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Essais & Simulations n°122

Accompagner la croissance de l’automobile par les essais

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www.mesures-et-tests.com<br />

Accompagner la croissance<br />

de l’automobilepar lesessais<br />

Page 42<br />

MESURES ET MÉTHODES DE MESURE<br />

Spécial Enova Paris et CIM 2015<br />

Page 8<br />

ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Focus sur lesmoyens d’essais d’Intespace<br />

Page 32<br />

N° 122 • SEPTEMBRE 2015 • TRIMESTRIEL • 20 €


edito<br />

<strong>Essais</strong> et tests :l’automobile<br />

face àses nouveaux défis<br />

Crash-test et piratage :voici les – nouveaux – défismajeurs qui attendent les acteurs des<br />

essais dans l’automobile. Tout d’abord, le durcissement des tests lié à l’évolution de la<br />

réglementation déterminée par Euro NCAP, l’organisme européen ayant notamment<br />

comme pouvoir de délivrer le fameux « Cinq étoiles » au crash-test. Et comme le souligne le<br />

quotidien Les Échos dans son édition des 14 et 15 août derniers, le graal sera de plus en plus<br />

difficile à atteindre. Déjà, ces dernières années, nos confrères notent une baisse significative<br />

des taux de réussite :70%en 2013 contre 42 %l’an dernier et… près d’un tiers seulement<br />

en 2015 !Encause ?L’intégration de nombreux éléments supplémentaires de sécurité active,<br />

pesant désormais « le quart de la notation globale », rappelle le quotidien.<br />

Autre problématique de taille pour les industriels de l’automobile, le piratage. Relevant davantage<br />

des compétences de la sécurité informatique, il n’en demeure pas moins une préoccupation<br />

pour les constructeurs – à l’instar des premières victimes Tesla et Chrysler – et bien<br />

d’autres acteurs de la filière désireux de développer à la hâte une nouvelle génération de<br />

véhicules connectés. Tous devront répondre par la technologie aux menaces de ces attaques<br />

qui présenteront au moins l’avantage de pousser les industriels à multiplier et à renforcer leurs<br />

opérations d’essais et de simulation.<br />

Ces nouveaux défiss’ajoutent à des exigences déjà fortes pour les constructeurs et les équipementiers<br />

– en termes de fiabilité, derejets de gaz à effet de serre, de réduction de la consommation<br />

et de poids, de nuisances vibratoires et acoustiques, de CEM avec les véhicules<br />

hybrides et électriques, de nouveaux matériaux, sans oublier naturellement les coûts et les<br />

délais etc. Comme vous pourrez le découvrir dans ce nouveau numéro d’<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong><br />

dont le dossier central est entièrement consacré à l’automobile, cette filière est particulièrement<br />

expérimentée enmatière d’essais et demeure la plus en avance dans l’utilisation de la<br />

simulation numérique. Et le fait que le secteur – en particulier en France – reprend le chemin<br />

de la croissance, les technologies d’essais et de simulation promettent de jouer un rôle déterminant<br />

dans les années à venir.<br />

Olivier Guillon<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 1


LABORATOIRE D’ESSAIS MECANIQUES<br />

VIBRATOIRES ET CLIMATIQUES<br />

Tests d’endurance au vibrations<br />

(aléatoire, sinus, chocs, sinus sur bruit...)<br />

Recherche de fréquences de résonance<br />

<strong>Essais</strong> climatiques<br />

(températures, chocs thermiques)<br />

<strong>Essais</strong> combinés<br />

Réalisation des supports et pièces de<br />

liaison par CAO et calculs élements finis<br />

R&D<br />

Contrôle qualité<br />

Automobile<br />

Ferroviaire<br />

Aérospatial<br />

Télécommunication<br />

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sommaire<br />

ActuAlités<br />

Un congrès pour promouvoir la simulation<br />

numérique dans la mécanique ..............................4<br />

Apave Aeroservices et Cesa Drones créent<br />

Qualidrones ...........................................................4<br />

Conférence Comsol 2015 :11 e conférence<br />

annuelle sur la simulation multiphysique...............6<br />

Nouveaux conditionneurs de thermocouple rapides<br />

développés par TEXYS (Publi-communiqué ).......7<br />

Mesures et Méthodes de Mesure<br />

Enova mise sur les objets connectés<br />

et l’embarqué ........................................................8<br />

La métrologie s’ouvre à de nouveaux domaines...10<br />

Dossier Automobile<br />

Simuler un capteur de position par induction ........ 42<br />

La simulation numérique, l’élément incontournable<br />

dans le secteur automobile.................................... 44<br />

ANew Reliability Methodology for the Validation<br />

of Mechatronic Systems ........................................ 45<br />

L’automobile maintient son avance dans le<br />

prototypage virtuel................................................. 50<br />

Le Madrillet, une terre d’essai del’automobile ...... 52<br />

L’automobile reprend des couleurs........................ 57<br />

Conception de radars FMCW pour des applications<br />

de sécurité active................................................... 58<br />

Conception d’une plateforme d’étalonnage de<br />

compas de courantomètres et résultats obtenus ..14<br />

Robotiser les phases de contrôle et de mesure<br />

de la production...................................................19<br />

Un point sur le marché et les solutions<br />

d’acquisition de données.....................................21<br />

essAis et ModélisAtions<br />

Retour sur quelques faits marquants<br />

du Bourget 2015..................................................23<br />

Equipements pour la simulation de<br />

l’environnement et services associés<br />

(Publi-communiqué )...........................................25<br />

Validation des systèmes ADAS complexes<br />

(Publi-communiqué )...........................................30<br />

Premier vol pour le salon Aérotek .......................32<br />

Focus sur les moyens d’essais d’Intespace<br />

À Toulouse, la chambre vide thermique des grands<br />

équipements spatiaux de demain est déjà en<br />

service .................................................................32<br />

Prendre à bras le corps le virage de l’ingénierie...33<br />

Le nouvel ADN des essais en Europe :<br />

Airbus Defence and Space et Intespace s’associent<br />

dans le Cluster Environmental Tests .....................38<br />

Emitech installe un nouveau laboratoire<br />

à Toulouse ...........................................................40<br />

Vie de l’Aste<br />

Assemblée générale et conseil d'administration<br />

de l'ASTE.............................................................61<br />

outils<br />

Programme des formations .................................62<br />

Agenda ................................................................63<br />

Répertoires des annonceurs ...............................64<br />

Modernisation du caisson de vide thermique 3m 3 ..35<br />

DynaPrepa, un outil de préparation<br />

des campagnes d’essais .....................................36<br />

Des données d’essais accessibles partout<br />

en temps réel grâce au télémonitoring ................37<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong> est la revue partenaire exclusive<br />

de l’ASTE (Association pour le développement<br />

des sciences et techniques de l’environnement).<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 3


ActuAlités<br />

actualités marché<br />

MSC Apex nominé finalisteduprix<br />

r&d 100 Awards<br />

MSC Software Corporation a annoncé<br />

que sa plateforme de simulation de nouvelle<br />

génération MSC Apex a été sélectionnée<br />

comme finaliste du prestigieux<br />

prix R&D100 Awards. Cette distinction<br />

témoigne de l’engagement de MSC dans<br />

le développement de logiciels desimulation<br />

d’ingénierie innovants, destinés à<br />

aider les industriels et les chercheurs à<br />

améliorer la conception deleurs produits<br />

à moindre coût. Les prix R&D100 Awards<br />

récompensent les 100 produits les plus<br />

importants enmatière de développement<br />

de technologies présentés aucours de<br />

l’annéeprécédente.Les finalistes sont sélectionnéspar<br />

un jury indépendant de plus<br />

de 70 experts.<br />

Création du plus important<br />

laboratoireprivéfrançais de<br />

caractérisation de matériaux<br />

aéronautiques<br />

À l’occasion du salon du Bourget, laSRC<br />

Rescoll et Critt Matériaux Poitou-Charentes<br />

ont signé le 17 juin dernier un protocole<br />

d’accord préparant la fusion des<br />

deux entités d’ici la fin decette année.<br />

Ces laboratoires, tous les deux qualifiés<br />

par les grands donneurs d’ordres aéronautiques,<br />

enparticulier Airbus, Safran,<br />

General Electric et Stelia Aerospace, pour<br />

la réalisation d’analyses tests et caractérisation<br />

de matériaux « avionnables », représentent<br />

aujourd’hui respectivement le<br />

troisième et le quatrième laboratoire français<br />

en taille et activité dans le domaine.<br />

Événement<br />

un congrès pour promouvoir<br />

la simulation numérique dans<br />

la mécanique<br />

Le Cetim et Nafems France organiseront<br />

le 13 octobre prochain à Saint-Étienne le<br />

premier congrès commun sur la simulation<br />

numérique pour les mécaniciens. Ce<br />

premier congrès sedonne pour objectif<br />

de promouvoir la simulation numérique<br />

auprès des ETI et des PMI de la mécanique.<br />

Ce premier congrès débutera avec une<br />

session plénière d’ouverture sur l’état de<br />

l’art et les apports de la simulation numérique<br />

pour les métiers de la mécanique<br />

(choix des procédés de fabrication et<br />

impact sur le cycle de vie des produits).<br />

Deux sessions parallèles se tiennent<br />

ensuite. La session 1, intitulée « Simulation<br />

des procédés », traite de l’optimisation<br />

des procédés par la simulation.<br />

Des témoignages industriels portent sur<br />

l’expérience et les gains réalisésgrâce à<br />

la simulation. Parmi les procédés visés :<br />

Fabrication additive, Emboutissage, Forgeage,<br />

Injection polymère, etc.<br />

La session 2sera quant à elle consacrée<br />

à l’exploitation de la simulation numérique<br />

dans les procédés spécifiques<br />

tels que les assemblages mécaniques,<br />

les traitements thermiques, la protection<br />

contre la corrosion…Enfin, la session<br />

plénière de clôture fait le point sur<br />

les perspectives et les attentes des<br />

grands donneurs d’ordres face aux<br />

PMI sous-traitantes.<br />

Qualification<br />

Apave Aeroservices et Cesa<br />

drones créent Qualidrones<br />

Ansyspropose une version gratuite<br />

de son logiciel de simulation pour les<br />

étudiants<br />

Ansys Student est une offre académique<br />

gratuite à destination des étudiants souhaitantseformer<br />

aux principes fondamentaux<br />

de la simulationetacquérirenmême<br />

temps une connaissance des méthodes<br />

actuelles de simulation et des solutions<br />

Ansys de pré-traitement, post-traitement<br />

et de résolution. « Nos étudiants trouvent<br />

pratique d’avoir le logiciel sur leurs ordinateurs<br />

pour faire leur travail à la maison et<br />

leurs projets », explique Rajesh Bhaskaran,<br />

directeur du Laboratoire d’ingénierie<br />

Swanson à l’université Cornell qui utilise<br />

ce logiciel dansune douzaine de cours en<br />

géniemécaniqueetaérospatial.<br />

Face à la croissance de l’activité<br />

drones sur l’ensemble du territoire<br />

français et à défaut de maîtrise de la<br />

qualification des exploitants de ces<br />

nouveaux appareils volants, Apave<br />

Aeroservices et Cesa Drones (le<br />

centre d’essais et de services sur les<br />

systèmes autonomes) ont décidé de<br />

créer Qualidrones.<br />

L’ambition de Qualidrones est de<br />

permettre aux exploitants de démontrer<br />

leur niveau d’intégration (sécurité,<br />

réglementaire, protection des droits privés,<br />

assurances ou encore qualité de<br />

service) et d’accéder par cette reconnaissance<br />

à de nouveaux marchés ;<br />

aux clients de favoriser la sélection<br />

des exploitants en se reposant sur une<br />

qualification établie par des experts du<br />

domaine en toute indépendance ;aux<br />

assureurs de mieux évaluer les risques<br />

liés à l’exploitation de drones pour<br />

proposer des primes d’assurance RC<br />

adaptées et enfin aux pouvoirs publics<br />

de faciliter l’exploitation des dossiers<br />

de demande d’autorisation, de réduire<br />

les délais d’instruction et de référencer<br />

et de qualifier les exploitants.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 4


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ActuAlités<br />

actualités marché<br />

Événement<br />

Conférence Comsol 2015<br />

11 e conférence annuelle sur la simulation<br />

multiphysique<br />

Cette année, la 11 e Conférence Comsol sur la simulation multiphysique aura lieu d’octobre à<br />

novembre 2015 dans six villes à travers le monde :Boston (USA), Grenoble (France), Pune (Inde),<br />

Curitiba (Brésil), Beijing (Chine) et Séoul (Corée du Sud). Cet événement international réunit plus de<br />

2000 ingénieurs, chercheurs et scientifiques à travers le monde et constitue une excellente opportunité<br />

de se former et de présenter des travaux innovants et à la pointe de la simulation numérique, notamment<br />

dans des disciplines croisées et en multiphysique. Pour l'édition européenne, Comsol organisera<br />

sa conférence à Grenoble, du 14 au 16 octobre prochain.<br />

Cette conférence propose des dizaines<br />

de minicours dans tous les domaines<br />

de la physique, répartis sur plusieurs<br />

jours, et permet de se former à la version<br />

5.1 du logiciel Comsol Multiphysics.<br />

Elle permet aussi de découvrir ce<br />

qui se fait dans d’autres domaines que<br />

le sien, grâce aux 850 présentations<br />

utilisateurs prévus. Le comité de programme<br />

ad’ores et déjà invité les ingénieurs<br />

et chercheurs à soumettre les<br />

résumés deleurs projets et travaux réalisés<br />

avec Comsol, pour une présentation<br />

durant la conférence. Cet événement<br />

sera également l’occasion de<br />

dialoguer avec des utilisateurs experts<br />

de l’industrie, notamment lors des sessions<br />

posters, et d’échanger avec les<br />

développeurs de Comsol Multiphysics.<br />

La Conférence Européenne Comsol<br />

aura lieu cette annéeausiège social de<br />

Comsol France, au World Trade Center<br />

de Grenoble, du 14 au 16 octobre<br />

2015. Pour connaître le programme<br />

des minicours, les thèmes abordés par<br />

les conférenciers, s’inscrire et planifier<br />

sa venue, rendez-vous sur www.comsol.fr/conference2015/grenoble.<br />

La Conférence Européenne<br />

en quelques mots :<br />

• Près de400 participants attendus et<br />

200 présentations orales et posters<br />

sur la simulation multiphysique<br />

• Présentations de techniques de modélisation<br />

avancées par des conférenciers<br />

invités experts de l’industrie<br />

et de la recherche et travaillant<br />

pour les sociétés ABB, ArcelorMittal,<br />

Chloé et B&C Speakers.<br />

• Une trentaine de minicours et ateliers<br />

en langue anglaise dans toutes les<br />

physiques, pendant les 3jours.<br />

• Présentation de la nouvelle version<br />

5.1 de Comsol Multiphysics, avec le<br />

révolutionnaire constructeur d’applications<br />

de modèles Application Builder.<br />

• Des stands d’exposition des partenaires<br />

Comsol et des consultants<br />

certifiés Comsol.<br />

• Une Démo Station avec la présence<br />

d’experts Comsol qui répondront à<br />

toutes les questions.<br />

Thématiques des communications<br />

orales et posters<br />

• AC/DC<br />

• Acoustique et Vibrations<br />

• Batteries, Piles à Combustible,<br />

et Électrochimie<br />

• Bio-ingénierie et Biomédical<br />

• Génie Chimique<br />

• CFD<br />

• Électromagnétisme et Chauffage<br />

Électromagnétique<br />

• Géophysique et Géomécanique<br />

• Transfert de Chaleur<br />

• MEMS et Nanotechnologies<br />

• Microfluidique<br />

• Optique, Photonique, Semi-conducteurs<br />

• Optimisation et Méthodes Inverses<br />

• Suivi de Particules<br />

• Composants Piézoélectriques<br />

• Plasma<br />

• Ingénierie RF et Micro-ondes<br />

• Méthodes Numériques<br />

• Mécanique des Structures<br />

et Contraintes Thermiques<br />

• Phénomènes de Transport<br />

• Multiphysique<br />

• Changement de Phase<br />

Comitédeprogramme<br />

et remise de prix<br />

Cette année, le Comité de Programme<br />

est constitué d’une vingtaine de chercheurs<br />

et scientifiques, tant du monde<br />

de l’université que de l’industrie,<br />

comme les sociétésProcter &Gamble,<br />

Philips, Nokia, EDF, Thales Underwater<br />

Systems, Alstom Grid, le CEA et le<br />

Cern.<br />

Six prix seront remis pour récompenser<br />

les meilleures publications : les<br />

membres du Comité du programme<br />

technique éliront les trois meilleurs papiers<br />

et les deux meilleurs posters, et<br />

les participants de la conférence voteront<br />

pour leur poster préféré lors de la<br />

session posters.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 6


ActuAlités<br />

produits et technologies<br />

PuBli-coMMuniQué<br />

Nouveaux conditionneurs de thermocouple<br />

rapides développés par TEXYS<br />

Créée en 1998, TEXYS, PME française basée à Varennes-Vauzelles (58), conçoit, développe, fabrique et<br />

commercialise sous la marque texense® une vaste gamme de capteurs et conditionneurs analogiques ou<br />

numériques, destinés aux essais embarqués (mesures de température, inertielles, aérodynamiques, d’effort).<br />

Conditionneur de thermocouple<br />

miniature numérique texense® THN<br />

CertifiéeISO 9001, la PME nivernaise collabore<br />

de longue date avec les structures<br />

compétition des grands constructeurs et a<br />

récemment développé ses activités vers<br />

les centres d’essais automobile et équipementiers,<br />

ainsi que les centres d’essais<br />

en vol des avionneurs et hélicoptéristes.<br />

L’introduction de la technologie des moteurs<br />

turbocompressés hybrides en compétition<br />

(F1, 24heures du Mans®…) a<br />

généré de nouveaux besoins en mesures<br />

de températures. Notamment la maîtrise<br />

et l’optimisation du fonctionnement des<br />

accessoires moteur passent par la surveillance<br />

de brusques et rapides changements<br />

de température.<br />

En parallèle, des besoins similaires ont<br />

été spécifiés par les motoristes aéronautique,<br />

recherchant pour leurs centres<br />

d’essais des capteurs ou des conditionneurs<br />

permettant d’appréhender plus<br />

finement les phénomènes complexes<br />

régissant les températures dans les moteurs<br />

à réaction.<br />

C’est ainsi que la conception de conditionneurs<br />

de thermocouples, à haute<br />

fréquence d’échantillonnage (100 Hz à<br />

1kHz), et à simple ou multiple canaux de<br />

mesure en sortie numérique (bus CAN,<br />

RS 485…) aété une préoccupation majeure<br />

des ingénieurs d’essais ces dernières<br />

années.<br />

De plus, les applications étant principalement<br />

dédiées aux essais embarqués,<br />

et que ce soit sur une monoplace ou un<br />

avion de chasse où le moindre gramme<br />

rajouté et le moindre mm² occupé doivent<br />

être justifiés, la miniaturisation était une<br />

contrainte forte.<br />

Regroupant ces requis techniques, les<br />

ingénieurs R&D de TEXYS ont mené<br />

un programme conséquent d’études et<br />

de développements qui est maintenant<br />

achevé.<br />

Ces travaux ont été orientés avec pour<br />

objectif de conserver le concept des<br />

conditionneurs numériques existants<br />

texense® THN, basé sur un connecteur<br />

femelle miniature de sonde thermocouple<br />

intégrant une électronique de<br />

conditionnement embarquée. Cet axe<br />

de recherche devait également intégrer<br />

le développement d’une nouvelle architecture<br />

électronique afin d’atteindre la<br />

plus haute fréquence d’échantillonnage<br />

possible.<br />

En outre, « la demande du marché pour<br />

disposer d’un conditionneur miniature<br />

simple voie pour bus CAN a été un défi<br />

supplémentaire à relever par nos ingénieurs<br />

» déclare Philippe Leuwers, dirigeant<br />

de TEXYS.<br />

Après six mois d’études et développements,<br />

et d’intenses campagnes d’essais,<br />

le lancement commercial des nouveaux<br />

conditionneurs rapides texense®<br />

THNF permet de répondre aux exigences<br />

des ingénieurs d’essais tant en<br />

compétition automobile qu’en aéronautique<br />

de défense.<br />

Le conditionneur numérique à sortie 0-5V<br />

texense® THNF-A offre maintenant une<br />

fréquence d’échantillonnage de 1kHz. Il<br />

est décliné dans une version numérique<br />

pour bus CAN :texense® THNF-C.<br />

Nouveau conditionneur miniature texense®<br />

THNF-C :sortie numérique pour bus CAN,<br />

échantillonnage à 1kHz<br />

Nouveau module de conditionnement<br />

pour thermocouples texense® THNF4x-C :<br />

4voies numériques pour bus CAN,<br />

échantillonnage à 125 Hz par voie<br />

Deux conditionneurs, également pour bus<br />

CAN, ont été développés etréalisés en<br />

version multivoies :<br />

– THNF4x-C :4voies à 250 Hz d’échantillonnage<br />

chacune<br />

– THNF8x-C : 8 voies à 125 Hz chacune,<br />

et boîtier ultracompact intégrant un<br />

connecteurdesortie étanche.<br />

Au niveau intégration, les concepteurs de<br />

TEXYS ont travaillé intensivement pour<br />

aboutir à des dimensions extrêmement réduites<br />

pour des conditionneurs offrant des<br />

performancessiélevées :<br />

– 39 x19x10mmpour THNF-Aet THNF-C<br />

– 93 x16x22mmpour THNF4x-C<br />

– 104 x21x35mmpour THNF8x-C<br />

Compte-tenu des applications dites<br />

« duales » (sports mécaniques et aéronautique),<br />

la gamme d’alimentation des conditionneurs<br />

va de 6 à 25V, ettout type de<br />

jonction froide est disponible (B, K, J, T…)<br />

de même que toute gamme de mesure :<br />

-20/+120 °C, -50/+200 °C, -100/+400 °C,<br />

0/+1 250 °C, 0/+1 800 °C.<br />

Proposant une compensation optimisée<br />

de soudure froide de -40 °C à +125 °C,<br />

les nouveaux conditionneurs rapides<br />

texense® THNF sont aussi bien adaptés<br />

aux essais embarqués qu’aux tests sur<br />

bancs.<br />

Les objectifs fixés par les donneurs<br />

d’ordres ont donc été atteints par les<br />

équipes d’experts en mécatronique de<br />

TEXYS, franchissant ainsi un saut technologique<br />

dans la conception de capteurs<br />

dédiésaux essais embarqués.<br />

>> Contact :<br />

David Garnier<br />

Tel:+33(0)3 86 21 27 18<br />

Email :sales@texense.com<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 7


mesures et methodes de mesure<br />

Événement<br />

Enova mise sur les objets connectés<br />

et l’embarqué<br />

En lien avec les tendances actuelles portées par l’Industrie du futur, Enova Paris ouvrira ses portes 22<br />

au 24 septembre prochains à Paris Porte de Versailles, dans le Hall 4. Il mettra tout particulièrement en<br />

lumière les avancées en matière de systèmes embarqués et d’objets connectés.<br />

Lancementdu17 e Congrès<br />

de métrologie<br />

50 milliards d’objets connectés dans le<br />

monde de 2020 et445 millions d’objets<br />

connectésprévusenFrance d’ici2018,<br />

soit une augmentation de 74 %depuis<br />

2013. Voici les chiffres retenus par<br />

les organisateurs dusalon Enova Paris<br />

2015 et qui ont justifié la présence<br />

d’un espace entièrement dédié à l’embarqué<br />

et aux objets connectés, lesquels<br />

feront l’objet de deux cycles de<br />

conférences organisées par les pôles<br />

Cap’Tronic, Cap Digital et Systematic.<br />

L’innovation sera toujours sous les feux<br />

des projecteurs avec la 5 e édition des<br />

trophées de l’Innovation. Ce concours<br />

valorisa les initiatives et technologies<br />

les plus innovantes des exposants<br />

autour des catégories – Qualité/Sécurité,<br />

Productivité et Technologie embarquée<br />

– auxquelles se rajoute cette<br />

année, Usage Objet connecté.Denouveau,<br />

l’innovation Coup de cœur des<br />

visiteurs sera aussi primée.<br />

La 4 e édition du congrès des applications<br />

des fibres optiques, dressera le<br />

panorama de la très grande diversité<br />

des applications de la fibre optique<br />

appuyé par des retours d’expériences.<br />

Diversité à travers les applications<br />

des capteurs et réseaux de capteurs<br />

à fibres optiques pour l’agriculture, le<br />

BTP et la surveillance de structures,<br />

l’avionique, le spatial, etc. Avec en<br />

nouveautés les fibres optiques actives<br />

et les fibres optiques pour l’imagerie.<br />

Conjointement à Enova Paris, le<br />

17 e Congrès international de métrologie<br />

(CIM) organisé par le Collège<br />

français de métrologie sera le lieu<br />

d’échanges techniques entre tous<br />

les acteurs du monde de la mesure.<br />

Pierre Claudel (Cetiat) et Jenny Hully<br />

(NPL – Royaume-Uni), tous deux<br />

coprésidents du congrès, donnent<br />

ainsi rendez-vous aux visiteurs pour<br />

une nouvelle édition une fois de plus<br />

riche en conférences techniques.<br />

Les professionnels de la métrologie<br />

se rassembleront donc de nouveau<br />

en septembre à Paris pour cette manifestation<br />

unique en Europe. « Ses<br />

objectifs sont innovants mais aussi<br />

très pratiques », précise-t-on au<br />

sein de l’organisation : il s’agit en<br />

effet de présenter les évolutions des<br />

techniques demesure, les avancées<br />

R&D et leurs implications pour l’industrie,<br />

mais également de montrer<br />

comment la mesure améliore les processus<br />

industriels et la maîtrise des<br />

risques.<br />

Le contenu du congrès CIM est large :<br />

180 conférences, six tables rondes,<br />

une exposition des innovations technologiques,<br />

trois visites techniques<br />

proposées à pas moins de 1000 participants<br />

venant d’une cinquantaine<br />

de pays ; parmi eux, des utilisateurs<br />

de moyens de mesure, des responsables<br />

fiabilité et qualité, des managers<br />

et autres décideurs, mais aussi<br />

des constructeurs et prestataires, des<br />

enseignants et des chercheurs. Une<br />

traduction simultanée français/anglais<br />

sera assurée tout au long des conférences<br />

et des différents moments forts<br />

du congrès.<br />

une relation étroiteentre le CfM<br />

et Enova<br />

Le Collège français de métrologie<br />

(CFM) provoque les rencontres pour<br />

que les processus de mesure soient<br />

mieux compris, pour qu’un instrument<br />

de mesure soit plus qu’une machine<br />

qui « sait » pendant que son utilisateur<br />

ne « sait pas vraiment », pour que l’innovation<br />

soit transférée à l’industrie.<br />

Ainsi, le concept du Salon Enova est<br />

d’être le point de rencontre de l’innovation<br />

industrielle, scientifique et universitaire.<br />

Il s’agit d’une plateforme<br />

d’échanges entre industriels, ingénieurs<br />

et chercheurs, le lieu privilégié<br />

de l’électronique, de la mesure, la vision<br />

et l’optique, réunissant l’ensemble<br />

des professionnels du secteur. Ilétait<br />

ainsi naturel que le CFM et Enova proposent<br />

ensemble une offre complète<br />

pour ces quelques jours.<br />

Olivier Guillon<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 8


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Entretien<br />

La métrologie s’ouvre àde nouveaux domaines<br />

Le Congrès international de métrologie (CIM) entamera sa 17 e édition durant le salon Enova qui se<br />

déroulera du 22 au 24 septembre prochain à la Porte de Versailles, à Paris. L’occasion pour la revue<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong> de s’entretenir avec son coprésident, Pierre Claudel. Le directeur des <strong>Essais</strong>,<br />

des Étalonnages et de la Certification du Cetiat* revient sur les temps forts du congrès ainsi que les<br />

grandes thématiques abordées et plus généralement sur les applications futures de la métrologie dans<br />

l’industrie ;celle-ci promet notamment de s’ouvrir aux énergies alternatives mais aussi et surtout au<br />

secteur médical.<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong><br />

Pierre Claudel, qui êtes-vous et<br />

quelles sont les activités de votre<br />

direction ?<br />

Pierre Claudel<br />

J’assure la direction des <strong>Essais</strong>, des<br />

Étalonnages et de la Certification au<br />

CETIAT. J’ai encharge les laboratoires<br />

qui produisent des essais en vue d’une<br />

reconnaissance, d’un marquage ou<br />

plus génériquement de la vérification du<br />

respect d’un référentiel spécifique, etc.,<br />

ainsi que les laboratoires d’étalonnages<br />

de capteurs industriels (température,<br />

humidité, débit, pression), services réalisés<br />

également sur les sites industriels.<br />

Quel est le lien entre le Cetiat et le<br />

CFM ?<br />

Depuis plus de dix ans, le CETIATs’est<br />

rapproché du Collège français de métrologie<br />

(CFM), association dont le but<br />

est de créer un réseau dans le monde<br />

de la mesure, essentiellement dans<br />

l’industrie. Les membres fondateurs<br />

du CFM sont le Laboratoire national<br />

de métrologie et d’essais (LNE), le Bureau<br />

national de métrologie (BNM), le<br />

constructeur automobile PSA ainsi que<br />

le Cetiat. Initialement, le CFM a été créé<br />

par des acteurs de la mécanique et de<br />

l’aéronautique, avant d’évoluer vers<br />

d’autres secteurs tels que la santé, domaine<br />

d’activité qui est aujourd’hui très<br />

demandeur de moyens et de méthodes<br />

de métrologie et de mesure.<br />

Quel rôle jouez-vous au sein du CFM<br />

mais également au sein du congrès?<br />

Je continue depuis quelques années à<br />

jouer un rôle actif au sein du collège,<br />

structure dont j’ai occupé la présidence<br />

entre 2010 et 2014. Il en est de même<br />

pour le Congrès international de métrologie<br />

puisqu’aujourd’hui, j’assure la<br />

coprésidence de cet événement avec<br />

Jenny Hully, duNational Physical Laboratory<br />

(NPL), équivalent britannique<br />

du LNE.<br />

Pourquoi avoir décidé de coorganiser<br />

le congrès avec une autre<br />

entité ?<br />

L’idée decerapprochement de mettre<br />

en place une double tête pour présider<br />

le Congrès international de métrologie<br />

2015 est justement née dufait que cet<br />

événement est international, et ce depuis<br />

déjà très longtemps ; ce grand<br />

rendez-vous accueille en effet plus<br />

de 30 % de participants étrangers à<br />

chaque édition. Ainsi, nous avons exprimé<br />

la volonté cette année d’appuyer<br />

cette connotation internationale en<br />

créant une coprésidence avec le NPL.<br />

Il est également important de souligner<br />

que le comité scientifique et technique,<br />

en charge du choix des conférences et<br />

de leur contenu, est à la fois présidé par<br />

le LNE en la personne de Jean-Rémy<br />

Filtz, et l’Institut portugais de la qualité<br />

(IPQ) avec Eduarda Filipe. Enfin, j’attire<br />

votre attention sur le fait que le CIM est<br />

un congrès unique en Europe ;celui-ci<br />

se positionne également à la deuxième<br />

place au niveau mondial des rendez-vous<br />

de ce type (le premier ayant<br />

lieu aux États-Unis). Au total, pas moins<br />

de 800 personnes sont attendues sur<br />

trois jours ;ils’agit donc d’un événement<br />

incontournable.<br />

Pour quelle raison ce congrès a-t-il<br />

lieu en France ?<br />

Pour plusieurs raisons. La première réside<br />

dans le fait qu’il existe en France<br />

une culture forte de la métrologie :il<br />

ne faut pas oublier que la France est à<br />

l’origine du système métrique, et que le<br />

Bureau international des poids et mesures<br />

(BIPM) se situe à Sèvres, dans<br />

les Hauts-de-Seine. Une autre raison<br />

tient quant à elle un peu plus du hasard<br />

puisque le fondateur du congrès, Pierre<br />

Barbier, issu de l’aérospatial, secteur<br />

d’activité dominant en France, aorganisé<br />

le premier événement à Bordeaux.<br />

Qu’apporte concrètement le fait<br />

d’organiser le congrèsdemétrologie<br />

en même temps que le salon Enova ?<br />

Le premier motif est d’ordre économique<br />

: avant, nous organisions cet<br />

événement seul avec une exposition<br />

afin definancer le congrès. Mais c’est<br />

exposition venait en concurrence avec<br />

Enova. Lorsque GL Events arepris les<br />

rênes du salon, l’équipe organisatrice<br />

s’est rapprochéedenous et nous aproposé<br />

d’organiser nos événements ensemble.<br />

De là, nous avons donné naissance<br />

à une grande exposition tout en<br />

gardant notre propre organisation ainsi<br />

que la maîtrise du congrès etleVillage<br />

de métrologie présent sur le salon. Le<br />

second motif était une question de volume<br />

:avec une exposition et un village<br />

important, le salon était devenu encore<br />

plus attractif pour les organisateurs qui<br />

profitent d’un public de 800 personnes<br />

hautement qualifiées.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 10


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mesures et methodes de mesure<br />

un pointsur la «Métrologie 4.0 »<br />

L’usine du futur sera intelligente, extrêmement efficace et reposera sur le principe de « faire bien du premier coup ».<br />

