Ingénierie automobile _ acoustique et vibrations (1)

Ingénierie automobile : acoustique et vibrations (1)
18/09/09 19:42
Ingénierie automobile : acoustique et vibrations (1)
18/09/09 19:42
moins de bruit aujourd'hui (gain de
8dbA depuis 1970).
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"dbA ? Kezako ?"
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1ère visite
Il s'agit d'une échelle logarithmique
qui reflète bien à la perception de
l'oreille humaine. Selon cette échelle,
une baisse de 3dBA correspond à
peu près à une sensation perçue de
2 x moins de bruit.
Ce gain a néanmoins été amoindri
par le fait qu'il y a davantage de
voitures et qui parcourent davantage
de distance dans le même intervalle
de temps (une étude anglaise montre
que le trafic s'est accru de 73% entre
1980 et 2002). En effet, les normes
acoustiques
européennes
sont
passées de 82 dbA à 74 dbA pour les
moteurs à essence durant cette
période.
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Acoustique et vibrations
Les
automobilistes
sont
très
sensibles à l'impression de confort
ressentie dans un véhicule et les
bruits et vibrations sont un élément
fondamental de cette impression.
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Catalogue
"Quelles sont les différentes
sources de bruit d'une auto ?"
Visitez notre boutique !
Sources
en général
Il faut
savoir que la source de bruit
principale dépend de la vitesse du
véhicule et de si l'on se positionne à
l'intérieur ou à l'extérieur du
véhicule.
NEW !
Par exemple, pour un observateur
extérieur,
ce
dernier
entend
principalement le moteur du véhicule
à basse vitesse. Puis, à vitesse
moyenne (vers 50 km/h), le bruit dit
« de roulement », c'est-à dire des
pneus prend aussi de l'importance. A
haute vitesse (sur autoroute par
exemple), le bruit principal émis vers
l'extérieur
est
de
nature
aérodynamique.
Galactic gyro
NVH
Mesure
Vibrations
Production et
vente de
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triaxiaux
intelligents
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et dbA
A u sein de
chaque constructeur automobile, on
trouve toujours un département
nommé NVH pour "Noise Vibration
Harshness", soit "Bruit, vibrations et
rudesse" (ou rugosité aussi).
Ce département a pour objectif de
trouver les moyens d'améliorer tout
ce qui touche aux vibrations et aux
émissions sonores par conséquent
(pour ces dernières, que cela soit
pour les passagers ou vis-à-vis de
l'environnement externe).
Il ne faut pas croire cependant que
ce département opère seul dans son
coin, tout au contraire. Il est contraint
de travailler avec des divisions dits
"Projets" ou "Synthèse"» afin que les
orientations
techniques
choisies
restent en correspondance avec tous
les autres aspects qui vont conduire
au véhicule final.
Nos nouveautés
Il faut donc
s'attaquer à
toutes
ces
sources afin
que le confort
vibratoire et
acoustique
soit
permanent
Analyse
quelles que
marteau de choc
soient
les
conditions d'utilisation du véhicule.
Le souci pour les ingénieurs, c'est
qu'en réduisant fortement une source
de bruit, c'est souvent une autre
source de bruit (originellement
masquée par la première) qui devient
à son tour prédominante et qu'il faut
réduire sans que la précédente
revienne. Un vrai casse-tête !
PROMO
Xzylo
Nos promos
On perçoit facilement les grands
progrès
accomplis
en matière
acoustique
lorsqu'on
compare
simplement la fermeture d'une
portière d'une voiture récente avec
une voiture d'il y a 30 ans.
Dans
l'habitacle,
c'est
le
bourdonnement qui est d'abord le
plus gênant pour les utilisateurs.
Il correspond aux basses fréquences
(20 ! 200 HZ). Ce son peut devenir
très gênant. Il est typiquement
généré lorsque les moteurs 4
cylindres de nos véhicules arrivent à
Concernant la pollution sonore, en
seulement 35 ans, les constructeurs
ont trouvé les moyens afin qu'une
voiture émette pratiquement 85 % de
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Ensuite,
ils
sont
obligés de
"découpler" le moteur de l'habitacle.
Pour ce faire, le bloc moteur est posé
sur des plots isolants et amortissants,
sortes de tampons de caoutchouc
suffisamment rigides cependant pour
résister aux contraintes mécaniques
(poids et mouvements du bloc selon
les régimes moteurs). On les appelle
souvent « silent blocs ».
On peut distinguer 4 principales
sources de bruits :
Moteur
Roulement
Echapement
Pour certains principaux modes
résonants de la caisse qui pourrait
être excités par certains passages de
régime du moteur, on a la solution
des masselottes accordées (ou
"lames vibrantes"). Cette solution est
très
efficace
mais
lourde et
relativement encombrante.
Aérodynamique
"Quelles sont les techniques qui
ont permis un tel progrès ? "
On va regarder maintenant en détail
chaque catégorie de sources de bruit
du véhicule.
De
nombreuses
autres
solutions
encore
marginales
sont
prometteuses
comme des Roulement bruyant
systèmes
actifs. Si tout cela vous est étranger
ou flou, nous vous conseillons d'aller
lire notre dossier sur la résonance ;
cela ne pourra que vous passionner,
croyez-moi.
Sources en
Banc moteur
acoustique*
En
général,
pas
d'innovation
majeure
dans ce
domaine mais plutôt une très bonne
utilisation des matériaux et de leurs
placements ainsi qu'une optimisation
du bloc moteur.
ROULEMENT
Il s'agit du bruit largement dominant
et ce assurément dès que la vitesse
dépasse 50 km/h. Les pneus munis
de sculptures (les motifs) sur leur
surface roulante ont représenté une
avancée décisive pour pouvoir rouler
sous la pluie sans trop de danger (à
100 km/h, le pneu doit être capable
d'évacuer 5l/s) .
