Essais & Simulations n°113

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Quelle place occupe la CEM
dans les essais ?
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MESURES ET MÉTHODES DE MESURES
Analyse industrielle :
technologies et mise en œuvre
Page 12
ESSAIS ET MODÉLISATION
Dossier :
Répondre aux défis des essais sismiques
Page 40
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Edito
Deux ans déjà...
Non, il ne s’agit pas d’un numéro « hommage » aux victimes de la catastrophe survenue
il y a deux ans à Fukushima. L’ensemble de la presse mondiale s’est déjà, à juste
titre, fortement exprimée sur le sujet, mettant également en lumière des éléments
complémentaires pour mieux comprendre les origines du drame. Il n’est en effet guère de
notre ressort d’ajouter à la longue liste de faits et de témoignages les pierres manquantes à
cet édifice triste mais nécessaire. Les nombreuses interrogations planent encore et toujours
au-dessus des têtes. De même, le doigt des responsabilités, notamment dans la non prise en
compte des risques que comportait le site, n’a pas fini de désigner des acteurs, industriels,
sous-traitants ou institutionnels, ayant manqué à leur devoir.
Mais comme le rappelle Stéphane Torrez, président du groupe Sopemea (groupe Apave),
avant de devenir une catastrophe nucléaire, il s’agissait avant tout, aussi dramatique soit-il,
d’un phénomène naturel. C’est pourquoi dans ce nouveau numéro d’Essais & Simulations,
nous avons pris le parti de mettre en avant les avancées en matière d’essais dans le domaine
sismique à travers un dossier complet. Il faut dire que les travaux, notamment entrepris par
de grands laboratoires d’essais dans le domaine du nucléaire, ont permis de développer
d’importants retours d’expérience, de partager les bonnes pratiques et de mettre au point des
technologies de pointe.
La recherche avance et les compétences, de plus en plus recherchées dans les métiers des
essais du fait d’une perte réelle de celles-ci chez les industriels et les grands sous-traitants,
permettront peut-être, sinon de se mettre à l’abri d’un raz-de-marée, de limiter les dégâts causés
par un séisme. Pour que la prochaine catastrophe naturelle, par essence inévitable, ne se
transforme pas cette fois en un cataclysme humain, environnemental, industriel et sociétal...
Olivier Guillon
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 1

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Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 2

Sommaire
Actualités
Entreprises & Marché
Les NIDays 2013 ont attiré plus de monde .............................4
Rescoll se lance dans le HALT-HASS .......................4
Ouverture du plus grand centre d’essais
en R&D dans l’éolien ...............................................4
Creaform équipe une salle
de mesure virtuelle pour Volkswagen ......................6
Une solution PLM pour les PME ..............................6
Datakit renforce son offre 3D PDF et STEP ...............6
L’édition du salon Industrie Lyon 2013
attire toujours les foules ............................................7
Produits & Technologies
Tour d’horizon des technologies en vision industrielle ......9
Une table de simulation hydraulique
pour optimiser les tests automobiles .................10
Dossier
ESSAIS ET MODÉLISATION
Stéphane Torrez,
président du groupe Sopemea ...............................38
Répondre aux défis
des essais sismiques ............................................40
Simulation de tremblement de terre
sur modèles réduits centrifugés ..........................41
Le laboratoire d’études de mécanique sismique
et la Plateforme Tamaris, au CEA/Saclay ............44
Les Essais de séisme sur les équipements
des centrales électronucléaires ............................50
Développement d’un système de contrôle d’une
grande plateforme de vibrations 6 axes ................54
Mesures et Méthodes de mesure
Un salon dans l’air du temps ...................................12
Campagnes de mesures dans le cadre de diagnostics
énergétiques d’installations industrielles...............14
150 ans de précision dans l’outillage......................18
Des Essais Insolites
Des instruments de mesure
au pays des crocodiles ...........................................60
Essais et Modélisations
La mécatronique,
une partie intégrante des essais industriels.............20
Un savoir-faire précieux
dans le domaine du HALT&HASS .........................22
Une place croissante de la mécatronique
dans l’industrie .......................................................24
Microwave & RF :
un rendez-vous de haut niveau !................................26
Les normes doivent s’adapter
au contexte industriel ..............................................28
Les essais CEM, un bouclier
pour l’aéronautique ................................................30
Modélisation de câbles blindés
incluant une queue de cochon interne ................32
De nouveaux moyens d’essais d’immunité aux
perturbations électromagnétiques pour Alciom .....35
Les difficultés de modélisation
des assemblages à l’honneur ...............................36
Vie de l’ASTE
Commission MECA-CLIM de l’ASTE .......................60
Une journée technique au MBDA Bourges ............61
Outils
Programme des formations .......................................62
Agenda ......................................................................63
Répertoire des annonceurs .......................................64
Essais & Simulations est la revue partenaire exclusive
de l’ASTE (Association pour le développement
des sciences et techniques de l’environnement).
