des constructeurs, avec quatre roues, des trains et un soubassement sans carrosserie ni habitacle, mais souvent avec sièges et volant, ne rendent pas vraiment compte de la réalité industrielle d’une plate-forme.

« La plate-forme n’existe pas physiquement et ne peut pas être visualisée sur une chaîne d’assemblage. Il s’agit d’un concept qui permet aux industriels d’optimiser la conception et l’industrialisation de la caisse d’un véhicule », déclare Michel Costes de la société d’information automobile Inovev. « C’est surtout une question d’échelle, un niveau de standardisation », poursuit Andreas Wlasak. Concrètement, la plate-forme correspond à une standardisation du soubassement du véhicule, des longerons et des montants ainsi que du pied-milieu – la pièce latérale entre la porte avant et la porte arrière –, soit une bonne partie de la « caisse en blanc » qui sort des ateliers d’emboutissage et de ferrage. « La clé est la standardisation : standardisation des pièces constituant la caisse et son environnement, mais aussi standardisation des points de fixation », ajoute Michel Costes.

La modularité, la plate-forme 2.0

La standardisation des points de fixation des principaux composants entre eux (caisse, moteur, habitacle…) permet de mettre en commun un plus grand nombre de pièces. Jusqu’à présent, une architecture roulante était surtout partagée entre modèles de même taille. Elle peut désormais l’être entre des véhicules de taille différente. La plate-forme Modulare querbaukasten (MQB), ou matrice modulaire transversale, de Volkswagen sert ainsi à développer une Polo de 3,97 mètres de longueur et une Passat de 4,77 mètres.

Les points de fixation standardisés permettent aussi de partager d’autres éléments que ceux de la caisse en blanc. « On assiste à une “plate-formisation” des composants. Des pièces d’aspect ou des éléments de l’habitacle peuvent aussi être standardisés et partagés entre des modèles. La plate-forme concerne, par exemple, un élément comme le siège : l’armature est identique, mais le design et le style de l’enveloppe extérieure, les plastiques sont différents », souligne Andreas Wlasak.

Cette standardisation étendue n’est autre que la conception modulaire. Développée par Volkswagen, elle s’appuie sur des « baukasten » ou modules, soit des kits de pièces standardisées développés de plus en plus indépendamment d’un modèle spécifique. « C’est une logique de Lego, détaille Sébastien Amichi, consultant chez Roland Berger. Les zones de fixation sont figées, par exemple entre le soubassement et les sièges ou entre la face avant et le moteur. Le constructeur crée alors des gammes de modules selon ces zones de fixation standardisées qu’ils assemblent pour concevoir des véhicules très différents : compactes, berlines ou cross-overs. »

Comme les pièces de Lego, les modules peuvent être assemblés entre eux, sans modification, et donc passer d’un modèle à un autre. Les plus grands constructeurs migrent désormais vers cette logique modulaire. L’alliance Renault-Nissan a ainsi lancé en 2013 sa stratégie Common module family (CMF). « Le but de CMF est de standardiser ce que le client ne voit pas, pour lui offrir plus de diversité sur ce qui se voit », explique-t-on chez Renault. « La plate-forme CMF sera utilisée sur des segments A à D car l’avant est partagé entre Renault et Nissan, ce qui va augmenter l’utilisation commune d’organes », ajoute Alain Raposo, le vice-président de l’alliance pour l’ingénierie moteurs et les véhicules électriques.

La généralisation de la stratégie modulaire entraîne chez les constructeurs une remise à plat progressive de la conception des véhicules. Le projet de véhicule n’est plus désormais l’alpha et l’omega de l’organisation. De plus en plus d’ingénieurs sont affectés à des projets modules ou à des projets d’organes. Ford a spécialisé ses centres d’ingénierie depuis le milieu des années 2000 : les centres américains sont dédiés aux châssis, ceux de Grande-Bretagne aux moteurs. Volkswagen a poussé cette logique en rendant indépendante chaque équipe module, qui n’est plus forcément attachée à la conception du véhicule.

Cette pratique se retrouve aussi dans le monde du premium, mais à une moindre échelle. « Les constructeurs multimarques peuvent pleinement développer la logique du module. C’est plus compliqué pour les marques premium de partager une plate-forme entre un grand SUV et une berline compacte, car l’effet de volumes est moins fort, et les dimensionnels moins compatibles, analyse Sébastien Amichi. Les allemands sont les plus avancés, en particulier Volkswagen. » C’est le cas chez BMW. Le bavarois a bâti une « baukasten haus » – un département des kits –, où les ingénieurs sont regroupés en équipes pour développer une rotule, un écran ou des pièces de décoration, qui pourront être assemblés sur différents modèles.

