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Spécial “ Acoustics’08 ”
19
Acoustique
&
Techniques n° 53
Silence en roulant
Les études acoustiques s’appuient largement sur la
simulation. Les modèles mécaniques multi-corps sont
utilisés pour étudier les phénomènes à très basses
fréquences, éventuellement non-linéaires, qui interviennent
par exemple dans le confort vibratoire des véhicules. Les
phénomènes dits «basses fréquences», gouvernés par des
comportements élastiques modaux, sont simulés par des
techniques d’éléments finis. Les phénomènes instables
observés en hautes fréquences nécessitent le recours à
des techniques de modélisation statistique, comme la SEA
(Statistical Energy Analysis).
Ces outils de simulation permettent d’avoir accès à des
bandes de fréquence différentes en fonction de la taille des
sous-systèmes étudiés. Le graphique ci-dessous indique les
ordres de grandeur des limites des outils de simulation pour
les trois principaux sous-systèmes d’un véhicule.
Bruit dans l’environnement
Le bruit des véhicules est l’une des premières sources de
pollution sonore et ceci particulièrement en milieu urbain.
Compte tenu des basses vitesses observées en ville, le bruit
provient majoritairement des moteurs et du roulement.
Pour les véhicules de conception récente des progrès
importants ont été effectués sur les bruits du moteur,
qui répondent en même temps à la demande de confort
intérieur. Les technologies nouvelles de propulsion électrique
ou hybride vont permettre une réduction encore plus
grande des émissions sonores. D’une manière générale,
la réduction des émissions de gaz à effet de serre qui va
dans le sens d’une diminution des puissances installées,
va aussi dans le sens d’une réduction du bruit.
C’est donc le bruit de roulement, déjà très contributeur,
qui constituera à terme la source dominante. Cependant,
le pneumatique étant le fruit d’un compromis entre la
résistance au roulement (consommation), l’adhérence
(sécurité) et le bruit, la marge de progression se trouve
fortement contrainte.
Tous les véhicules commercialisés sont soumis à un
règlement international qui limite les émissions sonores
depuis 1971. Les véhicules font l’objet de mesures à une
vitesse proche de 50 Km/h, la plus élevée autorisée en
ville. Le règlement devrait être modifié avant 2012. Les
constructeurs automobiles sont impliqués dans la révision
du règlement, qui vise à se rapprocher des conditions de
fonctionnement effectivement rencontrées en ville.
Un réseau industriel de compétences
En moyenne, les constructeurs automobiles français
proposent, aujourd’hui, des véhicules qui se situent au-
dessus de la moyenne européenne en termes de confort
acoustique (voir page suivante). Ceci traduit l’importance
qu’ils accordent à l’acoustique pour se démarquer de
la concurrence, et mieux répondre aux attentes de
nombreux clients. Ce progrès, effectué en 10 ans, est le
résultat de la constitution d’un réseau d’entreprises, qui
ont développé ensemble leurs compétences respectives.
L’intérêt des constructeurs pour l’acoustique est transmis
à leurs fournisseurs au travers de cahiers des charges
qui définissent les performances requises pour chaque
composant ayant une fonction acoustique ; ces cahiers
des charges orientent les développements d’un grand
nombre de composants automobiles dans le sens d’une
réduction du bruit.
C’est un tissu de relations qui s’est ainsi créé entre les
acousticiens travaillant pour les constructeurs et ceux
travaillant pour les équipementiers, puis s’est étendu à des
sociétés de service spécialisées ou des centres techniques.
Le nombre de techniciens et d’ingénieurs dont l’activité est
principalement liée à l’acoustique des automobiles et de
leurs composants, est estimé à environ un millier.
L’impact économique de l’activité acoustique dans l’industrie
automobile est difficile à évaluer : au-delà des pièces
spécifiquement acoustiques, les contraintes acoustiques
augmentent la valeur de nombreux autres composants.
On estime cette valeur entre 2 et 5% de la valeur de la
voiture. Si l’on considère le fait que l’impact de l’industrie
automobile en France est de l’ordre de 80 milliards d’euros,
le poids économique de l’acoustique doit être compris entre
1,5 et 4 milliards d’euros.
La mise en place de ce réseau, et les progrès qui lui sont
associés, sont en grande partie dus au très bon niveau
de formation technique et scientifique des ingénieurs et
Fig. 2 : Limites des outils de simulation pour les trois
principaux sous-systèmes d’un véhicule
Fig. 3 : Historique de la limite réglementaire pour
l’homologation des véhicules selon la norme ISO 362