Par temps sec par contre, ces
sculptures sont d'aucune utilité et
favorise grandement le bruit de
roulement. Voici
en
gros
le
mécanisme à l'oeuvre. 3 types de
vibrations solidiennes (se propageant
par contacts entre solides et ne
faisant pas intervenir l'air) sont
identifiées.
Il faut distinguer également le bruit
émis par la jante et le pneu : chacun
possède ses caractéristiques qui
interagissent.
MOTEUR
En effet, les ingénieurs s'efforcent en
premier lieu que le moteur vibre le
moins possible, en tout cas aux
régimes les plus usités (vous avez
remarqué combien votre moteur fait
vibrer tout l'habitacle lorsque vous
démarrez en seconde , soit en
émettant de très basses fréquences
?). Pour ce faire, ils réalisent déjà de
nombreux réglages pour que le
moteur
tourne
le
plus
harmonieusement possible.
Les ingénieurs doivent déjà faire
attention à l' « acyclisme » qui
caractérise
nos
moteurs
au
mouvements linéaires. En effet, le
mouvement des pistons est vertical
et il est converti par un vilebrequin en
mouvement rotatif. Ce phénomène
est susceptible de se propager tout le
long de la chaîne cinématique
(embrayage, boîte de vitesses etc.).
Vibrations
radiales du
pneu :
Le corps du
pneu
est
excité par les
impacts des
sculptures et
les
non-
De manière similaire existe un filtre
entre le moteur et la boîte de vitesse
: le « volant amortisseur » qui évite
que la boîte subisse trop les
variations du couple moteur.
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Le saviez-vous ? : DIESELS
Les moteurs Diesels sont
naturellement plus bruyants que leurs
homologues à essence car des bruits
caractéristiques appelés
« claquements » apparaissent en
raison de la violence de la combustion
des gaz. La technologie « Common
Rail » réduit ces bruits en rendant la
combustion plus lente grâce à la multiinjection.
haut régime. Les ingénieurs ont donc
placé sous le vilebrequin des arbres
d'équilibrage
(2
petits
arbres
entraînés par le vilebrequin) qui
tournent en sens inverse l'un de
l'autre qui servent à annuler, par
opposition de phase, l'harmonique
moteur responsable du phénomène.
Il existe aussi le bruit de grondement
aux fréquences un peu plus élevées
(200 ! 350 Hz).
détail
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Le
saviezvous ? :
PNEUS
Le dessin
des
sculptures
des
pneus
dépend
AU
MOINS
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uniformités et
la vibration se
propage.
Vibrations
transverses
des
sculptures :
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nous
paraissent
plus
désagréables
que d'autres
pour une
même
intensité :
voir par
exemple ce
site où vous
devez voter
les sons les
plus
désagréables
: le son le
plus
détestable
(Pop-up, en
anglais)
MOINS
(sinon
plus)
autant du
département
marketing
que du
département
de
recherche
! Il faut
en effet
que le
dessin
flatte les
machistes
!
Les blocs de
caoutchoucs
vibrent
lors
des phases
de glissement
et
d'adhérence
sur la route (dicté par le
frottement sur le sol).
donc bien fait en
sorte qu'il n'y ait
presque
jamais
d'excitation de type
résonante
et
suspendent
également le pot
avec
des
suspensions
amortissantes
placés
judicieusement aux
noeuds des modes
résonants de cette
structure.
Vibrations radiales des
sculptures :
Les impacts successifs
des sculptures sur la
route les font osciller
haut en bas (comme
des ressorts).
Pot d'échappement
AERODYNAMIQUE
Il existe de nombreuses sources de
pression fluctuante engendrant des
émissions sonores. Les rétroviseurs,
toits ouvrants, l'antenne de toit etc.
sont des classiques. Toutes les
modifications de trajet de fluide (l'air
ici), surtout brutales créent des
tourbillons.
Les
acousticiens
travaillent donc de pair avec les
aérodynamiciens pour trouver des
solutions adéquates.
C'est
le
domaine
dit
« aéroacoustique ».
Jantes Alus
Le bruit rayonné par les jantes.
dépend du matériau.
Les "jantes alus" sont manifestement
plus bruyantes
Maintenant, d'autres phénomènes se
propagent de manière purement
aérienne (à travers l'air)
Résonance de l'air :
A présent, on va distinguer
différentes méthodes de réduction
sonore connues de tout acousticien.
Une sorte de résonateur
de Helmotz se forme
Resonances d'orgue &
pompage d'air :
Bureau Etude Acoustique
métrologie acoustique normalisée Bâtiment/
Industrie/Audiovisuel
Les changements de
volume d'air entre les
espaces des sculptures
déformés par le contact
et l'air relâché entre le
pneu et la route créént
des ondes stationnaires
(résonance).
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Par conséquent, Le bruit de
roulement provoque des émissions
sonores de moyenne fréquence
(entre 200 et 700 Hz) qui se
propagent de manière aérienne. Les
fabricants de pneus ont donc réalisé
des recherches afin de trouver des
sculptures qui évitent que le bruit
engendré ne se propage à la caisse.
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Vous voulez en savoir davantage ? :
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ECHAPPEMENT
Le saviezvous ? :
Enlever
le
pot
PSYCHOACOUSTIQUE
d'échappement et
on travaille
vous
verrez
sur le
combien la voiture
rayonnement
devient bruyante.
acoustique
des roues
Reste que le pot
mais aussi
est théoriquement
sur la
psychoacoustique.
un véritable tuyau
En effet
d'orgue.
Les
certains sons
ingénieurs
ont
nous
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