Créer des automobiles plus silencieuses
Les constructeurs automobiles recherchent constamment de nouvelles façons de réduire l'indice NVH (bruit, vibrations et la rudesse) et d'améliorer le confort du conducteur. En fait, le niveau sonore figure régulièrement parmi les principaux critères mis en avant par les consommateurs dans le choix de leur véhicule. La réduction du niveau de NVH peut constituer un avantage concurrentiel majeur pour un type de véhicule ou une marque. Le niveau de NVH d'un véhicule reste néanmoins très difficile à prévoir. Pour obtenir une prévision numérique précise du NVH, il est nécessaire de réaliser à des échelles très fines une analyse détaillée des vibrations structurelles du véhicule. Cette tâche est compliquée par le fait que même les modifications les plus mineures du paramétrage d'un véhicule peuvent provoquer des changements importants de sa fonction de réponse en fréquence. D'autre part, la large variété des matériaux utilisés dans la fabrication d'un véhicule, sans oublier les interactions complexes entre les différents composants, pose d'énormes problèmes pour la simulation du NVH d'un véhicule complet. Pour résoudre ces problèmes, les fabricants de véhicules ont besoin de techniques de modélisation NVH robustes et efficaces, et c'est exactement ce qu'a mis au point le projet MHIVEC, financé par l'UE. «Les méthodes existantes ne sont pas fiables pour les fréquences supérieures à 500 Hz et ne s'adaptent pas naturellement à l'environnement de simulation par IAO, où les données structurelles sont fournies par le biais de spécifications de maillage», explique David Chappell, coordinateur du projet. «Le projet MHIVEC a surmonté ces problèmes en concevant un nouvel outil développé et testé par les universitaires membres de ce projet.» Un nouvel outil pour l'analyse vibro-acoustique En collaboration avec deux PME spécialisées et le fabricant automobile Jaguar Land Rover, ce consortium interdisciplinaire et intersectoriel réunissant le monde universitaire et l'industrie a développé le premier outil de type boîte noire à base de maillage pour l'analyse vibro-acoustique d'un châssis de véhicule complet. En développant la méthode innovante DFM (Discrete Flow Mapping), les chercheurs du projet ont mis au point un nouvel outil de simulation pour prévoir le NVH de structures mécaniques. «La méthode DFM a considérablement été améliorée au cours du projet, la rendant utilisable à la fois pour modéliser la structure d'un véhicule complet et pour pouvoir la commercialiser comme un produit logiciel dans un programme convivial proposant des interfaces avec d'autres outils logiciels répandus», explique M. Chappell. Selon lui, une réussite majeure du projet a été le développement de plusieurs techniques pour assembler des sous-structures maillées en un modèle structurel complet. Ces techniques comprennent le développement de l'équivalent DFM des RBE (Rigid Body Elements) utilisés dans les modèles par méthode des éléments finis (MEF). «Ce travail a présenté des difficultés inattendues. Dans la MEF, les RBE décrivent en effet les connexions de point entre les nœuds, alors que la DFM est basée sur la modélisation du flux d'énergie par l'intermédiaire des interfaces», déclare-t-il. La voiture silencieuse du futur Résultat de ce travail, le projet a fait passer l'analyse du bruit et des vibrations de l'étape de la recherche et du développement à celle d'un outil rapide et fiable utilisé quotidiennement par les ingénieurs concevant les véhicules de l'avenir. Non seulement il a considérablement amélioré le niveau de connaissance de l'industrie dans le domaine de la DFM, mais il a également débouché sur le développement d'un outil logiciel DFM commercialisable actuellement produit par inuTech GmbH. «Le projet MHIVEC est un excellent exemple de la façon dont les entreprises et citoyens européens peuvent bénéficier d'une collaboration entre l'université et l'industrie, financée par l'UE», déclare M. Chappell. «Non seulement cette collaboration a débouché sur le renforcement d'entreprises de l'UE, mais il a également permis la création de plusieurs nouveaux emplois.»
Mots‑clés
MHIVEC, véhicules, pollution sonore, vibrations et rudesse sonores (NVH)
