Autobus scolaire

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Contexte

Un autobus scolaire est un véhicule à moteur qui transporte les élèves vers et depuis les établissements d'enseignement. Un véhicule n'est généralement pas considéré comme un autobus à moins qu'il ne puisse transporter au moins 10 passagers. Environ 85 % de tous les autobus scolaires aux États-Unis pèsent plus de 10 000 lb (4 500 kg) et transportent plus de 16 passagers.

Avant le développement des véhicules à moteur, les véhicules hippomobiles étaient utilisés pour les transports publics. Des autobus hippomobiles, pouvant transporter de 25 à 50 passagers, ont été utilisés en France dès 1828. En 1830, l'inventeur britannique Sir Goldworthy Gurney a conçu un autobus propulsé à la vapeur. Malgré l'invention précoce des véhicules à vapeur, les véhicules hippomobiles ont continué d'être le moyen de transport public le plus important tout au long du XIXe siècle.

À New York en 1832, des rails métalliques ont été installés pour la première fois pour permettre aux véhicules hippomobiles de rouler plus facilement dans les rues accidentées de la ville. Ces rails ont ensuite été utilisés pour les téléphériques à vapeur, les locomotives à vapeur et les trains électriques. Ces véhicules, qui étaient limités à des itinéraires fixes parce qu'ils devaient suivre les rails, étaient la forme dominante de transport urbain jusqu'à ce que les véhicules à moteur deviennent populaires au début du XXe siècle.

Bien avant que cela ne se produise, cependant, les écoles publiques ont commencé à fournir des systèmes de transport à leurs élèves. La première loi aux États-Unis prévoyant des fonds publics pour transporter les étudiants vers et depuis les écoles a été promulguée dans le Massachusetts en 1869. Habituellement, les agriculteurs locaux étaient payés par le gouvernement de l'État pour transporter les étudiants dans des chariots tirés par des chevaux. Le Vermont a adopté une loi similaire en 1876, suivi du Maine et du New Hampshire. En 1900, dix-huit États avaient de telles lois, et en 1919, les 48 États en avaient.

Deux facteurs ont conduit à l'adoption de ces lois, qui ont à leur tour conduit à l'utilisation croissante des autobus scolaires. Premièrement, les lois sur la fréquentation obligatoire obligeaient tous les enfants à aller à l'école. Deuxièmement, les lois de consolidation ont modifié l'éducation dans les zones rurales en éliminant les petites écoles locales au profit de grandes écoles centrales, qui pourraient offrir une meilleure éducation à un plus grand nombre d'élèves. La nécessité de transporter tous les enfants à l'école, combinée au fait que les écoles rurales desservaient désormais une zone beaucoup plus vaste, ont fait des autobus scolaires un élément essentiel de l'éducation publique.

Au XIXe siècle, les véhicules utilisés pour le transport des élèves étaient connus sous le nom de chariots scolaires. Les premiers chariots scolaires étaient simplement des chariots de ferme en bois. Plus tard, des bâches en toile ont été utilisées pour couvrir les wagons afin d'offrir une protection contre les intempéries. Des poêles servaient à chauffer les wagons en hiver.

Pendant ce temps, les véhicules à moteur ont commencé à remplacer les véhicules hippomobiles. En 1860, le mécanicien belge Etienne Lenoir met au point le moteur à combustion interne. En 1885, les ingénieurs allemands Karl Benz et Gottlieb Daimler ont indépendamment utilisé des moteurs à combustion interne améliorés pour produire les premières automobiles. Les automobiles ont été produites dans de nombreux pays européens et aux États-Unis dans les années 1890.

En Allemagne, un moteur à combustion interne alimentait un bus qui transportait huit passagers en 1895. Dans le même pays en 1896, Gottlieb Daimler construisit le premier camion à moteur. Les camions et les bus ont été construits en utilisant le même type de châssis (la partie inférieure d'un véhicule à moteur, qui est reliée au moteur et qui propulse le véhicule) jusqu'aux années 1920. En 1921, la Fageol Safety Coach Company d'Oakland, en Californie, a introduit un châssis de bus spécial, qui était plus large, plus long et plus bas qu'un châssis de camion. Bien que cette conception soit rapidement devenue la norme pour d'autres types d'autobus, les autobus scolaires sont toujours fabriqués à l'aide d'un châssis similaire à un châssis de camion.

En 1913, le constructeur automobile américain Henry Ford a révolutionné l'industrie en introduisant la chaîne de montage. Au lieu d'être construites une par une, du début à la fin, les automobiles pouvaient désormais être assemblées à partir de pièces standardisées, le châssis étant tiré par des courroies d'assemblage mobiles. Cette méthode a permis de fabriquer des automobiles en plus grand nombre, plus rapidement et à moindre coût. Les véhicules à moteur sont passés du luxe pour les riches au moyen de transport abordable pour la classe moyenne. À la fin des années 1920, les véhicules à moteur, y compris les autobus scolaires, avaient presque complètement remplacé les chevaux comme moyen de transport.