L’approche modulaire accroît la standardisation des process de production. Avec des points d’attache identiques, les robots du ferrage peuvent assembler plusieurs types de véhicules. Idem sur la ligne d’assemblage. En standardisant à outrance, les constructeurs ont flexibilisé leurs usines. Sur le site de Douai (Nord), Renault produira cinq modèles avec la plate-forme CMF. Si les volumes du futur Scénic n’étaient pas au rendez-vous, la marque au losange pourrait compenser cette baisse par une hausse des cadences de l’Espace ou de la prochaine Laguna, voire d’un modèle Nissan qui utilise aussi la CMF. À terme, les process de production dans les usines d’un groupe sont appelés à converger. À la clé, une baisse significative des coûts de production et une augmentation des taux d’utilisation des unités de production.

Des taux d’utilisation élevés permettent un meilleur amortissement des investissements, en particulier au niveau du ferrage. Les dépenses en outillage sont aussi revues à la baisse, sauf lors de l’implantation de la plate-forme. Ensuite, plus besoin de reconstruire la ligne à chaque modèle. « C’est le génie de la standardisation des plates-formes : on peut faire des choses qu’on ne pouvait pas faire avant car c’était beaucoup trop cher, s’enthousiasme Laurens van den Acker, le designer du groupe Renault [lire aussi page 42]. Les coûts de développement de chaque voiture d’aujourd’hui sont moins élevés que celui des modèles précédents. »

Des avantages exponentiels

Les principales économies se situent au niveau de l’ingénierie et des investissements industriels. « Si le ticket d’entrée pour développer une plate-forme est plus élevé, le coût d’adaptation pour lancer le véhicule suivant sur la même plate-forme baisse de 70 % à 80 % », affirme Sébastien Amichi. Les constructeurs s’accordent sur le ticket d’entrée : environ 1 milliard d’euros et à peine 200 millions pour les adaptations pour le modèle suivant. L’alliance Renault-Nissan assure avoir réalisé l’an passé 714 millions d’euros d’économies sur l’ingénierie véhicule, 525 millions sur le développement d’organes mécaniques et 1 milliard sur les achats, grâce notamment à la généralisation de la CMF. 

Pour que ces effets d’échelle jouent à plein, les constructeurs doivent disposer, dans les gammes de leurs marques, de modèles en concurrence sur les mêmes segments. Ils font des économies et gagnent du temps pour proposer une gamme plus large. Développer un véhicule prend environ trois ans, soit près de deux années de moins qu’au cours de la décennie précédente. « Le problème des constructeurs est de développer plus rapidement les nouveaux modèles, constate Yannick Haselvander, senior manager chez Continental Automotive. Il y avait et il y a toujours un vrai besoin de simplification de la conception des véhicules, car elle prend trop de temps. »

La standardisation à outrance permet de présenter un catalogue de produits très diversifié. En limitant les coûts de conception, une partie de l’argent et des équipes peut être réallouée pour conforter l’image de marque des véhicules. « Cela peut être à double tranchant, prévient Sébastien Amichi. À trop vanter la communalité de pièces à plus de 80 % entre des modèles de marques différentes, la marque la plus chère peut finir par se faire cannibaliser. »

Et demain…

La modularisation semble marquer un point haut dans la standardisation automobile. « Adapter une plate-forme commune coûte cher, un coût parfois supérieur au développement d’une plate-forme spécifique pour un modèle de niche », remarque un consultant. La stratégie des plates-formes a multiplié le lancement de modèles globaux, produits à l’identique partout dans le monde. Cela implique de travailler avec des fournisseurs pouvant assurer le démarrage de la production d’un modèle dans plusieurs zones géographiques à quelques mois d’intervalles. « Cela crée une dépendance plus importante entre fournisseurs et donneurs d’ordres », précise Sébastien Amichi. Les rappels massifs de véhicules – 30 millions chez GM depuis le début de l’année – en sont l’un des écueils. Le secteur automobile explore donc déjà des pistes pour dépasser les modules. L’impression 3 D en est une.

