Une météorite à bord : ils ont décroché les étoiles

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Le dernier chef-d’œuvre de BMW Individual… Une véritable météorite orne son intérieur et dans sa peinture scintillent les étoiles. Faites la connaissance des fabricants de la BMW NIGHT SKY et découvrez le rôle qu’a joué un astrophysicien.

Le 28 novembre 2019

Le nom seul est explicite : cette voiture décroche les étoiles. BMW Individual M850i NIGHT SKY. Les experts de BMW Individual ont travaillé pendant des semaines pour que cette étude de faisabilité devienne réalité. Ils ont piqué des motifs cosmiques dans les sièges en cuir mérino et dans la garniture de pavillon, illuminé de constellations la console centrale et intégré plusieurs mosaïques. Des mosaïques réalisées avec un matériau vieux de 4,5 milliards d’années et provenant d’une véritable météorite.

C’est ainsi que commence notre voyage à travers le temps et l’espace. Partons à la rencontre des trois créateurs de ce chef-d’œuvre céleste.

 

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Une mosaïque composée de fragments d’une véritable météorite décore la console centrale et d’autres zones de la BMW NIGHT SKY.
Une mosaïque composée de fragments d’une véritable météorite décore la console centrale et d’autres zones de la BMW NIGHT SKY.
Une mosaïque composée de fragments de la météorite ferreuse a été intégrée sur les seuils des portes.
Un ciel étoilé sur la console centrale : l’accoudoir de la BMW NIGHT SKY est éclairé de l’intérieur.
Les sièges en cuir mérino et le ciel de pavillon de la BMW NIGHT SKY reproduisent le célèbre motif des figures de Widmanstätten sur les météorites ferreuses.
L’astrophysicien Thomas Müller, ici dans le planétarium de l’Observatoire européen de Munich, a participé au projet « BMW NIGHT SKY » en qualité de conseiller scientifique.

Des astéroïdes au chef-d’œuvre automobile – l’astrophysicien

En tant qu’astrophysicien, Thomas Müller a déjà observé de nombreux corps célestes. Mais cette météorite enthousiasme le quinquagénaire : « La Muonionalusta est vraiment très spéciale, affirme le scientifique de l’Institut Max-Planck de Physique extraterrestre, à Munich. Ce n’est pas uniquement la météorite ferreuse la plus ancienne de notre planète Terre. Son esthétique est également hors du commun. C’est ce qui lui confère d’ailleurs toute sa valeur. Car, avec ces météorites, les figures de Widmanstätten ressortent particulièrement bien. »

Ces figures portent le nom d’un scientifique autrichien, Alois von Beckh-Widmanstätten. Il a décrit ce motif en 1808. « Ce qui me fascine, c’est que ces figures de Widmanstätten ne peuvent être reproduites sur la planète terre, explique Thomas Müller, qui a participé au projet de la BMW NIGHT SKY en qualité de conseiller scientifique. Elles sont le résultat d’un alliage liquide de fer et de nickel qui refroidit très lentement, d’environ 1° C tous les 1000 ans pour être précis. »

Des fragments de météorite ornent à présent la BMW NIGHT SKY. Il s’agit de fines plaquettes de 0,35 mm d’épaisseur obtenues en taillant un morceau de météorite de 25 kg. Les experts de BMW Individual ont utilisé ces pièces en placage décoratif pour la console centrale, le levier de vitesse et le bouton Start/Stop. « C’est la première fois de ma vie que je vois cette matière taillée aussi finement », remarque Thomas Müller avec admiration. Au total, 600 g de ce matériau ont été intégrés dans la BMW NIGHT SKY.  

Météorite, bolide ou étoile filante ? Petit cours d’astronomie

  • Astéroïde : petite planète, également appelée planétoïde, qui tourne autour du soleil. Les astéroïdesl peuvent être des blocs provenant de corps célestes de taille plus importante. Si ce sont des morceaux de la croûte d’une protoplanète, ils sont principalement composés de roches. Si ce sont des morceaux de son noyau, ils renferment beaucoup de fer. Le diamètre d’un astéroïde varie entre environ 1 m et 1 000 km.

  • Bolide : corps céleste plus petit qu’un astéroïde, pénétrant dans l’atmosphère terrestre et produisant alors un effet lumineux particulièrement intense, contrairement aux étoiles filantes, corps plus petits.