Au début du XXe siècle, les autobus scolaires étaient souvent constitués d'une carrosserie en bois fixée à un châssis en acier. À la fin des années 1920, les carrosseries en acier ont remplacé les carrosseries en bois, ce qui a donné lieu à des véhicules similaires aux autobus scolaires modernes.

Les autobus scolaires sont devenus encore plus importants pour l'éducation publique au cours de la seconde moitié du XXe siècle, alors que la consolidation des écoles se poursuivait. Entre la fin de la Seconde Guerre mondiale et le début des années 1970, le nombre de districts scolaires aux États-Unis est passé de plus de 100 000 à environ 17 000. À la fin des années 1980, plus de 22 millions d'étudiants aux États-Unis étaient transportés dans des autobus scolaires chaque jour d'école. Le système de bus scolaire public des États-Unis est maintenant le plus grand système de transport public au monde.

Matières premières

La matière première la plus importante utilisée pour fabriquer les autobus scolaires est l'acier, qui est un alliage de fer et d'une petite quantité de carbone. L'acier est utilisé pour fabriquer le châssis et la carrosserie, ainsi que divers autres composants. L'acier est fabriqué à partir de minerai de fer, de coke (une substance riche en carbone produite en brûlant du charbon en l'absence d'air) et de calcaire. Le coke fournit le carbone, qui transforme le fer en acier, et le calcaire réagit avec les impuretés du minerai pour les éliminer sous forme de scories. L'oxygène est ensuite soufflé dans le mélange fondu pour éliminer l'excès de carbone et d'autres impuretés.

Les vitres d'un autobus scolaire sont en verre feuilleté. Le verre feuilleté est constitué de deux couches de verre entourant une couche de plastique. Le plastique maintient le verre en place si la fenêtre est cassée, ajoutant à sa sécurité.

Les pneus d'un autobus scolaire sont fabriqués à partir d'un mélange de caoutchouc naturel ou synthétique, de noir de carbone, de soufre et d'autres produits chimiques, qui déterminent les caractéristiques des pneus. Le caoutchouc naturel est obtenu à partir du latex, un liquide produit lors de la coupe de l'écorce d'un hévéa. Le caoutchouc synthétique est produit à partir de produits chimiques obtenus à partir du pétrole. Le noir de carbone est produit en brûlant du pétrole ou du gaz naturel dans une quantité limitée d'air, ce qui entraîne une grande quantité de suie fine.

Les autres matières premières utilisées dans la fabrication des autobus scolaires comprennent divers métaux et plastiques. Ceux-ci sont utilisés pour fabriquer les nombreuses petites pièces, qui sont assemblées avec le châssis et la carrosserie pour constituer le véhicule terminé.

Le processus de fabrication

Fabrication de composants
préfabriqués

• 1 Un autobus scolaire est composé de centaines de composants différents. Bon nombre de ces composants sont préfabriqués par des entreprises autres que le fabricant d'autobus scolaires. Certains composants sont préfabriqués par des entreprises appartenant au fabricant d'autobus scolaires.
• 2 Les fenêtres en verre feuilleté sont fabriquées en faisant fondre du dioxyde de silicium et divers autres oxydes pour produire du verre fondu. Le verre liquide chaud est ensuite flotté sur un bassin d'étain fondu. La surface plane de la Le châssis est assemblé et la carrosserie formée. Une fois la carrosserie assemblée, elle est peinte. l'étain liquide transforme le verre en fusion en un solide avec une surface plane et lisse lorsqu'il se refroidit. Le verre est ensuite rapidement chauffé et refroidi pour le renforcer, un processus connu sous le nom de trempe. Deux couches de verre trempé sont liées à une couche de plastique transparent et dur sous la chaleur et la pression pour former du verre feuilleté.
• 3 Les pneus sont fabriqués en mélangeant du caoutchouc, du noir de carbone, du soufre et d'autres produits chimiques et en chauffant le mélange pour former un seul composé. Des feuilles de ce composé de caoutchouc sont enroulées autour d'un tambour rotatif et collées ensemble pour former un pneu sans bande de roulement. Ce pneu préliminaire, connu sous le nom de pneu vert, est composé de plusieurs couches de mélange de caoutchouc de différentes formes.

  Le pneu vert est ensuite placé dans un moule, qui contient des bandes de roulement sur sa surface intérieure. Une vessie gonflable est placée à l'intérieur du pneu. Le moule est fermé et la vessie est remplie de vapeur. La chaleur et la pression de la vapeur font que le pneu vert prend la forme de la bande de roulement à l'intérieur du moule. La vessie est dégonflée, le moule est ouvert et le pneu à bande de roulement est laissé refroidir.

• 4 Les petits composants métalliques sont fabriqués à l'aide d'une variété de machines de travail des métaux de précision telles que des perceuses et des tours. Certains composants métalliques, tels que ceux en aluminium, peuvent être fabriqués en faisant fondre le métal, en le versant dans un moule ayant la forme du composant souhaité et en le laissant refroidir.
• 5 Les composants en plastique peuvent être fabriqués par moulage par injection. Ce processus consiste à fondre le plastique dans un liquide et à le forcer dans un moule sous pression, où il se refroidit dans le composant souhaité.