Elle mêlera la conception à une chaîne de production des plus performantes. La métrologie nous permettra d’atteindre<br />

ces objectifs en évaluant l’adaptation, la performance et la fonctionnalité de chaque partie du produit fini,<br />

tout en assurant zéro déchet et zéro émission. Elle fera la liaison entre R&D et production avec un process unique<br />

ayant une faible consommation d’énergie et un faible impact environnemental. Laraison d’être de la métrologie va<br />

au-delà de l’enregistrement de données numériques. Elle fournit des solutions de productions grâce à l’intégration de<br />

plusieurs disciplines au sein d’un réseau de mesure.<br />

La fabrication intelligente porte sur l’amélioration des produits fabriqués, l’optimisation des processus de production,<br />

une production automatisée ouencore la réduction de l’impact environnemental. Celle-ci met en œuvre à la fois<br />

des machines à mesurer connectées à leur environnement opératoire en temps réel, à l’aide de capteurs contrôlant<br />

les paramètres tels que la température et la pression, mais également des objets physiques intégrés encontinu,<br />

un réseau global d’informations, sans oublier la fabrication additive. Mais tout cela sera possible au moyen d’outils<br />

informatiques de pointe, de logiciels et de technologies de communication ainsi que le développement de nouveaux<br />

capteurs basés sur la biotechnologie etlananotechnologie. La Métrologie 4.0 interconnectera un nombre très varié<br />

de différents capteurs et intégrera des données provenant de multiples systèmes de réseaux de mesure. Ces derniers<br />

assureront que les valeurs d’étalonnage sont actualisées dans tout le réseau en connectant toutes les données. Cette<br />

approche va engendrer une nouvelle interprétation de la traçabilité tout au long du système.<br />

Quels seront les temps forts du CIM<br />

2015 ?<br />

Tout d’abord, le congrèsdémarrera avec<br />

la cérémonie d’ouverture qui aura lieu<br />

le lundi soir et au cours de laquelle interviendront<br />

des conférenciers sur deux<br />

sujets plutôt larges et décalés :lepremier<br />

portera sur la métrologie dans les<br />

services et la mesure de la satisfaction<br />

d’un client, tandis que le second concernera<br />

la métrologie et la criminalistique.<br />

Autres temps forts, la session plénière<br />

qui aura pour thématique la métrologie<br />

4.0 et tentera de répondre aux questions<br />

qui concernent les évolutions<br />

fortes liées à l’industrie connectée et<br />

le rôle de la métrologie dans cette nouvelle<br />

révolution industrielle avec trois<br />

intervenants :unreprésentant de l’organisme<br />

de métrologie américain (Nist)<br />

qui nous parlera du rôle de la métrologie<br />

dans la fabrication additive, un intervenant<br />

issu de l’organisme allemand de<br />

métrologie (PTB) qui traitera quant à lui<br />

du rôle de la métrologie dans la vision<br />

4.0 outre-Rhin et, pour finir, unspécialiste<br />

de l’observation de la terre issu<br />

du NPL. La dernière journée, le jeudi,<br />

la conclusion du congrès sera prononcéepar<br />

le prix Nobel de physique 1997,<br />

Claude Cohen-Tannoudji.<br />

Et concernant les tables rondes ?<br />

Pas moins de six tables rondes auront<br />

lieu, une part demi-journée, d’une durée<br />

dedeux heures chacune. Celles-ci<br />

viendront en complément des conférences<br />

et porteront sur différents sujets<br />

à commencer par le domaine de la<br />

santé, secteur émergent à la recherche<br />

de solutions et de compétences ;d’ailleurs,<br />

lors de l’appel à conférence, le<br />

nombre de propositions était particulièrement<br />

élevé et arévélé l’intérêt grandissant<br />

de ce secteur.Dans ce domaine<br />

activité, larecherche et développement<br />

s’orientent vers trois axes forts répondant<br />

à des enjeux majeurs :l’obligation<br />

des laboratoires de biologie médicale<br />

d’être accréditésd’ici la fin2016, la production<br />

et les méthodes deproduction<br />

de médicaments et de vaccins ainsi que<br />

le rôle croissant de la mesure dans la<br />

validation des médicaments et dans le<br />

suivi et la fabrication jusqu’à la mise sur<br />

le marché, sans oublier les sciences<br />

de la vie et notamment la médecine<br />

nucléaire :denombreux accidents en<br />

radiothérapie sont souvent liés à une<br />

machine ou un équipement mal contrôlés<br />

oumal vérifiés. À noter également<br />

l’intérêt grandissant pour la métrologie<br />

dans les systèmes de perfusion et d’injection<br />

de médicaments.<br />

Autre sujet en vogue, la transition énergétique.<br />

Les tables rondes tenteront<br />

de montrer comment la métrologie relève<br />

le défi des énergies alternatives<br />

et renouvelables mais aussi de l’interconnexion<br />

des réseaux. Ces tables<br />

rondes traiteront donc des aspects de<br />

production d’énergie mais aussi leur<br />

utilisation. Enfin, des sujets plus industriels<br />

seront également mis à l’honneur<br />

à l’image de l’externalisation de la fonction<br />

métrologie et de la place de celle-ci<br />

dans la nouvelle approche ISO 9001.<br />

*Centre technique des industries aérauliques et thermiques<br />

Propos recueillis par Olivier Guillon<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 12


mesures et methodes de mesure<br />

Étalonnage<br />

Conception d’une plateforme d’étalonnage<br />

de compas de courantomètres et résultats<br />

obtenus<br />

Les vitesses et directions des courants marins se mesurent de façon ponctuelle à l’aide de courantomètres<br />

(AQD) ou sur une colonne d’eau à l’aide de profileurs appelés AQP ou ADCP pour Acoustic<br />

Doppler Current Profiler. Lorsque ces instruments sont montés sur un porteur, une ligne instrumentée<br />

ou une cage de mouillage, il est nécessaire de corriger les données qu’ils mesurent, en cap, roulis et<br />

tangage, afin deles interpréter dans un référentiel terrestre. Pour ce faire, ils sont dotés de compas et<br />

de capteurs d’inclinaison.<br />

Mots-clé<br />

courantomètre, profileur de courant, hydrolienne, étalonnage<br />

Abstract<br />

The speeds and directions of sea currents can be measured in acell of water with currentmeters (AQD) or on a<br />

water column with profilers called AQP or ADCP which stands for Acoustic Doppler Current Profiler. When these<br />

instruments are installed on carriers, mooring lines or mooring cages, it is necessary to correct the measured data<br />

in heading, roll and pitch, in order to interpret them in aterrestrial referential. In this way, they are equipped with a<br />

magnetic compass and tilt sensors.<br />

Magnetic environment influences compasses responses, and here was no system to calibrate currentmeters in their<br />

using configurations. Following amethod perfected in 2007 in order to correct angle errors and warranting ameasurement<br />

uncertainty in the case of instruments fixed in mooring cages, acalibration platform for magnetic compass<br />

and tilt sensors has been built. In order to show the interest and the corrections allowed by this equipment, this<br />

publication shows the effects of the instrumentation of aDORA mooring cage on the compass response of an AQD.<br />

The measurements underscore that the initial compass error of ± 4 ° peak-peak is between –10 ° and +5.7 ° after<br />

installation inthe cage. This publication shows also the results obtained after the calibration of astock of 30 AQD<br />

and 22 AQP. The manufacturer specifications of ±2 ° in heading are respected only in 37% of cases for AQD’s and<br />

23% for AQP’s. The heading and roll specifications of ±0.2 ° are never respected but 86% of profilers and 53% of<br />

currentmeters show errors less than 2 °.<br />

currentmeter, current profiler, tidal turbine, calibration<br />

Keywords<br />

Les compas étant sensibles à leur environnement<br />

magnétique, il n’existait<br />

pas de système permettant d’étalonner<br />

les courantomètres dans leurs configurations<br />

d’utilisation. Suite à une méthode<br />

mise au point en 2007 pour corriger<br />

les erreurs angulaires et garantir<br />

une incertitude de mesure dans le cas<br />

d’instruments montés dans une cage<br />

de mouillage, une plateforme d’étalonnage<br />

des compas magnétiques et des<br />

capteurs de tilts a été fabriquée.<br />

Afin d’illustrer l’intérêt de cette installation<br />

et des corrections que cette<br />

plateforme permet de réaliser, cet article<br />

montre les effets de l’instrumentation<br />

d’une cage du type DORA sur<br />

la réponse d’un compas d’AQD. Les<br />

mesures mettent en évidence que<br />

l’erreur initiale du compas qui était de<br />

±4 ° crête-crête, se trouve comprise<br />

entre –10 » et +5,7 ° après installation<br />

dans la cage. Cet article montre<br />

aussi les résultats obtenus suite à<br />

l’étalonnage d’un parc de 30 AQD et<br />

22 AQP. Les spécifications constructeur<br />

de ±2 ° en cap ne sont respectées<br />

que dans 37 %des cas pour les<br />

AQD et23%pour les AQP. Les spécifications<br />

de ±0,2 ° en roulis et tangage<br />

ne sont jamais respectées, mais<br />

86 %des profileurs et53%des courantomètres<br />

présentent des erreurs<br />

inférieures à 2 °.<br />

Description du besoin<br />

Il yaquelques années encore, les courantomètres<br />

à rotor constituaient une référence<br />

en matière de mesure de vitesse<br />

et direction des courants marins. Ils ont<br />

été remplacés progressivement par des<br />

technologies acoustiques. On distingue<br />

les courantomètres acoustiques (AQD)<br />

qui mesurent l’effet Doppler produit dans<br />

un petit volume d’eau proche de l’émetteur,<br />

des profileurs de courant (appelés<br />

AQP ou ADCP selon les marques), qui<br />

mesurent la vitesse dans un nombre<br />

spécifié de cellules correspondant à des<br />

temps de retour d’impulsions émises sur<br />

une portéequi dépend des conditions de<br />

réflexion acoustiques(Figure 1).<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 14


mesures et methodes de mesure<br />

rapport au nord géographique. Dans la matrice (2), l’angle ψ<br />

représente le roulis et θ le tangage (C =cos and S =sin).<br />

V x<br />

V y<br />

V z<br />

=<br />

2<br />

3sin( )<br />

0<br />

1<br />

3cos( )<br />

1<br />

3sin( )<br />

1<br />

2 sin( )<br />

1<br />

3cos( )<br />

1<br />

3sin( )<br />

1<br />

2 sin( )<br />

1<br />

3cos( )<br />

V x<br />

V y<br />

V z<br />

(1)<br />

Figure 1. schéma d’un ADCP et des cellules de mesure<br />

jusqu’à la surface. Doc. Teledyne R.D. Instruments.<br />

U<br />

V<br />

W<br />

=<br />

C C ( S S C + C S ) (S S C + C S )<br />

C C (S S C + C S ) ( S S C + C S )<br />

C C S C C<br />

(2)<br />

V x<br />

Vy<br />

Vz<br />

Les courantomètres et profileurs mesurent des vitesses (V 1<br />

,<br />

V 2<br />

,V 3<br />

)dans la direction de leurs faisceaux. Les transducteurs<br />

sont inclinés à 20 °, 25° ou 30 ° (angle β), selon l’instrument<br />

(et le choix de l’utilisateur à la commande). L’angle β étant<br />

connu, les vitesses (V x,<br />

V y,<br />

V z<br />

)peuvent être calculées dans le<br />

repère des faisceaux (matrice 1). Ces instruments sont équipés<br />

également de compas du type « flux-gate » pour retrouver<br />

la valeur du vecteur courant (U, V, W)par rapport au nord<br />

magnétique (Ω angle de cap). Connaissant la déclinaison magnétique<br />

du lieu, on peut ensuite référencer les mesures par<br />

Les données des courantomètres et profileurs de courant<br />

sont utilisées pour élaborer des cartes de courants, des modèles<br />

de courantométrie 3D, ou également pour calculer le<br />

débit des rivières et des fleuves. Si pour les cartes de courants,<br />

la tolérance sur les mesures de direction est de 10 °,<br />

avec le développement des systèmes marins d’énergie renouvelable<br />

et, en particulier, des hydroliennes, le besoin est<br />

apparu d’avoir une exactitude plus grande sur la connaissance<br />

de leur direction. Contrairement à de nombreux types<br />

d’éoliennes, les turbines des hydroliennes sont le plus souvent<br />

montées sur des supports fixes par rapport au courant.<br />

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La figure n° 2, issue de la thèse en référence<br />

[1], montre les courbes de rendement<br />

d’une turbine en fonction de sa vitesse<br />

de rotation, pour différents angles<br />

d’incidence du courant :0°,10°,20° et<br />

30 °.Ilest visible qu’au-delà de 20 ° d’incidence,<br />

le rendement décroîtfortement.<br />

Il est donc important de pouvoirdéterminer<br />

avec exactitude la direction des courants<br />

marins afin d’orienter convenablement<br />

le support des hydroliennes.<br />

Jusqu’à présent, il n’y avait aucun<br />

instrument qui permette de garantir<br />

l’exactitude des mesures de direction<br />

des courants marins, ainsi que les<br />

spécifications des constructeurs. Le<br />

SHOM disposant d’un parc de 43 courantomètres<br />

et 47 profileurs, il a été<br />

décidé de concevoir et de fabriquer<br />

une plateforme d’étalonnage pour répondre<br />

à ces besoins.<br />

Conception et fabrication<br />

de la plateforme<br />

Le besoin a été spécifié afin d’obtenir<br />

des incertitudes sur les angles de référence,<br />

qui soient meilleures que celles<br />

des courantomètres qui sont de : ±2 °<br />

en cap, ±0,2 ° pour les inclinaisons,<br />

avec une fidélité de 0,5 ° pour le cap et<br />

0,1 ° pour les inclinaisons.<br />

Le capteur d’inclinaison est nécessaire<br />

afindecorriger l’angle que peut prendre<br />

l’instrument par rapport à la verticale,<br />

lorsqu’il estdéposé sur le fond ou quand<br />

il se balance sur une ligne de mouillage.<br />

Il permet, dans le cas des profileurs, de<br />

retrouver les valeurs vraies des vitesses<br />

et de la distance des cellules de mesure.<br />

Les angles de cap sont mesurés par un<br />

compas magnétique etcelui-ci est sensible<br />

aux anomalies du champ magnétique<br />

terrestre. Ces anomalies peuvent<br />

être engendrées par des éléments<br />

métalliques magnétiques présents à<br />

proximité du compas. Il est donc nécessaire<br />

d’étalonner ces derniers dans leur<br />

environnement de travail, c’est-à-dire,<br />

montés dans lacage de mouillage instrumentée<br />

qui servira aux mesures in<br />

situ. Decefait, la plateforme adû être<br />

conçue pour supporter (sans déformation)des<br />

charges allant jusqu’à 800 kg.<br />

Dans son principe, la conception de la<br />

plateforme répond à des expériences de<br />

faisabilité réalisées en 2007 [2] et elle a<br />

été l’objet d’une seconde publication en<br />

2014 [3], dont une traduction simplifiéea<br />

étééditéedans <strong>Essais</strong> &Simulation [4].<br />

Une cartographie magnétique a été réalisée<br />

endifférents endroits sur le site du<br />

SHOM afin dedéterminer un emplacement<br />

où les gradients magnétiques sont<br />

inférieurs à 5nTm -1 .Ces mesures, corrigées<br />

des variations temporelles et séculairesduchamp<br />

magnétique terrestre,<br />

ont été réaliséeavec un magnétomètre à<br />

proton GSM 19. Al’emplacement où les<br />

gradients sont minimaux, un support en<br />

béton a été coulé. Ilprésente une pente<br />

maximale de 3mm/m ce qui correspond<br />

à 0,18 ° d’erreur, etsarugosité équivaut<br />

à une incertitude de 0,15°. Unsupport<br />

amagnétique tournant et inclinable a été<br />

réalisé et installé. Son inclinaison peut<br />

être mesurée à l’aide d’un rapporteur<br />

électronique étalonné dans un laboratoire<br />

de référence avec une incertitude<br />

de 0,12 °.Une fois ces travaux terminés,<br />

une seconde cartographie magnétique a<br />

été réalisée pour vérifier l’uniformité du<br />

champ sur et autour de la plateforme.<br />

Une direction deréférence a été déterminée<br />

à l’aide d’un récepteur GPS Leica<br />

utilisé en mode RTK(Real Time Kinematic),<br />

par rapport à une station terrestre de<br />

référence, puis le bloc en béton a été<br />

gradué à l’aide d’un rapporteur à alidade.<br />

L’incertitude élargie (calculée selon<br />

la référence [5]) sur les directions de<br />

référence a étéétablie à 0,55 °.Lareproductibilité<br />

des mesures sur la plateforme<br />

a été évaluée (0,18 °), de même que<br />

l’homogénéité du champ magnétique.<br />

Au final, l’incertitude élargie sur lesdirections<br />

de référence, tenant compte des<br />

incertitudessur le positionnement et sur<br />

le champ magnétique est de 0,97 °.Sila<br />

fidélité descourantomètres, donnéepar<br />

le fabricant, est prise en compte, cette<br />

incertitude élargie se monte à 1,1 °.<br />

Mise en évidence des effets d’une<br />

cage instrumentée<br />

Un courantomètre AQD NORTEK<br />

n° 2060 atout d’abord étéétalonné seul,<br />

fixé dans une cage amagnétique. Il aensuite<br />

été installé dans une cage DORA<br />

équipée pour une campagne de mesures,<br />

de son lest, d’un largueur iXsea,<br />

d’un turbidimètre WETLAB, d’une sonde<br />

SBE 39 et d’une lampe flash (Figure 3).<br />

Figure 2. rendement (CT) de la turbine d’une hydrolienne en fonction de différents<br />

angles d’incidence (yaw) du fluide, et de la vitesse de rotation (TSR), d’après [1]<br />

Avant l’installation dans la cage DORA,<br />

l’amplitude de la fonction d’erreur du<br />

compas était de ±4 ° crête-crête. Après<br />

son installation, cette fonction présente<br />

des écarts entre –10 ° et +5,7 ° et deux<br />

maximums au lieu d’un. Ces erreurs<br />

peuvent être corrigées avec la relation<br />

dite d’Archibald Smith [6], ou avec<br />

une fonction polynomiale. Elle permet<br />

d’obtenir un écart type sur les erreurs<br />

résiduelles de 0,59 ° (Figure 4). Les<br />

réponses des capteurs de tangage<br />

et de roulis ne sont pas affectées par<br />

le placement dans la cage. Celles-ci<br />

peuvent être corrigées par des relations<br />

polynomiales. Le logiciel Hypack<br />

[7], utilisé pour traiter les données<br />

de courant, a été programmé pour<br />

prendre en compte ces relations.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 16


mesures et methodes de mesure<br />

Étude des erreurs du parc des<br />

AQD et AQP du SHOM<br />

30 courantomètres NORTEK du type<br />

AQD 200, 2000 et 6000 mappartenant<br />

au SHOM, ont été étalonnés<br />

sur la plateforme, de même que 22<br />

profileurs NORTEK AQP 400 kHz,<br />

600 kHz et 1MHz, 5AWACdemarque<br />

NORTEK et 3ADCP Workhorse de la<br />

société Teledyne RDI.<br />

Figure 3. À droite, plateforme avec un AQD durant une phase de test.<br />

À gauche, cage DORA instrumentée avec un système d’alignement,<br />

durant son étalonnage en inclinaison.<br />

Concernant les 30 AQD, si l’on prend<br />

en compte l’erreur crête-crête de<br />

leurs compas, on peut voir que 87 %<br />

présentent des erreurs inférieures à<br />

10 ° et 37 %sont dans la spécification<br />

constructeur des ±2 ° (Figure 5).<br />

10 ° est la tolérance requise pour la<br />

réalisation des cartes de courants.<br />

Figure 4. Carrés bleus, fonction d’erreur de l’AQP n° 2060 seul.<br />

Triangles verts, fonction d’erreur après installation dans la cage DORA.<br />

Carrés mauves, résidus de la correction.<br />

Figure 5. répartition des erreurs<br />

crête-crête des compas des 30 AQD 200,<br />

2000 et 6000 mduSHOM.<br />

du 21 au<br />

24 sept<br />

P a r i s<br />

wwww.metrologie2015.com<br />

mesurer<br />

analyser<br />

innover<br />

avec<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 17


mesures et methodes de mesure<br />

Figure 6. répartition des erreurs crête-crête des compas<br />

des 22 AQP 400 kHz, 600 kHz et 1MHz du SHOM<br />

Figure 7. répartition des erreurs crête-crête des compas<br />

des 5AWAC (en bleu) et des 3Workhorse (en rouge)<br />

13 % présentent des erreurs entre<br />

10 ° et 20 ° cc. Concernant les erreurs<br />

entangage etroulis, aucune<br />

n’est dans latolérance des ±0,2 °<br />

donnée par les constructeurs, tolérance<br />

très difficile à vérifier dans<br />

la pratique. En tangage, 53 %présentent<br />

des erreurs inférieures à<br />

2 ° cc et cechiffre est de 70 %pour<br />

le roulis. Le reste des erreurs est<br />

entre 2et4°.<br />

Concernant les erreurs maximales<br />

des compas des 22 AQP, 73 %sont<br />

dans lalimite des 10 °, etseulement<br />

23 %sont dans les ±2 °. 18%des<br />

instruments présentent des erreurs<br />

entre 10 et 20 °, mais deux d’entre<br />

eux présentent des erreurs très importantes<br />

de24,0 ° cc et 34,4 ° cc.<br />

(Figure 6). Si l’on s’intéresse aux<br />

étalonnages en tangage et roulis,<br />

aucun n’est dans la spécification<br />

des ±0,2 °, mais 86 % présentent<br />

des erreurs inférieures à 2 ° cc en<br />

tangage et en roulis, cequi est un<br />

bon résultat, d’une grande importance<br />

pour les profileurs. Les autres<br />

instruments présentent encore des<br />

erreurs entre 2et4°.<br />

Enfin, concernant les cinq AWAC<br />

et les trois Workhorse, 100 % des<br />

AWAC présentent des erreurs inférieures<br />

à 10 ° en compas, mais parmi<br />

eux, quatre sont dans latranche<br />

6-8 °. UnWorkhorse présente des<br />

erreurs inférieures à ±2 ° (2.8 ° cc),<br />

un est dans la tranche 4-6 ° mais un<br />

autre présente des erreurs jusqu’à<br />

21,5 ° cc. (Figure 7). L’observation<br />

de leurs erreurs en roulis et tangage<br />

montre une fois de plus qu’aucun<br />

n’est dans les ±0,2 °. Les AWAC<br />

présentent des erreurs réparties<br />

entre 0,5 et5° cc. Les Workhorse<br />

quant à eux, ont leurs erreurs comprises<br />

entre 1° et 3 °.<br />

Conclusions<br />

Les caractéristiques métrologiques<br />

de la plateforme d’étalonnage des<br />

compas et capteurs d’inclinaison<br />

qui a été mise en place permettent :<br />

– de prendre en compte etdecorriger<br />

les erreurs sur les mesures de<br />

direction apportées par les instruments<br />

installés sur les cages de<br />

mouillage ;<br />

– de contrôler les caractéristiques<br />

techniques des courantomètres<br />

et profileurs par rapport aux données<br />

des fabricants.<br />

La plupart de ces instruments<br />

n’entrent pas dans ces spécifications,<br />

et certains d’entre eux, dès<br />

leur recette, présentent des erreurs<br />

inacceptables qui peuvent cependant<br />

être évaluées et corrigées. Un<br />

étalonnage en direction et inclinaison<br />

est donc indispensable avant<br />

utilisation.<br />

Après avoir étalonné ce parc d’instruments,<br />

il reste à déterminer comment<br />

les réponses des compas<br />

et capteurs d’inclinaison peuvent<br />

évoluer dans le temps, ceci afin de<br />

pouvoir ajuster leurs périodicités de<br />

retour en étalonnage.<br />

Enfin, les étalonnages en direction<br />

étant maîtrisés, il nous reste à étudier<br />

une méthode qui permettra de<br />

contrôler l’exactitude des mesures<br />

de l’effet Doppler.<br />

Marc Le Menn (*), Laurent Pacaud<br />

(*)Marc.lemenn@shom.fr – SHOM, 13,<br />

rue du Chatellier, CS92803, 29228 Brest Cedex<br />

REFERENCES<br />

[1] Kari Medby Loland, ‘Wind Turbine<br />

in Yawed Operation’, Master of<br />

Science in Energy and Environment,<br />

Norwegian University of Science and<br />

Technology, June 2011.<br />

[2] M. Le Menn, M. Le Goff, ‘A method<br />

for absolute calibration of compasses’,<br />

Measurement Science and Technology,<br />

18, 1614-1621, (2007).<br />

[3] M. Le Menn, A. Lusven, E. Bongiovanni,<br />

P. Le Dû, D.Rouxel, S. Lucas,<br />

L. Pacaud, ‘Current profilers and currentmeters<br />

compass and tilt sensors<br />

errors and calibration’, Measurement<br />

Science and Technology, 25 (2014)<br />

085801 (6pp).<br />

[4] M. Le Menn, A. Lusven, E. Bongiovanni,<br />

P. Le Dû,D.Rouxel, S. Lucas, L.<br />

Pacaud, ‘Correction des erreurs angulaires<br />

issues de mesures de courants<br />

marins basées sur l’effet Doppler’,<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong>, 115, 46-50, octobre<br />

2013.<br />

[5] ‘Evaluation of measurement data<br />

– Guide to the expression of uncertainty<br />

in measurement’, JCGM<br />

100:2008, GUM 1995 with minor corrections,<br />

BIPM, 2008.<br />

[6] W. Denne, ‘Magnetic compass deviation<br />

and correction’,3 rd edition Brown,<br />

Son and Fergusson, 165 p., 1998.<br />

[7] HYPACK, Hydrographic survey<br />

software, HYPACK 56 Bradley Street,<br />

Middletown, CT06457, USA.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 18


mesures et methodes de mesure<br />

Contrôle en production<br />

robotiser les phases de contrôle<br />

et de mesure delaproduction<br />

On parle de plus en plus de robotique et d’automatisation dans la production, pour les opérations de<br />

manutention, pour les tâches pénibles pour l’opérateur, mais peu dans le domaine du contrôle et de la<br />

mesure. Pourtant, ici aussi le robot présente d’innombrables avantages comme en témoigne Actemium<br />

Toulouse Robotique et Automation, l’une des business unit de la marque du groupe Vinci Énergies,<br />

et qui développe des solutions de pointe depuis plus de quinze ans, en particulier dans le secteur de<br />

l’aéronautique.<br />

Face à la montée enpuissance de la<br />

robotisation, la marque Actemium, à<br />

travers son entreprise Actemium Toulouse<br />

Robotique et Automation*, a<br />

compris qu’il fallait développer à tout<br />

prix son savoir-faire en la matière.<br />

Cet essor est en effet révélateur d’une<br />

profonde mutation dans les process<br />

industriel mais également dans les<br />

esprits de chacun. Chef d’entreprise<br />

d’Actemium Toulouse Robotique et Automation,<br />

Jérémie Pedros se souvient:<br />

« il yaencore cinq ans, au cours d’un<br />

repas, lorsque je disais que j’étais spécialisé<br />

dans les robots, tout le monde<br />

s’étonnait que l’on puisse s’intéresser<br />

à un équipement soi-disant destructeur<br />

d’emplois. Aujourd’hui, le robot<br />

est plutôt synonyme de progrès social<br />

et d’avenir industriel ». Pour lui,<br />

le robot est une composante à part<br />

entière du phénomène en vogue « Industrie<br />

4.0 », etdont le pilier repose<br />

sur l’humain ; « l’homme doit être mis<br />

au cœur de l’industrie ». Delà, Actemium<br />

amené une profonde réflexion<br />

sur deux segments de spécialisation :<br />

l’un portant sur le soudage par friction<br />

malaxage (FSW) pour lequel l’entreprise<br />

développe une solution destinée<br />

à la recherche et à la production pour<br />

ses clients dans l’aéronautique.L’autre<br />

concerne la robotique du contrôle et de<br />

la mesure.<br />

Ce domaine d’activité très ciblé est né<br />

il yaune dizaine d’années du constat<br />

que lorsqu’un client démarrait une<br />

démarche lean, il apparaissait que la<br />

mesure demeurait à côté, comme un<br />

« parent pauvre » du processus de<br />

fabrication. Mais progressivement,<br />

les règles d’optimisation ont justifié<br />

l’idée d’intégrer des éléments de mesure<br />

au plus près des lignes de production.<br />

« C’est à cette étape de la<br />

démarche que nous nous sommes<br />

rendu compte que la mise en œuvre<br />

des moyens de mesure était souvent<br />

artisanale. Puis nous avons beaucoup<br />

travaillé afin defaire entrer la mesure<br />

dans des systèmes plus industrialisés<br />

et plus proches de la robotisation ».<br />

Ainsi, l’entreprise Actemium Toulouse<br />

Robotique et Automation a développé<br />

et mis au point des solutions spécifiques,<br />

et tout particulièrement dans<br />

l’aéronautique, répondant notamment<br />

aux besoins du secteur dans les matériaux<br />

composites et les sauts technologiques<br />

qu’ils impliquent. « Pour<br />

sécuriser leurs process de production<br />

et de contrôle, nos clients ont tendance<br />

à intégrer du contrôle à 100 %. Ils ne<br />

pratiquent plus la stratégie d’échantillonnage.<br />

Il yadonc eu un double effet<br />

lié à la démarche lean et à l’arrivée de<br />

nouveaux matériaux ».<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 19


mesures et methodes de mesure<br />

une synergie de compétences<br />

dans la robotique du contrôle<br />

et de la mesure<br />

Le savoir-faire développé par Actemium<br />

Toulouse Robotique et Automation en<br />

matière de contrôle et de mesure dans<br />

le domaine de la robotique concerne plusieurs<br />

techniques. Au niveau du contrôle<br />

non destructif, les applications de robotisation<br />

font appel à deux famillesdeCND.<br />

D’une part,lecontrôle parultrason ;unà<br />

deux bras robotisés etdotés desondes<br />

émettent des ultrasons puis on vient analyser<br />

les ondes pour détecter les éventuels<br />

défauts. Cette opération s’élabore<br />

grâce à des scans depièces effectués<br />

sur l’intégralité de la surface, lesquels<br />

sont destinés à lever les doutes quant à<br />

la conformité des pièces. « Ces installations<br />

sont particulièrement techniques<br />

et complexes, souligne Jérémie Pedros.<br />

Elles nécessitent une forte expertise en<br />

robotique mais également dans le domaine<br />

de l’ultrason. Dans ce contexte,<br />

notre stratégie d’entreprise est d’associer<br />

ces compétences à travers des partenariats<br />

étroitsavecdes spécialistesdel’expertise<br />

procédés par exemple, à l’image<br />

de la sociétéNDT Expert. »<br />

Qu’apporte le contrôle ultrason par un<br />

robot ? « Dans la mise en œuvre de<br />

cette technique, lasonde vient balayer<br />

la surface, ce qui, manuellement, représente<br />

une opération fastidieuse et<br />

impossible à réaliser sur d’importants<br />

volumes de production. De plus, les<br />

personnes affectées sont bien souvent<br />

surqualifiées pour ce type d’opérations,<br />

répétitives et à faiblevaleur ajoutée.<br />

D’où l’intérêt delarobotisation. »<br />

D’autre part, Actemium Toulouse Robotique<br />

et Automation arecours aux<br />

CND par rayons Xpour des opérations<br />

de contrôle directement liées cette fois<br />

à la sécurité des process automatisés.<br />

Pour cette technique, qui exige des<br />

mouvements précis sur des géométries<br />

parfois complexes des pièces, les<br />

systèmes robotiques se prêtent bien<br />

au jeu :unrobot porte la source RX<br />

avec pas moins de six degrés deliberté<br />

tandis que l’autre porte l’écran pour<br />

l’acquisition de données en effectuant<br />

les mêmes mouvements.<br />

Autre procédé :lamesure dimensionnelle.<br />

« Nous intégrons delamétrologie<br />

de dimension de pièces avec des<br />

systèmes de mesure embarqués sur<br />

un robot. » Là encore, Actemium Toulouse<br />

Robotique et Automation travaille<br />

avec des partenaires de premier<br />

choix, en particulier pour les solutions<br />

de palpage par tracker laser (un Leica,<br />

d’Hexagon Metrology pour être plus<br />

précis). Mais l’entreprise de la marque<br />

Actemium aaussi recours à une autre<br />

pratique complémentaire : la stéréophotogrammétrie.<br />

Derrière cette appellation<br />

de plus de vingt lettres se cache<br />

un système de plusieurs caméras :<br />

« on projette une lumière structurée<br />

sur la pièce et les caméras en reconstruisent<br />

le volume afin d’en analyser<br />

les dimensions », explique Jérémie<br />

Pedros. Les caméras vont, ensemble,<br />

générer un nuage depoints qui permettront<br />

de déterminer avec précision<br />

les cotes de la pièce.<br />

des avantages inhérents<br />

àlarobotique<br />

La démarche d’intégration du contrôle<br />

et de la mesure dans la ligne de production<br />

et la mise en œuvre d’un<br />

contrôle en ligne nécessite une industrialisation<br />

du contrôle lui-même ;<br />

celle-ci est possible avec la robotisation<br />

dans la mesure où ces systèmes<br />

apportent davantage de flexibilité en<br />

raison de leur possibilité d’aborder les<br />

géométries les plus complexes. Une<br />

fois terminées, les pièces peuvent directement<br />

être contrôlées en sortie de<br />

ligne. Deplus, le robot offre la possibilité<br />

de s’interfacer avec de multiples<br />

systèmes, selon les procédés deCND<br />

mis en œuvre par exemple, mais également<br />

de dialoguer avec l’ensemble<br />

des éléments environnant.<br />

*Actemium Toulouse Robotique et Automation est l’un<br />

des nombreux business unit d’Actemium (marque du<br />

groupe Vinci Énergies)<br />

Crédit photos : ©Actemium<br />

Olivier Guillon<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 20


mesures et methodes de mesure<br />

Entretien<br />

un point sur le marché et les solutions<br />

d’acquisition de données<br />

Responsable commercial Test &Measurement chez HBM, Bruno Cathala revient sur les grandes tendances<br />

de marché en matière d’acquisition de données ainsi que sur les besoins des industriels, en<br />

particulier dans le domaine des essais. Il nous livre également des conseils afin debien utiliser les<br />

systèmes que l’on trouve aujourd’hui sur le marché.<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong><br />