  • Météore : phénomène lumineux produit par une étoile filante. L´illumination de corps plus importants est appelée « boule de feu ».

  • Météorite : objet cosmique qui ne s’est pas entièrement consumé en pénétrant dans l’atmosphère terrestre et qui a donc atteint le sol.
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Les pièces de mosaïque provenant de météorites ferreuses ne mesurent que 0,35 mm d’épaisseur.
Les pièces de mosaïque provenant de météorites ferreuses ne mesurent que 0,35 mm d’épaisseur.
Sur les fragments de météorite, les exceptionnelles figures de Widmanstätten.
Les experts de BMW Individual insèrent à la main le matériau extrait de l’objet céleste.
Un travail minutieux : le bouton Start/Stop et la molette iDrive ornés de fragments de météorite.

La météorite est aussi ancienne que notre planète

  1. 4,5 milliards d’années : naissance de la protoplanète d’où vient la météorite Muonionalusta. Celle-ci est donc aussi ancienne que notre planète Terre et que l’ensemble du système solaire.

  2. 400 millions d’années : lors d’un impact cosmique, la protoplanète éclate en morceaux qui traversent l’espace sous forme d’astéroïdes de taille plus ou moins importante.

  3. 235 millions d’années : les dinosaures règnent sur la planète Terre jusqu’à leur disparition causée par l’impact d’un astéroïde de plus de 10 km de diamètre.

  4. 1 millions d’années : un de ces fragments pénètre dans l’atmosphère terrestre. Certaines parties de ce fragment tombent sur le sol terrestre : des météorites Muonionalusta.

  5. 200 000 ans : le plus ancien objet d’un Homo sapiens (en Éthiopie).

  6. 10 000 ans : Fin de la dernière ère glaciaire.

Seules 5 % environ des météorites découvertes sont des météorites ferreuses. C’est ce qui fait la rareté de la météorite Muonionalusta.
Le professeur Thomas Müller

astrophysicien de l’Institut Max-Planck

Le matériau tiré de la météorite Muonionalusta provient du noyau d’une protoplanète, composé, tout comme celui de la Terre, de fer et de nickel fondus. Selon le professeur Thomas Müller, cela confère à la Muonionalusta son statut de rareté : « Seules 5 % environ des météorites découvertes sont des météorites ferreuses. » Les autres sont composées en grande partie de roche. Le nom de la météorite Muonionalusta est celui du lieu de sa découverte, en Laponie suédoise.

Les scientifiques ont pu dater sa chute en analysant la corrosion sur sa surface : le corps d’origine est entré il y a environ 1 million d’années dans l’atmosphère terrestre et a alors volé en éclats. Les plus petits fragments se sont consumés sous forme d’étoiles filantes. Les morceaux plus importants ont atteint la surface de la terre sous forme de météorites. « Depuis 1906, quelque 40 météorites Muonionalusta ont été retrouvées sur une superficie d’environ 15 km² », indique le professeur Müller. Aussitôt, l’astrophysicien réfrène le zèle de potentiels chasseurs de trésors : « Cette zone, située au nord du cercle polaire, est recouverte de neige en hiver. Et en été, vous vous faites littéralement dévorer par les moustiques. »

Cela n’atténue pas sa fascination pour les harmonieuses figures de Widmanstätten à l’intérieur de la BMW NIGHT SKY : « Ce matériau remonte au tout début du système solaire. Il nous révèle beaucoup de choses, à nous scientifiques, sur les processus de création et l’évolution de l’univers. Personne n’est capable de reproduire une telle beauté. » BMW Individual a tout de même essayé, avec un petit coup de pouce technologique impliquant l’impression 3D…

Un hommage à l’heure bleue : la BMW NIGHT SKY, une étude de faisabilité de BMW Individual.
Alexander Fickerl travaille à l’Additive Manufacturing Center du BMW Group à Munich.

Des composants divinement légers – l’expert pour imprimer en 3D

À l’intérieur de la BMW NIGHT SKY, les figures de Widmannstätten ne se retrouvent pas uniquement sur les fragments de météorite. Elles sont aussi utilisées pour décorer des composants réalisés avec des imprimantes 3D.

