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Un casse-tête pour les PME-PMI

Nadège Aumond

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- Les industriels de la mécanique avancent timidement sur la voie de la prédiction acoustique. Mais les outils sont encore trop chers et trop complexes.

Plus que par la demande du marché, les efforts faits en matière de réduction du bruit dans le secteur de la mécanique sont largement poussés par des contraintes réglementaires. La directive européenne qui limite l'exposition des salariés au bruit durant leur activité professionnelle, tout comme celle relative aux émissions sonores des matériels destinés à être utilisés à l'extérieur des bâtiments viennent d'être renforcées.

Sensibilisés au bruit, les industriels de la mécanique le sont, mais intégrer ce facteur dès la conception d'un produit est loin d'être simple.

Au-delà de simples mesures effectuées en bout de chaîne de production, l'investissement se révèle plus conséquent tant en coût matériel qu'intellectuellement, car l'acoustique se complexifie très vite et demande de s'entourer de spécialistes. « Il est essentiel d'étudier la machine dans son ensemble ainsi que ses composants dans leur environnement car l'acoustique repose beaucoup sur des phénomènes d'interactions et de résonances. Un tour de vis peut parfois tout changer ! Il est très difficile de formaliser voire de modéliser ces problématiques », explique Xavier Carniel responsable actions collectives au sein de l'entité ingénierie bruits et vibrations du Cetim (Centre technique des industries mécaniques).

Un compromis entre prix et performances

Aussi, tant qu'ils passent facilement en dessous des normes, la plupart des industriels se contentent de choisir les composants les moins bruyants possible et de faire du curatif, c'est-à-dire principalement d'ajouter des silencieux et de capoter les machines. Seulement ces solutions finissent par coûter cher, alourdissent l'équipement et augmentent son encombrement. L'idéal est tout de même de réduire le bruit à sa source. Or la source la plus nuisible n'est pas forcément celle que l'on croit et l'intérêt de focaliser ses efforts à bon escient est d'autant plus important que la dimension coût est primordiale. « Il faut trouver un compromis entre prix et performances, car le but final reste de vendre ! » s'exclame Marcel Briand, responsable du bureau d'études des produits standards de SDMO.

Tout comme Leroy-Somer, le fabricant brestois de groupes électrogènes a investi dans des moyens pour cartographier et caractériser les sources. « Nous avons mis en place des moyens de mesure par intensimétrie », explique le responsable. L'entreprise, qui a été initiée à cette technologie, il y a quelques années par le Cetim, a formé un ingénieur sur chaque niveau de gamme. « Nous réalisons les analyses acoustiques et travaillons en collaboration avec nos fournisseurs. En parallèle, nous corrélons les résultats de l'intensimétrie avec nos modèles CAO et utilisons des outils de calcul développés en interne », poursuit Marcel Briand.

Tout en abaissant les niveaux sonores, ce travail d'intégration du facteur bruit en amont dans la conception a permis à SDMO de remporter d'importants marchés à l'export, et de réduire de 15 à 20 % la longueur de ses groupes standards.

La démarche est similaire chez Leroy-Somer où, rien que sur le site de Beaucourt (CEB Belfort), cinq personnes à temps plein travaillent sur le thème de la discrétion acoustique. Elles ont à leur disposition des moyens de caractérisation des sources couplés à des outils de dimensionnement des moteurs. Les sources principales du bruit sont dues au ventilateur qui refroidit le moteur ainsi qu'aux vibrations des pièces mécaniques. Si les systèmes de silencieux ne suffisent pas à atteindre le niveau sonore requis, le constructeur de moteurs électriques installe un refroidissement par eau. Cette solution permet de diviser, dans certains cas, par huit les émissions sonores ! « Avant d'en arriver là, nous travaillons bien sûr en étroite collaboration avec nos fournisseurs afin d'intégrer des composants les plus silencieux possible ; ensuite tout est une question de compromis entre les performances et le coût. 10 % des demandes qui nous sont faites exigent des niveaux sonores très en dessous de la norme. Ce qui nous impose de réaliser des études approfondies », explique Duong Hai, directeur technique du CEB.