Présentez-vous (votre parcours et<br />

votre fonction au sein de HBM)…<br />

Bruno Cathala<br />

Entré chez HBM en 2002 au sein<br />

de la division Pesage (aujourd’hui<br />

nommée Weighing technology), j’ai<br />

démarré en qualité d’ingénieur commercial<br />

pour lesud de la France. En<br />

2009, HBM a choisi de me confier<br />

l’activité « Grands comptes » sur le<br />

territoire national avec pour mission<br />

principale ledéveloppement de notre<br />

profondeur de gamme auprès deces<br />

sociétés. L’activité Test & Measurement<br />

étant très fortement liée à celle<br />

des Grands comptes, j’en ai pris la<br />

gestion en 2010.<br />

À ce jour,mes fonctions de responsable<br />

de l’activité Test & Measurement en<br />

France s’articulent autour de trois axes<br />

principaux : participer au groupe de<br />

travail T&M de l’usine pour intégrer les<br />

spécificités commerciales &spécificités<br />

produits liées au marché français, assurer<br />

un transfert d’information et de compétence<br />

(technique et commerciale)<br />

entre l’usine et la structure France, et<br />

développer les ventes en collaboration<br />

avec toute l’équipe HBM France.<br />

La mesure 3D de précision<br />

sur mesure pour la production<br />

GEOMNIA répond aux enjeux industriels de la métrologie 3D, embarquée dans le processus de production ou en bord de ligne,<br />

par une gamme logicielle de métrologie, laconception et la réalisation de dispositifs et machines de mesure 3D innovants, multicapteurs<br />

sans contact.<br />

GEOMNIA propose :<br />

• des dispositifs de mesure 3D sans contact de haute et de très haute<br />

précision, traçables, rapides et robustes utilisable en ligne ou en bord<br />

de ligne<br />

• une gamme logicielle de métrologie GEOMAX avec des capacités<br />

très évoluées de calcul géométrique et métrologique, en particulier<br />

pour le traitement, dans des conditions de rapidité industrielle, de<br />

très gros nuages de points<br />

• des solutions de recalage et adaptation automatiques de<br />

trajectoires pour des Procédés Adaptatifs Robotisés de précision<br />

• des prestations au Laser Tracker àforte valeur ajoutée de mesure<br />

tridimensionnelle<br />

Le savoir-faire GEOMNIA arendu possible le contrôle 3D automatique,<br />

exhaustif, très rapide et de haute précision (incertitude de quelques<br />

micromètres àquelques nanomètres) de pièces mécaniques variées en taille<br />

et en complexité géométrique, (automobile, aéronautique, horlogerie…),<br />

GEOMNIA est en partenariat de recherche très étroit avec leLNE, des<br />

laboratoires et des partenaires industriels.<br />

GEOMNIA est agréée CIR.<br />

GEOMNIA est certifiée PTB<br />

Site Web:www.geomnia.eu<br />

PRECILINE-AB :MACHINE DE MESURE 3D<br />

&LOGICIEL DE METROLOGIE<br />

REFERENCES :<br />

BOSCH -VALEO -DELPHI -MAGNETTO WHEELS -AIRBUS<br />

-SAFRAN -SNECMA -DASSAULT AVIATION -AREVA -<br />

FIVES -AIR LIQUIDE -ROSLER -MS3D -CIMLEC -ALEMA<br />

AUTOMATION -MICROEPSILON -LNE<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 21


mesures et methodes de mesure<br />

Pour qui travaillez-vous (quels secteurs<br />

d’activité) ?<br />

En moyenne, sur les dernières années,<br />

notre répartition est la suivante :<br />

40 %pour le secteur aéronautique et<br />

spatial, 30 %pour le secteur automobile,<br />

20 %pour le secteur énergie et<br />

10 %dans la catégorie « divers » qui<br />

regroupe notamment les transports,<br />

l’enseignement, etc.<br />

À quels métiers les systèmes<br />

d’acquisition de données<br />

s’adressent-ils ?<br />

La R&D et les essais fonctionnels<br />

représentent notre cœur de métier ;<br />

chaque industriel doit s’assurer des<br />

performances et de la durabilité des<br />

produits qu’il développe. Ces dernières<br />

années, les attentes en termes<br />

d’optimisation (temps ou matière première)<br />

ont occasionné une demande<br />

croissante en matériel d’acquisition de<br />

données dans tous les domaines. En<br />

effet, les démarches d’optimisation des<br />

moyens de R&D, essais, qualité et production<br />

ainsi que les actions engagées<br />

pour limiter les pertes de matières ont<br />

conduit bon nombre de fabricants à<br />

s’équiper en systèmes d’acquisition<br />

de données afin depouvoir attester de<br />

leur performance ou des actions correctives<br />

à apporter.<br />

Dans les essais, quand fait-on appel<br />

à l’acquisition de données ?<br />

Chaque banc de test (fixe ou mobile)<br />

est conçu pour tester un produit afin<br />

d’en quantifier sa performance. Tous<br />

ces systèmes sont donc nécessairement<br />

équipés d’un ensemble de produits<br />

permettant la mesure, l’acquisition<br />

et le stockage de l’information<br />

souhaitée.<br />

Quelles sont les problématiques de<br />

vos clients dans ce domaine ?<br />

Celles-ci sont forcément nombreuses ;<br />

tout dépend sous quel angle on analyse<br />

la question mais si on ne traite que<br />

de la problématique liée à l’utilisation<br />

des systèmes d’acquisition, les principaux<br />

problèmes sont liés à l’adéquation<br />

entre le besoin et le matériel mis<br />

en œuvre et le temps. Par ailleurs, la<br />

prise en considération de l’ensemble<br />

de la chaîne de mesure est primordiale<br />

et constitue à mon sens l’essentiel<br />

des sources d’erreur possible. Trop<br />

souvent, on constate que les données<br />

obtenues ne correspondent pas aux<br />

attentes à cause d’une négligence<br />

subie sur unmaillon de la chaîne. Un<br />

filtre inadapté, une négligence sur le<br />

câblage, un positionnement mal défini<br />

(pour le point de mesure) ou encore un<br />

capteur limité en dynamique sont autant<br />

de sources d’erreurs pour les données<br />

acquises. Une bonne acquisition<br />

est également trop souvent synonyme<br />

d’acquisition « dont les résultats sont<br />

conformes aux attentes » ;mais sontils<br />

corrects pour autant ?<br />

Enfin, nous évoluons vers un monde<br />

qui a de moins en moins de temps<br />

et de plus en plus de classification<br />

(ranking). En effet, on constate que la<br />

tendance est forte sur le sujet et nous<br />

classifions de plus en plus les équipements,<br />

les produits ; cela permet de<br />

gagner du temps et de s’assurer que<br />

la fonctionnalité ou la performance attendues<br />

sont bien présentes mais cela<br />

cultive également la négligence du détail,<br />

sans oublier qu’il devient alors de<br />

plus en plus difficile de différencier un<br />

produit Aduproduit B.<br />

Quelles solutions technologiques<br />

leur proposez-vous ?<br />

Afin de suivre la tendance actuelle<br />

et aux demandes d’optimisation de<br />

temps, nous proposons notamment de<br />

plus en plus d’appareils dont l’utilisation<br />

est devenue beaucoup plus intuitive.<br />

De plus, le contexte actuel induit<br />

une nécessité de réactivité beaucoup<br />

plus forte depuis le développement du<br />

produit jusqu’au transfert de compétences<br />

qui se fait aujourd’huiautravers<br />

de médias « professionnels » mais<br />

aussi « grand public » afin dediffuser<br />

des cas d’applications, des séquences<br />

de formations ou de promotion de nos<br />

produits industriels.<br />

Quels conseils pouvez-vous nous<br />

donner pour bien mettre en pratique<br />

et bien utiliser un système d’acquisition<br />

de données ?<br />

Avant toute considération de détail,<br />

je pense qu’il est primordial de sensibiliser<br />

l’ensemble des intervenants<br />

sur l’importance d’une certaine notion<br />

d’expertise et de compétence suffisamment<br />

élevée pour permettre à<br />

chacun des acteurs (vendeur, intégrateur,<br />

client final…) desecomprendre<br />

et de saisir les nuances techniques qui<br />

existent entre deux systèmes ou deux<br />

modes de fonctionnement.<br />

Il me semble que la principale difficulté<br />

est de réunir les compétences permettant<br />

de choisir ou de qualifier un<br />

système en fonction d’un besoin. C’est<br />

de ces compétences que découlera<br />

ensuite l’ensemble des précautions et<br />

des actions à intégrer sur le plan technique.<br />

Propos recueillis par Olivier Guillon<br />

un nouvel appareil pour l’acquisition de données<br />

àgrande vitesse pour applications sur banc d’essai<br />

Nouveau GEN3t, permettant une acquisition<br />

de données à grande vitesse pour<br />

un montage en armoire électrique<br />

Le nouveau système d’acquisition<br />

de données GEN3t de la gamme<br />

Genesis Highspeed de HBM Test<br />

and Measurement est disponible<br />

en version portable ou, en option,<br />

en version armoire électrique. Le<br />

développement de ce système<br />

d’acquisition de données répond<br />

aux besoins enmatière de système<br />

à montage compact destiné aux<br />

applications sur banc d’essai typiques, telles que pour les moteurs électriques,<br />

les convertisseurs et les générateurs. Il prévoit trois slots destinés à<br />

des cartes d’entrée, jusqu’à 96 voies et un transfert de données continu de<br />

50 Méga échantillons/s vers un ordinateur de contrôle adéquat. Une carte<br />

SSD (Solid State Disk) intégrée à l’appareil permettant même un transfert<br />

de données de 100 Méga échantillons/s est disponible sur demande. Pour<br />

étendre le nombre de slots disponibles d’une manière générale, le GEN3t<br />

peut également et aisément se synchroniser avec d’autres appareils de<br />

base de la gamme Genesis Highspeed.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 22


essais et modelisation<br />

Compte rendu<br />

retour sur quelques faits marquants<br />

du bourget 2015<br />

Au-delà du succès habituel duplus prestigieux rendez-vous mondial de l’aéronautique et du spatial, le<br />

salon du Bourgets’estrévélé cette année comme étant un lieu d’échanges et d’affairesbien plus important<br />

que les éditions précédentes. Il paraissait donc impossible defaire le détail de toutes les nouveautés<br />

;toutefois, certains événements etinnovations méritent tout particulièrement d’être mis en lumière.<br />

L’onerarepense l’avion du futur<br />

Depuis quatre ans, l’Onera mène un<br />

projet quelque peu « iconoclaste ». Le<br />

Centre français de recherche aéronautique<br />

et spatial aprésenté sur son<br />

stand au Bourget la maquette de son<br />

projet Nova, un avion de ligne destiné<br />

à remplacer d’ici une dizaine d’années<br />

les flottes devenues vieillissantes d’Airbus<br />

A320 et autres Boeing 747. À première<br />

vue, ce qui surprend, c’est l’allure<br />

généraledel’appareil. Avec ses winglets<br />

inversées, ses réacteurs situés à l’arrière<br />

et sa forme ovoïdale, cet avion du<br />

futur détonne. Pourtant, cette nouvelle<br />

géométrie del’ensemble s’explique par<br />

le besoin qu’ont les avions denouvelle<br />

génération d’intégrer des turboréacteurs<br />

de plus en plus gros. « Les moteurs des<br />

avions actuels sont plus volumineux et<br />

impliquent un taux de dilution plus élevé<br />

(de l’ordre de 5 à 10 %), explique Olivier<br />

Atinault, ingénieur de recherche au<br />

sein de l’Unité Avions civils de l’Onera.<br />

D’où la nécessité d’augmenter le diamètre<br />

des réacteurs ; à titre d’exemple,<br />

la soufflante d’un réacteur d’A320 est<br />

aujourd’hui d’1,70 mètre (avec un taux<br />

de dilution de 5%)contre2mètres pour<br />

le Neo (et un taux de dilution de 10).<br />

Quant au projet que nous présentons<br />

ici, il prévoit un diamètre de 2,15 mètres<br />

et un tauxdedilution de 16 % ».<br />

Des winglets inversées ?L’idée sedéfend<br />

dans la mesure où ces ailettes<br />

marginales habituellement orientées<br />

vers le haut risquent de provoquer<br />

des casses de voilure. Les avionneurs<br />

sont donc contraints de renforcer<br />

cette partie avec de la matière et donc<br />

d’alourdir la structure. Une thèse menée<br />

par l’Onera apermis de démontrer<br />

qu’en inversant le sens des winglets,<br />

on parvient à un meilleur compromis<br />

aéro-structural : car si elles réduisent<br />

un peu l’aérodynamique de l’appareil,<br />

celles-ci sont en revanche plus solides<br />

et n’impliquent plus d’ajout de matière.<br />

Concernant les moteurs cette fois,<br />

ceux-ci sont partiellement enterrés<br />

dans le fuselage. Pour ce faire, l’Onera<br />

aeul’idée detravailler davantage<br />

sur la couche limite d’épaisseur et d’en<br />

absorber l’intégralité ; ainsi, il serait<br />

possible de réduire la puissance nécessaire<br />

d’environ 20 %. « Nous avons<br />

réalisé des essais en soufflerie à partir<br />

d’une méthode expérimentale mise<br />

au point pour mesurer cette puissance<br />

dont on abesoin en utilisant un moteur<br />

électrique entraînant une soufflante<br />

et doté de deux moyens de mesure :<br />

l’un portant sur la puissance électrique<br />

du moteur, l’autre sur le couple mécanique,<br />

précise Olivier Atinault. Nous<br />

avons ainsi pu faire corréler les différents<br />

résultats et aboutir à la configuration<br />

actuelle qui nous fait gagner entre<br />

3et5%depuissance » ;même si l’ingénieur<br />

souligne toutefois que l’écoulement<br />

non homogène provoque des<br />

phénomènes de distorsion. Au final, le<br />

gain de puissance atteint cependant<br />

1 %. Enfin, la géométrie particulière<br />

de l’appareil permet de dégager de la<br />

garde au sol mais aussi de mieux répartir<br />

les charges et augmenter l’aérodynamisme<br />

général.<br />

À ce jour, le projet achève sa première<br />

phase, celle de l’exploration des<br />

concepts. La deuxième est aujourd’hui<br />

en cours de réalisation et consiste à se<br />

servir des différents travaux menés sur<br />

Nova pour développer de nouvelles<br />

méthodes théoriques et expérimentales<br />

afin d’évaluer la performance de<br />

ces futurs appareils. Une thèse est<br />

Le projet d’avion du futur Nova détonne par ses géométries aussi innovantes que singulières<br />

d’ailleurs menée afin detraiter les résultats<br />

de calculs numériques qui permettront<br />

de développer une méthode<br />

thermodynamique appelée exergie et<br />

d’optimiser la part d’énergie qu’il est<br />

possible de convertir en force mécanique<br />

utile ou pouvant être récupérée.<br />

Enfin, au cours de la troisième phase<br />

du projet, l’équipe de l’Onera espère<br />

fabriquer une ou plusieurs maquettes<br />

au 1/8 e destinées à subir des essais en<br />

soufflerie. « N’oublions pas que l’une<br />

des plus grandes souffleries au monde<br />

se situe à l’Onera » ;auvudeceprojet<br />

d’envergure, ce n’est certainement pas<br />

un hasard.<br />

un GME français sélectionné pour<br />

la réalisation d’un banc d’essai<br />

moteur àl’air libresur le site<br />

de Snecma istres<br />

Le groupement d’entreprises constitué<br />

des sociétés Spherea, Test &Services,<br />

Equip’Aero Services, Latécoère<br />

Services et SNC-Lavalin vient d’être<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 23


essais et modelisation<br />

notifié par le motoriste Snecma (Safran)<br />

pour réaliser un « Banc à l’air<br />

libre ». Partenaire historique du motoriste<br />

Snecma (Safran), Spherea, mandataire<br />

du groupement, et ses partenaires<br />

Equip’Aero Services, Latécoère<br />

Services et SNC-Lavalin se voient<br />

confier la réalisation du banc d’essais<br />

à l’air libre pour de futurs moteurs. Le<br />

périmètre du marché obtenu comprend<br />

l’ensemble des infrastructures et les<br />

moyens nécessaires à la réalisation<br />

d’essais de systèmes complexes.<br />

Un nouveau positionnement. Ce nouveau<br />

marché conforte Spherea dans<br />

ses choix stratégiques et notamment<br />

sur son positionnement de « maître<br />

d’œuvre » de grands projets industriels<br />

et fournisseurs de solutions clés en<br />

mains. Ce projet permet à l’entreprise<br />

d’être durablement présente auprès<br />

des motoristes grâce à une offre complémentaire<br />

aux bancs de test classiques.<br />

Infographie du banc d'essai à l'air libre qui sera implanté sur le site de Snecma Istres<br />

Les quatre sociétés réunies en GME<br />

présentent des savoir-faire naturellement<br />

très complémentaires :Spherea<br />

intervient en tant que mandataire du<br />

groupement, coordinateur du projet et<br />

fournisseur du système de contrôle/<br />

commande (quinze baies de moyens<br />

d’acquisition en containers, un système<br />

de surveillance vidéo et d’automates<br />

de contrôle, une salle de contrôle informatique),<br />

tandis que SNC-Lavalin apporte<br />

davantage main-forte au niveau<br />

des bureaux d’études et la réalisation<br />

du gros œuvre intégrant les bâtiments<br />

et l’infrastructure du site. Latécoère<br />

Services intervient pour la conception,<br />

les calculs de justification mécanique<br />

et la réalisation de la structure porteuse<br />

des moteurs appelée pylône ;<br />

enfin, Equip’Aero Services fournit les<br />

moyens et la gestion des fluides incluant<br />

le kérosène, les huiles et air.<br />

Le périmètre financier global – hors<br />

maintien en condition opérationnelle<br />

(MRO) – est de l’ordre de 10 M€.<br />

Plus d’électricitépour les cuisines<br />

d’avions<br />

L’énergie qui est disponible dans<br />

l’avion est limitée :elle est produite par<br />

les turbines pendant le vol. Lorsque<br />

ces turbines ne fonctionnent pas, par<br />

exemple à la montée età la descente<br />

des passagers, un groupe auxiliaire<br />

de puissance fournit le courant nécessaire.<br />

Autre lacune :lorsqu’on installe<br />

ultérieurement des consommateurs<br />

électriques dans la partie passagers, il<br />

faut homologuer à nouveau le système<br />

d’énergie de l’ensemble de l’avion, car<br />

les nouveaux appareils peuvent perturber<br />

l’alimentation électrique, et au<br />

pire des cas la paralyser. Unsystème<br />

d’alimentation électrique supplémentaire<br />

sous forme de trolley mobile est<br />

installé dans les cuisines embarquées<br />

(galleys) d‘avions pour fournir de<br />

l’énergie. Ce système est développé<br />

par les chercheurs du Fraunhofer-Institut<br />

für Chemische Technologie ICT,<br />

département ICT-IMM de l’établisse-<br />

Spherea Test &Services acquiertPuissancePlus<br />

et se renforce dans l’énergie électrique<br />

Conformément à la feuille de route présentée à la presse au lendemain du rachat par ACE Management etl’IRDI,<br />

Spherea afinalisé le 26 mai dernier sa première opération de croissance externe avec l’acquisition du groupe Puissance<br />

Plus. Spherea se positionne dès aujourd’hui sur les technologies d’avenir en acquérant une société dont le<br />

savoir-faire dans le domaine est reconnu sur le marché. Puissance Plus dispose d’une importante propriété intellectuelle<br />

autour du métier de la distribution et la conversion d’énergie avec des briques technologiques complémentaires<br />

à celles de Spherea. Avec cette acquisition, Spherea assoit sa stratégie de diversification en s’ouvrant au marché<br />

de l’énergie et confirme ainsi sa volonté de rééquilibrer son CA entre le marché de l’aéronautique et les autres<br />

secteurs (énergie, ferroviaire). L’entreprise réalise aujourd’hui 85%deson chiffre d’affaires sur le marché aéronautique.<br />

« L’ensemble nous permettra de devenir un acteur important des futurs systèmes électriques, toutes industries<br />

confondues, précise Christian Dabasse, président deSpherea. Le rôle de l’énergie électrique sera primordial dans<br />

le siècle à venir en raison de la croissance de l’économie numérique et de la transition énergétique et d’un impératif<br />

climatique :réduire les émissions de gaz à effet deserre. Se positionner sur ce secteur est un véritable enjeu stratégique<br />

et pourrait représenter à terme 30 %denotre chiffre d’affaires. »<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 24


essais et modelisation<br />

ment, conjointement avec la société<br />

Diehl Aerospace GmbH et la société<br />

allemande de l’aéronautique et de l’espace<br />

(Deutsche Gesellschaft für Luftund<br />

Raumfahrt DLR). « Ce nouveau<br />

système d’alimentation permet de<br />

combler les lacunes d’énergie, déclare<br />

le Prof. Dr Gunther Kolb, chef de département<br />

à l’ICT-IMM. La procédure<br />

d’homologation sera également simplifiée<br />

:étant donné que l’alimentation en<br />

énergie des galleys et des cabines est<br />

indépendante de celle de l’avion, elle<br />

n’a pas besoin d’une nouvelle homologation<br />

après chaque modernisation. »<br />

Pour cette nouveauté, les chercheurs<br />

misent sur des piles à combustible :<br />

elles permettent une production l’électricité<br />

efficace et silencieuse. En ce qui<br />

concerne le carburant, l’utilisation dans<br />

l’air n’est cependant pas aisée. Car<br />

l’hydrogène ne peut être que difficilement<br />

stockéedans des réservoirs sous<br />

pression à environ 800 bars, ce qui représente<br />

un risque de sécurité considérable<br />

dans le ventre de l’avion. Des<br />

liquides inflammables tels que l’essence<br />

sont également exclus. « Nous<br />

utilisons du propylène glycol, concède<br />

Gunther Kolb. L’avantage de cette<br />

substance est qu’elle est liquide – on<br />

n’a donc pas besoin de réservoirs sous<br />

Les galleys sont des cuisines embarquées, notamment à bord des avions<br />

pression – elle n’est pas inflammable<br />

lorsqu’elle est mélangéeavec de l’eau,<br />

et par ailleurs elle n’est pas toxique. »<br />

En outre, elle est déjà utilisée dans les<br />

avions en tant que réfrigérant et agent<br />

PuBli-coMMuniQué<br />

Equipements pour la simulation<br />

de l’environnement etservices associés<br />

Avec l’acquisition de CTS<br />

SUD OUEST « ERATIS »<br />

en août2015, le groupe<br />

SCS/L2EC ajoute une<br />

corde à son arc et propose<br />

aux groupes industriels et<br />

notamment pharmaceutiques<br />

une offre de services<br />

unique sur le marché<br />

: vente d’enceintes<br />

climatiques, maintenance<br />

préventive et curative, location,<br />

occasion, rénovation,<br />

conception/fabrication de machines spéciales<br />

et une offre d’essais en laboratoire.<br />

Nous commercialisons les enceintes de<br />

grandes marques reconnues pour leur<br />

fiabilité et leurs performances : Thermotron,<br />

Terchy, Eratis et également<br />

notre propre fabrication, SCS. Plus de<br />

100 références sont disponibles pour<br />

cerner au plus près des caractéristiques<br />

diverses detests :volume<br />

de quelques litres à plusieurs<br />

m 3 ,gestion précise<br />

de températures, hygrométrie,<br />

altitude, variation<br />

rapide des paramètres…<br />

Le service au cœur<br />

de notre organisation<br />

Nos différentes implantations<br />

Françaises et un<br />

stock pièces détachées de<br />

plus de 1500 références<br />

garantissent une réactivité<br />

optimale de nos équipes techniques dans<br />

le cadre de contrats de maintenance<br />

préventive ou de dépannage sur simple<br />

appel. SCS dispose d’une expertise étendue<br />

pour la rénovation de matériels anciens<br />

:mise en conformité, amélioration<br />

des performances, transfert de parc clés<br />

en main… SCS conduit également l’arrêt<br />

d’activitésetlareprise des matériels.<br />

Un bureau d’études dédié à la conception<br />

et fabrication de matériels spécifiques<br />

Lorsque les contraintes de tests excluent<br />

l’utilisation de matériel de série, nos<br />

équipes de R&D adaptent une base existante<br />

ou conçoivent de zéro une machine<br />

sur mesure.<br />

Notre laboratoire d’essais (L2EC) propose<br />

quant à lui une offre complémentaire<br />

d’essais climatiques et vibratoires<br />

dans ses laboratoires de plus 1300 m²<br />

(certifiésISO17025-COFRAC).<br />

Grâce à la pertinence de notre offre onestop-shopping<br />

et à la qualité de notre portefeuille<br />

clients, nous comptons continuer<br />

notre progression sur le marché français<br />

et croître à l’export où notre savoir-faire<br />

est recherché et où nous avons remporté<br />

de récents marchés<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 25


essais et modelisation<br />

de dégivrage. Le propylène glycol se<br />

compose d’hydrogène, de carbone et<br />

d’oxygène. Une installation chimique,<br />

le réformeur, décompose le liquide et<br />

en extrait l’hydrogène qui s’écoule directement<br />

dans la pile à combustible<br />

et l’entraîne. Étant donné que le monoxyde<br />

de carbone qui est dégagé lors<br />

de la production d’hydrogène ne serait<br />

pas sain ni pour le personnel de bord<br />

et les passagers, ni pour la pile à combustible,<br />

le réformeur le transforme en<br />

dioxyde de carbone non toxique.<br />

Ce système provient des laboratoires<br />

de Fraunhofer : ses employés ont<br />

développé les catalyseurs qui ysont<br />

contenus, tout en veillant à ce que l’appareil<br />

occupe le moins de place possible.<br />

« Dans le réformeur actuel, nous<br />

avons pu réduire de 90 %l’encombrement<br />

des pièces qui décomposent le<br />

monoxyde de carbone par rapport à<br />

la technique traditionnelle », confirme<br />

Kolb. Les chercheurs ont déjà fabriqué<br />

une maquette du réformeur, autrement<br />

dit un modèle fabriqué à l’échelle, qui<br />

comporte même les éléments individuels.<br />

Au cours des prochains mois,<br />

les scientifiques construiront et testeront<br />

le premier prototype.<br />

Le CNrCmet àl’essai une<br />

technologie de désorbitation<br />

Le Conseil national de recherches du<br />

Canada (CNRC) aappuyé les essais<br />

en vol de l’entreprise polonaise SKA<br />

Polska sur un modèle à échelle réduite<br />

de la technologie ADRiNET, lesimulateur<br />

paramétrique d’un filet lancé qui<br />

pourrait être utilisé pour capturer des<br />

débris spatiaux et les retirer de leur orbite.<br />

Le CNRC aintégré avec succès<br />

le montage expérimental à son avion<br />

de recherche Falcon 20. Ses pilotes<br />

d’essai ont réalisé deux vols en microgravité<br />

comportant 21 paraboles pour<br />

éprouver la technologie dans l’apesanteur.<br />

Lefilet maillant au pourtour lesté<br />

est conçu pour s’éjecter pneumatiquement<br />

d’un cylindre et se déployer dans<br />

le but de capturer les débris spatiaux,<br />

ycompris les gros satellites abandonnés.<br />

En gros, un engin spatial s’approcherait<br />

de la cible et déploierait le<br />

filet dans sa direction. Le filet, toujours<br />

accroché à l’engin spatial, s’ouvrirait<br />

après son lancement et entortillerait<br />

le débris. Une fois la cible capturée,<br />

l’engin spatial pourrait commencer à<br />

se désorbiter. Ilétait essentiel que le<br />

simulateur soit validé dans un environnement<br />

en microgravité lors d’un vol<br />

parabolique afin d’observer certains<br />

aspects de la technologie comme la<br />

dérive du filet et pour prédire la façon<br />

dont celui-ci fonctionnera en orbite.<br />

Le Falcon 20 aeffectué ces vols d’essai<br />

qui comportaient des chutes libres<br />

de 20 secondes chaque fois pour créer<br />

des conditions d’apesanteur à l’intérieur<br />

de l’aéronef. « Le service du<br />

CNRC arespecté toutes les exigences<br />

complexes de notre expérience et<br />

nous apermis d’équiper leFalcon 20<br />

selon nos besoins, amentionné Wojtek<br />

Golebiowski, directeur technique<br />

de SKA Polska. Sur un total de vingtet-une<br />

paraboles, à une seule reprise<br />

un filet a manqué sa cible, ce qui<br />

prouve que l’environnement en microgravité<br />

offert par le CNRC était stable<br />

et prévisible. Les services d’ingénierie<br />

fournis par le CNRC étaient de la<br />

plus haute qualité et tous les composants<br />

supplémentaires achetés par le<br />

CNRC étaient fonctionnels et respectaient<br />

toutes les normes de navigabilité.<br />

Cette campagne aété couronnée<br />

de succès. » « Le CNRC possède une<br />

flotte d’aéronefs uniques offrant des<br />

plateformes de recherche qui sont sollicitées<br />

par des clients du monde entier,<br />

aajouté Stephen Parkinson, directeur<br />

du Laboratoire de recherche en vol<br />

du Conseil national de recherches du<br />

Canada. Alors qu’une grande partie de<br />

notre travail se concentre sur la R-DT<br />

en aéronautique, nous multiplions nos<br />

activités spatiales, et ce projet correspondait<br />

bien à nos engagements de<br />

réduction de l’empreinte de l’industrie<br />

aérospatiale sur l’environnement, que<br />

ce soit à l’intérieur ou à l’extérieur de<br />

l’atmosphère. »<br />

Le projet ADRiNET de SKA Polska<br />

est réalisé pour l’Agence spatiale européenne<br />

dans le cadre de son initiative<br />

Espace Propre qui vise à réduire<br />

l’impact de l’industrie aérospatiale<br />

dans l’environnement terrestre et<br />

l’environnement orbital. L’avion de recherche<br />

Falcon 20 du CNRC est une<br />

plateforme robuste capable de soutenir<br />

des projets exigeant des opérations<br />

à haute vitesse et à haute altitude.<br />

Les modifications du Falcon 20 visant<br />

la microgravité et les analyses techniques<br />

de soutien permettent des opérations<br />

éprouvées et sécuritaires entre<br />

la gravité zéro et deux fois la gravité<br />

terrestre, ce qui inclut la simulation des<br />

gravités martienne et lunaire. Avec le<br />

soutien du Laboratoire des turbines à<br />

gaz du CNRC, le Falcon 20 est en mesure<br />

d’appuyer les essais de biocarburants<br />

novateurs et, en 2012, aréalisé<br />

le premier vol au monde entièrement<br />

propulsé par du biocarburant. L’avion<br />

peut être équipé pour appuyer les<br />

SKA Polska amis à l’essai sa technologie ADRiNET lors d’un vol en apesanteur<br />