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 3

Actualités
Entreprise et Marché
Événement
Les NIDays 2013 ont attiré plus de monde
Record d’affluence pour les journées
annuelles de National Instruments. La
seizième édition française de NIDays
a eu lieu au CNIT de Paris La Défense
le 12 février dernier. Destiné à faire
le point sur la conception, le test et le
contrôle sur PC, l’événement a attiré
un nombre record de visiteurs (1 155
contre 1 104 l’an dernier) et a vu la
participation en conférence plénière de
deux sommités : d’une part, André Borschberg,
co-fondateur, CEO et pilote
de l’avion Solar Impulse, venu partager
son expérience d’entrepreneur et sa vision
de l’innovation. D’autre part, Pete
Zogas (vice-président senior, ventes et
marketing, chez National Instruments),
qui a présenté quelques-unes des applications
les plus significatives des
produits NI en 2012, à l’image de celle
qui a permis à Serge Laroche d’obtenir
le Prix Nobel de Physique.
Stratégie
Rescoll se lance dans le HALT-HASS
Après avoir acheté les actifs de la PMI
girondine Acteq spécialisée dans les
essais accélérés en environnement,
la SRC Rescoll s’est dotée d’une
chambre HALT-HASS de Qualmark
Typhoon 3.0. Ainsi Rescoll est désormais
en mesure de compléter ces
moyens d’études du vieillissement
actuels (thermique, humidité, solaire,
immersion, fatigue mécanique) par du
vibratoire. Une compétences supplémentaire
dans les essais aggravés qui
permet à cette « structure de recherche
sous contrat » (SRC) bordelaise spécialisée
dans l’étude des matériaux de
venir jouer dans la cour des grands ;
« seuls les grands groupes disposent
de ce type d’équipement. Cette opportunité
nous ouvre des portes vers de
nouveaux projets avec les PME, s’enthousiasme
le gérant de la SRC, José
Alcorta. Nous pouvons désormais aller
vers des études vibratoires avec un
niveau de maturité plus élevé pour les
petites entreprises ».
Dans le but de vérifier la robustesse
des produits au-delà des contraintes
de l’environnement prévu tout au long
de son cycle de vie et ainsi d’améliorer
leur fiabilité, ce nouvel équipement
permet d’obtenir des amplitudes
de températures allant de -100°C à
+200°C et des variations atteignant
70°C/min. Les objectifs étant toujours
les mêmes lorsque l’on parle d’essais
aggravés, à savoir la réduction des
problèmes intervenant sous garantie,
des taux de défaillance et l’augmentation
de la durée de vie tout comme la
satisfaction des clients et l’image globale
de la marque ou du fabricant.
Inauguration
Ouverture du plus grand centre d’essais en R&D dans l’éolien
« Les investissements que nous réalisons
aujourd’hui dans le domaine des
essais garantissent des économies
pour nos clients demain ». C’est en ces
termes non dénués de bon sens que
s’est exprimé Felix Ferlemann le jour de
l’inauguration à la mi-mars au Danemark
de deux importants centres d’essais en
R&D dans le domaine des technologies
éoliennes. Il faut reconnaître que le président
de la division Eolienne de Siemens
Energy s’est donné les moyens de
ses ambitions en créant, avec les deux
installations cumulées, le plus important
centre d’essai en R&D au monde dans
le domaine.
Les deux centres ont ouvert leurs
portes à Brande d’une part, qui abrite
des bancs d’essais de nacelles et permettra
la réalisation d’essais sur des
plateformes à entraînement direct de la
gamme D6. D’autre part, un centre a été
créé à Aalborg pour les essais de pales,
dont la plus grande atteint 75 mètres de
long. Au total, les sept bancs d’essais
d’Aalborg et les trois bancs de Brande
permettront de réaliser des tests d’usure
accélérée (HALT) sur tous les composants
principaux des plateformes de ses
éoliennes à entraînement direct et à entraînement
par engrenages.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 4

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Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 5

Actualités
Entreprise et Marché
Investissement
Creaform équipe une salle de mesure virtuelle
pour Volkswagen
L’unité d’affaires Plastiques du géant
allemand a investi dans une salle de
mesure virtuelle dotée des technologies
de mesure mises au point par
Creaform, entreprise canadienne
spécialisée dans les technologies de
mesure optique 3D portables et dans
le service d’ingénierie 3D. Cette opération
a été réalisée dans le cadre d’un
projet-pilote.
Plus précisément, l’unité d’affaires
Plastiques du Volkswagen Group utilise
ces solutions pour la version de
mesure tactile. Elle entend utiliser la
salle de mesure virtuelle pour mesurer
sur la chaîne de production les tableaux
de bord et l’avant des voitures
de la nouvelle série Golf. Autre objectif
: mesurer des pièces individuelles
sur la chaîne de production qui se
déplace vers l’avant au rythme de 4
mètres toutes les 56 secondes. Dans
ce laps de temps, le tableau de bord
et l’avant du véhicule seront inspectés
par palpage avec la MMT sans bras
HandyPROBE.
Gestion de données
Une solution PLM pour les PME
L’Américain PTC vient de lancer sur
le marché du PLM Windchill PDM Essentials,
une solution de gestion des
données produit (PDM) spécialement
conçue pour les petites et moyennes
entreprises. Cette nouvelle solution,
vendue exclusivement par l’intermédiaire
des revendeurs partenaires de
l’éditeur, est une adaptation du logiciel
de gestion de cycle de vie des produits
(PLM) PTC Windchill.
Objectif de cette solution : permettre
aux entreprises d’adapter leurs activités
commerciales et de développement
produit de manière à garantir leur
répétabilité. Par exemple, des processus
rudimentaires peuvent être suffisants
si peu de personnes s’occupent
du développement produit. Cependant,
au fur et à mesure de la croissance de
l’entreprise, l’absence de processus
définis et adaptables peut engendrer
des confusions et des perturbations,
Windchill PDM Essentials permet de
créer des contrôles et des processus
simples de manière à optimiser l’efficacité
de tous les collaborateurs. Cette
solution contribue à réduire les coûts et
à augmenter la production, tout en restant
flexible et adaptable et en maximisant
le retour sur investissement.
