Essais & Simulations n°117

Congrès Nafems

Congrès Nafems Essais et Modelisation Crissement de frein pour améliorer le confort. Ce projet « Acoufren » financé par l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) a été mené et dirigé par la SCNF. L’idée est de montrer ici comment nous avons traité ce problème complexe en alliant expérimentations, modélisation et développement de techniques numériques avancées afin de prédire le comportement vibratoire non-linéaire du système de freinage et les phénomènes de crissement apparaissant lors des contacts et pertes de contact entre pièces. Or, pour l’heure, les logiciels permettent difficilement d’obtenir des résultats suffisamment intéressants dans le domaine du crissement. Est-ce l’un des défis de la simulation numérique ? La simulation occupe aujourd’hui une place très importante et s’est imposée comme un moyen à la fois efficace et économiquement peu coûteux en comparaison à la réalisation d’essais expérimentaux. La simulation numérique se présente comme une solution possible dans la logique de faire toujours plus vite, plus performant, maîtrisé et moins cher. Elle permet en effet la mise en œuvre et l’adaptation numérique de modèles théoriques et mathématiques de plus en plus complexes pour tenter de mieux restituer le fonctionnement des systèmes mécaniques complexes et mener des prédictions de scénarios possibles et statuer sur les paramètres physiques prépondérants. De plus, nous assistons ces dernières années à l’apparition de techniques numériques très performantes avec des modélisations multi-échelles et multi-physique qui nous permettent de reproduire des situations de fonctionnement très complexes et toujours plus proche de la réalité. Néanmoins, il ne faut pas oublier que la simulation tente de restituer le fonctionnement d’un système complexe suivant une modélisation choisie ; en d’autres termes, elle va de paire avec la modélisation, ce qui implique qu’elle doit être maîtrisée et la plus proche possible de la réalité. C’est l’expérience qui alimente le modèle et par conséquent la simulation ; cette notion est capitale, la simulation numérique ne doit pas supplanter l’expérimentation même s’il est tentant d’aller vers le « tout numérique ». Signature du crissement Quelles sont les limites de la simulation ? Les limites concernent avant tout le dialogue avec la machine. Je m’explique : certains phénomènes physiques demeurent mal compris ou peuvent être difficilement mis en équations. De plus, les modèles sont de plus en plus complexes, nécessitant des puissances de calcul jusqu’à présent indisponibles. À titre d’exemple, le nombre d’opérations pour la résolution d’un modèle croît en fonction de la précision que l’on souhaite. Or cette recherche de précision ne fait qu’augmenter pour répondre aux besoins des industriels. Par ailleurs, on continue de hiérarchiser les opérations de simulation et on procède toujours étape par étape ; c’est une erreur. Pour élaborer des systèmes complets, nous devons simuler l’ensemble mais cela nécessite une nouvelle fois des moyens de calculs et des logiciels toujours plus performants. Le rôle du chercheur est donc de proposer aux industriels des stratégies globales ainsi que des techniques numériques innovantes qui leur permettront de répondre aux attentes futures. Par exemple, dans le cas du crissement de frein, on se focalise toujours trop – et quasi-exclusivement – sur le frein et pas suffisamment sur l’environnement global du véhicule. Or le profil d’une chaussée, les conditions climatiques mais aussi le comportement routier de chacun des conducteurs, sans oublier les cas de freinages d’urgence sont autant de paramètres à prendre en compte. On en est encore loin mais on y arrivera un jour… Propos recueillis par Olivier Guillon Le couplage essai et simulation est désormais indissociable Ingénieur de l’École nationale supérieure des ingénieurs des études et techniques d'armement (Ensieta), aujourd’hui connue sous le nom d’ENSTA Bretagne et située à Brest, Jean-Jacques Sinou a également effectué un master Recherche au sein de l’École Centrale de Lyon avant d’entamer une thèse sur la dynamique des structures soutenue en 2002. En 2003, il se rend à l’Université de Swansea, aux Pays-de-Galles, pour travailler sur la dynamique des systèmes tournants. Un an plus tard, Jean-Jacques Sinou revient à Lyon et intègre l’école Centrale en tant que maître de conférences avant de devenir professeur des universités à partir de 2010. Il dirige aujourd’hui le département de Mécanique des solides, génie mécanique et génie civil. Essais & Simulations • JUIN 2014 • PAGE 34

1 & 2 juillet/july 2014 École Polytechnique Palaiseau - France Le rendez-vous international HPC & SIMULATION The International Meeting Forum 2014 SIMULER POUR INNOVER INNOVATION BY SIMULATION Inscription/Registration www.teratec.eu Platinum Sponsors Gold Sponsors Silver Sponsors Essais & Simulations • JUIN 2014 • PAGE 35