Essais & Simulations n°134

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mesures mesures Depuis une quinzaine d’années, l’industrie spatiale américaine essaye d’autres méthodes de test. Les projets de recherche évaluent des méthodes plus économiques et plus souples, qui permettent de réaliser les tests acoustiques sans recourir à des installations qui sont peu nombreuses et qui présentent un coût de fonctionnement élevé. C’est dans ce contexte que la méthode DFAX (Direct Field Acoustic eXcitation), également appelée DFAT aux États-Unis, a été développée. Elle fait partie des méthodes utilisées aujourd’hui pour la qualification des satellites nord-américains. DFAX nécessite un investissement initial inférieur et son coût d’utilisation est moins élevé. En outre, celle-ci présente l’avantage technique d’un temps de montée nettement plus court et d’une meilleure contrôlabilité dans la plage de basses fréquences comprise entre 20 et 60 Hz. En 2016, la Nasa (National Aeronautics and Space Agency) a publié le Nasa Handbook 7010, le premier guide regroupant les directives que doivent suivre les entreprises qui souhaitent utiliser la nouvelle méthodologie de test acoustique. Comme leurs homologues nord-américaines, les principales entreprises européennes du secteur, telles que Thales Alenia Space, conduisent des expérimentations afin d’étudier et valider de nouvelles méthodes pour réaliser les tests acoustiques des satellites. Homogénéiser le champ sonore L’équipe d’ingénierie de Thales Alenia Space, basée à Toulouse, développe des composants qui seront intégrés aux satellites. Elle possède un site équipé d’une chambre acoustique réverbérante, mais il est situé à Cannes, à près de 500 kilomètres de Toulouse. Concrètement, cela signifie que chaque nouveau composant développé doit être expédié à Cannes en vue des tests de qualification acoustiques, ce qui induit des coûts et des délais supplémentaires. Avec l’aide des ingénieurs de Siemens PLM Software, l’équipe a étudié une nouvelle méthode DFAX qui permettrait de tester les composants sur site en vue de leur qualification. Le projet a été baptisé « Thunder », un nom tout à fait approprié pour une installation qui génère un champ sonore de 147 dB dans une salle blanche à la norme ISO 9. Les performances obtenues sont sans équivalent en Europe. METRAVIB nos talents vous accompagnent « Siemens nous fait bénéficier de son savoirfaire pour nous aider à résoudre le défi complexe qui consiste à générer un champ sonore homogène autour de l’élément à tester. » Monter le volume Christophe Fabriès Quel est le point commun entre les villes de Werchter (Belgique), Roskilde (Danemark) et Kourou (Guyane française) ? Werchter et Roskilde accueillent des festivals de musique rock et pop en plein air très populaires, qui attirent des foules de passionnés toujours plus nombreuses. Ces dernières années, les performances des amplificateurs et des haut-parleurs modernes ont été poussées à leur maximum afin de mieux satisfaire les fans de musique. La disponibilité d’amplificateurs et de haut-parleurs commerciaux capables de générer le champ sonore nécessaire pour un test acoustique a permis de développer la méthode DFAX. Lors d’un test DFAX, le spécimen est placé au centre d’un cercle de haut-parleurs et est excité par un champ acoustique direct. Les amplificateurs et les haut-parleurs modernes délivrent le nombre élevé de décibels requis pour atteindre le niveau de pression acoustique global cible. Les niveaux de vibration mesurés sur le spécimen lors du test DFAX sont comparables à ceux mesurés lors d’une excitation acoustique en chambre réverbérante. Dans un avenir proche, les satellites lancés depuis le pas de tir européen de Kourou auront peut-être été qualifiés en partie à l’aide de haut-parleurs semblables à ceux utilisés lors des concerts de rock. Il est clair que la méthode DFAX réduit le coût global des tests, qu’elle peut être utilisée (presque) n’importe où, et qu’elle offre davantage de flexibilité en permettant des sessions de test plus courtes. Toutefois, les conditions de sécurité, la fiabilité et la précision des tests ne doivent pas être négligées. Les champs sonores générés lors d’un test DFAX et lors d’un test en chambre réverbérante ne sont pas de même nature. Cette différence doit être prise en compte si l’on veut créer des conditions de test réalistes. Les ingénieurs de Thales Alenia Space travaillent sans relâche pour améliorer et valider la méthode DFAX. L’objectif de la campagne de test est de reproduire l’environnement acoustique d’un satellite de télécommunication installé dans la coiffe de son lanceur. La configuration de test est conçue pour générer les niveaux de pression acoustiques élevés qui excitent le spécimen lors du décollage. Elle se compose de 96 haut-parleurs empilés en 12 colonnes et disposés en cercle, et de 96 amplificateurs qui délivrent la puissance élevée requise, soit 4 x 5 kilowatts. Le spécimen testé est placé au centre du cylindre de 5 mètres formé par les colonnes de haut-parleurs. Le défi consiste à reproduire un champ acoustique diffus uniforme autour du spécimen. Dans le test décrit, l’équipe évalue le comportement du spécimen, en s’assurant qu’il est identique au comportement observé quand le spécimen est placé dans une chambre acoustique réverbérante. « C’est une méthode très efficiente pour tester un nouveau matériel. Elle nous permettra d’étudier davantage de variantes et de les valider immédiatement dans le laboratoire. » Christophe Fabriès Ensemble, réalisons les projets les plus ambitieux. Co-développement et aide à la conception. Ingénierie en vibration, acoustique et matériaux. ACOEM Group metravib.com 44I ESSAIS & SIMULATIONS • N°134 • septembre 2018 ESSAIS & SIMULATIONS • N°134 • septembre 2018 I45