« Même les yaourts ont leurs plates-formes »

Sébastien Amichi,  consultant automobile senior chez Roland Berger

« La logique de plate-forme est apparue dans les années 1970, dans le monde de l’électronique. Les photocopieurs, notamment ceux de la marque Canon, en sont un très bon exemple. Rapidement, l’électroménager a adopté cette stratégie, par exemple pour des lave-linge qui disposent des mêmes bases techniques comme l’armature. L’automobile l’a adopté, et pas seulement les constructeurs. Des équipementiers comme Valeo et Faurecia travaillent selon cette logique pour certains de leurs composants. Le monde du camion s’est également appuyé sur les plates-formes pour baisser les coûts tout en concevant des modèles très différents selon les usages. Et même dans la grande distribution elles sont omniprésentes, regardez Ikea dans l’ameublement ! Les yaourts sont aussi produits sur des plates-formes. Ce sont ici des masses blanches qui servent de base à l’élaboration des marques. Les producteurs investissent moins d’argent sur la partie non visible et plus sur les éléments différenciant, visibles par le consommateur, comme dans l’automobile. » 

 

À méga plates-formes, méga rappels ? 

La standardisation à outrance multiplie-t-elle les problèmes de qualité ? Quand plusieurs millions de voitures possèdent les mêmes pièces, le moindre défaut peut vite tourner au casse-tête. Toyota, GM et Ford en ont fait les frais ces dernières années. Mais les méga plates-formes entraînent-elles forcément plus de problèmes de qualité ? « La politique modulaire a un avantage : quand un module ne rencontre pas de problème, l’impact qualité est énorme, car il est reporté sur des dizaines de milliers voire des millions de véhicules », explique un consultant. Davantage de moyens sont investis au départ pour développer un composant, donc, potentiellement, la qualité augmente. S’ils sont d’une plus grande ampleur, les rappels seraient donc, au final, moins nombreux que par le passé, d’après les constructeurs. La facture reste cependant élevée.

Les asiatiques à la peine

 Aucun grand groupe ne peut se passer d’une stratégie de plates-formes. Or les constructeurs asiatiques ne semblent pas les mieux placés dans la conception modulaire. Les chinois ne sont pas encore à ce niveau de complexité et les japonais, qui travaillent depuis longtemps sur la standardisation de leurs pièces, paraissent à la peine. « Ils pratiquent déjà beaucoup le carry-over [la réutilisation de certains composants d’un modèle sur un autre, ndlr] et une logique rigoureuse dans les concepts de production », analyse un consultant. Mais cette rigueur dans l’organisation doit être remise en cause pour développer une stratégie modulaire, d’autant plus que les nippons voient les occidentaux rattraperleurs niveaux de standardisation. Quant aux coréens Hyundai et Kia, ils gardent jalousement le secret sur les plates-formes qu’ils développent.

À chaque groupe sa stratégie de base roulante


  • Volkswagen :le pionnier

L’allemand est l’un des pionniers des plates-formes. Dès les années 1990, VW doit réduire les coûts de production entre ses marques, qui s’affrontent sur les mêmes segments. Les plates-formes sont mutualisées entre Audi, Skoda et Volkswagen. Et désormais avec Porsche, Bentley et Seat. La plate-forme PQ35 de la Golf était partagée par environ 20 modèles. Mais le coup de génie intervient en 2012, avec le lancement de la politique modulaire et l’introduction dans l’usine de Wolfsburg de la plate-forme MQB sur l’emblématique Golf7. Pour accueillir moteurs et transmissions, développés de façon modulaire, la distance entre la pédale d’accélérateur et les roues est fixe. Les économies sont évaluées à 14 milliards d’euros par an, une fois la MQB opérationnelle. À terme, VW ne comptera plus que quatre méga plates-formes pour toute sa gamme. Cette stratégie lui coûte cher. Le groupe a annoncé un plan d’économies de 5 milliards d’euros par an d’ici à 2017 pour, entre autres, y faire face.

  • PSA : le Français en avance

Le français est un autre précurseur de la standardisation. Dès les années 1990, PSA doit baisser ses coûts. Il mutualise les croisements et les échanges de composants entre Peugeot et Citroën. La conception des motorisations comme des organes mécaniques est, depuis longtemps, partagée par l’ingénierie du groupe. La standardisation passe aussi par les coopérations sur des véhicules spécifiques, lui permettant d’économiser des coûts de développement élevés. Mitsubishi lui fournit, par exemple, des modèles 4 X 4. Demain, PSA souhaite aller plus loin et codévelopper ses plates-formes. La EMP2, sur laquelle il fabriquera des modèles Opel afin de la rentabiliser, est déjà un succès. « La modularité s’étend aussi sur de nombreuses pièces du véhicule », explique un ingénieur. Un consultant est plus prudent : « Le risque de développer une plate-forme est qu’elle soit vite dépassée et chère à adapter dans le temps. » PSA n’a pas donné d’indications sur la production de sa seconde plate-forme modulaire, l’EMP1, destinée aux petits modèles. 