Alexander Fickerl est responsable de l’intégration technique à l’Additive Manufacturing Center du BMW Group à Munich. « En 2010, nous avons commencé à mettre en œuvre des procédés à base de plastique et de métal pour, au départ, des petites séries, déclare cet homme de 31 ans. BMW est le premier constructeur automobile au monde à avoir utilisé des pièces métalliques issues d’une imprimante 3D pour une production en série (des fixations en aluminium pour la housse de protection dans la BMW i8 Roadster). « Aujourd’hui, nous traitons environ 30 000 commandes par an et livrons plus de 200 000 composants à nos clients », ajoute Alexander Fickerl.

Les experts en impression 3D étaient très enthousiastes à l’idée de travailler sur le projet « NIGHT SKY ». Environ 15 personnes ont été impliquées, du designer chargé de reproduire les figures de Widmanstätten en 3D aux spécialistes en technologie qui ont déterminé le procédé d’impression 3D le plus pertinent, en passant par ceux chargés d’intégrer  les pièces métalliques et plastiques imprimées dans le véhicule.

« La transformation rapide d’idées et de visions en composants tangibles, c’est ce qui me fascine avec le procédé de fabrication additive, en particulier quand vous réalisez des prototypes », observe Alexander Fickerl, qui dispose lui-même d’une petite imprimante 3D chez lui. « Je m’en suis servi dernièrement pour remplacer la fixation cassée du phare de mon vélo. Et j’ai offert à ma copine, pour son anniversaire, un vase que j’ai fabriqué moi-même avec l’imprimante 3D. »

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Des motifs astronomiques réalisés avec l’imprimante 3D, comme ici sur les pièces pour l’air conditionné à l’avant de la BMW NIGHT SKY.
Des motifs astronomiques réalisés avec l’imprimante 3D, comme ici sur les pièces pour l’air conditionné à l’avant de la BMW NIGHT SKY.
Près de 15 experts en impression 3D ont été impliqués dans la réalisation de la BMW NIGHT SKY.
Finition sur un étrier de frein. Une imprimante 3D métal a fabriqué le composant couche après couche sur un lit de poudre d’aluminium.
La quintessence de la perfection en matière d’impression 3D métal : un étrier de frein en aluminium de la BMW NIGHT SKY. Des figures de Widmanstätten ont été gravées sur les disques de frein.
Pour l’impression 3D des étriers de frein, nous avons employé une technique également utilisée dans l’industrie spatiale.
Alexander Fickerl

responsable de l’intégration technique à l’Additive Manufacturing Center du BMW Group à Munich

La plupart des composants imprimés en 3D pour la BMW NIGHT SKY sont en plastique, comme le cache du rétroviseur extérieur ou les entrées d’air latérales avant. « Le défi majeur a été de trouver le bon procédé d’impression 3D. Car nous voulions reproduire les figures de Widmanstätten aussi précisément et délicatement que possible. » Alexander Fickerl et ses collègues ont opté pour la stéréolithographie. Avec cette technique, un laser UV fabrique la pièce couche après couche dans un bain de résine liquide, sensible aux UV.

Les composants les plus spectaculaires de la BMW NIGHT SKY imprimés en 3D sont les étriers de frein en aluminium. « Cette méthode nous a permis de bénéficier du procédé additif pour ce qui n’aurait pas été possible avec une méthode de coulée traditionnelle. Pour l’impression 3D des étriers de frein, nous avons employé une technique également utilisée dans l’industrie spatiale, remarque Alexander Fickerl. Grâce à une conception bionique, qui emprunte aux formes naturelles, nous avons économisé 30 % du poids. Tout comme la nature, nous n'utilisons la matière que là où elle est nécessaire à la fonction. C’est pourquoi les intersections entre les différentes arêtes de l’étrier de frein ressemblent à présent à des branches d’arbres. »

Les experts ont investi beaucoup de temps dans l’optimisation de l’étrier de frein. Le processus d´impression a ensuite duré 16 heures : le composant a été fabriqué couche après couche en fondant de la poudre d’aluminium ; chaque couche mesure seulement 0,05 mm d’épaisseur. 

