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La semaine de Jean-François Prevéraud

Seat Sport sur le podium grâce à PTC

Industrie et  Technologies
Direction Barcelone et l'Espagne pour voir comment Seat Sport utilise Pro/Engineer pour affûter ses voitures de course.


L'histoire de Seat en compétition automobile remonte au début des années 70 avec la "Fórmula Nacional" qui utilisait des voitures de série équipées d'un moteur de 1 430 cm3 tournant sur le mythique circuit de Jarama aux environs de Madrid. C'est ainsi qu'est né le département "Véhicules Spéciaux" et l'écurie compétition de Seat. Des années où l'équipe a engrangé de nombreuses victoires qui ont été couronnées par une troisième et une quatrième place au Rallye de Monte Carlo en 1977. Après des années 80 où le constructeur automobile espagnol est passé du groupe Fiat au groupe Volkswagen, les années 90 ont marqué le véritable retour en course de Seat. Ainsi en 1996 la Seat Ibiza Kit Car a remporté le titre du championnat du monde des rallyes (WRC) FIA en catégorie 2 litres. Titre conservé en 1997 et 1998.



Les Seat León WTCC de Tarquini et Muller mènent la course


2002 a marqué le retour de Seat sur les circuits avec la León Supercopa, puis les Toledo Cupra et GT. Enfin 2005 a vu arriver l'actuelle voiture de compétition sur circuit du groupe la León WTCC (World Touring Car Championship). Elle a permis à Seat de monter sur la troisième marche du podium au classement des constructeurs en 2005 et sur la deuxième en 2006. Quant à la saison 2007, elle ne fait que commencer. Après la première manche des onze prévues, Seat est à la deuxième place...



Une Seat Cupra GT juste sortie de chaîne, sans les couleurs de son écurie


Parallèlement Seat Sport organise la Supercopa, une compétition qui se court dans quatre pays, où elle fournit des voitures identiques à des écuries qui les préparent, mais sans y apporter de modifications majeures.

Seat Sport compte environ 130 personnes, dont une trentaine d'ingénieurs, chargées de concevoir, de faire évoluer et de produire aussi bien les León WTCC de l'écurie Seat que les León Supercopa destinées aux clients. Ils travaillent à la fois sur les caisses des voitures (structure, aérodynamique, implantation des éléments mécaniques...) et sur l'ensemble des composants mécaniques et électroniques embarqués.

Créer une voiture de course en moins de 6 mois

« Notre premier rôle est de récupérer auprès de l'usine l'ensemble des données de définition des structures et pièces utilisées sur les voitures de série desquelles nous dérivons nos voitures de compétition, afin de les adapter pour qu'elles résistent aux sollicitations rencontrées en course car, dans les catégories où nous courrons, nous devons partir de voitures de série et en conserver un certain nombre d'éléments imposés par la FIA », explique Manel Huguet Pañella, jeune ingénieur responsable du bureau d'études. Toutefois la latitude de modification est beaucoup plus grande en WTCC, ce qui conduit le bureau d'études à concevoir beaucoup de nouvelles pièces et à les faire évoluer au fil des courses, tout au long de l'année, afin de garantir les meilleures performances possibles. Notons toutefois que les délais sont très courts puisque entre le début des études de modification de la voiture de série et les premiers essais du prototype roulant, il s'écoule de l'ordre de 5 à 6 mois.


L'un des ingénieurs définissant une prise d'air


« Du fait de notre orientation très mécanique, nous avons décidé en 2000 de nous équiper du même outil de CAO que le groupe, c'est à dire Pro/Engineer. Nous disposons maintenant d'une douzaine de licences au bureau d'études qui sont toutes complétées par Pro/Mechanica pour le calcul. Enfin, nous gérons nos données avec Windchill PDMLink. Cette configuration est complétée par un poste Catia V4 qui nous permet de récupérer toutes les données correspondant aux caisses des véhicules de série ».
Pour avoir utilisé à la fois Pro/Engineer et Catia V5 Manel Huguet Pañella est formel : « Je me félicite du choix de Pro/Engineer par mon prédécesseur. Catia V5 n'est qu'une copie de Pro/Engineer ... en moins bon ».



