Essais & Simulations n°127

essais et modélisation

essais et modélisation applications La simulation numérique face aux enjeux de l’automobile dans ce dossier réalisé autour de l’événement de la sia en mars prochain, la rédaction a tenu à présenter l’offre d’un fournisseur de solutions logicielles, entreprises de plus en plus nombreuses à participer au congrès bisannuel sur la simulation. déjà très présent dans le secteur automobile, esi Group, par le témoignage de Caroline Borot, nous expose plusieurs solutions et réalisations répondant aux problématiques des constructeurs. caroline borot En charge du business development et de la stratégie marketing pour les nouvelles solutions d’ESI Group, Caroline Borot a longtemps travaillé du côté des procédés de fabrication puis sur les aspects liés à la performance. Le spécialiste français de logiciels et de services d’ingénierie lié au prototypage virtuel a, comme de nombreux autres éditeurs, répondu à l’appel à papiers – à contribution en d’autres termes – lancé par la Société des ingénieurs de l’automobile (SIA) en envoyant un « abstract », lequel concernait un sujet plutôt porteur et dans l’air du temps : le véhicule électrique. Mais celui-ci, s’il aborde l’éternelle problématique de l’autonomie Simulation du réservoir lors d’un crash avec la solution Water Flow d’ESI Virtual Performance Solution Mis au point par la société EPTender (située à Poissy, dans les Yvelines), cette remorque permet à un véhicule électrique de format « citadine » (une Renault Zoé par exemple), d’augmenter de 400 km et ainsi d’aborder un voyage de longue distance autour de 100 km/h. « EPTender s’est servi du module Water Flow afin de simuler ses opérations de crash-tests, indique Caroline Borot. Les solutions de simulation classiques ne permettaient pas à la société de savoir vraiment ce qui se passerait au niveau du réservoir en cas d’accident sur le véhicule et sa remorque ». L’AUTONOMIE AU cœUr dES prObLéMATIqUES Système de prolongateur d’autonomie tracté par une Renault Zoé. Image EP Tender. – principal facteur faisant aujourd’hui défaut à cette technologie –, montre une application pour le moins originale puisqu’il s’agit d’une remorque attachée à l’arrière d’un véhicule électrique et contenant un générateur thermique, encore appelé « prolongateur d’autonomie » ; à l’avenir, un générateur électrique est également envisagé. Outre cette application un peu particulière, même si elle correspond à l’un des cœurs de savoir-faire d’ESI (la simulation de crash test), les problématiques des constructeurs automobiles Autonomie, allègement et étanchéité des véhicules font partie des axes de développement prioritaires 28 IESSAIS & SIMULATIONS • N° 127 • Janvier-Février 2017

essais et modélisation et de leurs équipementiers concernent pour l’essentiel l’allègement des structures. Naturellement, les regards se tournent rapidement vers les composites mais, comme le rappelle Caroline Borot, « le 100 % composites, y compris dans les véhicules haut de gamme, n’est guère possible. La vraie solution réside dans l’usage des multi-matériaux et plus particulièrement dans le choix du bon matériau – en fonction de chaque pièce – au bon endroit » ; il ne faut donc pas hésiter à remettre en question le design et les procédés d’assemblage de matériaux aussi divers que variés, qu’il s’agisse d’aciers, d’aluminium, de composites ou de plastiques… Il en est de même pour les performances et leur tenue en fatigue que ce soit au niveau vibro-acoustique ou en cas de choc. « Il est désormais nécessaire de travailler sur du multi-échelle, à la fois sur la zone assemblée ou soudée puis tout autour ». Des travaux de recherche sont d’ailleurs menés à ce sujet, à l’exemple de ComMUnion, un projet européen H2020 portant sur l’assemblage entre alliage métallique et composites thermoplastiques, ou encore le projet USAMP, réunissant Ford, GM et Chrysler : ce partenariat de recherche vise à mettre au point un pare-chocs 100 % composites. Enfin, Honda travaille sur la question du soudage des aciers avec des aciers emboutis à chaud et de l’impact sur la tenue de l’ensemble assemblé en cas de choc. Autre levier d’autonomie et de gains directs sur la consommation : la gestion thermique de la cabine – autrement dit, à l’intérieur de l’habitacle. L’idée est la suivante : alors que la mise en route du chauffage ou de l’air conditionné va diffuser de l’air chaud ou froid dans tout l’habitacle, il va nécessairement générer une surconsommation, en particulier lorsque le conducteur est seul à bord du véhicule. De plus, si le conducteur souhaite mettre la climatisation sans indisposer les passagers (le cas des taxis par exemple), il ne peut le faire qu’à l’aide d’un système de sièges dotés de systèmes ventilés (ou chauffants), systèmes qui existent également sur le volant. « ESI propose un produit appelé Virtual Seat Solution aidant à concevoir des technologies permettant de mieux gérer les systèmes classiques de chauffage et de climatisation sur les sièges. Les essais montrent que le refroidissement de l’habitacle uniquement par la climatisation peut faire perdre jusqu’à 40 % d’autonomie aux véhicules électriques ; ce qui peut être considérablement amélioré par l’usage d’un siège ventilé. ». S’ATTAQUER À L’ÉTANCHÉITÉ DE LA CAISSE Autre axe de développement auquel répondent les solutions d’ESI, l’étanchéité, encore appelé « water flow ». L’enjeu ? Aller plus loin que les essais classiques, en particulier ceux effectués dans des tunnels, à l’intérieur desquels le véhicule est immergé et que l’on asperge d’eau. « Face à l’explosion du nombre de capteurs et d’électronique embarqué dans la voiture, mais aussi et surtout pour assurer une étanchéité parfaite de la caisse pour les véhicules électriques, ces moyens d’essais classiques ne parviennent plus à répondre aux besoins des constructeurs », souligne Caroline Borot. Les jets d’eau ne représentent pas suffisamment les conditions réelles d’une route inondée, d’une pluie battante ou simplement d’une flaque de boue et des éclaboussures d’eau pouvant atteindre certains composants, à commencer par la batterie, y compris à faible vitesse. Intégré à l’outil Simulation obtenue grâce au module Water Flow d’ESI Virtual Performance Solution. Autre problématique des industriels de l’automobile : les multi-matériaux Virtual Performance Solution (VPS), le module Water Flow permet de s’assurer que les multiples capteurs – de plus en plus nombreux et complexes – n’entrent jamais en contact avec l’eau, que le design prenne bien en compte l’étanchéité du véhicule (évitant d’ajouter a posteriori l’ajout de joints disgracieux) mais également d’anticiper d’éventuelles réglementations à venir en matière d’étanchéité ; on n’est jamais trop prudent… ● Olivier Guillon ESSAIS & SIMULATIONS • N° 127 • Janvier-Février 2017 I 29