à bord de l’avion de recherche Falcon 20 du CNRC (image fournie par SKA Polska)<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 26


essais et modelisation<br />

études dans le domaine des sciences<br />

de la terre et de l’avionique ainsi que la<br />

recherche sur les capteurs aéroportés.<br />

L’équipe de soutien du Falcon 20 aune<br />

vaste expérience des essais en vol et<br />

des expérimentations aériennes.<br />

Nexeya renforce sa présence<br />

dans les marchés aéronautique<br />

et spatial<br />

Lors du salon du Bourget, le spécialiste<br />

des équipements électroniques embarqués<br />

etdes solutions de tests innovantes<br />

pour la sécurité et la certification<br />

aprésenté plusieursnouveautésissues<br />

de ses lignes de produits aéronautiques<br />

et spatiaux. Parmi elles figurent<br />

Systeam, le premier banc d’intégration<br />

système livré en Chine (Nexeya aen<br />

effet été sélectionné par Comac pour<br />

concevoir les moyens d’essais requis<br />

pour assurer la certification du C919),<br />

et Argosia, la station embarquée pour<br />

l’observation, la surveillance et le renseignement<br />

;celle-ci fait actuellement<br />

l’objet de tests dequalification auprès<br />

des services de la DGA avant sa livraison<br />

finale aux unités opérationnelles à<br />

la fin del’année 2015.<br />

Outre le développement de petites<br />

plateformes de satellite pour l’observation,<br />

les télécoms bas débit comme<br />

le M2M ou la démonstration technologique<br />

et le lancement d’une nouvelle<br />

version plus compacte de sa solution<br />

de diagnostic de harnais de câblage,<br />

Nexeya propose désormais une nouvelle<br />

version plus compacte de WiDD<br />

afin de rendre accessible à tous le<br />

diagnostic et la réparation de harnais<br />

de câblage. L’entreprise a également<br />

présenté au salon du Bourget les solutions<br />

Cabletest. Nexeya a en effet<br />

étendu son offre d’expertise en harnais<br />

de câblage et de moyens de tests de<br />

systèmes interconnectés complexes<br />

via l’acquisitiondeCabletest et la création<br />

de Nexeya Canada.<br />

une solution pour mieux identifier<br />

les défaillances au niveau<br />

du câblage<br />

Pour faire face à la complexification<br />

des systèmes toujours plus importante,<br />

la certification des produits a<br />

rendu leur utilisation plus sûre. Mais<br />

trop souvent, la certification d’un<br />

produit n’est pensée qu’une fois le<br />

produit existant, dans une phase de<br />

développement très avancée. Dans<br />

le monde aéronautique, le réseau<br />

de bord électrique est devenu un<br />

système à part entière depuis 2008.<br />

Mais un système est si difficile à<br />

analyser d’un point de vue sécurité<br />

de fonctionnement qu’il est exclu de<br />

la certification. Pour adresser cette<br />

problématique, l’éditeur de logiciels<br />

Keonys adéveloppé, avec le support<br />

de Safran, une plateforme d’étude<br />

pour automatiser les analyses de sûreté<br />

de fonctionnement des réseaux<br />

de bords électriques. Cet outil per-<br />

DES CAPTEURS DE COUPLE DE NOUVELLE GENERATION<br />

de +/- 0,05 Nm à1000 Nm<br />

sans contact jusqu’à 25000 tr/min<br />

BURSTER constructeur réputés de solutions capteursd’efforts et de couple, apportesur le marché<br />

une nouvelle gamme de couple-mètres 8661 de nouvelle génération, alliant précision extrême et<br />

hautelinéarité<br />

La technologie sans contact utilisée alimentepar boucled’induction leséléments de mesuredéposés sur l’arbredetorsion<br />

en métal de hautequalité, sans contact ni frottement, ce qui évitetout couplerésistant pouvant induiredes couples parasites.<br />

Ce concept permet d’atteindredes plages de mesureextrêmementfaibles +/- 0,05 Nm avec des niveaux de précision pouvant<br />

atteindre+/- 0,05 %tout en offrant des résolutions de 16 Bit sur le signal de sortie<br />

L’utilisation de paliers haut de gamme et l’optimisation des tolérances de concentricité permettent une intégration sur des<br />

systèmes fonctionnant àdes vitesses angulaires jusque 25 000 tr/min<br />

Le couplemètreintègreégalement un système de mesureangulaireoptique jusqu’à une résolution de 0,35°<br />

La transmission du signal de haut peut se fairesur des signaux conventionnels mais également sur un port USB directement<br />

intégréàl’appareil<br />

BURSTERproposeencombinaisonàcecapteurdesélectroniquesdetraitementetdeslogicielsd’analysesetd’enregistrement<br />

de données pouvant de plus êtrelivrées avec des certifications DaKKs établis dans le laboratoireinterne àl’usine<br />

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<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 27


Les essais aggravés :<br />

essais et modelisation<br />

mettra d’aider à la mise au point du<br />

dossier de certification imposée par<br />

l’industrie aéronautique.<br />

Ce projet s’inscrit dans le cadre du<br />

consortium Clean Sky, dans lequel<br />

Labinal est leader pour tout ce qui relève<br />

de la sécurité de fonctionnement<br />

au niveau des câblages électriques ;<br />

le groupe aainsi demandé à Keonys<br />

de mettre au point une solution logiciellepermettant<br />

d’intégrerl’ensemble<br />

des données provenant de bases différentes,<br />

qu’il s’agisse du câblage et<br />

des analyses de défaillances allant<br />

au-delà du câblage. « L’idée est de<br />

gagner en temps de cycle, souligne<br />

Jacques Bacry, directeur général de<br />

Keonys. Avant étaient utilisées des<br />

bases très hétérogènes nécessitant<br />

un traitement manuel qui prenait souvent<br />

plusieurs jours contre seulement<br />

quelques heures aujourd’hui avec ce<br />

système ». Lors d’une démonstration<br />

effectuée sur son stand au Bourget en<br />

juin dernier, l’éditeur montre comment<br />

le logiciel permet d’extraire un modèle<br />

du système, d’en formater les entrées<br />

et les sorties au format standard et de<br />

travailler directement sur une base de<br />

production. On obtient l’identité complète<br />

du câblage mais il est également<br />

possible d’y associer une autre base<br />

de données de défaillances ;onexécute<br />

et on obtient unrapprochement<br />

entre les deux systèmes, générant<br />

ainsi un ordre de défaillances à partir<br />

duquel il possible de sortir un historique<br />

dans une optique de maintenance<br />

prévisionnelle.<br />

S’appuyant sur le process défini par<br />

la CS25 (norme aéronautique), cette<br />

plateforme permet de préparer le volet<br />

« Certification » du produit dès le<br />

début de sa conception, d’éviter les<br />

erreurs manuelles sur des tâches<br />

sans valeur ajoutée (arbres de défaillance),<br />

de réduire la longueur des<br />

cycles de simulation etdemaîtriser<br />

la complexité dysfonctionnelle. Pour<br />

cela, la plateforme capitalise une<br />

base de données d’événements et de<br />

taux de panne, génère automatiquement<br />

les études Amdec des composants,<br />

crée etvisualise les arbres de<br />

défaillance grâce à un éditeur adapté.<br />

Enfin, cette plateforme permet<br />

de mener des analyses par zones et<br />

par risques particuliers (défaillances<br />

externes). L’objectif est clair : permettre<br />

aux industriels de dégager<br />

d’importants retours sur investissement<br />

en diminuant le nombre d’itérations<br />

coûteuses et en améliorant le<br />

quatuor qualité/coûts/délais/risques.<br />

Après deux ans de travaux, la solution<br />

en est au stade industriel ; « cet<br />

exemple de ce projet illustre la volonté<br />

de Keonys de se diversifier vers<br />

l’édition de logiciels de niche à forte<br />

valeur ajoutée. Il nous permet de<br />

mettre en avant notre savoir-faire en<br />

termes d’ingénierie et de simulation<br />

au sens large du terme, à l’exemple<br />

de la simulation augmentée, c’est-àdire<br />

l’intégration des résultats de simulation<br />

dans un système de réalité<br />

augmentée ».<br />

Olivier Guillon<br />

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Page 16<br />

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Compatibilité<br />

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Les logiciels de simulation<br />

Page 10<br />

ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

N° 107 JUILLET, AOÛT, SEPTEMBRE 2011 TRIMESTRIEL 20 €<br />

MÉTHODES DE MESURES<br />

Les nouveaux usages<br />

des capteurs dans les essais.<br />

Page 11<br />

Numéro spécial MesurexpoVision<br />

Page 48<br />

MÉTHODES DEMESURES<br />

N° 108 OCTOBRE, NOVEMBRE, DÉCEMBRE 2011 TRIMESTRIEL 20 €<br />

où en sommes-nous ?<br />

PRODUITS &TECHNOLOGIES<br />

Les nouveaux outils<br />

de mesure<br />

Mesurer la qualité, l’humidité etla<br />

température del’air.<br />

Page 30<br />

Page 14<br />

ÉTALONNAGE<br />

Systèmed’instrumentation<br />

analytique<br />

Page 20<br />

N° 109 JANVIER, FEVRIER, MARS 2012 TRIMESTRIEL 20 €<br />

MÉTHODES DEMESURES<br />

Quelles mesures dans<br />

l’analyse industrielle ?<br />

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<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 28


Le salon des technologies et des services<br />

ÉLECTRONIQUE I EMBARQUÉ I IoT<br />

MESURE I VISION I OPTIQUE<br />

22-23-24<br />

SEPTEMBRE 2015<br />

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21/24 SEPTEMBRE 2015


essais et modelisation<br />

PuBli-coMMuniQué<br />

Validation des systèmes AdAS complexes<br />

• Commencer au plus tôt à<br />

valider les fonctions d’aide<br />

à la conduite (ADAS)<br />

• Pour maîtriser le « time to<br />

market »<br />

La vision d’une conduite plus « intelligente<br />

» et de plus en plus autonome<br />

challenge le monde automobile. D’un<br />

côté par le potentiel d’innovation que<br />

représente le développement des<br />

fonctions d’aide à la conduite (ADAS),<br />

de l’autre par les contraintes environnementales<br />

et sécuritaires qui l’accompagnent.<br />

Comment, dans un contexte réglementé<br />

où les fonctions à tester sont<br />

de plus en nombreuses et complexes,<br />

peut-on améliorer, fiabiliser<br />

et accélérer ses processus de développement<br />

?<br />

À cause de leur complexité, les nouveaux<br />

systèmes ADAS peuvent difficilement<br />

être testés en s’appuyant<br />

uniquement sur des bancs HIL qui ne<br />

permettent pas d’optimiser les délais et<br />

les coûts. Pour tenir les exigences de<br />

qualité et de délai, il est important de<br />

pouvoir intégrer de nouvelles fonctions<br />

et de les tester sur le réseau de calculateurs<br />

le plus tôt possible.<br />

Exemple d’une configuration<br />

avec deux V-ECUs et deux<br />

calculateurs réels sur banc HIL<br />

Pour cela, l’utilisation de la simulation<br />

dans le processus de validation est<br />

devenue incontournable. L’idée est<br />

d’utiliser une plateforme de validation<br />

virtuelle sur PC qui permette de<br />

commencer à tester même si les calculateurs<br />

ne sont pas disponibles.<br />

Pour que cette plateforme de validation<br />

virtuelle sur PC soit efficace, il est<br />

indispensable qu’elle soit intégrée de<br />

façon transparente à l’environnement<br />

de test. Cette parfaite intégration exige<br />

que la plateforme virtuelle supporte les<br />

mêmes standards que les plateformes<br />

hardware, avec entre autres le XIL API<br />

pour l’accès aux contrôles ;nécessaire<br />

pour la définition et l’exécution de tests<br />

automatiques. En d’autres termes, il<br />

s’agit de définir et exécuter des tests<br />

en amont, en s’appuyant sur un environnement<br />

de simulation piloté par les<br />

mêmes outils d’instrumentation et de<br />

test automatique que pour le test HIL.<br />

Ainsi, il est possible de débuter les<br />

tests dèsqu’une version de calculateur<br />

virtuel est disponible. Les tests concernés<br />

peuvent être soit des tests fonctionnels,<br />

soit des tests de validation.<br />

Visualisation d’un exemple<br />

de manœuvre simulée sur PC<br />

Avec VEOS, dSPACE propose un<br />

environnement de test virtuel interfacé<br />

de façon transparente avec<br />

ControlDesk pour l’instrumentation<br />

et AutomationDesk pour le test automatique.Comme<br />

toutesles plateformes<br />

hardware dSPACE, VEOS supporte le<br />

XIL API et peut aussi être piloté à partir<br />

d’outils tiers supportant cette norme.<br />

VEOS permet de simuler le comportement<br />

d’un ou plusieurs calculateurs<br />

virtuels (V-ECUs) interagissant avec<br />

le modèle d’environnement. LeV-ECU<br />

peut être modélisé et généré en s’appuyant<br />

sur une architecture AUTOSAR<br />

grâce à SystemDesk, l’outil dSPACE<br />

d’architecture AUTOSAR. Les communications<br />

CAN, les taches OSEK et les<br />

couches applicatives sont simulées,<br />

permettant de commencer à valider le<br />

logiciel et son architecture. Si l’architecture<br />

logicielle n’est pas AUTOSAR,<br />

il est également possible degénérer un<br />

calculateur virtuel. Les modèles d’environnement<br />

peuvent être écrits en Simulink<br />

TM ou avec tout outil qui supporte<br />

la norme MODELISAR. VEOS comme<br />

SCALEXIO (banc de tests HIL) sont capables<br />

d’exécuter un FMU (Functional<br />

Mockup Unit), provenant de tout outil<br />

supportant la norme. VEOS supporte<br />

aussi l’interfaceFMI (FunctionalMockup<br />

Interface) pour la cosimulation.<br />

En utilisant VEOS au sein de la<br />

chaîne d’outils dSPACE, vous pouvez<br />

commencer au plus tôtlavalidation<br />

de vos systèmes, puis intégrer<br />

des composants réels dès qu’ils<br />

sont disponibles. Mais vous pouvez<br />

aussi gagner du temps en améliorant<br />

l’efficacité de vos processus car vos<br />

modèles et vos tests sont réutilisables<br />

à travers l’ensemble du cycle de développement.<br />

Au final, les délais de développement<br />

sont maîtrisés sans compromettre la<br />

qualité logicielle etlasécurité de systèmes<br />

toujours plus complexes.<br />

>> Pour plus d’information :<br />

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Vous souhaitez plus d’information sur nos solutions<br />

destinées au développement de systèmes ADAS ?<br />

Rendez-vous au Forum Mécatronique qui aura lieu<br />

le 19 novembre à Paris<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 30


* Orléans * 3o septembre /1er octobre 2o15 *<br />

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RENDEZ-VOUS D’AFFAIRES PRÉ-PROGRAMMÉS<br />

Service mis à la disposition des exposants et des visiteurs.<br />

Véritable outil de contact, il vous garantit gain de temps et efficacité.<br />

PRESTATAIRES -ÉQUIPEMENTIERS -SOUS-TRAITANTS<br />

salon des fournisseurs et partenaires des industries<br />

AÉRONAUTIQUE CIVILE ET MILITAIRE // SPATIAL<br />

UNE POSITION IDÉALE AU CŒUR DE MULTIPLES PÔLES ET DE<br />

REGROUPEMENTS D'ENTREPRISES<br />

Fédérer autour du développement et de la productivité, permettre aux professionnels des<br />

domaines de l'aéronautique et du spatial d’échanger pour construire ensemble des solutions<br />

innovantes :tels sont les objectifs du salon AÉROTEK.<br />

Au cœur d’une multitude depôles de compétitivités, AÉROTEK permet à tous les acteurs<br />

des filières aéronautique et spatiale deserencontrer. Les exposants, fournisseurs et<br />

industriels qualifiés etspécialisés, sont tous reconnus dans leur secteur pour la<br />

pertinence de leur offre face à une demande croissante.<br />

Dans une société en pleine évolution et face aux enjeux liés autransport aérien, AÉROTEK<br />

se positionne également comme un espace de travail et de recherche entre professionnels<br />

de l’équipement, de l’ingénierie, de la prestation de service, de la maintenance, de la<br />

distribution et de la logistique.<br />

Rendez-vous les 30 septembre et 1er octobre 2015 pour bâtir une offre d’avenir.<br />

L'AÉRONAUTIQUE, UN SECTEUR EN PLEIN ESSOR<br />

▶ 1er secteur exportateur français (79% du chiffre d’affaires)<br />

▶ la part des fournisseurs dans lecoût d'un avion représente 60%<br />

▶ le prix d'un avion de ligne suivant modèle varie entre 100 à 400 millions de$<br />

▶ en 2003, Airbus et Boeing ont livré 700 avions<br />

▶ en 2013, ils en ont livré 1500<br />

Loin de s'arrêter, la politique ambitieuse des constructeurs va permettre dans les années à<br />

venir, de conforter les sous-traitants qui auront su faire le choix de ce secteur porteur.


essais et modelisation<br />

Focus intespace<br />

Premier vol pour le salon Aérotek<br />

Les 30 septembre et 1 er octobre prochains, Orléans accueillera, parallèlement<br />

aux salons Nukléa, Process Industries Centre, Sipec et Ultrapropre,<br />

un nouvel événement dédié à l’aéronautique et spatial :lesalon Aérotek.<br />

Ce nouveau salon apour objectif defédérer<br />

les professionnels des domaines<br />

de l’aéronautique et du spatial (prestataires,<br />

équipementiers et sous-traitants)<br />

autour du développement etdelaproductivité,<br />

etleur permettre d’échanger<br />

pour construire ensemble des solutions<br />

innovantes. Situé au cœur de plusieurs<br />

de pôles de compétitivités (Normandie<br />

Aerospace, Astech Paris Région, Neopolia<br />

Aerospace, Aérocentre, Avia ou<br />

encore Aérocampus Auvergne), Aérotek<br />

ambitionne de devenir un rendez-vous<br />

majeur en permettant à tous les acteurs<br />

des filières aéronautique et spatiale de<br />

se rencontrer en un même lieu.<br />

Pour cette première édition, une trentaine<br />

exposants, fournisseurs et industriels<br />

qualifiés etspécialisés etreconnus<br />

dans leur secteur se sont donné<br />

rendez-vous les 30 septembre et 1 er octobre<br />

prochains au parc des expositions<br />

d’Orléans. Dans une société en pleine<br />

évolution et face aux enjeux liés au<br />

transport aérien, Aérotek se positionne<br />

également comme un espace de travail<br />

et de recherche entre professionnels de<br />

l’équipement, de l’ingénierie, de la prestation<br />

de service, de la maintenance, de<br />

la distribution et de la logistique.<br />

Du côté de l’offre, l’ensemble des technologies<br />

devraient être présentes, à<br />

commencer par les instruments de<br />

mesure, les équipements et outils de<br />

conception et d’industrialisation, en<br />

particulier dans le domaine des composants<br />

électroniques, les outils de<br />

haute précision pour les métaux, la<br />

machine-outil ou encore les composants<br />

mécaniques. Le salon Aérotek<br />

se déroulera parallèlement à d’autres<br />

salons, rassemblés sous une appellation<br />

commune :Orléans 2015. Il s’agit<br />

des salons Nukléa (sur la filière du nucléaire),<br />

Sipec dans le domaine de la<br />

chimie, Ultrapropre et Process Industries<br />

Centre – dont il s’agira aussi de la<br />

première édition.<br />

Olivier Guillon<br />

Investissement<br />

ÀToulouse, lachambre vide thermique<br />

des grands équipements spatiaux<br />

de demain est déjà en service<br />

Intespace aouvert depuis quelques mois un équipement unique en Europe qui<br />

va permettre de simuler l’environnement de systèmes et sous-systèmes spatiaux<br />

dans des conditions extrêmes de température.<br />

Cette nouvelle chambre, c’est l’enceinte<br />

auxiliaire Simles qui peut simuler des températures<br />

allant de 100 Kjusqu’à 440Ket<br />

une pression inférieure à 10 -5 mbar. Elle<br />

mesure 5mètres de long et 4,70 mètres<br />

de diamètre ce qui rend son utilisation<br />

modulaire et flexible :elle peut accueillir<br />

tout type d’équipements sans développement<br />

spécifique. Elle permet par exemple<br />

de tester deux grandes antennes de satellites<br />

en même temps. À la fois économe<br />

en temps grâce aux cyclages rapides<br />

qu’elle autorise et performante en<br />

termes de coûts d’exploitation, l’enceinte<br />

auxiliaire Simles répond parfaitement aux<br />

exigences actuelles de qualification des<br />

futures missions spatiales européennes<br />

comme Solar orbiter,Euclid…<br />

intespace:laméthode agile<br />

L’histoire delacréation de ce nouveau<br />

moyen d’essai illustre aussi la capacité<br />

d’adaptation de l’entreprise. En effet<br />

l’enceinte auxiliaire Simles est au<br />

départ l’annexe où se trouvent le dispositif<br />

de pompage et le miroir de collimation<br />

de Simles, une chambre de simulation<br />

spatiale du centre d’essais de<br />

Toulouse. L’idée detransformer cette<br />

annexe, de manière réversible, en une<br />

cavité thermique complète et autonome<br />

apermis à Intespace de se doter d’un<br />

nouveau moyen, aux qualités uniques<br />

en Europe, en optimisant le potentiel<br />

des moyens déjà présents dans le<br />

centre d’essais. Un investissement minime<br />

pour un service exceptionnel qui<br />

va résoudre bien des problématiques<br />

dans le process de qualification des<br />

équipements spatiaux.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 32


essais et modelisation<br />

Focus intespace<br />

Entretien<br />

Prendre àbras-le-corps le virage de l’ingénierie<br />

L’actuel président-directeur général d’Intespace, Frank Airoldi, nous explique quelleorientation apris la<br />

compagnie depuis qu’il en apris les rênes en 2003. Outre la diversification des activités de la société<br />

vers d’autres secteurs que le spatial, Intespace afortement développé son savoir-faire vers l’ingénierie,<br />

les progiciels ainsi que la formation et la maintenance.<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong><br />

>Quelles sont vos activitésd’essai ?<br />

Frank Airoldi<br />

Nous travaillons sur les produits avant<br />

leur mise sur le marché :ils’agit donc<br />

d’essais de qualification. Nous répondons<br />

à différentes problématiques de<br />

nos clients :réduire le temps de cycle<br />

et enrichir les essais, c’est-à-dire réduire<br />

le nombre et/ou la durée des essais<br />

tout en augmentant leurs informations.<br />

Ainsi, le coût depossession des<br />

essais doit être le plus bas possible et<br />

ce sur toute la campagne d’essais (pas<br />

seulement sur un seul) et avec un objectif<br />

de démonstration finale.<br />

> À quelles évolutions avez-vous<br />

été confrontés ?<br />

Nous montons désormais beaucoup<br />

plus en amont au niveau de la campagne<br />

d’essais avec notre client afin<br />

de mieux définir et optimiser ses opérations.<br />

Auparavant, nous n’étions que<br />

de « simples » exécutants. Aujourd’hui,<br />

nous développons des outils et des méthodes<br />

pour aller beaucoup plus vite,<br />

faire de la simulation et de la sécurisation<br />

d’essai dans le but de réduire tous<br />

les problèmes, au bon moment. Nous<br />

remontons donc beaucoup plus haut<br />

dans la chaîne de valeur de nos clients<br />

afin d’éviter tous les aléas dans les essais.<br />

Nous mettons tout en œuvre de<br />

la conception au pilotage des essais.<br />

> Quel est l’impact de ce phénomène<br />

sur vos activités ?<br />

Nous avons fortement poussé le développement<br />

de nos activitésd’ingénierie<br />

en mettant sur pied une entité dédiée<br />

qui nous permet de définir en amont le<br />

spectre d’essai et d’apporter de l’aide<br />

à la conception du produit simuler les<br />

moyens et les essais, de développer<br />

et mettre des moyens d’essais spécifiques<br />

et de développer une palette<br />

de services pour aider à dépouiller<br />

et traiter les résultats d’essais. Nous<br />

sommes les utilisateurs de nos propres<br />

équipements et logiciels. Intespace est<br />

capable d’accompagner ses clients<br />

dans tout le cycle en V. Aussi, nous<br />

investissons beaucoup afin d’augmenter<br />

notre compétitivité et celle de<br />

nos clients. Nous avons notamment<br />

fortement investi dans le système de<br />

pilotage de nos moyens d’essai :nous<br />

avons développé de nouveaux systèmes<br />

que l’on aensuite harmonisés<br />

afin d’augmenter la rapidité et la précision<br />

dans l’exécution de nos essais et<br />

de réduire ainsi les coûts de formation<br />

et de maintenance.<br />

>Quelle place occupe la simulation<br />

numérique dans vos activités ?<br />

Dans le domaine des essais, la tendance<br />

depuis plusieurs années s’est<br />

tournée vers l’optimisation des processus<br />

et l’anticipation des problèmes<br />

potentiels. De même, on assiste à une<br />

volonté de plus en plus forte de tirer un<br />

maximum d’informations des essais.<br />

Toutefois, cela pose un problème :<br />

chacun donne son modèle à l’autre.<br />

Soit on livre notre modèle au client,<br />

soit c’est notre client qui se décide à<br />

dévoiler ses modèles ;bien souvent, il<br />

montre une certaine réticence même<br />

si ceux-ci restent incomplets et sont<br />

simplifiés au maximum. Ce marché<br />

est donc naissant et n’est pas complètement<br />

standardisé dans l’approche<br />

vis-à-vis des clients ; tous n’ont pas<br />

le même niveau de maturité, enparticulier<br />

chez les équipementiers. Néanmoins,<br />

nous respectons les processus<br />

d’accords de confidentialité. Dans ce<br />

cas, il s’agit bien entendu d’essais<br />

complexes que la simulation vise à<br />

sécuriser au maximum. Cela reste très<br />

marginal dans nos activités.<br />

Bien sûr, le rêve ultime de nos clients<br />

serait de tout faire par la simulation<br />

numérique, mais quoi qu’il arrive, on<br />

pratiquera toujours des essais, comme<br />

la caractérisation des matériaux par<br />

exemple. Il faut cependant bien reconnaître<br />

que les outils de simulation<br />

ont réalisé ces dernières années des<br />

progrès tels qu’ils montrent aujourd’hui<br />

beaucoup de choses et à moindre coût.<br />

Nous nous appuyons donc beaucoup<br />

sur ces technologies, lesquelles nous<br />

permettent de travailler bien en amont<br />

dans le but de faire de l’analyse de résultat<br />

et de la caractérisation d’essais.<br />

C’est précisément le rôle de notre logiciel<br />

DynaWorks. Mais une fois encore,<br />

cela s’adresse essentiellement aux<br />

essais haut de gamme et compliqués,<br />

lesquels représentent environ 30 %.<br />

Les 70 %restants sont plus standardisés<br />

ets’appuient sur des normes.<br />

>Comment voyez-vous l’avenir de<br />

votre secteur ?<br />

Nous avons besoin de poursuivre<br />

notre diversification. Aujourd’hui, l’aéronautique<br />

alevent en poupe, mais<br />

cela ne sera pas forcément le cas dans<br />

les vingt ans à venir. Nous souhaitons<br />

donc nous élargir à d’autres secteurs<br />

tels que l’énergie et les transports.<br />

Par exemple, nous travaillons déjà<br />

avec des fabricants de batterie, des<br />

équipementiers ferroviaire français et<br />

dans le secteur de l’éolien. Intespace<br />

a également besoin d’aller chercher<br />

de nouveaux clients et de se rapprocher<br />

d’eux ou de mettre en place des<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 33


essais et modelisation<br />

Focus intespace<br />

services permettant de gommer l’effet<br />

de distance qui existe dans un monde<br />

de plus en plus étroit ;laTerre est devenue<br />

plate. Dans ce sens, nous travaillons<br />

aussi beaucoup à améliorer<br />

davantage notre offre de service, ainsi<br />

que l’expérience client.<br />

Par ailleurs, les services de formation<br />

et de maintenance figurent comme<br />

des activités enplein développement.<br />

Dans le domaine de la formation par<br />

exemple, nous assurons des cours à<br />

deux niveaux :lecomplément deformation<br />

théorique et la formation sur les<br />

opérations de moyens d’essais, c’està-dire<br />

sur la manière de spécifier un<br />

essai, de bien choisir ses moyens et<br />

de les opérer. Dans le domaine de la<br />

maintenance, nous nous rendons directement<br />

sur les sites des clients pour<br />

effectuer de la maintenance prédictive,<br />

conditionnelle, préventive et corrective<br />

de pots vibrant principalement ou mener<br />

des vérifications de calibration de<br />

capteurs. Enfin, nous assurons l’opération<br />

decentres d’essai pour les clients<br />

qui souhaitent externaliser cette prestation,<br />

à l’exemple de l’Agence spatiale<br />

européenne dont l’exploitation de leurs<br />

moyens d’essai appartient à ETS (European<br />

Test Services), une filiale détenue<br />

à 50 %par Intespace.<br />

Propos recueillis par Olivier Guillon<br />

frank Airoldi –curriculum vitae<br />

Formation :<br />

Ingénieur ESE (Supelec) Promotion 1979<br />

(Degree in Electronics and Automatics Engineering)<br />

CPA:Centre de Perfectionnement des Affaires<br />

(Business School – Management Degree) – Special course for Lagardère group<br />

Parcours :<br />

Depuis septembre 2003 :Intespace – Toulouse<br />

Président-directeur général de la société Intespace, filiale d’Airbus Defence &Space<br />

Juillet 2002-septembre 2003 :Astrium Toulouse (ex-Airbus Defence &Space)<br />

Chargé de mission. Responsable du projet d’amélioration des satellites de Télécommunications et de la mise en<br />

place des centres de compétences.<br />

2000-mi 2002 :Astrium Toulouse :Direction des Satellites de télécommunications<br />

Responsable de la Division Opérations industrielles &Assurance produit.<br />

Support à la Direction pour le pilotage des opérations industrielles et l’amélioration de la performance.<br />

1995-2000 :Matra Marconi Space Toulouse :Direction Opérations France puis des Satellites de communications<br />

Responsable de la division Assemblage intégration et<strong>Essais</strong> satellite. La division s’occupe de toutes les activités<br />

d’AIT satellite en France et en Angleterre.<br />

1993-1994 :Matra Marconi Space Portsmouth :Direction des Satellites civils de communications<br />

Responsable intégration et essais de la charge utile Inmarsat 3. Développement et qualification des charges utiles<br />

EM et PFM.<br />

Mise en route du processus pour les modèles récurrents.<br />

1991-1993 :Matra Marconi Space Toulouse :Direction des Opérations industrielles<br />

Division Assemblage intégration et test :responsable du département Ingénierie d’intégration et essais.<br />

Préparation des essais d’environnements et essais système pour les satellites réalisés par MMS-F.<br />

1988-1990 :Matra Espace Toulouse :Direction Informatique et réseaux<br />

Responsable du département Télémesure/Télécommande/Gestion Bord.<br />

1986-1988 :Matra Espace Vélizy :Direction Équipements et technologies<br />

Division Informatique Bord : responsable développement des sous-systèmes télémesure/télécommande/gestion<br />

bord pour les satellites Inmarsat 2puis Telecom 2.<br />

1980-1986 :Matra Espace Vélizy :Direction Équipements et technologies<br />

Laboratoire Électronique numérique :responsable du développement de la qualification et de la production des calculateurs<br />

bord et système de gestion des données des satellites Eurostar.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 34


essais et modelisation<br />

Équipement<br />

Modernisation du caisson de vide<br />

thermique 3m 3<br />

Focus intespace<br />

Dans le cadre de son plan d’investissement et de modernisation de son parc de moyens d’essais,<br />

Intespace amis ses compétences d’ingénierie au service du caisson de vide thermique 3m 3 .<br />

