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Renault met ses moteurs en sourdine

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Renault a inauguré mercredi au sein de son Centre Technique de Lardy un nouveau pôle spécialisé dans le traitement acoustique des groupes motopropulseurs.

Le nouveau pôle NVH (Noise Vibration & Harshness) regroupe les systèmes d'essais et de mesures vibroacoustiques destinés au traitement acoustique des groupes motopropulseurs (GMP) : bancs groupes motopropulseurs vibratoires et acoustiques, banc à rouleaux semi-anéchoïque, banc d'acyclisme pour la chaîne cinématique et salle d'écoute.
Les "ingénieries véhicule" pourront ainsi calculer, en amont des projets et dans des délais réduits, les caractéristiques et les performances vibroacoustiques des moteurs et des boîtes de vitesses. Objectif : maîtriser la qualité sonore des groupes motopropulseurs sur l'ensemble de la gamme.

Dans le domaine de l'acoustique et des vibrations, Renault vise une place parmi les meilleurs du marché. Le constructeur a déjà fait preuve de son savoir-faire en matière de confort acoustique : Vel Satis a remporté le premier prix du concours "Décibel d'or 2001" avec un niveau de bruit homologué à 71 dBA.

Vers l'excellence acoustique

Avec ce pôle NVH, Renault se donne les moyens adéquats en terme de performance vibratoire (confort intérieur) et de rayonnement (bruit extérieur émis par le groupe motopropulseur). Les mesures et les analyses porteront sur différents types de bruits, qu'ils soient solidiens (vibrations transmises par les pièces ou composants) ou aériens (bruit émis par propagation dans l'air).

L'un des atouts majeurs du pôle NVH est de regrouper, en un même lieu, les compétences et les moyens techniques du métier vibroacoustique. Les délais nécessaires au calcul des caractéristiques et des performances vibroacoustiques des groupes motopropulseurs en développement seront ainsi réduits. Les équipes vont notamment poursuivre leurs travaux sur les vibrations basses fréquences (inférieures à 200 Hz) et moyennes fréquences (entre 200 Hz et 1000 Hz), domaine dans lequel Renault détient une forte expertise.

En plus du renforcement de ces connaissances, le pôle ouvre de nouvelles perspectives de recherche sur des phénomènes encore non maîtrisés. Il s'agit notamment de développer des capacités de mesure et de calcul sur des phénomènes complexes, dans le domaine des hautes fréquences et des phases transitoires de charge moteur (ex : claquements de combustion).

Des moyens d'essais performants, avec une première en Europe

Issu d'un comparatif mené auprès des constructeurs automobiles mondiaux, le pôle NVH regroupe un ensemble de bancs acoustiques et vibratoires de dernière génération. Fleuron technologique, le banc d'acyclisme pour la chaîne cinématique met en œuvre un générateur électrique capable de reproduire les acyclismes d'un moteur thermique. C'est le premier banc de ce type à être mis en service en Europe.

Les bancs dédiés aux mesures acoustiques ont été spécifiquement conçus pour ne subir aucune perturbation sonore extérieure et intérieure (ventilation, lumière, fluides…). Fait marquant : les salles semi-anéchoïques sont découplées du reste du bâtiment par un matelas isolant. La salle d'écoute permet d'analyser des enregistrements de bruits mécaniques et de les tester auprès de jurys.

Au-delà des simples moyens de laboratoire, le pôle NVH est un véritable système industriel. Ses experts travaillent en étroite collaboration avec les équipes NVH basées à l'usine de Cléon et au Centre Technique de Rueil (France). Le pôle NVH représente un investissement de 25 millions d'euros. Il mobilise une équipe de plus de 80 ingénieurs et techniciens sur une superficie de 6 000 m2. Il est entré en activité depuis mai 2005.

Visite guidée du pôle NVH

Les bancs groupe motopropulseur vibratoires

Sur ces deux bancs jumeaux, les équipes du pôle NVH étudient les vibrations basses et moyennes fréquences des groupes motopropulseurs avec leur ligne d'échappement : le bourdonnement (0 à 200 Hz) ; le grondement (200 à 350 Hz) et la présence moteur (350 à 700 Hz). Le moteur est équipé de capteurs (jusqu'à 150), puis relié à deux machines électriques qui simulent la charge de la route, c'est à dire la résistance qui s'oppose au mouvement de la voiture. Ces bancs sont également capables de traquer les bruits parasites des groupes motopropulseurs.

La salle modale

Tout objet, lorsqu'on l'excite, a un mode de vibration propre. Il en possède même plusieurs dont certains, quand il s'agit des pièces d'un moteur, peuvent être critiques : les pièces font du bruit et elles peuvent provoquer des dysfonctionnements prématurés. Dans cette salle, les experts dressent donc la "d'identité modale" de chaque composant du moteur, pour vérifier que leurs modes propres ne posent pas de problèmes particuliers. L'excitation des pièces se fait principalement à l'aide de deux outils : un pot vibrant et un simple marteau.

Le banc d'acyclisme pour la chaîne cinématique

Dans un moteur thermique, l'alternance des compressions et des combustions engendre un "acyclisme". Bien que filtré par le volant d'inertie, ce phénomène peut se propager à la chaîne cinématique (embrayage, boîte de vitesses, transmissions) et être à l'origine de phénomènes vibroacoustiques : bourdonnement ; graillonnement ; bruit de point-mort.

Le rôle du banc d'acyclisme, implanté dans une salle traitée acoustiquement, est d'étudier ces phénomènes pour mieux les éliminer. Il est animé par un moteur électrique de 260 kW capable de reproduire les comportements de moteurs thermiques de 2 à 6 cylindres, de tourner jusqu'à 6 000 tr/mn, et de délivrer un couple oscillant de 620 Nm RMS. C'est le premier banc de ce type à être mis en service en Europe et le troisième dans le monde.

Le banc groupe motopropulseur semi-anéchoïque

Ce banc permet de mesurer l'acoustique des moteurs par prises de son ponctuelles à l'aide de micros ou par intensimétrie : un robot piloté relève, point par point, le niveau sonore dans l'espace pour dresser un "hologramme acoustique". Des groupes motopropulseurs de 200 KW/520 Nm peuvent être testés jusqu'à des vitesses supérieures à 200 km/h.

Afin d'assurer un environnement ultra silencieux, le banc est installé dans une salle semi-anéchoïque, découplée du reste du bâtiment et entièrement conçue pour que tous ses équipements (ventilation, eau, fluides et éclairage) fassent le moins de bruit possible.

Le banc à rouleau semi-anéchoïque

Sur ce banc, les équipes du pôle NVH peuvent étudier l'acoustique et les vibrations des organes mécaniques d'un véhicule complet (de Twingo à Trafic) jusqu'à une vitesse de 200 km/h. Pour que le roulage se déroule dans des conditions représentatives, les roues du véhicule reposent sur quatre rouleaux de 1,90 m de diamètre. Autre signe particulier : la calandre et le soubassement du véhicule sont ventilés par un système très silencieux capable d'écouler 30 000 m3/heure.

La salle audio

Les spécialistes du pôle NVH utilisent cette salle pour écouter les enregistrements de bruits mécaniques (sifflement de turbo, bruit de transmission …) et en visualiser les courbes sur grand écran. La salle accueille également des jurys chargés de départager différents bruits sur le plan qualitatif. Elle est également découplée du reste du bâtiment et montée sur des plots en caoutchouc.

Jean-François Prevéraud

 

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