Le développement durable au quotidien dans le garage

La durabilité repose sur une approche axée sur le cycle de vie d'un produit. Souvent, les gens utilisent des machines et des appareils qui présentent un défaut après une durée de vie (même définie) ; ils sont alors mis au rebut et remplacés par de nouveaux. Le véhicule est l'un de ces appareils. En résumé : pendant la période de garantie, aucun défaut ne devrait si possible survenir, car le constructeur automobile et/ou les équipementiers doivent alors prendre en charge eux-mêmes la réparation, tant sur le plan matériel que financier. Passé ce délai, les composants peuvent ou sont autorisés à tomber en panne, puisque c’est le client qui doit en supporter les coûts. Ainsi, si le moteur électrique d’un VEB cesse de fonctionner peu après l’expiration de la garantie, son remplacement coûte très cher, ce qui soulève automatiquement la question du dépassement de la valeur résiduelle. La batterie haute tension, composant encore plus coûteux, entraîne des dépenses nettement plus élevées en cas de remplacement complet.

Alors que les véhicules à motorisation conventionnelle ou hybride sont souvent exportés à l’étranger à la fin de leur durée de vie et continuent de rouler pendant des décennies après une réparation, les systèmes de transmission actuels, très complexes, font exception à cette règle. Pour les VEB, il est toutefois déterminant, du point de vue de l’empreinte carbone, que la consommation d’énergie nettement plus élevée générée lors de la production et du recyclage – et donc la quantité importante d’« énergie grise » – soit compensée par une durée de vie aussi longue que possible. La plupart des constructeurs automobiles ne respectent pas encore ce principe. Tant que la période de garantie est en cours, les moteurs électriques, les systèmes électroniques de puissance, les batteries haute tension ou les chargeurs embarqués sont remplacés dans leur intégralité. À première vue, cela n’a pas vraiment d’importance pour le consommateur : si le véhicule est sous garantie, il ne paie rien. Mais à y regarder de plus près, toute personne sensée se rend compte que les prestations de garantie doivent déjà être prises en compte dans le prix de vente d’un véhicule neuf. C’est donc le consommateur qui paie lui-même la facture d’avance.

Possibilités de réparation des batteries haute tension

Le fait que les batteries haute tension puissent être réparées n’est pas une découverte. La question est simplement de savoir si, lors de l’ouverture du boîtier, ce sont des modules de batterie entiers ou bien des cellules individuelles qui peuvent être remplacées. La plupart du temps, les constructeurs installent des modules de batterie dont chaque composant présente une tension inférieure à 60 V. Celles-ci ne peuvent pas être ouvertes, car les cellules individuelles d’une batterie au lithium changent de volume lors de la charge et de la décharge, ce qui les bloque dans le boîtier de la batterie. De plus, les cellules individuelles du module sont généralement collées entre elles et les connecteurs de cellules sont soudés au laser, ce qui rend pratiquement impossible un remplacement non destructif. Le passage à des cellules individuelles, qui peuvent être facilement remplacées, n’est pas non plus prévu pour le moment. Au contraire : certains constructeurs tels que BYD, Tesla ou Porsche, et par conséquent le groupe Volkswagen, misent sur le procédé « cell-to-pack », dans lequel toutes les cellules sont directement collées dans le boîtier afin de réduire la masse globale de la batterie.

Néanmoins, le fait que les modules puissent être remplacés constitue déjà un progrès pour le client. Reste à savoir si cela est rentable sur les VEB plus anciens. Le temps de travail varie entre environ quatre et dix heures pour séparer la batterie haute tension du véhicule à l’aide d’un pont élévateur, ouvrir le boîtier scellé, démonter le module défectueux et coller le nouveau module (pâte thermoconductrice), puis vérifier l’étanchéité et le remonter. Le fait que les professionnels de l’atelier doivent avoir réussi l’examen HV3 de la marque concernée et qu’une infrastructure coûteuse (table élévatrice, appareil d’équilibrage des cellules, testeur d’étanchéité, etc.) soit nécessaire ne garantit pas non plus, en soi, des possibilités de réparation à moindre coût. Certains constructeurs, comme BYD et Tesla, ne prévoient pas le remplacement de modules individuels, mais uniquement celui de la batterie complète. Cela stimule l’esprit d’initiative du marché libre. Il existe déjà des ateliers qui réparent les batteries Tesla. La procédure consiste à dégager la cellule défectueuse à l’aide d’une fraise (mousse de polyuréthane), à sectionner le connecteur de la cellule, à insérer une nouvelle cellule (cellules rondes), puis à rétablir la connexion de la cellule et à étanchéifier le boîtier ; le tout pour une fraction du prix des pièces de rechange des batteries complètes.

Pièces de rechange bon marché, outils coûteux

Dans le domaine des moteurs électriques aussi, les choses ont évolué : s’ils présentaient un défaut pendant la période de garantie ou après celle-ci, ils étaient remplacés. L’avantage du moteur électrique par rapport à un moteur à combustion réside dans le nombre réduit de composants. Par conséquent, les risques de défaillance sont en principe limités : les fuites au niveau de la chemise de refroidissement ou du carter d’huile de lubrification, les problèmes d’isolation des enroulements du stator, les capteurs défectueux (angle de rotation, température) ou les paliers de rotor grippés font partie des causes de panne.

Les capteurs défectueux peuvent généralement être remplacés facilement, ce qui permet de réparer la machine. En cas de défauts d’isolation, une réparation n’est généralement pas possible. Dans ce cas, il faudrait rebobiner les enroulements du stator (sur les machines synchrones à excitation séparée, cela peut également concerner le rotor), ce qui est tout simplement impossible en raison de la forte densité d’empilement des enroulements ou des conducteurs en « hair-pin » (barres de cuivre profilées, de forme carrée ou rectangulaire). Si le moteur électrique d’un pont élévateur à deux colonnes tombe en panne, il peut être rebobiné chez un spécialiste du bobinage de moteurs électriques et fonctionnera à nouveau parfaitement. Si, sur le moteur électrique d’une voiture électrique, l’isolation des câbles conducteurs est défectueuse, la seule solution est le remplacement.