– La liaison entre le spécimen et le<br />

moyen permet des séquences automatiques<br />

de pilotage du moyen<br />

indépendamment du spécimen (et<br />

inversement), ce qui garantit une sécurité<br />

en cas d’incidence sur l’un ou<br />

sur l’autre.<br />

– La redondance chaude appliquée<br />

aux systèmes de pompage, au système<br />

de contrôle commande ainsi<br />

qu’au serveur permet de garantir la<br />

fiabilité de l’essai<br />

– Un nouveau fluide caloporteur plus<br />

performant et compatible avec les exigences<br />

de propreté les plus contraignantes<br />

est venu remplacer l’ancien.<br />

Pour Intespace, l’enjeu était double.<br />

D’une part, proposer à ses clients des<br />

gains de productivité avec notamment<br />

la possibilité de ne plus faire travailler<br />

leurs équipes en 24 heures sur 24.<br />

D’autre part, assurer à ses clients de la<br />

fiabilité du caisson en automatisant la<br />

gestion des incidents et des réponses<br />

associées.<br />

Intespace a donc profité de cette<br />

occasion pour doter son moyen de<br />

nouvelles fonctionnalités pilotées à<br />

travers une interface de supervision<br />

dédiée :<br />

– L’automatisation permet de réaliser<br />

des profils complexes sans surveillance<br />

24 heures sur 24, et donc à<br />

moindre coût.<br />

– Ce moyen permet par exemple de<br />

changer de point de pilotage et de<br />

profil selon les contraintes et limites<br />

Caisson de vide thermique 3m 3<br />

rencontrées durant l’essai appelé<br />

« notching thermique ».<br />

– Il rend également possible la régulation<br />

de la vitesse de recompression,<br />

en opérant une vanne micrométrique<br />

à affichage d’ouverture.<br />

– Grâce à son niveau de modularité,<br />

il est possible de modifier à l’infini<br />

les séquences, seuils, alarmes, etc.<br />

pour s’adapter leplus précisément<br />

possible à la problématique de<br />

chaque client. Cela apermis à Intespace<br />

de répondre aux environnements<br />

spatiaux les plus atypiques<br />

comme par exemple sur laplanète<br />

Mars.<br />

– Le progiciel DynaWorks et son applicatif<br />

DynaTherma pour la supervision<br />

d’acquisition des données du<br />

spécimen d’un côté et du moyen de<br />

l’autre, permettent defaire de la corrélation<br />

entre les données du moyen<br />

d’essais et les données du spécimen<br />

en essai.<br />

– Le caisson de vide thermique 3m 3<br />

est relié aux alertes des servitudes<br />

des bâtiments afin depouvoir alerter<br />

l’opérateur en astreinte. Cela permet<br />

également de faire des parallèles<br />

entre d’éventuels événements<br />

qui surviendraient, anticiper des<br />

contraintes ou mieux diagnostiquer<br />

des incidents.<br />

– Enfin une aide en ligne permet de<br />

traiter les alertes sans faire appel de<br />

façon automatique aux personnes de<br />

la maintenance, un outil d’analyse en<br />

ligne permettant une plus grande réactivité<br />

de l’opérateur.<br />

La modernisation de ce caisson offre<br />

donc aux clients d’Intespace des prix<br />

de campagne plus compétitifs, des<br />

essais sécurisés etfiables, une modularité<br />

et donc une capacité d’adaptation<br />

à leurs spécifications sans limites<br />

et enfin laréduction des aléas<br />

planning.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 35


essais et modelisation<br />

Focus intespace<br />

Fonctionnalité<br />

dynaPrepa, un outil de préparation<br />

des campagnes d’essais<br />

Afin dediminuer et paralléliser les temps de préparation des essais et ainsi diminuer l’immobilisation<br />

des moyens, Intespace a doté son logiciel DynaWorks d’un module optionnel de préparation des campagnes<br />

d’essais :DynaPrepa.<br />

• Gestion des versions d’instrumentation<br />

• Gestion des voies recopiées<br />

• Définition des axes d’excitation<br />

• Recherche et filtre de capteurs spécifiques<br />

dans la base des capteurs<br />

• Attribution automatique des « inputs »<br />

• Contrôle de la préparation de l’essai<br />

Fonctionnant dans l’environnement de<br />

développement de DynaWorks V7, DynaPrepa<br />

s’appuie sur toutes les fonctionnalités<br />

degestion et de traitement<br />

des données du logiciel et s’adresse<br />

aux opérateurs d’essais (IHM, workflow,<br />

règles…).<br />

DynaPrepa offre quatre principales<br />

fonctions couvrant les différentes<br />

phases du workflow de la préparation<br />

de l’essai (image ci-contre : Modèle<br />

DynaPrepa) :<br />

>> Gestion du projet de l’essai<br />

Définit les projets d’essais dans une<br />

base de données dédiéeetcentralisée<br />

• Gestion de plusieurs projets d’essais<br />

• Création, modification et édition des<br />

projets d’essais<br />

• Définition des caractéristiques des<br />

projets d’essais avec le moyen d’essais,<br />

la base de données cible où seront<br />

stockés les résultats, les opérateurs<br />

d’essais, le client…<br />

• Export de la liste des projets d’essais<br />

sous Excel<br />

>> Instrumentation de l’essai<br />

Décrit l’instrumentation d’essai en sélectionnant<br />

une liste de capteurs dans<br />

la base de données, associe ensuite le<br />

capteur à un point de mesure et définit<br />

ses caractéristiques comme la direction<br />

et le câblage.<br />

• Accès à la base de données des capteurs<br />

étalonnés (entreprise ou local)<br />

• Visualisation des capteurs du projet<br />

utilisés<br />

• Fonction de filtrage et de recherche<br />

de capteurs spécifique dans la base<br />

• Import et export d’instrumentation externe<br />

sous MS Excel<br />

• Création automatique (glisser-déposer)<br />

ou manuelle de points de mesure<br />

• Gestion en configuration de l’instrumentation<br />

et possibilité de retrouver<br />

des instrumentations antérieures<br />

pour les modifier et ainsi apporter un<br />

gain de temps supplémentaire. Il permet<br />

également de faire des vérifications<br />

de l’installation<br />

• Sélection de capteurs interne ouexterne<br />

• Sélection du type de système de<br />

contrôle/commande, d’acquisition de<br />

données, de baies et de perche<br />

• Attribution automatique des perches<br />

• Vérification de l’instrumentation<br />

>> Préparation de l’essai<br />

Cartographie de chaque point de mesure<br />

avec le bon matériel connecté<br />

pour envoyer les données de préparation<br />

au logiciel d’acquisition.<br />

• Représentation multiple des modes<br />

(vues orientées TestLab ou Test<br />

bench)<br />

• Vérification de la carte instrumentation<br />

par rapport à l’acquisition<br />

• Mise en place de l’acquisition des<br />

données<br />

>> Post-essai<br />

Collecte les résultats d’essais et les<br />

envoie dans la base de données<br />

DynaWorks<br />

L’application intègre également des<br />

fonctionnalités accélérant le travail<br />

des opérateurs comme la détection<br />

d’erreurs à chaque étape du workflow,<br />

l’affichage d’un panneau d’informations,<br />

des bulles d’aide, etc.<br />

Lorsque son instrumentation est prête,<br />

l’opérateur peut ensuite générer automatiquement<br />

la configuration du<br />

système d’acquisition (SetUp). Le système<br />

LMS TestLab V14 est disponible<br />

dès à présent et d’autres systèmes<br />

peuvent être connectés sur demande.<br />

DynaPrepa peut être reliée à l’application<br />

de gestion du parc des capteurs<br />

appelée GESCAO, qui constitue une<br />

suite logique à la gestion de l’instrumentation<br />

en essai, permettant d’avoir<br />

une vue sur la disponibilité des capteurs<br />

sur la validité de leur étalonnage<br />

et d’effectuer des réservations pour<br />

les essais à venir. Elle peut également<br />

être couplée aux fonctionnalités de<br />

post-traitement deDynaWorks V7 et à<br />

l’application Comet pour lagénération<br />

de rapport.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 36


essais et modelisation<br />

Télémonitoring<br />

des données d’essais accessibles partout<br />

en temps réel grâce autélémonitoring<br />

Focus intespace<br />

En tant que partenaire industriel, Intespace aide ses clients à réduire le coût total de leur campagne<br />

d’essai en développant des outils et services autour des essais. Le télémonitoring en est un exemple<br />

puisqu’il permet d’éviter les déplacements sur les sites d’essais en donnant aux responsables techniques<br />

un accès entemps réel à leurs données d’essais et aux outils de monitoring et de traitement<br />

depuis leur bureau.<br />

L’objectif est de fournir le même service<br />

que le client soit à Intespace, à<br />

son bureau, à son hôtel. Cette solution<br />

se montre particulièrement simple à<br />

mettre en œuvre chez les clients.<br />

Intespace propose donc des solutions<br />

permettant de répondre à certaines attentes<br />

clients :<br />

• fourniture des données toutes les<br />

heures par blocs par sftp ou ftp<br />

• fourniture des données toutes les acquisitions<br />

(en général à la minute) par<br />

sftp ou ftp<br />

• accès à des visualisations etdes outils<br />

de traitement<br />

La force de cette technologie est de<br />

mettre à disposition des milliers de<br />

données provenant de différents flux ;<br />

• acquisition du moyen<br />

• données bord<br />

• baies thermiques<br />

• …<br />

permet d’afficher en temps réel des<br />

données flottantes et des mots d’états,<br />

de déclencher des alarmes…<br />

La solution Télémonitoring propose<br />

aux clients d’accéder à un environnement<br />

métier sécurisé (HTTPS) dédié<br />

spécifiquement aux clients ayant fait<br />

la demande etcedepuis n’importe où<br />

via une simple connexion Internet.<br />

La solution s’appuie sur une interface<br />

Web, utilisantainsi la puissance du navigateur<br />

en déportant l’affichage d’une<br />

station cliente Windows DynaWorks<br />

(Figure 1 : Architecture informatique<br />

Télémonitoring).<br />

Cet affichage permet de configurer et<br />

d’exploiter l’application DynaWorks de<br />

la même manière qu’en étant physiquement<br />

sur le site. Les données sont<br />

sur un serveur Linux à Intespace et<br />

sont confinées dans un espace client<br />

non partagé au sein d’Intespace qui<br />

assure l’étanchéité entre les données<br />

des clients. Pour des essais critiques<br />

militaires ou autres, des solutions plus<br />

sophistiquées peuvent être mises en<br />

place en s’appuyant sur des liens VPN<br />

entre le client et Intespace.<br />

Le progiciel de visualisation et de traitements<br />

performants DynaWorks V7<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 37


essais et modelisation<br />

Focus intespace<br />

Collaboration<br />

Le nouvel AdN des essais en Europe :<br />

Airbus defence and Space etintespace<br />

s’associent dans le Cluster Environmental Tests<br />

Cet article présente l’ensemble des savoir-faire et des métiers des<br />

sept centres d’essais d’Airbus Defence & Space et Intespace en<br />

France, Allemagne et Angleterre (figure 1 :Test centers locations)<br />

pour des essais à haute valeur ajoutée dans toute l’Europe.<br />

Pour être encore plus efficace auprès<br />

de ses clients, le groupe Airbus Defence<br />

&Space associe ses forces afin<br />

de proposer une offre d’essais intégrée.<br />

Équipements, expertises, savoir-faire,<br />

process :tous les sites du cluster répondent<br />

aux mêmes niveaux d’exigence.<br />

La prise en charge des problématiques<br />

des clients est la même d’un<br />

site d’essais à l’autre. Les ingénieurs<br />

et techniciens mettent en œuvre une<br />

méthodologie commune qui intègre<br />

totalement les objectifs et contraintes<br />

des donneurs d’ordres afin d’optimiser<br />

trois données essentielles du succès<br />

d’une qualification :laqualité, lecoût<br />

et les délais.<br />

Ce cluster réunit donc l’expérience et<br />

les compétences d’experts éprouvés<br />

sur denombreux secteurs industriels,<br />

du spatial à l’aéronautique en passant<br />

par l’énergie et les transports. En effet,<br />

c’est dans l’espace que ces entreprises<br />

ont construit leur savoir-faire et<br />

leur réputation, proposant des essais<br />

sur des systèmes allant du plus gros<br />

Alphasat (6,6 tonnes au lancement,<br />

plus de 6mdehaut…) auplus petit<br />

microsatellite comme ce Cubesat pour<br />

les étudiants del’université de Montpellier<br />

(un petit cube de 10 cm d’arête<br />

pour une masse d’un petit kg), en<br />

passant par la qualification des équipements<br />

deces satellites. Mais cette<br />

expérience bénéficie aujourd’hui à<br />

d’autres secteurs industriels.<br />

La qualification des équipements de<br />

vol est une étape majeure dans le déroulement<br />

d’un projet aéronautique.<br />

Baies avioniques, calculateurs, ventilateurs,<br />

vannes, clapets… doivent<br />

respecter rigoureusement les spécifications<br />

définies lors delaconception<br />

du produit. Les centres d’essais du<br />

cluster répondent aux exigences de<br />

l’aéronautique, qu’il s’agisse d’équipements<br />

courants, complexes, de<br />

petite taille ou volumineux, selon<br />

les normes DO 160, MIL STD 810,<br />

GAM EG 13, Normes ISO etc. etles<br />

spécifications constructeurs : Airbus<br />

ABD100, Eurocopter SPX 902 A0002<br />

E01, Boeing…<br />

Armoires, baies, pupitres et calculateurs<br />

(PC durcis), consoles, têtes de<br />

missiles, véhicules, shelters, radars/<br />

antennes, voire torpilles dans le domaine<br />

de la Marine… les équipements<br />

militaires sont soumis, en théâtre<br />

d’opération, à des environnements sévères<br />

chargés de mettre à l’épreuve<br />

leur endurance : chocs et vibrations<br />

(chute libre, nids-de-poule, vibrations<br />

aléatoires…), humidité/sécheresse<br />

(brouillard salin, chaud/froid…),<br />

champs magnétiques, champs électriques<br />

élevés… Tous les moyens<br />

d’essais répondent aux normes militaires<br />

MIL-STD-461, DEF-STANAG,<br />

GAM-EG-13.<br />

Outre ces trois secteurs d’activité majeurs,<br />

le cluster EVT adresse également<br />

le marché des transports :équipements<br />

électriques embarqués sur<br />

des trains, des bateaux, des moteurs<br />

(normes de qualification EN 50121,<br />

50124, 50155 et 61373) et le secteur<br />

de l’énergie (centrales électriques,<br />

pétrochimie, fabricants d’équipements<br />

de gaz) suivant la qualification<br />

K3.<br />

Cette offre élargie permet d’aborder<br />

avec pertinence des problématiques<br />

industrielles très diverses et répond<br />

aux contraintes de proximité et de flexibilité<br />

du marché.<br />

Plus de 50 000 m² de centre d’essai<br />

<strong>Essais</strong> Mécaniques<br />

(figure 2:Chambre acoustique)<br />

>> <strong>Essais</strong> de vibration et de Chocs<br />

– <strong>Essais</strong> sinus<br />

– <strong>Essais</strong> aléatoires<br />

– Vibrations sinus/bruit oubruit/bruit<br />

– Accélération constante<br />

– Chocs<br />

– Pyrotechnique<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 38


essais et modelisation<br />

– Impact d’atterrissage d’avion<br />

– Chocs d’accident (type impact)<br />

– <strong>Essais</strong> d’analyse modale<br />

– <strong>Essais</strong> statiques et de fatigue<br />

>> <strong>Essais</strong> acoustiques<br />

– Engine noise<br />

– Flux aérodynamique autour<br />

de la structure<br />

>> Caractérisation de matériel<br />

>> Mesure de propriétés physiques<br />

– Détermination de masse<br />

– Mesure de centre de gravité<br />

– Calcul d’inertie<br />

– <strong>Essais</strong> statiques &thermostatiques<br />

Primevère (Figure 3:Primevere)<br />

Pôle à risques et impacts maîtrisés<br />

d’essais de validation et d’essais de<br />

robustesse énergétiques<br />

Thermique &Climatique<br />

– <strong>Essais</strong> thermiques à pression ambiante<br />

sous azote<br />

– <strong>Essais</strong> de vide thermique<br />

– <strong>Essais</strong> de simulation spatiale (avec<br />

simulateur solaire)<br />

– Mesure de déformée thermoélastique<br />

(TED)<br />

– <strong>Essais</strong> climatiques (Figure 4:Banc<br />

essai pluie)<br />

– <strong>Essais</strong> aérothermiques et torche<br />

plasma<br />

– Dépressurisation rapide<br />

Électrique – CEM/RF<br />

– <strong>Essais</strong> de compatibilité électromagnétique<br />

– <strong>Essais</strong> d’amagnétisme<br />

– <strong>Essais</strong> réseaux électriques<br />

– <strong>Essais</strong> foudre<br />

– Signature radar<br />

– Hyperfréquences<br />

– Mesure d’antennes<br />

Maintenance &Métrologie<br />

– Installation et maintenance de moyen<br />

d’essais<br />

– Maintenance prédictive, conditionnelle,<br />

préventive, corrective,<br />

– Installation de moyens d’essaisetrecette<br />

opérationnelle,<br />

– Élaboration de plan de maintenance,<br />

– Analyse des modes de défaillance<br />

(Amdec – analyse des tendances…),<br />

– Déménagement d’installations.<br />

>> Calibration &Contamination<br />

– Des appareils de référence raccordés<br />

Cofrac<br />

– Un banc accélérométrie<br />

– Un banc température<br />

– Un banc pression<br />

– Des appareils de mesure thermo-optiques<br />

Ingénierie d’essais<br />

– Ingénierie de centres d’essais<br />

– Développement et fourniture de<br />

moyens d’essais<br />

– Ingénierie d’essais (spécifications<br />

d’essais, plans et procédures d’essais,<br />

outillage)<br />

– Études (Analyse, méthodes d’essais,<br />

outils d’analyses)<br />

Zones propres<br />

– Assemblage<br />

– Intégration<br />

Formation<br />

– Vibration<br />

– Mesures physiques<br />

– Acoustique<br />

– Thermique<br />

– CEM<br />

Focus intespace<br />

Progiciel DynaWorks (Figure 5:<br />

DynaWorks)<br />

>> Solutions pour les produits<br />

collaboratifs<br />

– Sous-traitance<br />

– Définition de base de données<br />

– Management de procédure d’essais<br />

– Gestion de l’instrumentation des<br />

données<br />

>> Solutions pour les bureaux<br />

d’études<br />

– Spécifications d’essais<br />

Analyse de données pour :<br />

– <strong>Essais</strong> de vibration<br />

– <strong>Essais</strong> de chocs<br />

– <strong>Essais</strong> thermiques<br />

– <strong>Essais</strong> CEM<br />

>> Solutions pour les bancs et les<br />

centres d’essais<br />

– Télétesting<br />

– Télémonitoring<br />

– Analyse modale<br />

– Comparaison<br />

– Rapport d’essais<br />

– Prediction Notching<br />

– Monitoring d’essais thermiques<br />

et statiques<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 39


essais et modelisation<br />

Stratégie<br />

Emitech installe un nouveau laboratoire<br />

àToulouse<br />

Ça bouge chez Emitech !Alors qu’elle vient de se voir attribuer l’accréditation Cofrac pour les tests<br />

menés sur les équipements ITER, l’entreprise originaire de Montigny-le-Bretonneux(Yvelines) s’agrandit<br />

encore en ouvrant un nouveau laboratoire d’essais CEM, climatiques et mécaniques à Toulouse.<br />

Vibrateur<br />

Créée ilyavingt-cinq ans, la société<br />

Emitech a démarré ses activités de<br />

tests dans un laboratoire d’à peine<br />

200 m². L’entreprise employait alors<br />

cinq personnes contre plus de 300 aujourd’hui,<br />

dont une centaine au siège,<br />

à Montigny. Lereste des effectifs est<br />

réparti à travers les quatre filiales de<br />

ce groupe indépendant qui comprend<br />

au total pas moins de seize centres en<br />

France (la dernière acquisition en date<br />

est celle de Dirac, en février dernier).<br />

Spécialisé dans les essais physiques<br />

et électriques, le groupe asudévelopper<br />

d’autres activités complémentaires<br />

comme la formation et l’ingénierie, et<br />

mène des études approfondies pour<br />

le compte de ses clients afin dedéterminer<br />

les contraintes et le coût des<br />

essais ;l’objectif étant d’éviter – sinon<br />

réduire au maximum – les risques d’erreur<br />

;d’autant que les problématiques<br />

évoluent, apportant plus de contraintes<br />

sur les produits testés etdonnant lieu<br />

à des cahiers des charges de plus en<br />

plus exigeants.<br />

Le groupe Emitech couvre une grande<br />

partie des essais en environnement<br />

– notamment depuis le rachat d’Environne’Tech<br />

il yatrois ans. Les secteurs<br />

visés sont très variés etvont de l’aéronautique<br />

civile (25 %des activités du<br />

groupe) à l’industrie (19 %, essentiellement<br />

dans l’éolien et le nucléaire) en<br />

passant par l’automobile (16 %) et les<br />

produits pour le grand public comme<br />

les télécoms.<br />

Les raisons de ce succès sont multiples<br />

; parmi elles, d’importants investissements<br />

dans la R&D, où près de<br />

cinquante personnes travaillent, mais<br />

également dans des équipements de<br />

pointe pour maintenir le niveau de ses<br />

laboratoires autop de la technologie.<br />

« Chaque année, nous investissons<br />

environ 10 à 15 %denotre chiffre d’affaires<br />

dans les équipements etl’instrumentation;<br />

sans compter l’acquisition<br />

de Dirac, le montant de nos investissements<br />

devrait atteindre3,2 millions d’euros<br />

cette année », souligne Matthieu<br />

Cognet, PDG du groupe. Enfin, et cette<br />

raison est loin d’être négligeable, Emitechn’hésite<br />

à maintenir un haut niveau<br />

de compétences :l’acquisition de sociétés<br />

mais aussi la volonté d’investir dans<br />

Matthieu Cognet, PDG d’Emitech<br />

du personnel très qualifié renforcent le<br />

savoir-faire de l’entreprise : « ici, près<br />

d’un tiers du personnel est ingénieur<br />

et un tiers est composé de techniciens<br />

supérieurs », ajoute Jean-Marc Rogi,<br />

responsable communication-marketing.<br />

un nouveau laboratoire<br />

àToulouse<br />

Toulouse ne sera plus le lieu d’une<br />

« simple » antenne commerciale (ouverte<br />

en septembre 2012). Déjà celle-ci<br />

assurait des fonctions d’ingénierie et de<br />

formation. Mais la ville rose accueillera<br />

désormais le troisième laboratoire<br />

d’Emitech. Conçu de toutes pièces,<br />

le groupe entend bien en faire un site<br />

référence pour les structures à venir :<br />

« c’est l’avantage de partir d’une feuille<br />

Pince couplage foudre aéronautique<br />

Pilotage des moyens d’essais CEM<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 40


essais et modelisation<br />

Cage CISPR<br />

d’essais pour l’aéronautique mais aussi<br />

pour l’automobile etdemettre en place<br />

un service local pour la préqualification<br />

et la préévaluation », souligne le PDG<br />

du groupe. Concernant le laboratoire<br />

de génie climatique et de mécanique, il<br />

s’adressera plus généralement au secteur<br />

du transport, ycompris dans le ferroviaire.<br />

Deux générateurs de vibration (de<br />

60 kN) devront permettre de répondre à<br />

80 %des essais dans l’aéronautique et<br />

l’automobile, avant une nouvelle extension<br />

nécessaire pour pratique des essais<br />

halt &hass et des essais d’altitude.<br />

blanche, nous allons pouvoir équiper<br />

ce laboratoire et l’agencer exactement<br />

comme on le souhaite », seréjouit Matthieu<br />

Cognet. Laproximité d’Airbus a<br />

naturellement orienté le choixd’Emitech<br />

d’installer ses 1700 m² de laboratoire<br />

non loin de l’aéroport Toulouse Blagnac.<br />

Au total, pas moins d’1 million d’euros<br />

ont été investis pour équiper la structure<br />

spécialisée dans la compatibilité électromagnétique<br />

(CEM), les essais mécaniques<br />

et climatiques. Le laboratoire entend<br />

pallier lemanque d’offre en termes<br />

de qualification et de certification en vue<br />

notamment du marquage CE.<br />

Opérationnel depuis la mi-mai, le laboratoire<br />

toulousain se compose de deux<br />

cages de Faraday (dont une de grande<br />

dimension pour se conformer aux exigences<br />

de la norme CE). Une troisième<br />

est prévue, toujours pour répondre aux<br />

besoins pressants de l’aéronautique.<br />

« Dans un deuxième temps, nous envisageons<br />

d’augmenter nos capacités<br />

ITER light<br />

Olivier Guillon<br />

Emitech accroît sa présencedans l’aéronautique avec l’acquisition de diracTechnnology<br />

En février dernier, legroupe Emitech amis la main sur la société Dirac Technology, une entreprise spécialisée dans<br />

les essais en vibration à forte température (jusqu’à 800 °C et1100° par induction). Ce petit laboratoire de quatre<br />

personnes est situé à Dourdan (Essonne) et s’adresse aux secteurs automobile, aéronautique et ferroviaire. Référent<br />

Snecma (groupe Safran) pour les essais de qualification, ce laboratoire permet à Emitech de poursuivre sa présence<br />

sur le territoire francilien mais aussi de se renforcer dans le secteur aéronautique.<br />

Le centre lyonnais d’Emitech va tester les futurs équipements iTEr<br />

La phase d’exploitation duréacteur thermonucléaire expérimental international ITER devrait commencer en 2020.<br />

Pour ce projet expérimental (actuellement en construction à Cadarache à proximité d’Aix-en-Provence) visant à<br />

vérifier la faisabilité scientifique et technique de la fusion nucléaire comme nouvelle source d’énergie, Emitech sera<br />

en charge de tester les équipements pour la France (au total, le projet associe trente-cinq pays). En effet, seuls les<br />

laboratoires Emitech, qui offrent un regroupement de compétences et de moyens d’essais rarement égalé au niveau<br />

européen dans les différents domaines des tests, ont obtenu l’accréditation Cofrac nécessaire pour tester les futurs<br />

équipements. Plusieurs centaines d’équipements du futur réacteur devront ainsi être soumis à des essais. Les premiers<br />

ont débuté en 2014. Le centre de Lyon, dont le personnel est habilité au travail en environnement nucléaire<br />

(DATR B) adéjà répondu à une série des tests de compatibilité électromagnétique, en particulier sur l’immunité aux<br />

champs magnétiques statiques, spécifique à ITER.<br />

Les essais portent sur la spécification ITER 98JL4W :lematériel testé doit continuer à fonctionner normalement<br />

lorsqu’il est soumis à l’un des 5niveaux de champs magnétiques (suivant son éloignement du cœur) de 7,5 mT à<br />

120 mT définis par le cahier des charges. Emitech est équipé de bobines d’induction à section carrée qui permettent<br />

de générer un champ magnétique de 100 mTdurant 5minutes toutes les 30 minutes.<br />

Les laboratoires du groupe proposent une approche globale des campagnes d’essais grâce à leur complémentarité<br />

en CEM, radio et sécurité des équipements, mécanique, climatique physico-chimique et hydraulique. Ainsi d’autres<br />

laboratoires du groupe ont également d’ores etdéjà en place des bancs d’essais séisme « ensemble » et « composants<br />

» :letest soumet les matériels à une excitation simultanée horizontale et verticale. Le déplacement maximal ne<br />

doit pas excéder 250 mm à l’horizontale et 100 mm à la verticale pour une fréquence de 0,1 Hz à 100 Hz.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 41


dossier automobile<br />

En pratique<br />

Simuler un capteur de position par induction<br />

Les voitures fonctionnent dans des environnements extrêmement variables, comme par exemple les<br />

fluctuations de température. Il est donc important dans certains cas de disposer de composants capables<br />

de gérer de telles conditions. Comme un capteur de position par induction dont une étude par<br />

simulation aété présentée lors de la conférence Comsol 2014 à Cambridge.<br />

planes. L’activateur peut se déplacer<br />

ou glisser horizontalement au-dessus<br />

des bobines planes. Il est important de<br />

retenir que la distance activateur-bobine<br />

est fixe.<br />

Quelques utilisations de capteur de position dans une voiture.<br />

Image tirée delaprésentation de A. K. Palit à la Conférence Comsol 2014 à Cambridge<br />

Imaginez que vous conduisez dans le<br />

désert. Quand la nuit tombe, la température<br />

chute également. Une fois arrivé<br />

à destination, vous ralentissez et vous<br />

vous garez. Lorsque vous changez<br />

de vitesse, la voiture réagit de façon<br />

appropriée siles éléments du boitier<br />

de vitesse automatique fonctionnent<br />

correctement. Un de ces éléments est<br />

un capteur de position, intégré dans<br />

le boitier de vitesse automatique et<br />

dans d’autres composants de la voiture,<br />

comme le système d’ajustement<br />

de position des sièges. Ces capteurs<br />

doivent donc fonctionner dans les<br />

conditions d’environnement variables<br />

des voitures.<br />

Un chercheur de la société allemande<br />

Lemfoerder Electronic (ZF-Friedrichshafen<br />

AG. Group) a présenté<br />

les simulations qu’il a réalisées d’un<br />

capteur de position par induction à la<br />

Conférence Comsol 2014 de Cambridge.<br />

Le choix de ce type de capteur<br />

sans contact résultait de sa stabilité<br />

en température et de son faible coût.<br />

Les capteurs de position à effet Hall<br />

couramment utilisés sont en effet plus<br />

chers et leur température varie après<br />

une mesure.<br />

Concevoir un capteur de position<br />

par induction par la simulation<br />

Afin d’analyser, notamment en fréquence,<br />

le fonctionnement d’un capteur<br />

de position par induction, ce chercheur<br />

a utilisé le logiciel d’éléments<br />

finis Comsol Multiphysics pour créer<br />

un modèle de bobine inductive plane.<br />

Dans ce modèle, la bobine plane est<br />

en forme de spirale et un de ses côtés<br />

touche la carte de circuit imprimé. Les<br />

bobines planes peuvent adopter différentes<br />

formes :carré, rectangulaire ou<br />

encore circulaire.<br />

Son modèle inclut également un activateur<br />

(en forme de losange), créé à<br />

partir d’un film mince de cuivre. L’activateur<br />

est positionné entre 0,2 et<br />

0,3 millimètre au-dessus des bobines<br />

Quand l’activateur en cuivre glisse<br />

juste au-dessus d’une bobine plane, les<br />

courants induits réduisent l’inductance<br />

de la bobine. Dans le diagramme, les<br />

bobines 2, 3et4montrent un changement<br />

de leur inductance en lien avec<br />

leur position relative par rapport à l’activateur.<br />

Cette variation de l’inductance<br />

est convertie en un signal de tension<br />

qui donne une idée delaposition approximative<br />

de l’activateur.<br />

Le modèle décrit jusqu’à présent est<br />

limité à une petite partie de la carte<br />

du circuit imprimé. Ceci est lié à la petite<br />

taille et au nombre limité de tours<br />

des bobines planes. De fait, la sensibilité<br />

du capteur est directement dépendante<br />

de la réduction possible de<br />

l’inductance. Pour dépasser ces limitations,<br />

un modèle de double couche de<br />

bobines planes a été construit et comparé<br />

au premier modèle.<br />

Globalement, le capteur de position<br />

peut être vu comme les enroulements<br />

primaire et secondaire, pas très performants,<br />

d’un transformateur, utilisant<br />

l’air comme matériau de cœur.<br />

Image d’un capteur de position par induction, la ligne rouge représente l’activateur.<br />

Image tirée delaprésentation de A. K. Palit à la Conférence Comsol 2014 à Cambridge.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 42


dossier automobile<br />

À gauche :Position Xoff (mm) horizontale de l’activateur fonction de l’inductance de la bobine (nH) d’une bobine plane simple couche.<br />

À droite :Position Xoff (mm) horizontale de l’activateur fonction de l’inductance de la bobine (nH) d’une bobine plane double couche.<br />

Image tirée delaprésentation de A. K. Palit à la Conférence Comsol 2014 à Cambridge.<br />