Ensemble moyeu, frein, suspension défini dans Pro/Engineer


Pro/Engineer Wildfire 2.0 est utilisé pour toute la conception mécanique, la création des assemblages, la validation des mécanismes et de leurs mouvements, l'implantation des sous-ensembles, ainsi que tous les travaux de tôlerie métallique ou composite (réservoirs, carters, protections...). Le logiciel assure aussi toute la partie mise en plans automatique à destination de l'atelier pour la production ou des équipes de montage des véhicules. « Un module qui permet de réaliser très rapidement des dossiers de plans complets et parfaitement à jour ».

Pro/Mechanica est utilisé pour le pré-dimensionnement, ainsi que pour la validation de nombreuses pièces, tant au niveau structurel que thermique ou fatigue. Les calculs les plus complexes sont quant à eux sous-traités au bureau de calcul de l'usine, qui se trouve de l'autre côté de la rue. « Il en va de même pour la partie calculs aérodynamiques qui est réalisée à l'aide des logiciels Star-CD de CD-Adapco et Powerflow de Exa. Mais nous disposons d'un ingénieur aérodynamicien détaché à temps plein par le groupe qui est à la fois capable d'utiliser ces logiciels et de comprendre les problèmes qui sont propres aux voitures de compétition. Il assure le lien en cas de besoin avec ses autres collègues du groupe. Nous avons aussi le même genre de compétence détachée dans le domaine des matériaux composites », explique Manel Huguet Pañella.



Eléments d'un demi-train



Enfin, Windchill PDMLink, qui était en cours d'installation lors de ma visite, est vu comme un outil qui structurera encore plus l'organisation du bureau d'études et permettra d'obtenir des informations toujours parfaitement à jour. Il permettra aussi de mieux répondre à la permanente course contre la montre imposée par les indispensables améliorations à apporter aux voitures entre deux courses. « Windchill PDMLink nous permettra de facilement accéder et partager l'ensemble des informations nécessaires au développement de pièces toujours plus performantes », escompte Jaime Puig, directeur général de Seat Sport.

Parmi les exemples des gains obtenus, l'un des plus flagrants est celui réalisé sur les arceaux de sécurité. « Pro/Engineer nous permet de les concevoir et de les implanter rapidement dans la caisse de la voiture. Nous pouvons aussi en valider les possibilités de montage. Lorsque la conception est figée, nous extrayons facilement chacun des tubes et renforts le composant puis, grâce au module de tôlerie de Pro/Engineer, nous en effectuons la mise à plat en vue de la découpe par laser des formes complexes de ce qui deviendra les extrémités des tubes. Les feuilles obtenues sont ensuite roulées. Tous les tubes ainsi réalisés s'ajustent parfaitement les uns aux autres et les arceaux obtenus se montent sans problème. Ce processus a permis de diviser par deux leur temps de développement », constate Manel Huguet Pañella.

Coupler CAO et simulation

Autre gain significatif obtenu grâce à l'utilisation combinée de la CAO et de la simulation, celui réalisé sur les supports de capteurs de température scrutant les pneumatiques. « Nous avions initialement réalisé ces supports en alliage léger, mais ils pesaient quand même 14 kg et nous avions souvent des ruptures en course dues aux vibrations. Nous avons alors décidé de les réaliser en matériaux composites, ce qui nous a permis de limiter leur masse à 4 kg. De plus, la simulation nous a permis de constater que la fréquence propre de ces pièces passait de 59 à 136 Hz, ce qui évitait les risques de rupture. Une chose que nous avons depuis validée en course ».

« Il est clair que le couplage CAO/Simulation nous permet maintenant de souvent éviter le passage par le stade prototype. C'est d'autant plus vrai que nous progressons course après course dans la connaissance des phénomènes physiques intervenant sur nos voitures », estime Manel Huguet Pañella.

« Vu de la piste, le principal gain de la simulation est de minimiser le poids des composants et d'augmenter la stabilité de la voiture afin de donner à nos pilotes une voiture plus dynamique, tout en la rendant plus sûre. L'intégration entre la CAO et la simulation nous permet de faire beaucoup plus d'itérations numériques, que de tests physiques dans le même laps temps, donc nous permet d'arriver plus vite au meilleur compromis », constate quant à lui Xavi Serra, ingénieur piste.

Bon, je vous laisse. Je vais maintenant aller tester le bien fondé de la conception de la Léon sur les pistes de Can Padro.

A la semaine prochaine.

Pour en savoir plus : http://www.seat-sport.com

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l'Usine Nouvelle, suit depuis plus de 25 ans l'informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM...). Il a été à l'origine de la lettre bimensuelle Systèmes d'Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.



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