En cas de fuites, comme des roulements défectueux, il existe toutefois déjà des solutions de réparation éprouvées. Dans les deux cas, le rotor doit être extrait du boîtier du stator. Sans un outil de haute précision, tel qu’une table élévatrice disposant d’une force suffisante pour contrer la force magnétique d’un rotor synchrone à aimants permanents et ainsi l’extraire, aucune réparation n’est possible. À l’aide de l’outil spécial (voir photo), après un alignement minutieux, l’arbre du rotor est fixé en haut et en bas, les vis du boîtier sont desserrées, puis le rotor est extrait sans jeu latéral. Le rotor ne doit pas toucher le stator, même si l’écart entre la partie fixe et la partie rotative n’est que d’environ 0,5 mm. Si le rotor frotte contre le stator, le moteur électrique est irrécupérable. Une fois le rotor retiré, il est possible de remplacer les bagues d’étanchéité d’arbre, mais aussi – ce qui constitue actuellement l’une des causes de panne les plus courantes – de changer les roulements du rotor.

Les deux roulements à billes doivent résister à des vitesses de rotation allant jusqu’à 20 000 tr/min et plus, supporter des forces élevées et, selon leur conception, présentent souvent une usure importante due aux courants de roulement. Ceux-ci apparaissent lorsque des couples élevés sont requis lors de l’accélération. Les champs magnétiques à tension alternative génèrent, par auto-induction, des tensions dans le moteur qui peuvent provoquer un courant entre l’arbre du rotor et le carter. Il en résulte, dans les roulements à billes, entre les cuvettes et les billes métalliques, des arcs électriques qui provoquent une usure par abrasion. Dans certaines conceptions, des balais de mise à la terre ou des roulements à billes en céramique permettent de remédier à ce problème. Le soudage ponctuel des billes en acier entraîne des dépôts métalliques, et après une phase de bruits de roulements discrets, des sifflements ou des grondements annoncent une fin prochaine. Grâce à un outillage spécial coûteux, il est toutefois possible de remplacer les roulements et les jeux de joints relativement bon marché et de réviser ainsi le moteur électrique. Le coût est inférieur à celui du remplacement du moteur électrique. Toutefois, un atelier doit traiter un grand nombre de réparations pour amortir le coût de cet outillage spécial onéreux.

Les composants électroniques être réparés

Outre les problèmes liés à l’alimentation électrique du véhicule, de nombreuses pannes sont dues à des dysfonctionnements de l’électronique et des périphériques. En cas de défaillance d’un capteur, on a généralement recours à des valeurs de remplacement. En revanche, si le calculateur d’un système présente un problème, cela entraîne inévitablement une panne. De nombreuses entreprises se sont spécialisées dans la réparation des cartes électroniques de calculateurs et connaissent les points faibles des différents systèmes électroniques. Les professionnels du diagnostic savent généralement à l’avance si la cause de la panne réside dans un point de soudure froid ou des fils de liaison (rupture de connexion due aux vibrations et/ou aux différences de température), des condensateurs vieillis, des étages de puissance défectueux pour la commande des actionneurs ou une infiltration d’humidité. Dans la plupart des cas, le matériel peut également être remis en état à moindre coût par des professionnels. Cela s’avère particulièrement avantageux lorsque des pièces neuves ne sont plus disponibles pour les voitures récentes ou les véhicules anciens. En ce qui concerne les composants électroniques, le logiciel peut également être à l’origine de problèmes (par exemple, l’interruption d’une mise à jour logicielle) ; des entreprises spécialisées disposant du savoir-faire nécessaire peuvent alors réinitialiser le système et le remettre en état de marche.

Plus la puissance motrice est élevée, plus l’usure des systèmes de transmission est importante : le remplacement d’une boîte de vitesses automatique à convertisseur de couple ou de composants d’un système de transmission intégrale est souvent nettement plus coûteux qu’une réparation. Si les disques d’embrayage d’un embrayage Haldex sont usés, leur remplacement par des professionnels revient moins cher qu’une pièce neuve. Le défi reste de se procurer les pièces de rechange appropriées, qui ne sont souvent pas fournies par le constructeur, mais doivent être achetées auprès d’un fabricant de la chaîne d’approvisionnement. De plus, on a ici aussi besoin de professionnels de l’atelier qui, après un diagnostic rigoureux, possèdent les connaissances nécessaires pour démonter, réparer puis contrôler les composants. Les entreprises réputées offrent une garantie sur les composants réparés, car ce savoir-faire et cette assurance qualité garantissent leur bon fonctionnement.

À l’avenir, d’autres domaines s’ouvriront à la réparation ou un marché s’établira dans ce sens : l’utilisation de nombreux écrans, parfois de grande taille, dans les systèmes d’infodivertissement favorisera l’essor des possibilités de réparation, comme ce fut le cas autrefois pour les tableaux de bord (remplacement des moteurs pas à pas pour les instruments à aiguilles ou des rétroéclairages défaillants des écrans LCD). Le remplacement d’éléments individuels (carte graphique, etc.) permettra également dans ce domaine des réparations moins coûteuses qu’un remplacement complet. Les phares LED à matrice active constituent également un domaine intéressant pour développer des compétences en matière de réparation. Dans ce cas également, la remise en état peut s’avérer moins coûteuse que le remplacement complet du phare.