Analyse des résultats<br />

Cette simulation aaidé à mieux comprendre<br />

le fonctionnement réel de ce<br />

type decapteur de position, en précisant<br />

la variation d’inductance d’une bobine<br />

plane en fonction dudéplacement<br />

horizontal de l’activateur juste au-dessus.<br />

Dans lecapteur deposition, un<br />

changement deposition horizontal Xoff<br />

est corrélé avec un déplacement physique<br />

de l’activateur. Classiquement,<br />

Xoff signale une pause ou un arrêt de<br />

transmission, ce qui se traduit dans la<br />

simulation par une diminution del’inductance<br />

de la bobine plane. Dans les<br />

graphiques, Xoff=0 indique le centre<br />

d’une bobine plane. À cet endroit, l’inductance<br />

doit être à sa valeurminimale.<br />

Le graphique suivant montre comment<br />

le déplacement horizontal del’activateur<br />

influe sur l’inductance d’une bobine<br />

plane à une fréquence de 10 MHz.<br />

Bien que les deux courbes présentent<br />

la même allure, les résultats montrent<br />

des différences significatives. Pour le<br />

graphique d’une bobine plane en une<br />

couche, le glissement de l’activateur<br />

provoque une variation d’environ 49 %<br />

de l’inductance de la bobine. Cette variation<br />

atteint 53 %pour l’inductance<br />

de la bobine double couche, dont la<br />

valeur est par ailleurs plus élevée. Ce<br />

sont des résultats attendus, puisqu’une<br />

plus grande surface de bobine entraine<br />

une plus grande inductance. Cet effet<br />

est à priori favorable pour améliorer la<br />

sensibilité du capteur de position.<br />

L’amplitude de la densité de flux magnétique<br />

(en mT) aaussi été calculée à<br />

la fréquence de 10 MHz pour les deux<br />

modèles de capteur. Onobserve ainsi<br />

la variation de flux magnétique dansl’air<br />

du noyau. Bien que difficile à comparer<br />

directement, les deux images montrent<br />

un flux magnétique plus important dans<br />

le cas de la double couche, et donc une<br />

preuve supplémentaire de l’intérêt des<br />

bobines planes double couche.<br />

utiliser la simulation dans un test<br />

de conduite<br />

À partir des modélisations du capteur<br />

de position par induction et des informations<br />

obtenues lors des simulations,<br />

le chercheurest parvenu à concevoir un<br />

design qui répond aux contraintes de<br />

fonctionnement du véhicule. Ce design a<br />

ensuite été optimisé en analysant grâce<br />

aux simulations l’influence des différents<br />

paramètres, comme les distances entre<br />

les différents éléments (en pratique les<br />

positions horizontales et verticales de<br />

l’activateur), la géométrie et les tailles<br />

sur la sensibilité et l’efficacité du capteur.<br />

Un point mis en évidence apar exemple<br />

été la possible réduction de l’impédance<br />

d’une bobine plane, quand l’activateur<br />

est placé au centre de la bobine, avec<br />

une inter-distance d’au plus 0,2 millimètre.<br />

Ce résultat a été utile dans le<br />

développement d’une boîte de vitesse<br />

automatique d’une voiture allemande.<br />

>> Pour plus de détails, lire sur<br />

Comsol.Comsol.fr/papers-presentations<br />

l’article d’A.K. Palit, Frequency<br />

Response Modeling of Inductive<br />

Position Sensor with Finite Element<br />

Tools, présenté lors la Conférence<br />

Comsol 2014 à Cambridge – Article<br />

extrait du blog Comsol Comsol.<br />

Comsol.fr/blogs/modeling-an-inductive-position-sensor/<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 43


dossier automobile<br />

Entretien<br />

La simulation numérique, l’élément<br />

incontournable dans le secteur automobile<br />

Démarrer le développement d’un véhicule le plus en amont possible grâce à la simulation, telle est<br />

la priorité – entre autres – des constructeurs automobiles et des équipementiers, comme l’explique<br />

Benoît Vidalie, directeur de dSPACE France, à travers de multiples exemples d’applications des solutions<br />

mises au point par le fabricant d’outils d’ingénierie.<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong><br />

Comment se positionne dSPACE<br />

dans le secteur de l’automobile et<br />

quelle part occupe-t-il dans vos activités<br />

?<br />

Benoît Vidalie<br />

L’automobile est notreprincipal client et<br />

constitue lapart la plus importante de<br />

notre chiffre d’affaires. Nous sommes<br />

un fournisseur majeur d’outils logiciels<br />

et matériels pour le développement de<br />

systèmes mécatroniques embarqués,<br />

très largement utilisés pour les calculateurs<br />

installés dans les voitures. Des<br />

millions de véhicules circulent avec des<br />

fonctions et du code développés puis<br />

testés avec les solutions dSPACE.<br />

Comment a évolué – plus globalement<br />

– ce secteur et à quelles<br />

problématiques sont aujourd’hui<br />

confrontés à la fois les constructeurs<br />

et les sous-traitants ainsi que<br />

les équipementiers ?<br />

La part de l’électronique dans les véhicules<br />

ne cesse de croître dans le but<br />

de répondre à des exigences environnementales<br />

et de sécurité toujours plus<br />

draconiennes. Par exemple, l’Euro 7<br />

exige d’énormes progrès sur les motorisations.<br />

Autre exemple, la détection<br />

de piétons et le freinage d’urgence<br />

étaient, il yapeu, des options pour les<br />

véhicules haut de gamme. Ils figurent<br />

maintenant sur la liste des prérequis<br />

nécessaires pour obtenir les cinq<br />

étoiles décernées par Euro NCAP pour<br />

les véhicules les plus sûrs. Également,<br />

avec les ADAS, les constructeurs développent<br />

de nouvelles fonctions pour<br />

se différencier de la concurrence.<br />

La conséquence de cela est que le<br />

nombre de projets calculateurs ne<br />

cesse d’augmenter. Pour structurer les<br />

développements de logiciel embarqué,<br />

de nombreuses normes ont ainsi vu le<br />

jour. Des normes comme Autosar permettent<br />

par exemple de « séparer » le<br />

développement du logiciel de l’électronique<br />

et d’échanger très efficacement<br />

entre partenaires. Autre exemple,<br />

pour les systèmes critiques, comme<br />

par exemple le freinage d’urgence, la<br />

norme ISO 26262 définit les règles à<br />

respecter pour que le niveau de qualité<br />

requis soit atteint.<br />

En quoi ces évolutions impactent-elles<br />

vos activités et à<br />

quelles exigences devez-vous aujourd’hui<br />

répondre ?<br />

L’évolution de l’électronique dans le<br />

véhicule exige de suivre les technologies<br />

de pilotage, les capteurs et les<br />

actionneurs associés. Ainsi, dSPACE<br />

a été l’un des tout premiers acteurs à<br />

proposer des outils de prototypage en<br />

temps réel de fonctions de contrôle<br />

de machines électriques. On peut citer<br />

comme autre exemple le « downsizing<br />

» des moteurs thermiques qui<br />

nécessite le support de nouveaux<br />

capteurs. Nous devons aussi être attentifs<br />

à l’évolution des processus de<br />

développement de nos clients. Par<br />

exemple, parce que le nombre de<br />

projets de développement calculateur<br />

augmente fortement, nos clients font<br />

face à des quantités dedonnées de<br />

tests et de modélisation, toujours plus<br />

importantes. Pour répondre à cette<br />

problématique, dSPACE adéveloppé<br />

Synect, un outil de gestion centralisée<br />

de données pour le Model Based Design.<br />

Par ailleurs, afin que nos clients<br />

puissent développer leurs produits<br />

tout en respectant la nouvelle norme<br />

ISO 26262 pour les applications critiques,<br />

nos outils de génération de<br />

code et de test font l’objet de certificats<br />

du TÜV allemand ; ceux-ci garantissent<br />

que ces outils sont « fit for<br />

purpose » pour l’ISO 26262.<br />

Pouvez-vous nous donner quelques<br />

exemples de demandes clients<br />

très spécifiques* (et pouvant ainsi<br />

mettre en avant votre savoir-faire<br />

et votre valeur ajoutée par rapport à<br />

d’autres éditeurs) ?<br />

Pour le test d’un freinage d’urgence,<br />

un constructeur nous ademandé de<br />

réaliser un banc. L’enjeu était de commencer<br />

les tests avant que le véhicule<br />

ne soit disponible. Le système met en<br />

jeu de nombreux calculateurs et de<br />

nombreux réseaux. Pour répondre à<br />

cette demande, un véhicule virtuel permettant<br />

de reproduire en temps réel le<br />

comportement du véhicule aété développé.<br />

Lerésultat est que le client apu<br />

commencer ses tests très tôt dans le<br />

cycle. Il a été aussi capable de tester<br />

des situations de conduite critiques<br />

qu’il serait dangereux de produire avec<br />

un véhicule réel sur piste.<br />

Autre exemple de demande spécifique<br />

:letest de fonctions de contrôle<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 44


dossier automobile<br />

de machines électriques particulièrement<br />

innovantes chez un équipementier.Les<br />

stratégies de contrôles doivent<br />

être validées sans la machine réelle.<br />

Pour y parvenir, le client utilise une<br />

plateforme à base de FPGA et des modèles<br />

ouverts pour cette plateforme.<br />

De cette façon il est capable de reproduire<br />

en temps réel le comportement<br />

de machines électriques dont les fréquences<br />

sont très élevées. Grâce à ce<br />

moyen, les stratégies de commande<br />

sont validées plus tôt dans le processus.<br />

Il est également possible d’effectuer<br />

des tests en situation critique, là<br />

où il yaurait un risque de détérioration<br />

de matériel ou un défaut de sécurité.<br />

Également, sur simulateur temps réel,<br />

les tests sont automatisés.<br />

Un client constructeur a besoin de<br />

démontrer la faisabilité de fonctions<br />

de conduite autonome. Pour cela, il<br />

doit développer un véhicule prototype<br />

sur lequel des fonctions d’aide à la<br />

conduite sont ajoutées. Pour yparvenir,<br />

ilutilise des systèmes MicroAutobox<br />

de dSPACE, directement programmables<br />

à partir du modèle. En partant<br />

directement du modèle, l’utilisateur<br />

peut très facilement modifier ses stratégies<br />

de contrôle et les fonctions sont<br />

opérationnelles rapidement.<br />

Autre exemple, un client équipementier<br />

développe du logiciel sur des électroniques<br />

tierces parties. Il s’appuie<br />

sur la norme Autosar, définit l’architecture<br />

logicielle interactivement avec<br />

SystemDesk et génère le code directement<br />

à partir du modèle avec Target-<br />

Link. SystemDesk et TargetLink sont<br />

parfaitement intégrés. On obtient le<br />

résultat suivant :uncycle de développement<br />

très efficace, avec un « time to<br />

market » optimisé et un code à la qualité<br />

irréprochable.<br />

Comment voyez-vous l’avenir de<br />

la simulation numérique dans l’automobile<br />

? À quels enjeux et défis<br />

technologiques ou réglementaires<br />

devra répondre ce secteur en pleine<br />

mutation ?<br />

La simulation numérique est de plus<br />

en plus utilisée pour commencer à tester<br />

les calculateurs le plus tôt possible<br />

dans le cycle de développement. Une<br />

évolution récente, liée à l’émergence<br />

d’Autosar, consiste à produire un calculateur<br />

virtuel, capable de reproduire<br />

en simulation le comportement temporel<br />

des couches applicatives, des bus,<br />

des taches, etc. Dèsqu’il a été généré,<br />

le V-ECU peut être simulé en boucle<br />

fermée avec le modèle du système à<br />

piloter.Ilest ainsi possible de commencer<br />

à tester le calculateur très tôt dans<br />

le cycle. Également, le V-ECU peut<br />

être exécuté sur banc HIL en temps<br />

réel. Il est ainsi possible dedémarrer<br />

les tests HIL, même si un calculateur<br />

n’est pas encore disponible. Pour<br />

échanger les modèles, constructeurs<br />

et équipementiers ont développé de<br />

nouvelles normes. Les plus connues<br />

sont Modelica (langage de modélisation)<br />

et Modelisar (format d’échange).<br />

Enfin, dans le but de rendre l’exploitation<br />

des outils de test plus efficace, des<br />

modèles simulant les tests standardisés<br />

sont disponibles. On peut citer par<br />

exemple, les tests standardisés Euro<br />

NCAP pour le freinage d’urgence.<br />

Propos recueillis<br />

par Olivier Guillon<br />

Méthodologie<br />

ANew reliability Methodology<br />

for the Validation of Mechatronic Systems<br />

1. introduction<br />

The international industry is under<br />

a high competition. For instance, in<br />

2014, the automotive industry has produced<br />

more than 74 million cars in the<br />

world, equivalent to 2.13 cars every<br />

seconds! To survive and grow in such<br />

a competitive business environment,<br />

manufactures must deliver reliable<br />

products with more features, at lower<br />

cost, and in less time. In response to<br />

these market forces, manufacturers<br />

are challenging reliability professionals<br />

as well as providing opportunities to<br />

improve reliability, shorten design cycle,<br />

reduce production and warranty<br />

costs, and increase customer satisfaction.<br />

To meet these challenges, reliability<br />

professionals need more effective<br />

techniques to assure product reliability<br />

throughout the product life cycle. In<br />

mechatronic reliability, afamous technique<br />

used is HALT. But, when afailure<br />

appears during this extremely severe<br />

test, how can we evaluate the vehicle<br />

risk and so change the design of the<br />

product? Through aFrench research<br />

program called FiRST-MFP, this paper<br />

proposes anew approach to fix acriteria<br />

based on fatigue evaluation.<br />

2. background of the HALTHASS<br />

process<br />

HALT [1]<br />

Throughout aHALT process, the intent<br />

is to subject the UUT (Unit Under Test)<br />

to stimuli well beyond the expected field<br />

environments to determine the operating<br />

and destruct limits of the product.<br />

Failures that typically show up in the<br />

field over aperiodoftime at much lower<br />

stress levels are quickly discovered<br />

while applying high stress conditions<br />

over ashort period of time.<br />

HALT is primarily a margin discovery<br />

process. In order to ruggedize the UUT,<br />

the root cause of each failure needs<br />

to be determined and the problems<br />

corrected until the fundamental limit<br />

of the technology for UUT can be<br />

reached or until the limits of the used<br />

HALT test means are reached. This<br />

Abstract: The purpose of this<br />

article is to propose an innovative<br />

methodology helping in the decision<br />

if aprecipitated failure during<br />

HALT isrelevant (or not) to aDesign<br />

change.<br />

Keywords: HALT, Fatigue, Design,<br />

Life Profile, Reliability,Vehicle<br />

Risk, Mechatronics<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 45


dossier automobile<br />

process will yield the widest possible<br />

margin between UUT capabilities and<br />

the environment in which it will operate,<br />

thus increasing the product’s reliability,<br />

reducing the number of field returns and<br />

realizing long-term savings.<br />

HALT isused to supplement Qualification<br />

testing – not replace it. HALT test<br />

is a “qualitative” test, not a “quantitative”<br />

test as an “Accelerated test”. An<br />

“Accelerated test” must apply astress<br />

load which can precipitate afailure as<br />

in the field.<br />

HASS [1]<br />

The principle ofthe Highly Accelerated<br />

Environmental Stress Screening (HA-<br />

ESS) is to submit equipments coming<br />

out of production to levels of constraint<br />

far above the specified values while<br />

staying below the destructive limits<br />

which could have been revealed by a<br />

campaign of Highly Accelerated Tests<br />

The most evident objective of screening<br />

is to discover and precipitate any<br />

weaknesses in the product; the consequences<br />

are to improve<br />

-the operational reliability of the population<br />

of similar (same definition) items<br />

by precipitating latent failures and removing<br />

the weak items<br />

-the manufacturing processes and eliminate<br />

residual design defects<br />

>HALT and HASS main objectives<br />

are to:<br />

• Reveal more quickly the latent defects<br />

• Detect more quickly the<br />

process faults<br />

production<br />

• Identify the defects that may not have<br />

been revealed by a «conventional<br />

ESS” operation<br />

• Reinforce the product maturity and<br />

robustness<br />

3. NewMethodoloyproposed<br />

This methodology proposes acriteria<br />

to decide if aprecipitated failure during<br />

HALT isrelevant (or not) to achange<br />

of Design.<br />

Step #1: calculation of the absolute<br />

FDS of the HALT repetitive shock stimuli<br />

Figure 1. Synopsis of the methodology<br />

After the observation of failure during<br />

HALT test, a new measurement of<br />

the component must be done at lower<br />

stress. With a Rainflow counting, a<br />

Basquin’s law can be used to assess<br />

the Fatigue Damage Spectrum (FDS<br />

HALT)<br />

Step #2: calculation of the absolute<br />

FDS of the life profile sequence to<br />

which is expected to be applied to the<br />

product<br />

Based on Life Profile specification,<br />

like aPower Spectrum Density (PSD<br />

in g 2 /Hz) representative of the vehicle<br />

stress, aFatigue Damage Spectrum is<br />

identified (FDS Lp).<br />

Step #3: comparison of the 2above<br />

FDS, in the range of frequencies<br />

concerned by the precipitated defect.<br />

Obtain the ratio of damage between<br />

HALT test (DHALT) and damage of<br />

Life Profile (DLp) focus in the critical<br />

frequency bandwidth.<br />

Step #4: application of criteria to<br />

conclude on the relevance of the failure<br />

to be corrected.<br />

Compare the ratio in the step #3 with<br />

the criteria: Variability of the Environment<br />

(ie: uncertainties of the measurement)<br />

called Env multiply by Variability<br />

of the Product (ie: various strength<br />

from the process) called Prod. This<br />

scalar is with the exponent of Basquin’s<br />

b coefficient.<br />

If the ratio in step #3 is higher of the<br />

criteria, the failure seen in HALT test<br />

is not arisk for the vehicle (no design<br />

change). In the opposite conclusion,<br />

the risk for the vehicle seems to be relevant<br />

and adesign change is necessary.<br />

4. Concretecase study<br />

Figure 2. Hammers in HALT bench<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 46


dossier automobile<br />

An electronic equipment has been submitted<br />

to aHALT vibration stress test.<br />

The corresponding stimulation is the<br />

result of repetitive Shock Vibration, a<br />

vibration originating from a repeated<br />

shock impulse excitation, typically<br />

created from pneumatic hammers impacting<br />

avibration table to which the<br />

Unit Under Test is attached.<br />

Several points were measured on PCB<br />

card and components by accelerometers<br />

sensors and by a3Dvibrometer<br />

laser. During aprevious HALT test, a<br />

failure appeared on the capacitor at 45<br />

gRMS.<br />

Figure 3. HALT test with sensors<br />

measurement<br />

The question is the same:<br />

“Do we have to change the Design<br />

of the product regarding the vehicle<br />

risk?”<br />

a. HALT procedure<br />

The standard HALT procedure [2] recommends<br />

that Vibration step stress<br />

begins at achamber set point of 1to<br />

10 Grms, as measured over a2Hz to<br />

2000Hz or greater bandwidth (5 Grms<br />

recommended) and increases in 1to<br />

10 Grms increments (5 Grms recommended)<br />

upon completion of the dwell<br />

period and subsequent functional test<br />

The dwell time at each level of vibration<br />

is aminimum of ten minutes.<br />

Functional testing is performed at the<br />

conclusion of the 10 minutes dwell period,<br />

thus the total dwell at each level of<br />

vibration of time it takes to run one cycle<br />

of functional testing on the sample.<br />

Note that the functional test may be,<br />

and is recommended to be performed<br />

throughout the step, however it must<br />

minimally be performed at the conclusion<br />

of the 10 minutes dwell. The vibration<br />

step stress is continued until the<br />

operational limit of the sample<br />

The vibration step stress is continued<br />

until the operational limit is determined<br />

or the chamber maximum is achieved.<br />

b. Particularities of this repetitive<br />

shock vibration<br />

The particularities of this repetitive<br />

Shock Vibration stimulation are:<br />

1. Mechanical excitation on a given<br />

point of the testing table (receiving the<br />

UUT) is the result of synchronized impact<br />

on all the pneumatic hammers.<br />

So, the relation of the effect (vibration<br />

on agiven point) and the cause (the<br />

impact at the different points of impact)<br />

is not biunivocal: the effect is the result<br />

of the nhammers .Therefore, if<br />

we compute the Coherence function<br />

between aresponse measured on the<br />

UUT and apoint on the table representing<br />

the input, it will be very far from<br />

the ideal value of 1. The consequence<br />

of that is the difficulty to characterize<br />

atransfer function. AFatigue Damage<br />

Spectrum (FDS) will be more appropriate<br />

to characterize the range of<br />

frequencies where there is adynamic<br />

work between an input and an output.<br />

2. The repetitive shock stimuli, represented<br />

by the FDS is very similar in the<br />

3axis; the supplier ofthe HALT machine<br />

claims that the rotations around<br />

each of the 3axis are also very significant<br />

and are participating to generate a<br />

thorough UUT stimulation.<br />

3. When increasing the RMS value of<br />

overall acceleration, all the frequencies<br />

are concerned by the growth and the<br />

FDS is uniformly translated.<br />

4. The distribution of the instantaneous<br />

acceleration values is not following<br />

a Normal law (also called Gaussian<br />

Law). One shape parameter of the<br />

distribution is given by the Kurtosis,<br />

that is ameasure of the flatness of the<br />

probability distribution of areal-valued<br />

random variable about its mean.<br />

Figure 4. Kurtosis [3]<br />

For aGaussian distribution, the Kurtosis<br />

should be lower than 3. Above a<br />

kurtosis of 3, we consider ahigh transient<br />

phenomenon (important shock in<br />

the signal).<br />

Figure 5. Kurtosis values on different<br />

measurement points.<br />

The figure 5 shows the evolution of<br />

the Kurtosis (not centered) along the<br />

20 seconds of measured signal for 3<br />

different points of measurement: it is<br />

very high for certain points ,approaching<br />

several tenths. This observation<br />

confirms asignal highly shocked (far<br />

from Gaussian signal).<br />

c. Fatigue Damage Approach<br />

As explained before, the nature of the<br />

signal from HALT test does not allow<br />

us to use asimple Fourier Transform.<br />

We propose to calculate the absolute<br />

Fatigue Damage Spectrum corresponding<br />

to this excitation.<br />

The French Standard NFX-50144 [4]<br />

explain in details the formulation of the<br />

Fatigue Damage Spectrum.<br />

For example, the graph hereafter present<br />

aFDS graph described by Bonato<br />

and Delaux’s paper [5]:<br />

Figure 6. Basquin’s law representation<br />

The FDS curve can be interpreted only<br />

in the critical frequency bandwidth.<br />

In our study case, we use the bandwidth<br />

250-400 Hz as asupposed band<br />

closed to the natural frequencies of the<br />

capacitor.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 47


dossier automobile<br />

First assumption of the FDS is to<br />

simulate the component as a simple<br />

model mass-spring with one degree of<br />

freedom (1 DOF).<br />

Figure 7. simple model representative<br />

of capacitor<br />

In this case, we need to fix the damping<br />

ratio ξ (ξ=1/2Q with Q: factor of<br />

over-tension). For our case, we fixed<br />

the damping ratio ξ at 5% (or Q=10).<br />

Second assumption is to use afatigue<br />

curve with Basquin’s approximation<br />

(N.σ b =Cwith N: number of cycle<br />

to failure, σ:stress in MPa, C: constant,<br />

bisthe inverse of the slope).<br />

Figure 8. Basquin’s law representation<br />

Third assumption is to suppose an<br />

elastic behavior defined by the formula:<br />

σ =K.ε (σ: stress K: proportionality<br />

factor ε: strain)<br />

We need to estimate 3following parameters<br />

,for the part which is submitted<br />

to adynamic work:<br />

i. the b and C coefficients of the<br />

Basquin relation: Nσ b =C<br />

ii. the K coefficient of proportionality<br />

between the stress and the deformation<br />

in the part which is submitted to<br />

adynamic work<br />

Find below abrief description of the<br />

capacitor failed during the HALTtest at<br />

45 gRMS.<br />

Figure 9. Sketch of acapacitor<br />

The welding is arrounded in red,<br />

weight lower 6g, solder join supposed<br />

SAC305 (Tin ,3%of silver and 0.5%<br />

of Copper)<br />

i. Estimation of Basquin’s coefficient<br />

Noguchi’s paper [6] has described an<br />

interesting study of fatigue electronic<br />

component with asolder join SAC305.<br />

Figure 10. solder SAC305 fatigue<br />

curve<br />

Considering the Basquin relation:<br />

N.σ b =C<br />

N1 =10 4 cycles at σ1 =4MPa<br />

N2 =10 7 cycles at σ2 =2MPa<br />

It comes: b=10<br />

Now let’s estimate Cvalue:<br />

10 4 .(4.10 6 ) 10 = 1070 =C<br />

j. Evaluation of K Proportionality<br />

coefficient<br />

The absolute calculation of FDS (Fatigue<br />

Damage Spectrum) requires<br />

knowledge of the coefficient of proportionality<br />

between the stress and strain<br />

of the form: σ =K.ε ( σ= stress; ε=<br />

strain or deformation)<br />

The factor Kshould not be confused<br />

with stiffness k(from the relation F=k.Z<br />

with Zthe relative displacement).<br />

How to adjust the value of K?<br />

We will seek, by gradual approach, the<br />

value of Ktoobtain adamage close to 1<br />

in the critical frequency bandwidth (reflecting<br />

the fact that the component is failed).<br />

In our case, the Kvalue was tuned in<br />

order to obtain adamage of 1inthe<br />

FDS for the band 250-400 Hz.<br />

The corresponding value of Kis 2.10 10<br />

N.m-3<br />

d. Absolute Fatigue Damage Spectrum<br />

Step #1 of the methodology (Figure<br />

1).<br />

The component has been ejected during<br />

aHALT test with an gRMS acceleration<br />

of 45 g.<br />

The test during which was recorded<br />

the data considered here, representing<br />

the input of the capacitor along in plane<br />

direction has been measured during<br />

the 20 gtest.<br />

We will assume proportionality; and<br />

thus increase the measurement by<br />

2.25 to get the value that should expect<br />

in aHALT test at 45 g.<br />

The absolute FDS has been calculated<br />

with the following parameters:<br />

b=10; K=2.10 10 N.m-3; C=10 70<br />

Computation done with Q=10 (ratio<br />

damping ξ=5%); from 1Hzto10 kHz;<br />

48 pts per octave.<br />

The measurement point used in the<br />

FDS computation is the closest point<br />

of measurement on the PCB to the capacitor;<br />

it is therefore considered to be<br />

the input applied to the capacitor.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 48


dossier automobile<br />

In our case, the criteria would be:<br />

Criteria =(Env. X Prod.) b =(2x2) 10 =4 10<br />

Figure 11.FDS of HALT 45gRMS and 20gRMS<br />

Step #2 of the methodology (Figure<br />

1).<br />

The vehicle stress is supposed representative<br />

of 2 PSD specifications<br />

which describe:<br />

• Shipping phase: during 50 hours<br />

• Operation phase: during 8550 hours<br />

It is supposed that the product will be<br />

submitted to the cumulative damage<br />

by fatigue (Miner’s rule) of the two<br />

shipping and operating situations, and<br />

will be represented by one FDS curve<br />

(the summation of the 2previous ones)<br />

Step #3 of the methodology (Figure<br />

1).<br />

In the case of capacitor that stands out<br />

at an RMS acceleration of 45 g, if we<br />

assume adynamic work in the range<br />

250-400 Hz, the FDS of the 45g HALT<br />

test is 1011 times higher than the<br />

one of life profile.<br />

5. fatigue Criteria<br />

What should be the fatigue criteria<br />

to judge adesign change?<br />

Step #4 of the methodology (Figure<br />

1).<br />

We propose the new criteria:<br />

With:<br />

b: Basquin’s coefficient. According the<br />

figure 10, we use b=10.<br />

Prod.: coefficient for variability of the<br />

Product strength (robustness margin)<br />

Env.: coefficient for variability of the<br />

Environment (stress, uncertainty of the<br />

measurement, ….)<br />

These coefficients are in the same spirit<br />

of the stress-strength approach that<br />

is described in details in Pierrat and<br />

Delaux’s paper [7].<br />

In other words, we might consider that<br />

if afailure (accountable to fatigue damage<br />

accumulation) is precipitated during<br />

HALT itcould be considered as<br />

assignable (i.e. should be corrected), if<br />

the ratio of the HALT test FDS to the<br />

life profile FDS isn’t not exceeding<br />

(Env. xProd.) b =(2x2) 10 =4 10<br />

As seen before with the figure 12, the<br />

ratio is: FDSHalt /FDSLife Profile<br />

= 1011 ≥ criteria = 410<br />

So in our case, the Design Change<br />

of the defect having rushed the capacitor<br />

is not necessary.<br />

6. Conclusion<br />

This paper has proposed an innovative<br />

methodology to interpret afailure occurred<br />

in HALT test as avehicle risk or<br />

not for amechatronic system.<br />

Aconcrete case has been presented to<br />

illustrate the pedagogy.<br />

The rigorous methodology follows this<br />

procedure:<br />

Step #1: calculation of the absolute<br />

FDS of the HALT repetitive shock stimuli<br />

Step #2: calculation of the absolute<br />

FDS of the life profile sequence to<br />

which is expected to be applied to the<br />

product<br />

Figure 12. ratio FDS of HALT and<br />

Life Profile<br />

As refuge values, we recommend to<br />

use Env.Coef egal to 2and Prod. Coef<br />

egal to 2. These values are used in our<br />

concrete case study.<br />

If we have a better confidence and<br />

knowledge of the Environment, the<br />

Env.Coef can be closed to 1.2 and 1.4.<br />

Idem for the Prod. Coef value, if we<br />

have abetter knowledge of the Product<br />

strength distribution, Product value can<br />

be closed to 1.2 and 1.6.<br />

Step #3: comparison of the 2above<br />

FDS, in the range of frequencies<br />

concerned bythe precipitated defect.<br />

Step #4: application of criteria to<br />

conclude onthe relevance of the failure<br />

to be corrected.<br />

The new criteria is:<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 49


dossier automobile<br />

By default, we suggest these values:<br />

b=10,<br />

Env.Coef =2<br />

Prod. Coef =2<br />

Of course, this new approach have had several important assumptions<br />

and simplifications, but as said aFrench philosopher<br />

Paul VALERY(1871-1945):<br />

“What is simple is always erroneous, what is not it is unserviceable”.<br />

5. Acknowledgement<br />

The authors acknowledge the contribution of their colleagues<br />

to this work:<br />

Myassam JANNOUN (Valeo PhD), Philippe POUGNET (Valeo),<br />

Philippe ZELMAR (CEVAA)<br />

And all FiRST collaborative research partners: NXP, Thales,<br />

Labinal-Power-System, Ligeron, MBBM, Analyses&Surface,<br />

AREELIS, CEVAA, LESCATE, MBelectronic, HG Consultant,<br />

Valeo, SERMA, IRSEEM, Statxpert, LNE, CNRS, LaMIPS, EN-<br />

SICAEN, GPM, Université de Rouen, INSA Rouen<br />

With the help of: Basse Normandie area, BPIFrance founding,<br />

Haute Normandie area, MOVEO, NAE, ASTECH, AeroSpace<br />

Valley.<br />

7. references<br />

[1] ASTE: “HA-ESS Guideline”, www.aste.asso.fr, January<br />

2006<br />

[2] CEEES Publication n°9: “Reliability For aMature Product<br />

from the beginning of useful life”,2009, ISSN 1104-6341<br />

[3] D. Delaux: “Reliability validation of engine cooling modules<br />

with atailoring tests of Vibration, Thermal Shock and Pressure<br />

Pulsation”, 2006 ,Revue Essai &Simulation -#785<br />

hors série<br />

[4] AFNOR: “Démonstration de la tenue aux environnements<br />

– Conception et realisation des essais en environnement”,<br />

2013, NFX 50144 – leaflet 1, 2, 3, 4, 5, 6<br />

[5] M. Bonato, D. Delaux.: “Synthesis and Validation of Accelerated<br />

Vibration Durability Tests”,2015, RAMS<br />

[6] Kim, Y.B., Noguchi, H. Amagai, M.: “Vibration fatigue reliability<br />

of BGA-IC package Pb-free solder and Pb Sn Solder”,<br />

2006, Microelectronics reliability 46, 459-466<br />

[7] L. Pierrat, D. Delaux.: “Analytical improvement of the<br />

stress-strength method by considering arealistic strength<br />

distribution”,2013, Applied Reliability Symposium -Berlin<br />

8. Glossary<br />

PSD: Power Spectrum Density<br />

FDS: Fatigue DamageSpectrum<br />

HALT: High Accelerated Life Test<br />

HA ESS: High Accelerated Environmental Stress Screening<br />

UUT:Unit Under Test<br />

RMS: Root Mean Square<br />

DOF: Degree of Freedom<br />

FiRST-MFP: Reliability for Mechatronic System of High Power<br />

Henri Grzeskowiak 1 ,David Delaux 2<br />

1: HG Consulting, Paris, henri@grzeskowiak.fr<br />

2: Valeo, 8rue Louis Lormand 78321 La Verrière, david.delaux@valeo.com<br />

Entretien<br />

L’automobile maintient<br />

son avance dans<br />

le prototypage virtuel<br />

Directeur général délégué d’ESI Group, Vincent<br />

Chaillou nous explique comment le prototypage<br />

virtuel apris une place croissante ces dernières<br />

années dans l’automobile, malgré la crise qui a<br />

frappé les constructeurs européens depuis 2008.<br />

Le passage à cette méthodologie va permettre<br />

aux grands noms de l’automobile deconcevoir<br />

leurs véhicules et leurs pièces, étape par étape,<br />

jusqu’à la production.<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong> :<br />