CAO
Datakit renforce son offre 3D PDF et STEP
L’éditeur spécialisé dans le transfert
de données CAO a lancé en avril dernier
CrossManager 2013, ainsi que
les mises à jour correspondantes de
sa gamme de plugins et SDKs. Cette
mise à jour inclut des améliorations critiques
sur l’écriture PDF 3D, avec une
prise en charge de l’arbre de construction,
de l’affichage des PMIs (Product
Manufacturing Information) et des captures/modelviews,
des métadonnées
de pièce et d’assemblage, ainsi qu’une
optimisation du rendu graphique.
Ce nouvel export PDF 3D intègre les
options de CrossManager 2013 (filtrage
d’entités, qualité de la triangulation
et sélection de modèles). Datakit
apporte continuellement des améliorations
fonctionnelles à ses interfaces,
dont la conformité de ses interfaces
STEP vis-à-vis des recommandations
du forum CAX-IF et des exigences du
groupe Lotar.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 6

Actualités
Entreprise et Marché
Événement
L’édition du salon Industrie Lyon 2013
attire toujours les foules
Malgré un contexte pour le moins difficile tant pour les donneurs d’ordres que les sous-traitants de l’industrie,
la nouvelle édition lyonnaise du Salon de l’Industrie s’inscrit sur la voie du succès. Une aubaine
en ces temps incertains ? Ce qui est sûr, c’est que la formule du salon plait toujours à des visiteurs qui
ont pourtant tendance à réduire depuis plusieurs années leur temps de passage. Au programme cette
année, de nouveaux temps forts, un accent fort mis sur la formation, des Trophées de l’Innovation toujours
très attendus et, pour la première fois, un espace dédié à la vision industrielle.
Première région industrielle, mécanicienne
(et sixième mondiale)
et sous-traitante française, le Rhône-Alpes
regroupe 20% des entreprises
industrielles du pays et 16% des
effectifs nationaux. Rien que ça ! Et la
nouvelle édition du salon de l’Industrie
qui se déroulera du mardi 16 au vendredi
19 avril 2013 prochain à Eurexpo
Lyon ne contredira pas cette position
de leader français de l’industrie. Près
de 20 000 visiteurs auront l’opportunité
de rencontrer les 850 exposants répartis
en une dizaine de secteurs représentés.
Véritable « usine en fonctionnement »,
comme aiment la surnommer ses organisateurs,
cette nouvelle édition
lyonnaise devrait une nouvelle fois
connaître un succès, certes un peu à
contre-courant de la conjoncture économique
et industrielle actuelle. Les
raisons de ce succès programmé sont
en grande partie liées à une capacité
de répondre aux besoins des visiteurs,
notamment en mettant à dispositions
des navettes de bus et une voiture de
TGV au départ de la Gare de Lyon à
Paris entièrement gratuites !
Un espace dédié à la vision industrielle
: une première !
Organisée par le Symop, le salon Industrie
Lyon accueillera pour la première
depuis sa création un espace
consacré à la vision industrielle. Cette
animation se présentera comme un véritable
pôle d’expertise alliant espace
conférences et showroom. Sur le
stand, six sociétés membres du syndicat
des entreprises de technologies de
production donneront l’opportunité aux
visiteurs d’accéder aux applications de
la vision industrielle et de mieux appréhender
cette technologie. Il faut reconnaître
que si ce secteur est en pleine
expansion, il reste encore très méconnu.
Or, la vision industrielle, sous
de multiples formes, développe des
applications de guidage, de mesure,
d’inspection et d’identification pour un
panel d’industries très variées : l’aéronautique,
l’agro-alimentaire, l’automobile,
la cosmétique, la logistique, le
médical…
Par ailleurs, afin de répondre aux
préoccupations du visiteur, Industrie
Lyon mettra en place trois animations
phares : l’Espace Formation, l’Espace
Financement sans oublier les Trophées
de l’Innovation. L’Espace Formation
offrira une vision réelle des métiers industriels
et présentera des filières de
formation initiale, des qualifications en
continue, de l’apprentissage et de la
formation en alternance jusqu’à l’emploi.
L’Espace Financement apportera
aux chefs d’entreprises les clés pour
leurs investissements à venir et réussir
leur développement. Quant à l’Espace
Industrie 2020, il présentera des technologies
de production qui révolutionneront
l’industrie de demain. Enfin, les
Trophées de L’Innovation 2013 seront
remis lors de la soirée du mardi 16 avril
dans les halls d’Eurexpo Lyon.
Industrie Lyon, en quelques chiffres
Année de création : 2005 / Dates de l’événement : Du mardi 16 avril au vendredi 19 avril 2013
Lieu : Parc des expositions Eurexpo Lyon
Surface : 40 000 m2 / Exposants : 850 / Visiteurs : Plus de 20 000
10 secteurs transversaux : Assemblage – Montage ; Formage – Machines à découper – Travail du fil et du tube ;
Informatique Industrielle ; Machine-outil ; Mesure – Contrôle ; Outillage ; Robotique ; Soudage ; Sous-traitance ; Traitements
des matériaux
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 7

Actualités
Entreprise et Marché
Interview de Sébastien Gillet,
directeur du salon Industrie Lyon 2013 (GL Events)
Essais & Simulations
Comment se présente cette nouvelle édition ?