Les composants de la BMW NIGHT SKY imprimés en 3D sont-ils encore du domaine de la science-fiction ? Ou les étriers de frein en aluminium obtenus avec le procédé de fabrication additive sont-ils prêts à être produits en série ? Alexander Fickerl : « Tout comme la BMW NIGHT SKY, les composants imprimés en 3D sont des pièces uniques qui donnent un aperçu du futur. L’étrier de frein est en phase de développement et de test. Les résultats obtenus sont très prometteurs. »  

Ils ont réalisé l’effet de ciel étoilé de la BMW NIGHT SKY : Johann Bogner (à droite) et ses collègues dans l’atelier de peinture de l’usine BMW à Dingolfing (Bavière).

Un ciel étoilé scintillant : l’art du peintre

Johann Bogner a déjà peint de nombreux modèles hors du commun. Une BMW Série 7 à deux couleurs pour le créateur de mode Karl Lagerfeld, par exemple, ou bien des placages spéciaux pour des clients chinois ou d’Oman. Cette commande – peindre la BMW NIGHT SKY avec un ciel étoilé – a été le couronnement d’une longue carrière (40 ans) à l’atelier de peinture de l’usine BMW à Dingolfing.

« Pour ne pas interrompre la production, nous avons travaillé dans l’atelier pendant les congés d’été, en août 2018, raconte cet homme de 55 ans. À l’extérieur, il faisait un temps superbe, mais j’étais démangé par l’envie de peindre ce véhicule. »

Le premier jour, Johann Bogner et son équipe ont peint entièrement à la main la carrosserie en noir. « Le jour suivant, j’ai appliqué un bleu San Marino en dégradé, du bas vers le haut, explique le peintre. Les couleurs s’harmonisent très bien, comme dans un authentique ciel nocturne. »

J’étais fasciné par l’idée de recréer le scintillement des étoiles en peinture.
Johann Bogner

peintre à l’usine BMW de Dingolfing

Au cours des semaines précédant sa commande spéciale, Johann Bogner est resté plusieurs nuits à observer le ciel devant sa maison de Basse-Bavière. « J’étais fasciné par l’idée de de recréer le scintillement des étoiles en peinture, dit-il. Nous l’avons fait en incorporant dans un revêtement transparent des paillettes et des pigments couleur bronze qui reflètent la lumière. » Les particules du revêtement étant plus grosses que celles des traditionnelles peintures métallisées, il a fallu appliquer trois couches pour obtenir une surface lisse. Au total, l’opération a duré près de quatre heures.

Pour la présentation du véhicule fini, Johann Bogner s’est rendu à Munich dans l’usine de BMW Individual. « Quand les phares se sont allumés, les étoiles dans la peinture scintillaient et le dégradé de couleur reluisait, c’était vraiment époustouflant. Tout le monde était absolument ravi. »

 

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Effet de ciel étoilé : un apprêt de couleur noire a d’abord été appliqué uniformément sur toute la BMW NIGHT SKY.
Effet de ciel étoilé : un apprêt de couleur noire a d’abord été appliqué uniformément sur toute la BMW NIGHT SKY.
Ensuite, Johann Bogner a peint le modèle à la main, en dégradé, avec un bleu San Marino.
Johann Bogner a réalisé l’effet scintillant avec des paillettes et des pigments couleur bronze. Mais ce n’était pas encore suffisant pour obtenir l’effet de ciel étoilé…
… puisque trois couches d’un revêtement transparent ont été nécessaires pour que cette BMW NIGHT SKY, un modèle unique, soit impeccable.

Les options de personnalisation

La BMW NIGHT SKY n’est pas à vendre. C’est une pièce unique, notamment parce que les fragments de météorite utilisés sont un matériau qui n’est pas encore autorisé pour un usage dans l’industrie automobile. Cependant, comme l´explique Mathias Babbel, responsable du département Conseil pour les clients exclusifs de BMW Individual, l’équipe de production exauce régulièrement les souhaits même insolites des clients : « Dans la mesure où les exigences techniques, celles de la marque et celles en matière de sécurité et d’obligations légales sont respectées, nous pouvons intégrer des éléments de design personnalisés. Des incrustations aux matériaux insolites, tels que la soie, les possibilités sont infinies. »

Photos : BMW AG, portraits (2) : Dirk Bruniecki

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