Une fois l'assemblage de toutes les pièces terminé, le châssis et la carrosserie sont assemblés.

Réalisation du châssis

• 6 L'acier arrive à l'usine de bus scolaires sous forme de tôle de l'épaisseur souhaitée. Divers outils de coupe et d'estampage sont utilisés pour produire des pièces d'acier de la forme et de la taille appropriées. Ces différentes pièces sont boulonnées ensemble au fur et à mesure que le châssis se déplace le long d'une chaîne de montage.
• 7 Le cadre (la base du châssis) est boulonné à partir de pièces d'acier au début de l'assemblage. Au fur et à mesure que le cadre avance le long de la chaîne de montage, le système de suspension est fixé. Ensuite, les systèmes de freinage et d'échappement sont fixés. Le moteur est ensuite installé, suivi de l'arbre de transmission et des roues, y compris les pneus.

  La partie motorisée du bus scolaire est maintenant terminée. Un siège conducteur provisoire peut être fixé à cet endroit pour permettre au châssis de subir un essai de conduite préliminaire.

Faire le corps

• 8 Comme le châssis, la carrosserie d'un autobus scolaire est constituée de composants moulés à partir de tôles d'acier de l'épaisseur appropriée. Les différentes pièces d'acier sont boulonnées ou soudées ensemble au fur et à mesure que la carrosserie avance le long d'une chaîne de montage similaire à la chaîne de montage du châssis.
• 9 panneaux d'acier sont assemblés pour former le bas, les côtés et le haut de la carrosserie. Les portes sont alors solidaires de la carrosserie.
• 10 La carrosserie est nettoyée à l'eau et au savon, puis traitée au phosphate pour la protéger de la rouille. Une couche d'apprêt est pulvérisée sur le corps et cuite à sec dans un grand four. Ensuite, une couche de peinture est pulvérisée et cuite à sec de la même manière.
• 11 fenêtres sont installées dans le corps. Les composants intérieurs tels que le tableau de bord et les sièges sont ensuite installés. Les composants externes tels que les poignées de porte et les lumières sont également installés à ce stade.

Assemblage du bus scolaire

• 12 Le corps est soulevé par une grande grue et placé sur le dessus du châssis. Les deux parties sont ensuite boulonnées ensemble pour produire le bus scolaire. Les derniers réglages tels que la connexion du câblage électrique sont effectués. L'autobus scolaire est inspecté et expédié au consommateur sur des camions spéciaux conçus pour transporter de gros véhicules à moteur.

Contrôle qualité

Le fabricant d'autobus scolaires inspecte toutes les pièces préfabriquées pour s'assurer qu'elles sont exemptes de défauts. La tôle d'acier est également inspectée puis maintenue couverte pendant le stockage pour la protéger de la corrosion. Une fois les morceaux d'acier découpés dans la tôle, ils sont inspectés pour s'assurer qu'ils ont la forme et la taille appropriées.

Lorsque le châssis est terminé, il est entraîné brièvement pour s'assurer que les composants motorisés fonctionnent correctement. Une fois la carrosserie fixée, le bus scolaire est soumis à un essai routier complet pour détecter tout défaut de fonctionnement.

Le bus scolaire est aspergé d'eau pour détecter d'éventuelles fuites. L'ensemble du véhicule est soumis à un contrôle final détaillé. Tous les articles figurant sur une longue liste écrite doivent être inspectés et approuvés individuellement avant que l'autobus scolaire ne soit prêt à être expédié.

La sécurité est la principale préoccupation en matière de contrôle de la qualité pour les fabricants d'autobus scolaires. Le gouvernement des États-Unis a publié des règlements portant sur des éléments tels que les freins, les sorties de secours, la résistance du sol, les systèmes de sièges, les fenêtres, les rétroviseurs, les systèmes de carburant et la résistance à l'impact de la carrosserie et du châssis. À la suite de ces règlements, des études ont montré que les autobus scolaires sont considérablement plus sûrs que les autres modes de transport utilisés par les enfants d'âge scolaire.

Le futur

Le gouvernement des États-Unis met constamment à jour les normes de sécurité pour les autobus scolaires. Une question controversée est la possibilité d'exiger la ceinture de sécurité dans les autobus scolaires. Une étude réalisée en 1989 a prédit que l'installation de ceintures de sécurité coûterait 40 millions de dollars par an et sauverait une vie par an.

D'autres tendances possibles incluent l'utilisation d'autres formes d'énergie telles que le gaz naturel ou l'électricité ou les autobus scolaires électriques. Les autobus scolaires seront probablement plus confortables car ils sont plus nombreux à être équipés de la climatisation. La sécurité pourrait être améliorée en remplaçant le tableau de bord traditionnel par un panneau d'affichage électronique, que le conducteur pourrait voir sans regarder le tableau de bord.