Sébastien Gillet
Malgré un contexte très difficile marqué par une nécessité de changer de mentalité, l’édition 2013 d’Industrie Lyon se
révèle comme un vrai succès commercial. Le nombre d’exposants est en hausse de 15% par rapport à la précédente
édition lyonnaise, soit 850 exposants cette année contre 750 en 2011. La surface d’exposition a également été agrandie
et atteint près de 40 000 mètres carrés. Il en est de même pour le secteur de la sous-traitance.
Ce volet de la sous-traitance semble faire l’objet de plus d’attention...
Oui. Tout d’abord, la surface d’exposition dédiée aux acteurs de la sous-traitance a elle aussi augmenté pour atteindre
1 600 mètres carrés contre 1 100 il y a deux ans. Il faut dire que la sous-traitance est particulièrement présente, importante
et active dans cette région de la France. En tant que première région mécanicienne, le Rhône-Alpes, en abritant
en avril prochain cette édition lyonnaise d’Industrie, devait voir le secteur bien mieux représenté. L’idée a donc été
d’en accroître la visibilité en offrant aux différents industriels de ces métiers un emplacement de choix et un vrai plan
de communication sans oublier le soutien inconditionnel des institutionnels tels que la CCI Lyon qui sera physiquement
présente sur le salon. Autre action significative, nous avons mis au point une plateforme virtuelle qui permettra
à chaque exposant d’avoir une réelle visibilité du salon et de ses visiteurs. Ainsi, ces mêmes exposants pourront
directement contacter les personnes intéressantes et procéder à des demandes de devis auprès des sous-traitants.
Vous accueillez en outre un espace consacré à la vision industrielle...
Tout à fait. Ce ‘’pôle vision’’ doit répondre à la demande de certains exposants qui, dans ce domaine précisément, ne
se retrouvaient pas suffisamment sur le salon Industrie. Il s’agit ici d’un essai où seront regroupés plusieurs exposants
et acteurs de ce secteur spécifiquement. Ils y présenteront leurs offres et organiseront des conférences et des mini-débats
sur une surface d’environ 100 mètres carrés.
Quelles actions avez-vous déployées pour ce salon ?
Nous avons souhaité à travers cette édition réaffirmer notre culture de proximité entre les exposants et les visiteurs
en mettant à leur disposition une large palette d’outils de communication. Car il ne faut pas oublier qu’aujourd’hui, le
visiteur a complètement modifié sa façon de se rendre et de visiter un salon. Il va désormais directement à l’essentiel,
contrairement à ce que l’on pouvait constater il y a encore une dizaine d’années. Il ne prend plus le temps de flâner.
C’est pourquoi nous avons mis en place un outil de diffusion électronique de notre Journal du Salon. Nous avons
également développé une application i-Phone, Androïd et Black-Berry et pas moins de dix bornes interactives de
façon – une nouvelle fois – à aller directement à l’essentiel. Par ailleurs, des personnes munies d’un i-Pad pourront
renseigner le visiteur à tout moment. Enfin, afin des pallier les problèmes de coûts, trois navettes gratuites parcourront
toute la région Rhône-Alpes et une voiture TGV acheminera gratuitement une cinquantaine de visiteurs au départ de
Paris avec des aller-retours dans la journée.
Quels seront les temps forts du salon Industrie Lyon 2013 ?
Outre les nombreuses conférences qui se dérouleront à Eurexpo, deux grands temps forts ponctueront l’événement.
Tout d’abord, les Trophées de l’Innovation, véritable ADN du salon, montrent que pas moins de 10% des exposants
innovent. C’est une bonne nouvelle car l’innovation demeure un facteur clé de réussite et de compétitivité. Les Trophées
de l’Innovation seront remis mardi 16 avril au soir lors de la grande soirée organisée sur les lieux du salon. Autre
grand volet d’Industrie Lyon : la formation. Avec l’innovation, elle représente l’avenir de l’industrie. Mais elle représente
également une réelle problématique à la fois pour les visiteurs et les exposants, lesquels perdent parfois des contrats
faute de ressources humaines compétentes et disponibles en interne.
Pour résoudre ce problème, il faut rééduquer à la fois les jeunes et les parents. Nous allons donc organiser durant
quatre jours des parcours suivant les allées du salon dans le but de suivre à travers différents stands le processus de
fabrication d’un produit. Par ailleurs, nous avons l’honneur de recevoir Eurocopter sur notre pôle RH et qui viendra
pour l’occasion annoncer le recrutement de pas moins de 500 personnes. Enfin, notons la présence des Compagnons
du Devoir, toujours très actifs et dont la présence est essentielle dans l’animation de ce volet dédié à la formation.
Propos recueillis par Olivier Guillon
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 8

Actualités
Produits et Technologies
Panorama
Tour d’horizon des technologies en vision industrielle
À l’occasion de la création de l’espace consacré à la vision industrielle sur le salon Industrie Lyon qui
se déroulera mi-avril, voici quelques exemples d’innovations que l’on trouve aujourd’hui sur le marché.
Celle-ci peuvent inspirer et aider les industriels dans leurs multiples opérations liées à la production.