>Que représente l’automobile<br />

chez ESI ?<br />

Vincent Chaillou :<br />

Il s’agit d’un secteur majeur.<br />

Les transports représentent<br />

55 %denotre<br />

activité et l’automobile<br />

50 % cette partie transport<br />

(les autres moyens<br />

de transport concernés<br />

sont le marché du ferroviaire,<br />

les véhicules spécifiques,<br />

etc., et autres<br />

transports terrestres).<br />

L’automobile atoujours joué un rôle majeur dans les évolutions<br />

de la simulation numérique et ses grandes avancées,<br />

en raison notamment des exigences de ce marché en matière<br />

de réduction de poids et de prix et en matière de sécurité<br />

notamment. L’aéronautique n’a pas pris autant de risques<br />

que l’automobile dans le domaine de la simulation numérique.<br />

Citons à titre d’exemple les crash-tests destinés à évaluer<br />

le bon fonctionnement des airbags, qui faisaient l’objet<br />

de nombreux tests physiques et nécessitaient parfois dix à<br />

vingt essais, représentant un coût etdes délais colossaux.<br />

Aujourd’hui, grâce à la simulation numérique, les grands de<br />

l’automobile sont capables de réaliser des dizaines de milliers<br />

de tests virtuels afin d’aller le plus loin possible avant<br />

les essais de qualification. Ce choix majeur qui a été fait<br />

par l’industrie automobile aimpliqué une véritable prise de<br />

risque afin de baisser les coûts, d’augmenter les performances<br />

et de prendre en compte le risques en avance. C’est<br />

ce contexte hautement concurrentiel qui afourni un environnement<br />

favorable pour les éditeurs de solutions logicielles.<br />

> À l’inverse, quel rôle joue la simulation numérique<br />

dans l’automobile ?<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 50


dossier automobile<br />

La simulation numérique est vitale<br />

pour l’automobile que ce soit dans<br />

le haut de gamme ou le milieu de<br />

gamme et même, aujourd’hui, dans<br />

le développement demodèles bas de<br />

gamme. La sélection ne se fait donc<br />

plus seulement en fonction du coût<br />

du véhicule mais en fonction du succès<br />

constructeur. Même si les composites<br />

sont essentiellement présents<br />

dans le haut de gamme, l’allégement<br />

et les contraintes imposées par les<br />

législations concernent aujourd’hui<br />

tous les constructeurs. Les matériaux<br />

composites apparaissent également<br />

dans des voitures plus standard – en<br />

particulier pour certaines pièces d’intérieur<br />

conçues avec des matériaux<br />

plastiques et des fibres de carbone.<br />

>Quel a été l’impact de la crise sur<br />

vos activités ?<br />

Ces dernières années, l’automobile<br />

aralenti ses ambitions de définir des<br />

solutions de prototypage virtuel en<br />

faisant appel à des solutions moins<br />

sophistiquées de façon à assurer les<br />

tâches minimales et nécessaires pour<br />

continuer ses développements. Les<br />

constructeurs se contentent donc d’utiliser<br />

des outils de base afin deréaliser<br />

leurs modèles les moins coûteux, mais<br />

sans pour autant changer leurs processus.<br />

Néanmoins, certains constructeurs<br />

ont récemment pris la décision<br />

de se tourner vers le prototypage virtuel,<br />

à l’exemple de PSA, de Honda<br />

et de Renault-Nissan, exprimant une<br />

ambition forte de passer à l’étape supérieure.<br />

Il s’agit d’une avancée technologique<br />

majeure inscrite dans le<br />

cadre d’objectifs de virtualisation étalés<br />

sur plusieurs années, comme c’est<br />

le cas pour le groupe Volkswagen,<br />

l’entreprise la plus en avance dans ce<br />

domaine.<br />

> En quoi consiste la méthodologie<br />

du prototypage virtuel et qu’apporte-t-elle<br />

?<br />

Le prototypage virtuel couvre deux aspects.<br />

Le premier relève de la méthodologie<br />

classique et se définit comme<br />

la boucle « en V ». Cecycle part du<br />

concept et va jusqu’à la reconstitution<br />

des méthodes d’outillage et de production<br />

en passant par la fonction, le<br />

design et le détail. Mais aujourd’hui, le<br />

prototypage virtuel apour fonction de<br />

rapprocher la branche gauche d’élaboration<br />

physique du produit avec la<br />

branche droite d’élaboration détaillée<br />

et de documentation. Cela revient à<br />

dire que dès laconception, on s’intéresse<br />

immédiatement aux outillages<br />

associés aux pièces, au travail dela<br />

tôle et au découpage duproduit :en<br />

un mot, ons’intéresse à la production<br />

dès ledépart. Leprototypage virtuel<br />

fait ce pont entre le design et la fabrication<br />

duproduit. De là, onpeut considérer<br />

que cette approche s’applique<br />

aux composants élémentaires d’une<br />

automobile tels que l’airbag, puis aux<br />

sous-systèmes comme le siège, la<br />

caisse en blanc, le toit ouvrant etla<br />

caisse habillée. Puis on relie l’élaboration,<br />

la méthode et la fabrication à la<br />

conception decette pièce. Ainsi, dès<br />

la conception, nous connaissons la<br />

manière dont vaêtre produite lapièce<br />

mais aussi son comportement précis<br />

et ses interactions avec les autres<br />

composants.<br />

Les composants, et c’est particulièrement<br />

le cas dans l’automobile,<br />

comportent en effet de plus en plus<br />

de systèmes, de contrôleurs, d’électronique<br />

et de mécanique, à l’instar<br />

des portières de nos voitures. Il est<br />

aujourd’hui possible de prendre en<br />

compte tous les comportements et<br />

interactions entre systèmes au fur et<br />

à mesure de l’élaboration de la pièce.<br />

Utilisée depuis de nombreuses années,<br />

cette méthode fonctionne à partir<br />

de la virtualisation de la géométrie.<br />

Elle permet de résoudre leproblème<br />

de la maquette virtuelle qui, désormais,<br />

n’est plus conçue en plâtre. En<br />

un mot, onvirtualise complètement le<br />

produit et ce sans avoir recours à un<br />

prototype réel.<br />

Le deuxième aspect du prototypage<br />

virtuel est de ne plus seulement s’intéresser<br />

à la forme et à la fonction<br />

mais aussi à la production du produit<br />

– des procédés de fabrication qui<br />

peuvent eux aussi être testés virtuellement.<br />

L’objectif est de retarder au<br />

maximum l’exécution de la production.<br />

En somme, plus je retarde la décision<br />

d’industrialisation, plus je l’optimise. Le<br />

cycle en « V » se boucle.<br />

>Quelle approche adopter pour<br />

mettre en place une démarche<br />

de prototypage virtuel ?<br />

Le problème numéro un est avant tout<br />

de faire accepter le changement car<br />

une telle démarche génère forcément<br />

de l’anxiété, del’agressivité et parfois<br />

un rejet catégorique de la part des<br />

utilisateurs. Donc si on ne développe<br />

pas un esprit de changement et d’innovation<br />

dans l’organisation de l’entreprise<br />

et des services concernés,<br />

il vaut mieux continuer d’utiliser les<br />

outils du passé, car la mise en œuvre<br />

d’une solution de prototypage virtuel<br />

provoque une rupture inévitable. Elle<br />

doit donc se mettre en œuvre à travers<br />

une politique de changement contrôlé,<br />

accompagnant l’idée d’un impact<br />

fort sur l’organisation. La partie la plus<br />

difficile est plutôt desavoir comment<br />

gérer l’arrivée deces méthodes nouvelles<br />

afin depermettre une utilisation<br />

optimale de ces solutions et mettre à<br />

profit ses résultats qui sont considérables.<br />

Propos recueillis par Olivier Guillon<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 51


dossier automobile<br />

Reportage<br />

Le Madrillet, une terre d’essai de l’automobile<br />

Il existe en France des régions où se mêlent industrie, recherche et affaires…Àla manière des célèbres<br />

clusters américains – ces « valleys » qui ont vu naître des start-up devenues les leaders mondiaux –,<br />

le Technopôle duMadrillet s’est depuis plusieurs années imposé autour des écotechnologies comme<br />

une zone d’activités et de recherche majeure, notamment dans le secteur de l’automobile, comme en<br />

témoignent trois exemples de laboratoires, Certam, le Cevaa et le Laboratoire Analyse &Surface.<br />

doigt et reste dans le collimateur des<br />

gouvernements successifs sur la<br />

question – notamment – des émissions<br />

à effet de serre et autres particules<br />

ou oxydes d’azote… ce qui ale<br />

don d’agacer Frédéric Dionnet, directeur<br />

général du Centre d’étude et de<br />

recherche technologique en aérothermique<br />

et moteur (Certam), une spin-off<br />

d’un laboratoire du CNRS qui avule<br />

jour en 1991 : « Les idées reçues ont la<br />

vie dure. Pourtant, si on tape toujours<br />

sur l’automobile et les transports, force<br />

est de constater qu’ils ne représentent<br />

aujourd’hui que 10 %des<br />

rejets de particules inférieures<br />

à 10 microns dans<br />

l’atmosphère ; 90 % des<br />

rejets proviennent donc<br />

du reste… De même, on<br />

condamne aujourd’hui le<br />

diesel mais, aujourd’hui, il<br />

ne pollue pas plus qu’un<br />

moteur essence ». Ce<br />

que Frédéric Dionnet tient<br />

à mettre en avant, c’est<br />

qu’au-delà des effets d’annonce<br />

– de la communication<br />

politique par exemple – les<br />

constructeurs automobiles, à travers<br />

les équipementiers et leurs sous-traitants,<br />

ont réalisé des progrès considérables<br />

en l’espace de quelques années<br />

; « les moteurs Euro 6etEuro 7<br />

présentent des niveaux de pollution<br />

qui ont été divisés par dix en seulement<br />

quelques années ».<br />

Ici, à seulement quelques minutes<br />

du centre de Rouen, pas de prétentions<br />

affichées d’être un leader mondial<br />

ou encore de devenir l’épicentre<br />

de l’économie française… mais des<br />

actes, du concret et des contrats qui<br />

ont permis à cette structure de rassembler<br />

aujourd’hui sur ce territoire de<br />

200 hectares (dont 100 hectares dédiés<br />

aux implantations d’entreprises)<br />

pas moins de trois établissements<br />

d’enseignement supérieur (l’université<br />

de Rouen, l’Insa de Rouen et Esigelec)<br />

qui abritent au total pas moins de<br />

5000 étudiants et trente filières d’enseignement<br />

supérieur, vingt laboratoires<br />

(parmi lesquels Coria, l’Institut<br />

des matériaux de Rouen, l’Irseem…)<br />

réunissant 500 chercheurs. Au total,<br />

l’activité de recherche emploie près de<br />

2500 personnes.<br />

Qui dit écotechnologies évoque inéluctablement<br />

le transport et tout particulièrement<br />

l’automobile. Il faut dire<br />

que celle-ci, malgré la crise de ces<br />

dernières années et la baisse (jusqu’à<br />

cette année) de la production en Europe,<br />

est plus que jamais pointée du<br />

Vue aérienne du Technopôle du Madrillet<br />

Travaillant pour 80 % de ses activités<br />

avec l’automobile, Certam est<br />

resté fidèle à ce secteur même si la<br />

crise l’a incité à réaliser des transferts<br />

technologiques avec d’autres<br />

domaines d’activité tels que l’agroalimentaire<br />

et la pharmacie. L’entreprise<br />

apar exemple repensé le concept de<br />

métrologie autour d’un spray diesel<br />

pour l’appliquer dans la cosmétique<br />

et mener des opérations d’essais et<br />

de simulation afin demettre au point<br />

une solution capable de diffuser les<br />

gouttes les plus fines possibles avec<br />

un système de déclenchement innovant<br />

et une profondeur de pénétration<br />

optimale.<br />

Dans le domaine de l’automobile cette<br />

fois, Certam possède de multiples<br />

compétences, allant de l’étude des<br />

frottements (et plus précisément des<br />

pertes de frottement d’un moteur et<br />

de ses différents organes tels que les<br />

cylindres, le vilebrequin ou les arbres<br />

Frédéric Dionnet, directeur général de Certam,<br />

devant un banc à rouleau dynamique<br />

pour véhicules 2roues<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 52


dossier automobile<br />

à came et d’équilibrage par exemple),<br />

de la combustion au diagnostic optique<br />

avec de l’injection haute pression et<br />

des études aérodynamiques internes,<br />

à la qualité de l’air, véritable cheval<br />

de bataille des constructeurs avec<br />

la réduction de la consommation ;ce<br />

domaine de recherche appliquée met<br />

notamment en application un laboratoire<br />

mobile capable de mesurer les<br />

rejets particulaires et gazeux dans les<br />

véhicules et auxquels sont exposésles<br />

automobilistes. En résumé,Certam fait<br />

de l’innovation, allant bien au-delà des<br />

essais et des études sur les moteurs<br />

pour le compte de ses clients. « L’innovation<br />

est inscrite dans nos gènes,<br />

explique Frédéric Dionnet. C’est d’ailleurs<br />

une condition pour survivre à travers<br />

les besoins de nos clients, dans<br />

une perspective allant de dix à quinze<br />

Cette machine à compression rapide permet<br />

d’étudier l’injection des moteurs diesel et essence<br />

ans. Notre rôle est de trouver des réponses<br />

avant qu’apparaissent les<br />

problèmes. Nous avons par exemple<br />

étudié avec l’Inserm l’impact des gaz<br />

polluants sur le vivant en travaillant sur<br />

des tranches de poumon animal exposées<br />

en conditions réelles, c’est-à-dire<br />

soumises à des concentrations de polluants<br />

rencontrées dans les villes. »<br />

Le savoir-faire de l’entreprise dans<br />

la métrologie physique permet de<br />

répondre aux enjeux actuels de l’automobile.<br />

Comme aime à le rappeler<br />

Frédéric Dionnet, « le métier d’un<br />

constructeur automobile, c’est de<br />

faire des voitures, pas de la mesure ».<br />

Et de la mesure, les constructeurs<br />

ont en plus que jamais besoin s’ils<br />

veulent tenir leurs objectifs de passer<br />

sous la barre des 100 gdeCO2 en<br />

2020. « On prend de l’avance pour<br />

eux en développant les savoir-faire<br />

qui leur manquent et en les accompagnant<br />

avec de l’électro-mobilité et<br />

de l’hybridation afin deperdre ce fameux<br />

gramme si cher payé ». Certam<br />

possède notamment une impressionnante<br />

machine à compression rapide<br />

qui permet aux équipes de recherche<br />

d’étudier l’injectiondes moteurs diesel<br />

et essence. « On teste l’injection sur<br />

un cycle complet et dans de vraies<br />

conditions thermochimiques et dynamiques<br />

rencontrées dans un diesel<br />

moderne. Grâce à un système optique,<br />

un miroir positionné à 45° et à<br />

de l’imagerie laser, nous parvenons à<br />

visualiser la vapeur, les gouttes, les<br />

suies ou encore la vitesse de pénétration<br />

». Il est dès lors possible de<br />

suivre le jet dès ledébut de la combustion<br />

et sa dispersion à l’aide d’une<br />

caméra à 100 000 images/seconde<br />

(contre à peine 10 000 il yamoins de<br />

dix ans).<br />

une expertise dans les essais<br />

vibro-acoustiques…<br />

Concevoir des produits silencieux et<br />

fiables, tel est l’objectif de Cevaa, laboratoire<br />

né au milieu des années 1990<br />

sous la forme d’un Critt et spécialisé<br />

dans la fiabilité des systèmes mécatroniques<br />

embarqués, le confort<br />

vibro-acoustique, l’aide au développement<br />

de solutions silencieuses et aux<br />

méthodes innovantes de caractérisation<br />

NVH (Noise Vibration Harshness).<br />

Frappé du prestigieux label « Institut<br />

Carnot », Cevaa possède un parc de<br />

moyens d’essais peu commun pour<br />

une entreprise d’une vingtaine de personnes<br />

(essentiellement des techni-<br />

La machine à compression rapide fait appel<br />

aux dernières technologies optiques et laser<br />

Cette chambre calme permet de réaliser des essais acoustiques<br />

pour étudier les bruits parasites<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 53


dossier automobile<br />

Moyen de vibrométrie laser<br />

ciens, des ingénieurs et des docteurs),<br />

en particulier dans le domaine de la<br />

vibro-acoustique. Ainsi, le laboratoire<br />

abrite entre autres une chambre semi-anéchoïque,<br />

une salle d’analyse<br />

de matériaux (tube de kundt, potence<br />

Oberst, petite cabine) ou encore une<br />

salle d’analyse modale. Il dispose,<br />

grâce au partenariat avec le Centre<br />

d’essais dynamique (CED), de moyens<br />

gérés par la CCI de Flers Argentan<br />

comme des bancs multi-axes couplés<br />

à une chambre acoustique pour pratiquer<br />

de l’analyse Squeak and rattle<br />

sans oublier un système de couplage<br />

d’antenne acoustique et de vibrométrie<br />

laser. « Dans cette chambre dite<br />

calme, nous réalisons des essais<br />

acoustiques de façon à détecter et<br />

étudier les bruits parasites au moyen<br />

d’un dispositif adaptable à chaque<br />

client, d’un pot vibrant mobile et de<br />

microphones, explique Fabrice Fouquer,<br />

responsable commercial, durant<br />

la visite de ce laboratoire situé juste<br />

en face du Certam. Nous avons également<br />

développé un banc aéraulique<br />

qui génère un flux d’air à vitesse maîtrisée<br />

– et pouvant atteindre 85 mètres/<br />

secondes – afin depouvoir caractériser<br />

le comportement de matériaux par<br />

rapport à un flux d’air .»<br />

Par exemple, pour optimiser la sortie<br />

d’un turbo ou tout élément amené à<br />

subir unflux d’air, certains matériaux<br />

peuvent amplifier ou, au contraire,<br />

absorber le volume sonore. Aussi, on<br />

équipe le banc de microphones etde<br />

sources acoustiques pour injecter des<br />

profils sonores ou vibratoires supplémentaires.<br />

Car l’idée est là :toujours<br />

aller plus loin que les constructeurs<br />

et les grands équipementiers grâce à<br />

des compétences, des moyens etune<br />

expertise complémentaire ; « c’est en<br />

acoustique, dans le domaine vibratoire<br />

mais aussi dans lafiabilité que<br />

nous aidons nos clients à trouver le<br />

problème et la solution, en particulier<br />

dans les moments de crise où l’on fait<br />

appel à nous pour résoudre un taux de<br />

pannes trop important sur un modèle<br />

de voiture ».<br />

Une chambre anéchoïque munie<br />

d’un banc à rouleau permet d’effectuer<br />

des essais avec unbruit de fond<br />

ne dépassant pas 13 dB. Ici, on travaille<br />

des instrumentations globales<br />

en vibro-acoustique, à l’exemple de<br />

ce véhicule (voir photos ci-après)<br />

habillé de microphones chargés de<br />

prendre des mesures au niveau des<br />

appuis-tête avant et arrière. Dans ce<br />

cas, lasource acoustique émet lebruit<br />

et nous mesurons la réponse des pavillons<br />

et tout ce que l’on entend une<br />

fois à bord du véhicule. Cet essai est<br />

complètement défini et normé par le<br />

client, à la différence d’autres opérations<br />

de test, plus proches du développementetd’un<br />

travail de conception, à<br />

l’exemple de ce véhicule frigorifique ;<br />

« nous effectuons pour ce fabricant<br />

de groupes frigorifiques des tests sur<br />

mesure, précise Fabrice Fouquer.<br />

Monté sur les véhicules, ce type de<br />

matériel fait du bruit, en particulier en<br />

ville. Nous réalisons ainsi des essais<br />

en chambre acoustique etnous élaborons<br />

des méthodologies de mesure<br />

Tests en chambre anéchoïque pour évaluer<br />

le bruit à bord d’un véhicule<br />

propres et les plus répétables possible<br />

à cette problématique, s’appuyant sur<br />

la caractérisation, la hiérarchisation<br />

des sources acoustiques et vibratoires,<br />

avant de proposer unensemble<br />

de solutions et de les valider avec le<br />

client ».<br />

…etles essais de fiabilité<br />

Au niveau fiabilité, leCevaa n’est pas<br />

en reste. Le laboratoire est en effet<br />

équipé de bancs multi-axes couplés<br />

à une chambre climatique et à une<br />

chambre acoustique (du fait du partenariat<br />

avec le CED), de vibrateurs<br />

électrodynamiques et de moyens<br />

de vibrométrie laser à balayage 3D.<br />

L’objectif est de pouvoir visualiser les<br />

modes propres des structures et de<br />

recaler les modèles éléments finis,<br />

de caractériser le comportement dynamique<br />

de structures mécaniques,<br />

d’identifier les phénomènes de résonance,<br />

souvent sources d’endommagement<br />

des structures mécaniques,<br />

ou encore d’étudier le confort<br />

vibro-acoustique des systèmes sans<br />

oublier les essais d’endurance vibratoire<br />

et climatique pour la qualification<br />

des produits, comme l’explique<br />

Fabrice Fouquer ; « on analyse par<br />

exemple comment se comporte un<br />

système mécatronique aux sollicitations<br />

vibratoires ou à d’autres stress,<br />

thermiques, électriques afin d’être<br />

en capacité de reproduire la panne<br />

et d’en comprendre les raisons. Ainsi,<br />

nous pouvons répondre aux problèmes<br />

de fiabilité que peuvent rencontrer<br />

nos clients. Par exemple, une<br />

analyse de rupture de fil debonding<br />

ou encore une reproduction de casse<br />

et un comparatif de différentes solutions<br />

technologiques sur d’importants<br />

systèmes mécaniques ».<br />

Enfin, Cevaa pratique des essais<br />

sur des caisses en blanc pour faire<br />

de la caractérisation et de l’analyse<br />

modales à travers l’identification des<br />

différents modes de structure d’un<br />

système (résonance, comportement,<br />

phénomènes de torsion et de flexion<br />

soumis à un niveau vibratoire). Un<br />

système de vibrométrie laser permet<br />

ainsi de prendre plusieurs milliers<br />

de points de mesure afin de mesurer<br />

tous les impacts de vibration sur<br />

le pavillon dans le but de savoir s’il<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 54


dossier automobile<br />

Au niveau de l’expertise, le laboratoire<br />

est capable de répondre à une question<br />

simple en apparence mais plus<br />

compliquée à résoudre :pourquoi ce<br />

défaut apparaît-il et quelle est son origine<br />

?Ces défauts et ces défaillances<br />

sont les phénomènes de casse et de<br />

corrosion qui surviennent, de traces qui<br />

génèrent un défaut pouvant provoquer<br />

un court-circuit ou un faux contact. La<br />

caractérisation de matériaux est aussi<br />

l’une des compétences d’A&S ; étudier<br />

la morphologie des pièces, leurs compositions<br />

physico-chimiques, leur état<br />

de surface ou encore la tenue des revêtements.<br />

Lesurgentistes du vieillissement<br />

est nécessaire de rigidifier la caisse<br />

par exemple ou ajouter des matières<br />

amortissantes ou aux performances<br />

acoustiques plus élevées. Cet outil,<br />

capable de mesures très hautes fréquences,<br />

est également idéal pour le<br />

recalage des modèles par éléments<br />

finis des clients industriels du laboratoire.<br />

un savoir-fairedans l’analyse<br />

et l’ingénierie des matériaux<br />

À une vingtaine de kilomètres de<br />

Rouen se trouve un autre laboratoire,<br />

Analyses & Surfaces (Laboratoire<br />

Eric Beucher – A&S) dirigé, tout<br />

comme Cevaa, par Tarik Ait-Younes.<br />

Il yadeux ans, un bâtiment flambant<br />

neuf est sorti de terre pour permettre<br />

à l’entreprise crééeilyaune vingtaine<br />

d’années de s’adapter aux besoins de<br />

ses clients et aux activités qu’ils impliquent,<br />

à savoir le vieillissement des<br />

matériaux. « Nos activités nécessitent<br />

des moyens particuliers à l’exemple<br />

La salle Edison est constituée d’enceintes climatiques et de vieillissement<br />

des nombreuses enceintes qu’abrite<br />

le site pour soumettre les produits<br />

à l’ensoleillement, à l’humidité, aux<br />

températures à la fois chaudes et<br />

froides mais aussi à l’environnement<br />

salin ou l’air pulsé », détaille Romain<br />

Dupuis, responsable commercial de<br />

la société. Créé en 1993, ce centre<br />

de ressources technologiques (CRT)<br />

a pour mission d’accompagner les<br />

entreprises et les laboratoires dans<br />

leurs projets de développement, de<br />

recherche, d’innovation et d’expertises<br />

dans l’ingénierie des matériaux.<br />

Pour aller plus loin dans l’offre faite<br />

aux clients, Analyses & Surfaces a<br />

créé avec le Groupe de physique des<br />

matériaux (GPM) un laboratoire commun,<br />

le Centre d’étude du vieillissement<br />

des matériaux (Cevimat).<br />

Travaillant pour l’automobile à hauteur<br />

de 15 % de ses activités, A&S<br />

est souvent sollicité pour effectuer<br />

de l’analyse de rupture et l’apparition<br />

de phénomènes defissuration ou de<br />

casse dans le but de définir à la fois<br />

leurs causes et les conséquences sur<br />

la pièce. « Nous sommes en quelque<br />

sorte des urgentistes, mais nous<br />

sommes organisés pour répondre en<br />

quatre à cinq jours maximum pour la<br />

résolution d’une étude », rassure Romain<br />

Dupuis. Autre problématique<br />

des industriels, les phénomènes de<br />

corrosion qui, ycompris pour l’appa-<br />

Romain Dupuis, responsable commercial<br />

d’Analyses &Surfaces, devant un banc<br />

spécifique à l’automobile<br />

La mécatronique n’est pas en reste<br />

Le Cevaa, le GPM (Groupe de physique des matériaux) et le Lofims se sont regroupés début 2014 pour donner<br />

naissance à un laboratoire commun :leCentre d’expertise et de contrôle du vieillissement pour la mécatronique<br />

(Cecovim). Ce laboratoire à vocation industrielle est destiné aux secteurs de l’aéronautique, du spatial de la sécurité<br />

et de la défense. Cecovim propose des prestations de services de R&D sur mesure pour les industriels et notamment<br />

les PME. L’objectif est d’augmenter rapidement la compétitivité et les parts de marché des produits technologiques<br />

des entreprises et des industriels de la région en les aidant à mieux concevoir les composants et leur intégration et<br />

accroître leur fiabilité par une analyse de leur vieillissement en opérationnel. Il s’agit de permettre aux acteurs industriels<br />

d’atteindre les niveaux de qualité qui sont indispensables pour assurer le succès des innovations qu’apportent<br />

les systèmes électroniques embarqués.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 55


dossier automobile<br />

rition d’une simple piqûre pousse<br />

les entreprises à contacter le laboratoire<br />

normand ; « par exemple, un<br />

de nos clients est venu nous voir car<br />

ses boîtiers électroniques avaient<br />

fait l’objet de retours ;encause, un<br />

dysfonctionnement survenu à la suite<br />

d’un dépôt généré au contact des<br />

éléments métalliques. Notre rôle a<br />

été de déterminer ce qui aprovoqué<br />

ce dépôt, ce que n’avait pas réussi à<br />

faire depuis un an un équipementier<br />

pourtant équipé d’un laboratoire de<br />

chimie. Nous avons su<br />

apporter un œil neuf sur<br />

ce problème en n’analysant<br />

pas le dépôt luimême<br />

ni son contenu<br />

chimique, mais en remontant<br />

en amont du<br />

process de fabrication<br />

du produit, au niveau<br />

du moule, des huiles<br />

et des matériaux utilisés,<br />

etc. En remontant<br />

la chaîne d’information,<br />

nous avons su trouver<br />

l’origine de ce dépôt et<br />

régler le litige qui, au final, apermis<br />

de déresponsabiliser notre client ».<br />

Le laboratoire Analyses & Surfaces<br />

dispose également de moyens<br />

d’analyse non destructifs. « Nous<br />

utilisons notamment le principe du<br />

scanner. Nous traversons l’objet et<br />

nous sommes en mesure de voir la<br />

présence de dépôt à l’intérieur de la<br />

résine. » Ce procédé est tout particulièrement<br />

utilisé pour analyser des<br />

composants électroniques ; les fabricants<br />

de cartes par exemple sont<br />

souvent confrontés à des défauts<br />

émergents ce qui les contraint à modifier<br />

leur process de production alors<br />

même qu’ils ignorent d’où ils proviennent.<br />

« Nous travaillons alors sur<br />

l’analyse à cœur du matériau à l’aide<br />

de moyens tomographiques afin,<br />

dans un premier temps, de s’assurer<br />

que ces dépôts ne présentent pas de<br />

risques dans le temps au niveau des<br />

soudures. Puis nous travaillons avec<br />

le Cevaa pour tester les composants<br />

à travers notamment des cycles d’endurance<br />

avant de procéder à de la<br />

vibrométrie laser. Enpeu de temps,<br />

nos laboratoires sont capables de<br />

fournir une solution. » Car la force de<br />

ces petites structures, qu’il s’agisse<br />

d’A&S, le Cevaa ou de Certam, à<br />

l’image de la plupart des laboratoires<br />

qui peuplent le Technopôle du Madrillet,<br />

c’est bel et bien cette réactivité<br />

adossée à un savoir-faire hors du<br />

commun.<br />

Olivier Guillon<br />

un consortium pour renforcerlafiabilitédes systèmes et des composants<br />

Fisycom vise à déployer des moyens technologiques et méthodologies multiphysiques permettant de répondre aux<br />

attentes des industriels et mieux concevoir le développement des composants et des systèmes en vue d’accroître<br />

leur fiabilité, mais également mieux prédire le niveau de fiabilité des composants et des systèmes. Ce consortium<br />

spécialisé dans la fiabilité des systèmes et des composants réunit plusieurs briques technologiques et s’appuie,<br />

comme le détaille le schéma ci-contre, six laboratoires.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 56


dossier automobile<br />

Entretien<br />

L’automobile reprend des couleurs<br />

L’automobile connaît unnouveau tournant en Europe. Après des années de crise, il semble que les<br />

voyants se soient remis au vert. C’est du moins ce que constatent les éditeurs de logiciels de simulation<br />

numérique, à commencer par MSC Software, lequel est fortement et historiquement impliqué auprès<br />

des constructeurs et de leurs équipementiers.<br />

<strong>Essais</strong> &<strong>Simulations</strong><br />

Malgré la crisequi afrappé l’automobile<br />

ces dernières années, ce secteur<br />

est-il encore important pour vous ?<br />

Antoine Langlois*<br />

Oui. L’automobile représente un<br />

bon tiers de notre activité de solutions<br />

logicielles et de services, tout<br />

comme l’aéronautique. Certes, il y<br />

aencore quelques années, le marché<br />

était devenu très difficile ;mais<br />

aujourd’hui, l’activité reprend significativement,<br />

en particulier depuis le<br />

début de l’année. On assiste à une<br />

reprise au niveau européen, parallèlement<br />

à l’Allemagne qui marche<br />

toujours très fort. Plus précisément,<br />

en qui nous concerne, depuis 2014,<br />

l’activité reprend très bien chez nos<br />

constructeurs nationaux, Renault<br />

et PSA, mais également chez les<br />

équipementiers et certains soustraitants.<br />

Historiquement, chez MSC<br />

Software,que représente<br />

l’automobile ?<br />

Nous travaillons depuis de nombreuses<br />

années avec les grands donneurs<br />

d’ordres du secteur ainsi que leurs<br />

sous-traitants ;nous sommes d’ailleurs<br />

en mesure d’affirmer que 100 %d’entre<br />

eux utilisent au moins une solution développée<br />

par MSC Software. À titre<br />

d’exemple, la solution MSC Nastran<br />

se présente comme une référence en<br />

termes de calcul de structure chez les<br />

constructeurs. De plus, nous avons fait<br />

l’acquisition au fil des années de solutions<br />

complémentaires comme Actran<br />

pour la partie acoustique, afindecouvrir<br />

les besoins de chacun de nos clients.<br />

Àquelles grandes problématiques<br />

sontaujourd’hui confrontés<br />

les industriels de l’automobile ?<br />

Parmi les grands défis de l’automobile<br />

figure la réduction du poids. Il<br />

ne faut pas oublier que l’objectif final<br />

d’un constructeur – ou de tout industriel<br />

dans les transports – c’est la diminution<br />

de la consommation. De là,<br />

il faut agir sur la structure mécanique<br />

et travailler sur les caractéristiques et<br />

les comportements dynamiques et statiques<br />

de la caisse. Notre solution MSC<br />

Nastran permet d’étudier l’utilisation<br />

de nouveaux matériaux ainsi que leurs<br />

propriétésdefaçon à réduire les épaisseurs<br />

par exemple, tout en prenant<br />

en compte l’ensemble de la structure<br />

comme les éléments mécano-soudés.<br />

De même, l’arrivée denouveaux matériaux<br />

tels que les composites complexes<br />

ou chargés implique d’autres<br />

défisentermes de comportement ;des<br />

solutions telles que Digimat (de MSC<br />

X-Tream) permet de résoudre ces problèmes<br />

nouveaux. Quant à la solution<br />

Adams, elle permet de valider par la simulation<br />

le comportement dynamique<br />

du véhicule et sa liaison au sol.<br />

Adams Car Differential full vehicle<br />

Digimat Multicomposite car – circles<br />

MSC Actran Acoustic pressure ventilation duct<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 57