  • Ford : le module pragmatique 

L’américain est un exemple singulier, mais peut-être l’un des plus aboutis. En 2006-2007, Ford traverse une grave crise financière. Pour réaliser des économies, il envisage de rationaliser sa production et son ingénierie. Il spécialise ses centres de recherche pour ne pas dépenser de l’argent sur des projets proches dans plusieurs zones géographiques. Les américains travailleront sur les châssis, les anglais sur les moteurs. Résultat : une voiture est conçue dans le cadre d’un programme global avec une production identique dans tous les pays et un lancement mondial. En 2017, la maison de Dearborn n’utilisera plus que quatre plates-formes, deux fois moins qu’en 2005. Celle pour les véhicules de segment C-D, « l’une des meilleures sur le marché » selon un observateur, peut accueillir des modèles trois, quatre ou cinq portes, des moteurs essence ou diesel et même hybrides. Sur cette base, la compacte Focus, véritable véhicule global, truste les premières places du top 10 des ventes mondiales.

  • Renault-Nissan : économe en modules

Si tous les constructeurs ne peuvent investir dans une logique de modularité, qui demande des volumes importants, aucun d’entre eux ne peut s’en passer. L’alliance Renault-Nissan, qui vise la troisième place mondiale, l’a bien compris avec sa stratégie Common modul family (CMF). Renault et Nissan s’échangeaient des plates-formes, avec des difficultés d’adaptation. Ces plates-formes communes (trois pour le moment) doivent leur permettre d’intensifier les échanges. « Renault et Nissan ont 13 % de production croisée, nous pouvons monter à 20 %  », précise Christian Mardrus, le directeur de Renault-Nissan BV. Une grande partie des 4,3 milliards d’euros de synergies attendues en 2016 doivent venir de la stratégie CMF. « Renault et Nissan ont une architecture CMF commune, mais au final, chacun développe ses véhicules, avec beaucoup de pièces différentes », note un observateur. Les tensions seraient vives sur le développement de CMF-A, la plate-forme destinée aux petits véhicules à bas coûts en Inde.

  • General Motors : merci aux frenchies

La maison de Detroit n’est pas des plus inventives en matière de partage des plates-formes. GM s’est focalisé sur une approche industrielle. Il partage ses ateliers de ferrage et d’emboutissage entre modèles, mais sans forcément envisager de concevoir une plate-forme par segment. Il pratique un fort partage de composants entre ses marques, tristement incarné par la campagne de rappels orchestrée depuis le début de l’année… La collaboration avec PSA, scellée début 2012 et affaiblie dès 2013, a accéléré le processus de partage de plates-formes entre modèles et segments d’un groupe. L’utilitaire est aussi un domaine où GM partage des plates-formes. C’est le cas avec Renault et Nissan, sur les fourgons de grande taille. Une attitude proche de celle de Chrysler. Racheté par Fiat, le troisième constructeur américain devrait rapidement utiliser des plates-formes italiennes, puis passer au codéveloppement. En espérant que les gammes italienne et américaine se recouvrent assez pour y trouver un vrai modèle économique.

  • BMW : le premium aussi

Paradoxalement, le constructeur premium s’est aussi lancé dans le partage de plates-formes. Désormais, la UKL sera utilisée par la nouvelle génération de Mini et par les prochaines BMW Série 1 et X1, une approche inenvisageable il y a encore quelques années en Bavière. Même si ses usines tournent à plus de 100 %, notamment pour suivre la demande chinoise, l’allemand a compris que pour maintenir ses marges aux environs de 10 %, il devait réduire ses coûts. BMW a aussi mis en place la « Baukasten Haus » afin de modulariser les éléments non visuels entre ses véhicules. Des équipes d’ingénieurs développent ainsi des rotules ou des éléments d’entertainement, comme l’écran. Daimler a initié progressivement le même processus. Mercedes utilise des moteurs Renault pour sa Classe A et son petit utilitaire Citan est construit sur la base du Kangoo. Mais c’est pour la remplaçante de la Smart que l’allemand est allé le plus loin. Avec Renault, il a conçu une plate-forme commune à la Twingo et au nouveau modèle, en deux mais aussi en quatre portes.

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