Un micromètre optique 2D en ligne
Lancé par Keyence,
ce premier système
de mesure bidimensionnelle
en ligne
de l’industrie ne fait
pas partie – contrairement
au système
de mesure haute
vitesse en ligne du même fabricant
japonais – des innovations retenues
parmi les nominés des Trophées de
l’Innovation du salon Industrie Lyon.
Pourtant, le principe de ce micromètre
optique 2D est intéressant. Il met en
scène une LED verte qui permet de diffuser
un faisceau de lumière collimatée
uniforme.
Le CMOS bidimensionnel détecte la
limite entre zones sombres et claires
grâce à la lumière reçue et mesure ainsi
les dimensions de la cible. Cette solution
permet de réaliser des mesures
de contours et des mesures ponctuelles,
un traitement haute vitesse de
1800 (images)/minute, une répétabilité
de ±0,15 μm, ainsi qu’une fonction de
correction de la position et de l’inclinaison.
Recourir à des imageurs pour la lecture
des codes-barres
Cognex a lancé en début
d’année le Data-
Man 503, une solution
qui vient compléter
la gamme existante
de lecteurs de codes-barres
DataMan
pour la logistique. Ce produit est destiné
aux besoins de lecture à grande
vitesse, sur de larges convoyeurs ou
lorsqu’il y a d’importantes variations
dans la hauteur des colis. Les principales
applications du DataMan 503
incluent le tri à grande vitesse, les tunnels
de lecture multilatérale ou encore
la lecture par présentation de grands
formats.
Le DataMan 503 inclut différentes
fonctionnalités : la technologie d’analyse
d’images Hotbars qui permet d’obtenir
des taux de lecture élevés des
codes-barres 1D, y compris des codes
endommagés, déformés, flous, rayés,
à faible hauteur ou faible contraste.
Autres fonctionnalités : l’analyse des
échecs de lecture qui permet à l’utilisateur
de voir ce que le lecteur voit en direct
sur un écran ou via l’archivage des
images ainsi qu’une conception sans
aucune pièce mobile susceptible de
s’user et de nécessiter une réparation.
Simplifier les opérations liées à la
capture d’image
Vision Enginnering
a lancé sur
le marché un
nouveau logiciel
au menu simplifié
et tactile
pour sa gamme
de microscopes stéréo d’inspection.
Ce logiciel innovant a été conçu afin
d’améliorer la facilité d’utilisation pour
la capture d’image, l’annotation et la
mesure de composants, chose pas
simple à faire dans ce domaine. Ce
logiciel présente également un large
éventail de couleurs, permettant ainsi
un meilleur contraste entre les annotations
et l’image du composant observé.
Cercles, lignes, points, angles et
distances peuvent être mesurés grâce
aux icônes simplifiés de DimensionOne.
Le contraste entre l’image capturée,
les annotations et les mesures peut
aussi être ajusté en utilisant l’outil de
variation de l’opacité. Celle-ci peut aller
de 0 à 100%, le minimum faisant ressortir
les annotations et les mesures,
le maximum montrant uniquement
l’image capturée d’origine. Cet outil est
davantage adapté aux rapports industriels
et à la communication de caractéristiques
clés ou de mesures précises.
Des boitiers de protection pour les
cameras dédiés à l’agro-alimentaire
Stemmer Imaging,
fournisseur
en solutions
d’imagerie
et de vision industrielle
au
service des
OEMs industriels
et scientifiques, des intégrateurs
et des revendeurs, a mis au point des
boitiers de protection. Fabriqués en
acier inoxydable de type 316 par le
groupe Allison Park, ces boitiers ont
été conçus pour réduire au maximum
la formation de moisissure, tout en privilégiant
l’accès à la caméra et à l’objectif
pour les monter, les positionner,
les aligner et les manipuler plus facilement.
L’objectif de la caméra peut
être ajusté au plus près de la fenêtre
en acrylique afin de réduire les reflets.
Une des particularités des boitiers
APG réside également dans la mise en
œuvre de la connectique de la caméra
qui passe par un joint étanche. Le
presse étoupe permet le passage d’un
câble I/O standard et d’une alimentation
(ou un câble Ethernet) sans enlever
les connecteurs du câble. Chaque
boitier peut être configuré avec des
options de refroidissement, un rideau
d’air et un large choix de matière pour
la fenêtre.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 9

Actualités
Produits et Technologies
Solutions
Une table de simulation hydraulique
pour optimiser les tests automobiles
Utiliser les plus récentes technologies d’essais est aujourd’hui devenu incontournable dans l’industrie,
qu’il s’agisse de créer de nouveaux designs, de raccourcir les délais de mise sur le marché, de respecter
des réglementations de plus en plus sévères, ou d’optimiser les coûts… Avec sa nouvelle table de
simulation hydraulique, complément de l’ingénierie virtuelle, Moog a pour amibition d’établir un nouveau
standard en termes d’essais d’endurance et de structure.
Afin de répondre aux besoins des
laboratoires d’essais, notamment en
matière de test automobile, Moog,
l’un des leaders dans le domaine
des plateformes mobiles électriques
et hydrauliques à six degrés de liberté,
a récemment introduit sur le
marché une table de simulation hydraulique
ultramoderne permettant
des tests automobiles de très haut
niveau.