dossier automobile<br />

Dans le domaine de l’acoustique aussi les constructeurs se<br />

trouvent confrontés à de nouvelles problématiques, à commencer<br />

par le bruit du moteur, que ce soit à l’intérieur ou à<br />

l’extérieur du véhicule, mais aussi les bruits de portières ou<br />

l’écoulement de l’air sur la carrosserie. L’idée n’est pas de ne<br />

pas faire de bruit mais, dans une logique de « qualité perçue »,<br />

de reproduire un son défini et parfaitement maîtrisé grâce à la<br />

simulation numérique. La solution Actran de MSC permet également<br />

d’étudier le niveau sonore pour le confort à l’intérieur<br />

de l’habitacle en intégrant grâce à la simulation de nouveaux<br />

matériaux dans le sol, les tapis, la planche de bord etc. afin<br />

de mieux en contrôler le bruit. Il en est de même pour l’acoustique<br />

externe liée à l’écoulement ou aux formes et l’aérodynamique<br />

ou encore le bruit généré à cause des rétroviseurs.<br />

Par ailleurs, l’arrivée sur le marché des véhicules électriques<br />

et hybrides présente certains dangers en raison de l’absence<br />

de bruit (ou du moins en présence d’un bruit peu familier pour<br />

le conducteur et les piétons) ;les constructeurs et les équipementiers<br />

travaillent donc aussi sur de nouveaux sons.<br />

Technologies<br />

Conception<br />

de radars fMCW<br />

pour des applications<br />

de sécurité active<br />

MSC Nastran :Stresses Torsional Load on Body In White<br />

Et au niveau de la gestion des données<br />

de simulation ;que propose MSC ?<br />

Assurer la traçabilité de volumes de plus enplus importants de<br />

données présente des contraintes fortespourles utilisateursde<br />

solutions desimulation, en particulier pour être certain que les<br />

données et les résultats sont bien connectés à la CAO, et en<br />

permanence. Demême, pour la gestion des données, ilest essentiel<br />

d’adopterdes solutions dédiées ;unlogicieldePLM n’est<br />

pas adapté. Notre solution SimManager permet d’automatiser<br />

les processus etdemettre en placedes méthodologies trèsdétaillées<br />

afin derécupérer automatiquement le fichier CAO, faire<br />

le maillage, gérerles outils et ainsi augmenter de façon drastique<br />

le nombre de simulations pour un même nombre d’utilisateurs.<br />

*Antoine Langlois est en charge de l’équipe technique chez<br />

MSC Software France<br />

Propos recueillis par Olivier Guillon<br />

Les constructeurs automobiles, les fournisseurs<br />

en électronique automobile et les universités<br />

cherchent à développer de nouveaux systèmes<br />

électroniques pour les systèmes ADAS (Advanced<br />

Driver Assistance System, système d’aide<br />

à la conduite).Les radars FMCW (Frequency-modulated<br />

continuous waveform, radars à ondes<br />

continues modulées en fréquence) répondent<br />

aux exigences des systèmes de sécurité active<br />

automobile en raison de leurs mesures précises<br />

à courte portée, leur faible sensibilité aux échos<br />

parasites et leur intégration facile. Dans l’industrie<br />

automobile, les radars FMCW sont trèslargement<br />

utilisés comme composant des systèmes ADAS.<br />

Dans la suite nous présentons une chaîne d’outils unique<br />

pour la modélisation et la simulation d’un système radar<br />

FMCW 77 GHz complet, et notamment la génération de<br />

formes d’ondes, la caractérisation de l’antenne, les interférences<br />

et le bruit du canal, ainsi que les algorithmes de<br />

traitement de signal numérique (DSP) pour la détermination<br />

de la distance et de la vitesse. La simulation et la modélisation<br />

de dégradations RF, telles que le bruit, la non-linéarité<br />

et les dépendances à la fréquence, nous permettent de<br />

tester le comportement de composants standards décrits par<br />

des paramètres de fiches techniques. Ces opérations nous<br />

fournissent des informations concernant les performances<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 58


dossier automobile<br />

atteignables dans une configuration de<br />

composants spécifique, ainsi que sur<br />

les coûts associés. Les radars FMCW<br />

deviennent de plus en plus populaires,<br />

tout particulièrement dans les applications<br />

automobiles telles que la régulation<br />

adaptative de la vitesse (ACC).<br />

L’émetteur-récepteur d’un système<br />

FMCW transmet un balayage haute<br />

fréquence large bande. Le signal émis<br />

atteint la cible et est réfléchi vers les<br />

récepteurs avec un temps de retard et<br />

un décalage de sa fréquence qui dépend<br />

de la distance avec la cible et de<br />

la vitesse relative.<br />

En associant les signaux émis et reçus,<br />

le temps de retard correspond à<br />

une différence de fréquence qui génère<br />

une fréquence de battement. Ceci<br />

permet d’estimer de manière très précise<br />

et fiable la distance à la cible [1].<br />

Souvent, plusieurs antennes sont utilisées<br />

pour la formation de faisceaux et<br />

le traitement spatial afin derendre la<br />

détection plus fiable ou dans le but de<br />

créer un système directionnel, comme<br />

décrit dans la figure 1.<br />

Figure 1. Structure<br />

d’un système radar FMCW<br />

Lors de la conception, de la modélisation<br />

et de la simulation d’un radar<br />

FMCW, le concepteur ne doit pas<br />

seulement prendre en compte le comportement<br />

nominal. Après avoir utilisé<br />

l’équation du radar afin dedéterminer<br />

les paramètres de conception fondamentaux,<br />

le concepteur doit analyser<br />

l’impact des imperfections provenant<br />

du circuit frontal RF.Lanon-linéarité,le<br />

bruit, la sélectivité en fréquence et les<br />

inadéquations entre les composants<br />

fonctionnant sur une bande passante<br />

très large réduisent la plage dynamique<br />

réelle du signal détectable.<br />

En modélisant avec précision le circuit<br />

frontal RF, les concepteurs peuvent<br />

effectuer des compromis de complexité<br />

entre l’architecture matérielle et les<br />

algorithmes de traitement numérique<br />

du signal. Ils peuvent par ailleurs déterminer<br />

si les précédentes implémentations<br />

peuvent être utilisées pour<br />

reconfigurer le radar suivant des spécifications<br />

techniques plus poussées,<br />

ou bien si les composants standard<br />

peuvent être utilisés directement pour<br />

l’implémentation ducircuit frontal RF.<br />

détermination de la forme<br />

d’onde fMCW<br />

Lors de la conception d’un nouveau<br />

système radar, nous devons d’abord<br />

déterminer les paramètres du balayage<br />

en fréquence triangulaire de<br />

façon à obtenir la résolution souhaitée<br />

avec la bande passante spécifiée.<br />

Nous considérons ici un radar automobile<br />

longue portée utilisé pour le<br />

régulateur de vitesse automatique qui<br />

occupe généralement la bande autour<br />

de 77 GHz [2, 3].<br />

Comme indiqué sur la figure 2, le signal<br />

reçu est une copie atténuée et<br />

retardée dusignal émis où le retard Δt<br />

est lié à la distance de la cible. Étant<br />

donné que le signal balaie toujours<br />

une bande de fréquence, la différence<br />

de fréquence fb, appelée communément<br />

fréquence de battement, entre<br />

le signal émis et le signal reçu est toujours<br />

constante lors du balayage. Le<br />

balayage étant linéaire, il est possible<br />

de dériver le retard par rapport à la fréquence<br />

de battement, puis la distance<br />

de la cible par rapport au retard.<br />

Figure 2. Formes d’ondes<br />

des signaux émis et reçus<br />

Grâce aux fonctionnalités de Matlab<br />

et de Phased Array System Toolbox,<br />

nous pouvons facilement déterminer<br />

les paramètres fondamentaux de<br />

forme d’onde pour un radar fonctionnant<br />

à 77 GHz, notamment la bande<br />

passante et la pente de balayage, la<br />

fréquence de battement maximale et la<br />

fréquence d’échantillonnagebaséesur<br />

la résolution en distance et la vitesse<br />

maximale définies par l’utilisateur,<br />

comme indiqué sur la figure 3.<br />

Figure 3. Détermination<br />

des paramètres du balayage<br />

en fréquence FMCW<br />

Modélisation des composants,<br />

bruit et non-linéaritérf<br />

Une fois les paramètres du balayage<br />

de fréquences déterminés, nous pouvons<br />

passer à la modélisation de<br />

l’émetteur-récepteur du système radar.<br />

Le circuit frontal RF du système radar<br />

comprend l’émetteur,lerécepteur et l’antenne.<br />

Ces modèles sont fournis dans la<br />

Toolbox.Nous paramétrons ces modèles<br />

avec les valeurs souhaitées, comme le<br />

bruit de phaseetlebruit thermique. Nous<br />

pouvons également modéliser l’émetteur<br />

et le récepteur à l’aide de composants RF<br />

fournis dans Simulink en utilisant SimRF<br />

pour modéliser les effets du bruit, dela<br />

non-linéarité et de la sélection de fréquence<br />

au niveau des composants. La<br />

figure 4montre comment nous avons<br />

modélisé le circuit frontal RF en utilisant<br />

des blocs SimRF. Cette bibliothèque<br />

fournit un solveur circuit enveloppe pour<br />

simulerrapidement les systèmes et composants<br />

RF, tels que les amplificateurs,<br />

les mélangeursetles paramètres S.<br />

Figure 4. Éléments RF modélisés<br />

dans Simulink en utilisant les blocs<br />

circuit enveloppe SimRF<br />

Nous pouvons décrire en détail l’architecture<br />

de l’émetteur-récepteur et utiliser<br />

les paramètres de fiche technique<br />

pour chacun des éléments du circuit<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 59


dossier automobile<br />

frontal RF. Voici l’exemple d’un mélangeur<br />

I/Q à conversion directe dont<br />

la modélisation est illustrée dans la figure<br />

5. Cet élément démodule le signal<br />

reçu, en le multipliant avec la forme<br />

d’onde émise à l’origine.<br />

Figure 5. Structure du mélangeur<br />

I/Q à conversion directe<br />

Les paramètres des deux multiplicateurs<br />

utilisésdans le mélangeur I/Q ont<br />

été configurés directement dans les<br />

blocs ou en utilisant des variables du<br />

workspace.<br />

Avec cette structure, il est facile d’essayer<br />

différentes configurations et explorer<br />

des espaces de conception en<br />

utilisant divers paramètres de fiche<br />

technique pour la simulation de composants<br />

standard.<br />

Simulation du système complet<br />

Une fois le paramétrage de tous les<br />

composants du système radar correctement<br />

effectué, nous pouvons effectuer<br />

une simulation afin de tester le<br />

bon fonctionnement du système dans<br />

plusieurs conditions detest.<br />

Pendant cette simulation, le modèle<br />

fournit non seulement des valeurs<br />

estimées de la vitesse relative et de<br />

la distance de l’objet, mais il permet<br />

également de visualiser le spectre des<br />

signaux émis et reçus, comme illustré<br />

figure 6.<br />

Une première simulation effectuée<br />

avec des conditions idéales (absence<br />

de bruit et de distorsion) montre que<br />

la vitesse et la position peuvent être<br />

détectées avec précision pour toutes<br />

les cibles utilisées. Cette simulation<br />

valide l’environnement de test et les<br />

algorithmes DSP. Pour les simulations<br />

suivantes avec ajout de bruit et de<br />

non-linéarité de l’émetteur-récepteur,<br />

le radar dévie de son comportement<br />

idéal et ne peut pas détecter les voitures<br />

à une distance trop importante.<br />

Après augmentation de l’isolement du<br />

mélangeur et du gain de l’amplificateur<br />

de puissance, le système radar étend sa<br />

portée dedétection et la simulation réalise<br />

de nouveau des estimations précises<br />

de la vitessedelacible et de sa distance.<br />

Il est nécessaire de définir précisément<br />

le gain des différentes étapes pour que<br />

le récepteur ne sature pas. Avec ce<br />

modèle, nous avons pu procéder à plusieurs<br />

simulations en définissant plusieurs<br />

jeux de paramètres. Nous avons<br />

également pu sélectionner les composants<br />

appropriés pour le radar et vérifier<br />

leur impact sur ses performances.<br />

Dans cet article, nous avons abordé la<br />

modélisation et la simulation d’un système<br />

radar FMCW complet destiné à<br />

Figure 6. Spectre des signaux émis et reçus<br />

références<br />

des applications de sécurité active automobile<br />

en utilisant une chaîne d’outils<br />

basée sur Matlab. Le workflow proposé<br />

nous permet de simuler les composants<br />

RF au sein d’un modèle complet<br />

au niveau système, et notamment les<br />

algorithmes de traitement du signal<br />

numérique. Cette approche réduit à la<br />

fois le temps nécessaire au développement<br />

du radar et la complexité des<br />

tests système, ce qui réduit le coût du<br />

cycle de développement.<br />

>> Pour en savoir plus, consultez la<br />

page dédiée à Phased Array System<br />

Toolbox, accessible à l’adresse fr.<br />

mathworks.com/products/phased-array.<br />

Précisions sur les auteurs de cetarticle<br />

John Zhao est chef de produit chez MathWorks.<br />

John Zhao, Giorgia Zucchelli<br />

et Marco Roggero (Mathworks)<br />

Marco Roggero est ingénieur d’applications chez MathWorks GmbH.<br />

Giorgia Zucchelli est directrice du marketing technique chez MathWorks.<br />

1. Design and Verify RF Transceivers for Radar Systems. Giorgia Zucchelli,<br />

MathWorks.mathworks.com/videos/design-and-verify-rf-transceivers-forradar-systems-81990.html.<br />

2. Automotive Adaptive Cruise Control Using FMCW Technology.mathworks.<br />

com/help/phased/examples/automotive-adaptive-cruise-control-using-fmcw-technology.html.<br />

3. Karnfelt, C., et al. 77 GHz ACC Radar Simulation Platform, IEEE International<br />

Conferences on Intelligent Transport Systems Telecommunications<br />

(ITST), 2009.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 60


Vie de l’aste<br />

Événements<br />

L’actualitédevotre association<br />

Assemblée générale et conseil<br />

d’administration de l’ASTE<br />

Lors de la dernière AG annuelle de<br />

l’ASTE qui s’est tenue le 11 juin 2015<br />

à Vélizy-Villacoublay, trois nouveaux<br />

administrateurs ont été élus au conseil<br />

d’administration : M. Yohann Mesmin<br />

de Siemens France, M. Paul-Éric<br />

Dupuis d’Intespace et M. Bertrand Canaple<br />

de Valutec.<br />

Les rapports moral et financier présentés<br />

par le bureau sortant ont été approuvés<br />

à l’unanimité.<br />

L’assemblée générale a été suivie<br />

d’un conseil d’administration au<br />

cours duquel le bureau de l’ASTE a<br />

été élu. M. Joseph Merlet (président),<br />

M. Jean-Paul Prulhière (Secrétaire)<br />

et M. Bernard Colomiès (trésorier) ont<br />

été prolongés dans leurs fonctions.<br />

M. Paul-Éric Dupuis arejoint le bureau<br />

en tant que vice-président et M. Henri<br />

Grzeskowiak a été élu au poste de secrétaire<br />

adjoint.<br />

Au programme<br />

Journée «Maitriser l’environnement<br />

climatique sur voséquipements »<br />

ASTE, le ministère de la Défense et la DGA vous proposent<br />

de participer à une journée thématique intitulée « Maitriser<br />

l’environnement climatique sur vos équipements », lejeudi<br />

19 novembre 2015 sur le site de la DGA/MI qui nous fait<br />

l’honneur de nous recevoir à Bruz, près deRennes (Ille-et-<br />

Vilaine).<br />

09h30-10h00 :Café d’accueil<br />

10h00-10h05 :Introduction par le directeur du Centre de Bruz<br />

10h05-10h10 : Présentation de l’ASTE par son président<br />

Monsieur Joseph Merlet<br />

10h10-10h40 : « Defense &Aeronautics application examples<br />

of test equipment according to MIL STD 810 G »<br />

-ANGELANTONI TEST TECHNOLOGIES :Ing. Fabrizio<br />

Rinalducci (Aerospace Products Application Engineer) et<br />

Ing. Paolo Santilli (Sales Manager)<br />

10h40-11h10 : « Le suivi et la traçabilité métrologique des<br />

enceintes climatiques » -METROSITE -M.Marchal<br />

11h10-11h20 :Pause café<br />

11h20-11h50 : « Détermination statistique de profils de température<br />

en vieillissement thermochimique » -MBDA -Patrice<br />

Raipin Parvedy<br />

11h50-12h20 : « Modélisation thermodynamique d’abris de<br />

stockage » -DGA MI -Bénédicte Baque<br />

12h20-12h50 : « Incertitudes et aides à la décision associées<br />

à une duréed’emploi sécuritaire (aspects thermiques, fiabilité<br />

et vieillissement » -DGA MI -Thierry Marot<br />

12h50-14h00 :Déjeuner<br />

14h00-16h00 :Visite du Site de Bruz :Moyens de l’environnement<br />

&Mesures in Situ – Moyens “VIP” du site<br />

16h00 :Conclusion<br />

1/ .-,,+*)",975.3-/0+('/.)/&)",/-%#+!)",#+( +8!+,&(6<br />

#+('/05/'+",(+&#+( &+.3/'.'+/(9+#7+/4',)//+2+/&<br />

!/GE,G/+ )@.;EAE FC*541( D<br />

3(QY *'Y&,"&Y %(V ,(''-&VV-',*V *$ 0-Y$&,&0*Y -,$&%*#*'$ !.-0Y(#($&('1<br />

!.-T&XXQV&(' *$ !.-#&V* *'UQ%Y* -Q V*&' T* .S&'TQV$Y&* XY-'P-&V*<br />

T*V @AE%+BEA2 'A-.%+,GA2 @*A22)+2 A' @A 2+7GC)'+/% @A C*A%9+E/%%A7A%'O<br />

E(V -T"NY*'$V MN'NX&,&*'$ T*YNTQ,$&('V VQMV$-'$&*..*V VQY .*V $-Y&XV<br />

T* '(V V$-L*V T*#/E7)'+/%1 ?/GE%;A2 'A-.%+,GA21 /G9E)=A2<br />

*$ =G+@A2 'A-.%+,GA2O<br />

0G+ A2' -/%-AE%; ")E %/'EA )-'+9+'; D<br />

• A*V .-M(Y-$(&Y*V TS*VV-&V1 .*V N?Q&0*#*'$&*YV1<br />

.*V ,(',*0$*QYV *$&'$NLY-$*QYV T*V=V$


Formation<br />

Associationrégiepar la loide1901<br />

N° de formation11788221478<br />

Association pour ledéveloppement<br />

des SciencesetTechniquesdel’Environnement<br />

PROGRAMME 2015/2016<br />

THEMES<br />

LIEU<br />

DUREE<br />

EN JOUR<br />

PRIXHT<br />

DATES<br />

Mesureetanalyses desphénomènes vibratoires -niveau1<br />

IUT DU<br />

LIMOUSIN<br />

2ou3 1120 ou 1530€ septembre2016<br />

Mesure et analyses desphénomènes vibratoires -niveau2 4 1840€ septembre2016<br />

Mécanique vibratoire:application au domaine industriel<br />

Chocs mécaniques : mesures,spécifications, essais<br />

et analyses de risques<br />

Principesdebase et caractérisation des signaux<br />

INTESPACE-31<br />

SOPEMEA-78<br />

4<br />

3<br />

SOPEMEA (78) 3<br />

IUT DU<br />

LIMOUSIN<br />

1800€<br />

1530€<br />

1 500 €<br />

1530€<br />

13-15 octobre2015<br />

7-10 juin 2016<br />

3-5novembre2015<br />

22-24 mars 2016<br />

3,5 1650 € 23-26 mai2016<br />

Traitement du signal avancé des signauxvibratoires SOPEMEA (78) 3 1530€ 13-15 sept2016<br />

Pilotage desgénérateurs de vibrations :<br />

principes utilisésetapplications<br />

SOPEMEA (78) 4 1800€ 23-26 novembre 2015<br />

Analysemodale expérimentaleetinitiation<br />

auxcalculs de structureetessais<br />

Acoustique : principes de base, mesures<br />

et application auxessaisindustriels<br />

Climatique : principesdebase<br />

et mesure desphénomènes thermiques<br />

INTESPACE 4<br />

1800€<br />

1840 €<br />

26-29octobre2015<br />

7-10 juin 2016<br />

INTESPACE 4 1800€ 24-27 novembre 2015<br />

IUT DU<br />

LIMOUSIN<br />

3 1500 € 17-19novembre2015<br />

Climatique:application au domaineindustriel INTESPACE 4 1800€ 8-11 décembre2015<br />

Sensibilisation à la compatibilité électromagnétique<br />

Application à la priseencomptedelaCEM<br />

dans le domaineindustriel<br />

Personnalisation du produitasonenvironnement:<br />

priseencomptedel'environnement dans un programme<br />

industriel<br />

Personnalisation du produitason environnement:<br />

prise en comptedel’environnement mécanique<br />

Utilisation desoutils de synthèse mécanique<br />

pour la conceptionetlepré dimensionnement<br />

des équipements<br />

Personnalisation du produitason environnement:<br />

prise en comptedel’environnement climatique<br />

Personnalisation du produitason environnement:<br />

prise en comptedel’environnement électromagnétique<br />

Extensomètrie : collage de jauge,<br />

analyse desrésultats et de leur qualité<br />

Concevoir, réaliser,exploiterune campagne<br />

de mesures<br />

Bonne pratique de mesures<br />

Conceptionetvalidation de la fiabilité<br />

Dimensionnementdes essais pour la validation<br />

de la conceptiondes produits<br />

IUT DU<br />

LIMOUSIN<br />

4 1840€ 30 mai-3juin2016<br />

INTESPACE 3 1500€ 7-9octobre 2015<br />

SOPEMEA (78)<br />

EMITECH<br />

VERSAILLES<br />

2 1120€ 20-21 septembre2016<br />

3 1500€ 20-22 octobre2015<br />

3 1500 € 17-19novembre2015<br />

3 1530€ 20-22 septembre2016<br />

3 1530€ 5-7avril 2016<br />

SOPEMEA (78) 3 1800 € 17-19 novembre 2015<br />

SOPEMEA (78) 2 1100€ 2-3décembre2015<br />

IUT DU<br />

LIMOUSIN<br />

2 1120 € 30-31mars2016<br />

SOPEMEA (78) 3 1530 € 31 mai – 2juin2016<br />

Fiabilité,déverminage,essais (accélérés, aggravés) SOPEMEA (78) 2 1120€ 27-28 septembre2016<br />

Accroissementdelafiabilité<br />

parles méthodes HALT &HASS<br />

Caractérisation métrologique NOUVEAU<br />

des systèmes de mesure et essais<br />

EMITECH(78) 1 870 € 9juin2016<br />

SOPEMEA (78) 2<br />

1100 €<br />

1120€<br />

15-16 octobre2015<br />

6-7avril2016<br />

CONTACT :Patrycja PERRIN -Tél. 01 61 38 96 32 -info@aste.asso.fr<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 62


agenda<br />

Evénements, colloques, séminaires àvenir...<br />

Septembre<br />

> Congrès international<br />

de métrologie<br />

Le 17 e CIM réunira tous les acteurs<br />

du monde de la mesure :utilisateurs<br />

industriels de moyens de mesure, experts<br />

techniques, laboratoires publics<br />

et privés, fabricants et prestataires. Ce<br />

Congrès présente les évolutions des<br />

techniques de mesure, les avancées<br />

R&D et leurs implications pour l’industrie.<br />

Il montre également comment<br />

la mesure améliore, au quotidien, les<br />

processus industriels et la maîtrise des<br />

risques. Les six tables rondes industrielles<br />

porteront sur Les bonnes pratiques<br />

en santé, laTransition énergétique,<br />

L’analyse sensorielle au service<br />

de la métrologie, l’Externalisation de la<br />

fonction métrologie, l’Agroalimentaire<br />

et la Mesure et maîtrise des risques<br />

avec l’approche ISO 9001.<br />

À Paris Porte de Versailles<br />

Du 21 au 24 septembre 2015<br />

>> www.metrologie2015.com<br />

> Enova Paris<br />

Enova Paris ouvrira ses portes 22 au<br />

24 septembre prochains à Paris Porte<br />

de Versailles, dans le Hall 4. Il mettra<br />

tout particulièrement en lumière les<br />

avancées en matière de systèmes embarqués<br />

etd’objets connectés. L’innovation<br />

sera toujours sous les feux des<br />

projecteurs avec la 5 e édition des trophées<br />

de l’Innovation.Ceconcours valorisa<br />

les initiatives et technologies les<br />

plus innovantes des exposants autour<br />

des catégories – Qualité/Sécurité, Productivité<br />

et Technologie embarquée –<br />

auxquelles se rajoute cette année,<br />

Usage Objet connecté. De nouveau,<br />

l’innovation Coup de cœur des visiteurs<br />

sera aussi primée.<br />

À Paris Porte de Versailles<br />

Du 21 au 24 septembre 2015<br />

>> www.enova-event.com<br />

> Aérotek<br />

Les 30 septembre et 1 er octobre prochains,<br />

Orléans accueillera, parallèlement<br />

aux salons Nukléa, Process Industries<br />

Centre, Sipec et Ultrapropre,<br />

un nouvel événement dédié à l’aéronautique<br />

et spatial :lesalon Aérotek.<br />

Cette première édition réunira une<br />

trentaine exposants, fournisseurs et<br />

industriels qualifiés et spécialisés et<br />

reconnus dans leur secteur.<br />

Au parc des expositions d’Orléans<br />

Les 30 septembre et 1 er octobre 2015<br />

>> www.aerotek.fr<br />

Octobre<br />

> Congrès Cetim-Nafems :<br />

La simulation numérique<br />

pour les mécaniciens<br />

Senlis, le 2 juillet 2015. Le Cetim,<br />

Institut technologique de mécanique<br />

labellisé Carnot, et Nafems France organisent,<br />

le 13 octobre 2015 à Saint-<br />

Étienne, le premier congrès commun<br />

sur la simulation numérique pour les<br />

mécaniciens. Ce premier congrès se<br />

donne pour objectif de promouvoir la<br />

simulation numérique auprès des ETI<br />

et des PMI de la mécanique.<br />

Au Cetim, à Saint-Etienne (7, rue de la<br />

Presse)<br />

Le 13 octobre 2015<br />

>> www.nafems.org<br />

> ConférenceComsol 2015<br />

La Conférence Européenne Comsol<br />

aura lieu cette annéeausiège social de<br />

Comsol France, au World Trade Center<br />

de Grenoble, du 14 au 16 octobre<br />

2015. Cette conférence propose des<br />

dizaines de minicours dans tous les<br />

domaines delaphysique, répartis sur<br />

plusieurs jours, et permet de se former<br />

à la version 5.1 du logiciel Comsol<br />

Multiphysics. Elle permet aussi de<br />

découvrir ce qui se fait dans d’autres<br />

domaines que le sien, grâce aux<br />

850 présentations utilisateurs prévues.<br />

Pour connaître le programme des minicours,<br />

les thèmes abordés par les<br />

conférenciers, s’inscrire et planifier sa<br />

venue, rendez-vous sur www.comsol.<br />

fr/conference2015/grenoble.<br />

À Grenoble<br />

Du 14 au 16 octobre 2015<br />

>> www.comsol.fr<br />

Novembre<br />

> Midest-MaintenanceExpo<br />

Le numéro 1des salons de la soustraitance<br />

se déroulera du 17 au 20 novembre<br />

prochain à au parc des expositions<br />

de Paris-Nord Villepinte. Cet<br />

événement rassemblera sur près de<br />

50 000 m 2 les fabricants, équipementiers<br />

et assembleurs ainsi que les fournisseurs<br />

de solutions en transformation<br />

des métaux, plasturgie, électronique,<br />

microtechniques et services à l’industrie.<br />

Conjointement à ce salon se tiendra<br />

Maintenance Expo.<br />

Au parc des expositions de Paris-Nord<br />

Villepinte<br />

Du 17 au 20 novembre 2015<br />

>> www.midest.com<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 63


Au sommaire<br />

du prochain numéro<br />

Index des annonceurs<br />

ACTIDYN...............................11<br />

AEROTEK .............................31<br />

Dossier<br />

Les matériaux composites à l’épreuve des essais et de la simulation<br />

Mesures et méthodes de mesure<br />

Contrôle en production :<br />

Quelles technologies de mesure et logiciels choisir ?<br />

Les équipements de mesure et capteurs dans les essais vibratoires<br />

<strong>Essais</strong> et modélisation<br />

Focus sur le secteur du nucléaire :<br />

méthodes, moyens d’essais et simulation numérique<br />

Le rôle de la simulation dès laconception et dans l’impression 3D<br />

Sans oublier<br />

Des avis d'experts ainsi que toutes les informations concernant la vie<br />

de l'ASTE et du Gamac, les événements, les formations et les actualités<br />

du marché de la mesure, des essais, de la modélisation et de la simulation.<br />

ICA MOTION .........................27<br />

IMPLEX .......... 2 e de couverture<br />

CoNCEPTioN édiToriALE &réALiSATioN<br />

MRJ<br />

54, Boulevard Rodin -92130 Issy les Moulineaux<br />

Tél. :0173793567<br />

Fax. :0134296102<br />

www.mrj-presse.fr<br />

(la rédaction n’est pas responsable des documents qui lui sont<br />

adressés, sauf demande express, ceux-ci ne sont pas retournés)<br />

dirECTEur dE LA PubLiCATioN<br />

Jérémie Roboh<br />

rédACTioN<br />

Olivier Guillon<br />

(o.guillon@mrj-corp.fr)<br />

Comitéderédaction :<br />

Olivier Guillon (MRJ)<br />

Commission Revue de l’ASTE : André Coquery (responsable -MBDA<br />

France), Bernard Colomies (Sopemea), François Derkx (Ifsttar), Jean-<br />

Claude Frölich, Henri Grzeskowiak (HG Consultant), Michel-Roger Moreau,<br />

Joseph Merlet, Patrycja Perrin, Jean-Paul Prulhière (Metexo)<br />

ontcollaboréàcenuméro:<br />

David Delaux (Valeo), Marc Le Menn (Shom), Laurent Pacaud<br />

(Shom), Marco Roggero (Mathworks), John Zhao (Mathworks),<br />

Giorgia Zucchelli (Mathworks)<br />

édiTioN<br />

Maquette et couverture :<br />

Nord Compo<br />

Photo couverture :<br />

Comsol -5.0 Acoustics sedan<br />

PubLiCiTé<br />

MRJ -Tél. 01 73 79 35 67<br />

Patrick Barlier -p.barlier@mrj-corp.fr<br />

diffuSioN ET AboNNEMENTS<br />

abonnement@essais-simulations.com<br />

www.essais-simulations.com<br />

Abonnement 1an(4numéros) :58€<br />

Prix au numéro :20€<br />

Règlement par chèque bancaire à l’ordre de<br />

MRJ<br />

(DOM-TOM et étranger :nous consulter)<br />

ASTE .....................................61<br />

CIM........................................17<br />

COMSOL........ 4 e de couverture<br />

DB VIB.....................................2<br />

DSPACE ................................30<br />

ENOVA..................................29<br />

ESI GROUP.............................5<br />

FÉLIX INFORMATIQUE ........13<br />

M+P INTERNATIONAL..........15<br />

MESURES ET TESTS...............<br />

........................ 3 e de couverture<br />

MSC SOFTWARE ...................9<br />

GEOMNIA..............................21<br />

SYSTÈMES CLIMATIQUES<br />

SERVICES (SCS)..................25<br />

TEXYS.....................................7<br />

Trimestriel -N°122<br />

Septembre2015<br />

Editeur :MRJ<br />

SARL au capital de 50 000 euros<br />

54, Boulevard Rodin -92130 Issy les Moulineaux<br />

RCS Paris B491 495 743<br />

TVAintracommunautaire :FR38491495743<br />

N° ISSN :2103-8260<br />

Dépôtlégal : à parution<br />

Imprimeur :PAUKER HOLDING KFT<br />

Toute reproduction partielle ou globale est soumise à<br />

l’autorisation écrite préalable de MRJ.<br />

<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> • SEptEmbrE 2015 • pAGE 64


DU MODÈLE<br />

ÀL’APPLICATION<br />

Commentcréer le meilleurdesignet<br />

partager votreexpertise en simulation ?<br />

grâceàdepuissants outils de calculs.<br />

avec desapplications facilement partageables.<br />

comsol.fr/5.1<br />

PRODUCT SUITE<br />

› COMSOL Multiphysics®<br />

› COMSOL Server<br />

ELECTRICAL<br />

› AC/DC Module<br />

› RF Module<br />

› Wave Optics Module<br />

› RayOptics Module<br />

› MEMS Module<br />

› Plasma Module<br />

› Semiconductor Module<br />

MECHANICAL<br />

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Module<br />

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Module<br />

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