Banc d'essais automobile de CRITT M2A.

Banc d’essais automobile : les microphones relèvent le défi

  • Le CRITT M2A réalise de nombreuses mesures pour qualifier moteurs, turbocompresseurs et autres équipements automobiles. Le centre d’essais met en œuvre une large palette de capteurs.
  • Les microphones et les accéléromètres de PCB Piezotronics sont notamment employés pour les mesures acoustiques et vibratoires.
  • Au fil des ans, ils ont démontré par leurs performances, leur capacité à répondre aux exigences des ingénieurs d’essais du CRITT M2A.

 
Le Critt M2A propose aux industriels de l’automobile son savoir faire en ingénierie et en réalisation des essais. Créé en 2000 à l’initiative de la région Nord Pas de Calais, de constructeurs automobiles, d’équipementiers et d’universitaires, ce centre d’essais indépendant, devenu organisme privé depuis 2007, dispose de ressources de test qui ont considérablement évolué depuis sa création. Il compte aujourd’hui un centre d’essais Turbocompresseurs (5 cellules d’essais), un département Moteurs (7 bancs d’essais), un département Acoustique et Vibrations et un département électrique opérationnel depuis fin 2015 dédié au test de l’endurance des batteries et à leurs cycles de charge et de décharge en conditions climatiques.

Qualification de moteurs et turbo

Ces moyens d’essais sont mis en œuvre pour qualifier des moteurs, des turbocompresseurs ou divers autres équipements selon des normes ou des méthodologies propres aux industriels du secteur de l’automobile. Le Critt M2A dont les prestations s’élargissent aujourd’hui aux domaines de l’aéronautique, du naval et du sport automobile, peut également concevoir une méthodologie spécifique pour répondre à une demande particulière d’un de ses clients.

Parmi la large palette de mesures réalisées sur les banc d’essais de moteurs ou de turbocompresseurs, les mesures acoustiques figurent en bonne place. Pour relever le niveau de bruit à l’entrée du turbocompresseur jusqu’à trois microphones sont mis en place dans le conduit entre le filtre à air et le compresseur. Il s’agit de microphones à champ de pression à montage affleurant à la surface interne du conduit de 40 à 60 mm de diamètre. Selon la méthode d’essais mis en œuvre, les capteurs sont positionnés sur la section ou sur la longueur du conduit. Pour mesurer le bruit rayonné, jusqu’à cinq microphones sont installés à une distance de 15 à 30 centimètres de la source.

Exploitation de microphones champ de pression et champ libre

Une fois la campagne de mesure effectuée, un traitement logiciel fournira la puissance acoustique générée par la source de bruit. « Les capteurs acoustiques doivent présenter une réponse et une sensibilité adaptées à l’environnement de mesure, selon le type de champ acoustique à caractériser et le niveau de bruit en présence. Il faut s’assurer que la réponse du capteur et le niveau maximum qu’il est capable de mesurer. Cette réponse doit-être uniforme dans la plage de fréquences qui nous intéresse », détaille Alban Millot responsable ACV au CRITT M2A. Les microphones de type champ libre employés pour la mesure du bruit rayonné conviennent mieux à un environnement ouvert. Les capteurs acoustiques fixés dans les conduits, aussi bien sur banc turbo que sur banc moteur affichent une moindre sensibilité que ces derniers car le niveau de bruit qu’ils doivent traiter est plus important.

Pour chaque application, le CRITT M2A sélectionne parmi la large palettes de capteurs dont il dispose ceux qui répondent le mieux aux exigences de l’essai acoustique à mettre en oeuvre. Parmi ceux-ci, figurent les microphones de PCB Piezotronics que le centre d’essais exploitent déjà depuis plusieurs années. « Les capteurs de PCB Piezotronics répondent en termes de performances techniques à nos attentes. Ils sont simples d’utilisation et nous offrent la flexibilité recherchée. Ils présentent de plus un bon rapport qualité/prix pour un niveau de service et des performances équivalents à leurs concurrents », rapporte Alban Millot. Grâce à la technologie TED intégrée, la configuration du système d’acquisition avec les données du capteurs (sensibilité, gamme de mesure, conditionnement, etc.) s’effectue automatiquement. Ce qui procure un gain de temps et évite les erreurs de saisie manuelle.

Caractérisation précise de sources sonores

Des mesures acoustiques peuvent également être réalisées lors d’essais d’un moteur monté avec tous ses accessoires ou d’un véhicule complet. Leur objectif est de caractériser les différentes sources sonores : alternateur, admission d’échappement, turbocompresseur, bruit de combustion, etc. Il est également possible d’analyser les voies de transfert entre la source et le récepteur en plaçant par exemple un microphone dans l’habitacle au niveau de l’oreille du conducteur et d’autres dans le compartiment moteur. Il est également recherché selon différentes plages de régime moteur quels sont les sources de bruit les plus contributrices. Les analyses de fonction transfert et de contribution concernent la propagation du bruit du moteur vers l’extérieur ou vers l’habitacle.

Les capteurs de PCB fiables dans le temps

Selon les cas, un essai véhicule exige la mise en place d’une vingtaine à une quarantaine de microphones à champ libre ou champ de pression, et jusqu’à une douzaine d’accéléromètres sont mis à contribution pour l’analyse des voies de transfert acoustique et vibratoire entre le moteur et l’habitacle jusqu’au siège du conducteur. Cette analyse permet, via le traitement logiciel des mesures par des méthodes et algorithmes spécifiques, d’identifier les organes contributifs en termes de bruits et de vibrations et d’indiquer au constructeur sur quels points il doit porter ses efforts de conception en fonction de ses critères. Pour ce type d’essais des microphones ainsi que des accéléromètres de PCB Piezotronics sont mis à contribution. Au fil des ans, ils ont fait leur preuve sur le terrain. Les ingénieurs d’essais du CRITT M2A sont satisfaits. « Nous les faisons vérifier régulièrement. Aucune dégradation de leurs performances n’a été constatée par le laboratoire d’étalonnage alors que nous les utilisons dans des conditions difficiles », assure Alban Millot.

 

# Les microphones PCB Piezotronics employés par le CRITT M2A :

  • Micro champ de pression ICP PCB 377A14
    – 1 mV/Pa
    – 4-70000 Hz
    – 120°C en utilisation
    – 174 dB niveau maxi
  • Micro champ libre ICP PCB 378B02 :
    – 50 mV/Pa
    – 3-20000 Hz
    – 80°C en utilisation
    – 146 dB niveau maxi

 

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