Une conception optimale
La table de simulation hydraulique Moog
La table de simulation hydraulique
Moog est un hexapode constitué
de deux cadres en triangle équilatéral
superposés et décalés de 30°
; chaque sommet du triangle supérieur
est connecté à deux sommets
du triangle inférieurs au moyen de
vérins hydrauliques Moog innovants,
dotés de paliers hydrostatiques
à huit poches. La configuration
hexapode utilisée par Moog est
la solution optimale pour générer
les accélérations, forces et déplacements
nécessaires et reproduire les
données collectées sur les pistes ou
polygones d’essais.
Positions et accélérations sont entièrement
contrôlées grâce à un
système informatisé intégré. La
table de simulation Moog accepte
des charges lourdes, et son faible
encombrement convient à un laboratoire.
Comparée aux systèmes
conventionnels, cette table ne nécessite
que peu d’entretien car elle
comporte moins de pièces et tous
ses vérins et joints sont identiques.
La table, le contrôleur et le logiciel
d’essai permettent de tester une
large variété de pièces dans des environnements
différents, et ce de façon
rapide, précise et économique.
Moog conçoit et fabrique tous les
éléments du système, les servovalves,
les vérins, le collecteur hydraulique,
les commandes et logiciels, et
les fournit en un ensemble intégré
à la table de simulation hydraulique.
Le client reçoit le système entier
d’un seul tenant, ce qui permet de
le déplacer sur le site sans avoir à
le démonter.
Les contrôleurs d’essais Moog
Les constructeurs automobiles et
les laboratoires d’essais indépendants
peuvent utiliser le système
Moog pour répliquer les conditions
de route réelles subies par tout type
de composant automobile : éléments
de carrosserie, moteurs, assemblages
intérieurs et extérieurs,
ensembles de colonne de direction,
systèmes et modules de refroidissement,
cabines de camion ou de tracteur,
échappements – y compris les
systèmes de post-traitement (ATS)
pour les applications diesel.
Satisfaire des besoins industriels
précis
Après avoir décidé d’investir dans un
nouveau centre d’essais de grande
envergure, Thule, premier fabricant
mondial d’accessoires de transport
pour automobiles, s’est adressé à
Moog pour acquérir un banc d’essai
destiné à simuler les conditions que
ses produits sont susceptibles de
rencontrer sur les routes du monde
entier.
De même, Bertrandt Technikum
GmbH, un important prestataire de
services techniques pour les industries
automobile et aérospatiale,
basé à Ehningen (Allemagne), s’est
procuré une table de simulation
hydraulique Moog. Les qualités de
La table de simulation hydraulique Moog à
Thule, premier fabricant mondial d’accessoires
de transport pour automobiles
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 10

Actualités
Produits et Technologies
Thule, premier fabricant mondial d’accessoires
de transport pour automobiles
Moog – sa réactivité, sa présence
locale, sa capacité à nouer des relations
solides avec ses clients, et
son excellent niveau d’expertise –
ont conduit Bertrandt Technikum à
demander à Moog de développer
un système d’essai de composants
automobiles, initialement prévu pour
des tests de durabilité de pièces
prototypes.
Les exigences de performances
posées par Bertrandt Technikum
étaient très strictes. Alors que les
tables de simulation hydrauliques
classiques (appelées aussi tables
vibrantes multiaxes) fonctionnent
généralement à des fréquences
jusqu’à 50 Hz, Bertrandt Technikum
avait spécifié que le système soit
capable d’aller jusqu’à 100 Hz et
plus, afin de renforcer encore les
possibilités d’essais.
À l’origine, l’objectif était d’effectuer
des essais d’endurance, de fatigue
et de structure sur des pièces et
composants automobiles de toutes
tailles pour les constructeurs et
équipementiers automobiles. Mais
la conception du système a été
étendue à la simulation des mouvements
d’ensemble durant le transport
et, au-delà, à la réalisation
d’une véritable plateforme évolutive
permettant d’élargir encore la
gamme de tests dans le futur.
Jürgen Michels, directeur d’exploitation
chez Bertrand Technikum
précise que « la demande actuelle
pour plus de confort, plus de sécurité
et plus de mobilité ‘’durable’’ nous
pousse à améliorer sans cesse
notre capacité à fournir à nos clients
des services complets d’essais et
de validation des pièces en soutien
à leurs process de conception et de
développement. Le système Moog
nous a permis non seulement d’élargir
la gamme de nos services mais
aussi d’améliorer la rapidité des cycles
d’essais, leur coût ainsi que la
précision des résultats, et d’apporter
une réelle plus-value à nos clients
de l’industrie automobile ».
Exova, prestataire de tests automobiles
au niveau mondial, a lui
aussi acquis la table de simulation
hydraulique Moog, en 2011. Son directeur
des opérations, Steve Panter,
explique : « Lors des essais,
une grande partie des dommages
se produit dans la gamme 50 – 80
Hz. Avec une table de simulation
de faible performance, les résultats
sont souvent limités à 40 Hz, ce qui
empêche de détecter les dommages
au-delà de ce point ; la table de simulation
hydraulique Moog permet
d’inclure ces événements dans la
plage d’essais, augmentant ainsi la
valeur du process expérimental ».
Tests automobiles avancés en Inde
Le National Automotive Testing and
R&D Infrastructure Project (NATRiP)
est une initiative du gouvernement
indien destinée à faire de l’Inde un
pôle mondial en matière d’essais et
de R&D dans le secteur automobile.