Atlas Copco, qui dispose depuis les années 1970 d'un laboratoire dédié aux bruits et vibrations, semble être l'un des rares à être passé à la vitesse supérieure, c'est-à-dire à faire de la prédiction acoustique. « La tendance est d'aller le plus loin possible dans l'analyse du comportement vibratoire des machines avant de fabriquer le premier prototype. Pour ce faire, le recours à des modèles théoriques complexes, tels que la méthode des éléments finis, est indispensable, précise Wim Bouwen, responsable du laboratoire bruit et vibration de la division Airtec. L'insonorisation d'un compresseur est un véritable défi. La tendance à concevoir des produits toujours plus légers, et à des prix de revient toujours plus serrés complique grandement le problème », poursuit l'ingénieur d'Atlas Copco où l'équipe de neuf spécialistes travaille avec des systèmes de la société LMS (éditeur du logiciel SysNoise)

L'union fait la force...

Tenté par ce saut technologique, le fabricant de composants d'automatismes Festo développe actuellement des outils de simulation et étudie les possibilités de partenariat, notamment auprès des instituts de recherche et des universités allemandes.

Quel salut alors pour les PME-PMI ? Sous-traiter les études et mutualiser leur besoin. « Il devrait se passer encore environ cinq ans de développement pour que ces outils nous soient plus accessibles, estime Jean-Marc Alloncle, responsable R&D du fabricant de ventilateurs Solyvent (groupe Fläkt Woods). Quand cela est nécessaire, nous n'hésitons pas à faire appel à des prestataires privés ou à des organismes comme le Cetim ou le Cetiat. Nous avons également la possibilité de faire appel aux autres divisions du groupe pour accéder à des moyens de développement plus importants », précise le fabricant de ventilateurs.

Pour leur part, les douze industriels du projet Lamonov ont adopté l'adage « l'union fait la force ». Ils ont ainsi investi 1,4 million d'euros dans un projet de trente mois conduit par le Cetim afin de réaliser une étude complète des émissions sonores des tondeuses à gazon. Le Centre, qui développe son expertise acoustique depuis de nombreuses années, se pose comme le meilleur relais des PME-PMI du secteur dans ce domaine.

LA PROBLÉMATIQUE

- La mécanique est l'objet d'une réglementation de plus en plus sévère - Les entreprises possèdent en général un minimum d'équipements de contrôle - Pour des études approfondies, l'investissement est généralement trop élevé et les outils trop complexes - La solution peut se trouver dans la sous-traitance des études à l'extérieur et/ou la mutualisation des ressources

CETIM UNE DÉMARCHE POUR LES ENTREPRISES

- Pour aider les entreprises à concevoir silencieux, le Cetim s'appuie sur la méthode NST, Noise Synthesis Technology, issue du projet européen Nabucco. Elle est mise en oeuvre notamment sur une étude complète des émissions sonores des tondeuses à gazon réunissant douze industriels du secteur. Cette démarche structurante se déroule en plusieurs étapes. Tout d'abord, il s'agit de réaliser le schéma acoustique du système. Cette étape nécessite souvent l'expérience d'un acousticien. Simuler les modifications Ensuite, chaque source est caractérisée et hiérarchisée afin de définir sur quelle source il est intéressant d'agir en priorité. Enfin, l'ensemble des différentes sources et connexions est modélisé à l'aide du logiciel Prons (Product Noise Synthesizer), ce qui permet de faire du prototypage virtuel et de simuler la modification de l'un ou l'autre des composants. Cette méthode mixe des mesures expérimentales et des données calculées (résultats de simulation). Elle peut aussi intégrer le calcul de critères psychoacoustiques dans les phases de conception et de prototypage.

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