Des systèmes de transmission plus légers pour des véhicules plus silencieux, plus durables et plus économes en énergie
Au fil des ans, les véhicules sont devenus plus lourds afin d’améliorer la sécurité et le confort. Or, aujourd’hui, les fabricants doivent réduire considérablement la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre sans sacrifier ces avantages. À cette fin, ils s’efforcent de limiter le poids de chaque composant. Les dispositifs de transmission (boîtes de vitesses), qui sont essentiels pour le transfert de puissance et représentent une part importante de la masse d’un véhicule, constituent un point de départ idéal pour réduire le poids des voitures. Le projet LIVE-I, financé par l’UE, est un effort interdisciplinaire visant à résoudre les problèmes de bruit, de vibrations et de rigidité (NVH pour «noise, vibration and harshness») dans les dispositifs de transmission automobile. «Nous avons commencé par recruter et former intensivement des chercheurs en début de carrière afin de nous assurer qu’ils comprenaient le contexte, les défis et les objectifs du projet. Nous leur avons ensuite transmis les méthodes théoriques, numériques et expérimentales nécessaires à leurs recherches», note Mohamed Ichchou, coordinateur du projet.
Des modèles et des matériaux améliorés qui transforment la conception des transmissions
Des progrès significatifs ont été réalisés dans le développement de modèles avancés et de jumeaux numériques pour simuler les phénomènes NVH et optimiser la conception des transmissions. Selon Mohamed Ichchou, les méthodes traditionnelles de résolution des problèmes NVH reposent sur des modèles statiques et des matériaux conventionnels, qui ne parviennent pas toujours à rendre compte des interactions complexes et en temps réel au sein des systèmes de transmission. Il poursuit en expliquant qu’en utilisant la technologie avancée des jumeaux numériques et des techniques de simulation basées sur les données, l’équipe est parvenue à générer des prévisions plus précises et plus dynamiques du comportement NVH dans différentes conditions de fonctionnement. Les chercheurs ont également étudié de nouveaux matériaux tels que les polymères renforcés de fibres de carbone et les métamatériaux à résonance locale pour les boîtiers de boîte de vitesses légers. L’utilisation de ces matériaux novateurs a ouvert de nouvelles possibilités pour des transmissions à la fois légères et performantes. «Ces matériaux offrent des propriétés supérieures à celles des métaux traditionnels, ce qui permet de réduire considérablement le poids sans sacrifier la résistance ou la durabilité», souligne le chercheur Pascal Fossat, impliqué dans LIVE-I en tant que gestionnaire de projet. Les innovations du projet ont donné des résultats prometteurs en matière de réduction du poids et d’amélioration de la réponse dynamique des systèmes de transmission. Les chercheurs ont mis au point et testé des systèmes actifs et semi-actifs de contrôle des vibrations utilisant des matériaux magnéto-rhéologiques et des moteurs de traction comme actionneurs, ce qui a permis de réduire considérablement les niveaux de vibration et de bruit. «Notre utilisation pionnière des techniques de contrôle actif et semi-actif des vibrations avec des matériaux magnéto-rhéologiques et des moteurs de traction permet d’ajuster en temps réel les niveaux de vibration et de bruit. Cette capacité dépasse de loin celle des méthodes conventionnelles d’amortissement passif», déclare Pascal Fossat. «En intégrant des algorithmes de contrôle et des technologies de détection avancés, nous atteignons un niveau de précision et d’adaptabilité jusqu’alors inégalé dans la conception de transmissions automobiles.» Les chercheurs ont par ailleurs construit un banc d’essai à un étage pour étudier la façon dont l’engrenage interagit avec les ondulations de couple, en testant différentes approches de contrôle.
Un impact prometteur sur plusieurs fronts
Les activités LIVE-I devraient contribuer à renforcer la compétitivité de l’industrie automobile européenne. Et cela pourrait se traduire par une augmentation de la part de marché, la création d’emplois et la croissance économique du secteur. L’accent mis par le projet sur la durabilité et le rendement énergétique s’aligne également sur les objectifs économiques plus larges de réduction des émissions de gaz à effet de serre et d’évolution vers une économie à faible émission de carbone. Sur le plan sociétal, LIVE-I entend améliorer la qualité de vie des consommateurs. «En nous attaquant aux problèmes NVH, nous visons à réduire le stress et la fatigue liés à la conduite, ce qui contribuera au bien-être général. En outre, nos activités de diffusion et d’engagement du public aident à sensibiliser à l’importance de la recherche scientifique et de l’innovation, en inspirant la prochaine génération d’ingénieurs et de scientifiques», conclut Pascal Fossat.
Mots‑clés
LIVE-I, transmission, vibration, véhicule, bruit, rigidité, efficacité énergétique