Le projet a pour objectif de fournir
aux constructeurs automobiles,
équipementiers et fabricants de
composants les installations d’essais
et de R&D les plus modernes,
en conformité avec les normes internationales.
NATRiP a ainsi commandé
des tables de simulation hydraulique
Moog équipées de chambres
environnementales particulièrement
avancées, capables de reproduire
sur le véhicule les conditions les
plus extrêmes de température, d’humidité,
de luminosité... – des paramètres
critiques pour évaluer la résistance
des véhicules à la fatigue.
La commande NATRiP incluait aussi
des bancs d’essai Moog (quatre
ou n-vérins), des bancs d’essais
universels (UTB) et des groupes
hydrauliques (HPU). Les systèmes
Moog utilisent les toutes dernières
technologies de commande pour
être en mesure de simuler et reproduire
en laboratoire les charges
et contraintes subies par un composant
ou un véhicule complet en
conditions routières réelles.
Un standard de classe mondiale
Grâce à son expérience éprouvée,
Moog a développé des systèmes
de simulation hydraulique particulièrement
innovants et efficaces, d’un
encombrement bien inférieur à celui
des systèmes classiques (le tiers en
dimension) et dotés d’un ensemble
matériel et logiciel qui a donné le
‘la’ à toute l’industrie automobile.
Ces systèmes non seulement répondent
aux besoins des industriels
mais établissent aussi, de fait, un
véritable standard de classe mondiale.
Les systèmes de simulation
Moog représentent la solution à long
terme capable de relever les défis
d’aujourd’hui comme de demain.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 11

Mesures et Methodes de Mesure
Événement
Un salon dans l’air du temps
Le salon Analyse Industrielle se déroulera en avril à la Porte de Versailles et rassemblera les grands
noms du secteur. L’occasion pour le magazine Essais & Simulations d’aller à la rencontre de son directeur,
Francis Mantes, et de prendre la température, comme c’est de circonstance, de l’événement.
>> Entretien avec Francis Mantes, directeur du salon Analyse Industrielle
Essais & Simulations
Comment se présente cette nouvelle
édition ?
Francis Mantes
Plutôt bien malgré la conjoncture difficile.
Au total, une quarantaine de
sociétés seront présentes sur un salon
qui s’étalera désormais sur deux
jours. La durée de l’événement a été
en effet diminuée dans le but de répondre
à la demande des exposants.
Le salon se déroulera parallèlement
aux salons Électroniques.
Quels sont les secteurs les plus représentatifs
?
Le salon est avant tout dominé par
les analyseurs. Mais il s’agit d’un salon
de niche qui accueille toutefois de
nouvelles sociétés à chaque édition.
Cette année, des entreprises comme
Avenisense, Buehler Technologies,
Emerson Process, Gardner Denver,
Krohne, M&C Techgroup ou encore
Verder. Le salon Analyse Industrielle
accueille également de grands noms
comme Agilent, Anael, AP2E et General
Electric. Nous verrons également
Envicontrol qui signera en avril son
grand retour.
Le salon est-il représentatif du marché
de l’analyse industrielle ?
Oui, ce marché connait un fort potentiel
même si de nombreux industriels
se trouvent encore bloqués par de
grands donneurs d’ordres et le Gouvernement.
Les innovations en la matière
sont cependant nombreuses et
seront, pour certaines d’entre elles,
présentées sur le stand d’exposants
tels qu’Emerson Process Management
et Krohne, à l’occasion d’ateliers
spécifiques.
Propos recueillis par Olivier Guillon
Le salon Analyse Industrielle, en quelques mots
Pour sa 26e édition, le salon des solutions en Analyse Industrielle sera organisé
les 10 et 11 avril prochain, à Paris Porte de Versailles. Ce salon s’est
depuis plusieurs années imposé comme un rendez-vous annuel et incontournable
de toute une profession regroupant les spécialistes de la mesure
à l’émission, de la règlementation, de la détection, du contrôle de process,
des risques industriels, de l’instrumentation et de la micro-analyse.
Les principaux fournisseurs et intégrateurs de solutions matérielles et logicielles,
de services et d’ingénierie y sont attendus à cette occasion. Ils
y présenteront leurs solutions en matériels et systèmes visant à optimiser
les différents processus composant la chaîne de production industrielle, à
prévenir et maîtriser les risques.
Informations Pratiques
Lieu :
Viparis
Porte de Versailles
Pavillon 7.1 - Paris
Dates :
10 et 11 avril 2013
Horaires :
De 9h30 à 18h
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 12

Mesures et Methodes de Mesure
Une caméra pour détecter les fuites de gaz
Le cœur de la Flir GasFindIR est un détecteur à l’antimoniure d’indium (InSb) refroidi. Ce détecteur produit
des images claires avec un degré de détail élevé. La caméra est compacte et ne pèse que 2,5 kg, elle a été
conçue pour être utilisée dans des environnements industriels difficiles et fonctionne sur une large plage
de températures (de -15°C à +50°C). Elle produit des images infrarouges en temps réel au format PAL très
courant. Elle résiste à des accélérations de 40g. La caméra peut détecter vingt types de gaz différents ;
ceux-ci apparaissent sur l’écran sous forme de «fumée noire» et il est possible d’analyser des kilomètres
de tuyauterie à distance de sécurité.
La GasFindIR peut notamment détecter les fuites d’hexafluorure de soufre (SF6), gaz isolant utilisé dans
le monde entier dans la plupart des installations haute tension. Le SF6 est un gaz dangereux pour l’environnement il reste plus
de 3 000 ans dans l’atmosphère et son effet de serre est 24 000 fois plus important que celui du dioxyde de carbone (CO2). Il est
donc très important de trouver et de réparer les fuites de SF6 même minimes pour contribuer à réduire le réchauffement climatique.
Mesurer les gaz à effet de serre à Paris
Astrium va contribuer à développer et tester un service destiné à mesurer, à l’échelle d’une ville, les gaz à effet de serre (méthane, monoxyde
de carbone et dioxyde de carbone). La valeur de ce contrat, passé avec la KIC-Climat dans le cadre du projet CarboCountCity, est
de 4M€. Pendant trois ans, les premières mesures seront effectuées à Paris. Ce projet est lié au service de monitoring des gaz à effet de
serre actuellement développé par Astrium Services. Le projet CarboCountCity constitue l’un des tous premiers projets de mesure directe de
gaz à effet de serre (GES) à l’échelle d’une ville. Ces mesures seront utilisées pour produire des cartes d’émissions très précises destinées
aux mairies et collectivité locales.
Le premier démonstrateur de mesure de GES à l’échelle d’une ville a été testé par Astrium Services durant l’été 2012 à Londres. Le spécialiste
des satellites avait réussi à produire des cartes alimentées par quatre capteurs sol disposés autour de la ville, par des mesures
aériennes et par des données satellitaires. Le savoir-faire acquis par l’entreprise lors de la mise en œuvre de cette expérience sera réutilisé
à Paris. Pour ce faire, Astrium Services et les autres partenaires du projet vont s’appuyer à la fois sur un réseau de capteurs au sol et sur des
campagnes de mesures par avion. Les mesures seront ensuite associées à un modèle atmosphérique pour réaliser des cartes d’émissions
qui indiqueront précisément (avec une résolution de l’ordre du kilomètre) les principales sources et puits de carbone.
AÉRONAUTIQUE
PERFORMANCE
FIABILITÉ
TECHNOLOGIE DE POINTE
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Lyon Eurexpo
Stand 6-Y38
www.stahlwille.fr
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 13

Mesures et Methodes de Mesure
Cas d’applications
Campagnes de mesures dans le cadre de diagnostics
énergétiques d’installations industrielles
Afin de rénover un système d’acquisition de données destiné à effectuer des campagnes de mesures
pour caractériser des process thermiques industriels et en effectuer le diagnostic énergétique, Alain
Galteau, responsable Essais sur sites du centre de recherche de GDF Suez a fait appel à National
Instruments. Avec le spécialiste américain de l’acquisition de données, l’équipe d’Alain Galteau a eu
recours à la plate-forme modulaire NI CompactDAQ pour composer des centrales d’acquisition de
données compactes, évolutives et compatibles avec le logiciel Vis@ge existant, développé en VB6 par
GDF Suez.
Entre autres activités, le Centre de
recherche et innovation gaz et énergies
nouvelles (Crigen) de GDF Suez
réalise des campagnes de mesures
sur des installations industrielles, soit
dans ses laboratoires, soit sur site en
France et à l’étranger. Lors de ces
campagnes de mesures ponctuelles,
d’une journée à deux semaines,
l’équipe Moyens d’essais du Crigen
a besoin d’enregistrer et de tracer les
courbes en temps réel des informations
délivrées par divers analyseurs
et capteurs équipant un process industriel
afin de réaliser sa caractérisation
et son diagnostic énergétique.
Outre leurs compétences reconnues
dans la combustion et l’amélioration
des performances thermiques des
procédés, les équipes du Crigen possèdent
un grand parc d’analyseurs et
de matériels de mesure couvrant tous
les domaines physico-chimiques.
L’efficacité, la flexibilité et la pertinence
de ces campagnes de mesures
Les centrales d’acquisition de données
viennent s’intégrer dans un ensemble d’entrées/sorties
gérées par le logiciel Vis@ge.
passent aussi par l’architecture
même du système d’acquisition
et du logiciel utilisés qui permet
de centraliser toutes les informations
du process en temps
réel sur un même écran d’ordinateur
portable et de bénéficier
de nombreux outils spécifiques
permettant de réaliser les diagnostics
in situ.
Deux anciens systèmes à remplacer
Pour effectuer ses campagnes de mesure,
le Crigen s’appuyait auparavant
sur deux systèmes. Le premier, robuste
et très précis, était très encombrant,
lourd, coûteux et limité à une
fréquence d’échantillonnage de 1 Hz.
Le second, basé sur des modules monovoies
« 5B », offrait une fréquence
d’échantillonnage élevée, mais il était
trop modulaire : il fallait remplacer les
modules pour changer le type de mesure
d’une voie. En outre, le nombre
de voies à mesurer par centrale
était limité à seize. Enfin, son driver
ne fonctionnait pas sous Vista et sa
connexion n’était possible que sur le
port parallèle d’un ordinateur ; ce qui
le rendait inutilisable sur les nouveaux
portables qui n’en possèdent plus en
standard.
Développé en interne en Microsoft Visual
Basic 6.0 (VB6), le logiciel Vis@
ge (Visualisation Instantanée et Système
d’Analyse GlobalE) remplit de
nombreuses fonctions avec succès.
La centrale d’acquisition de données se présente sous
la forme d’une enceinte (rouge) intégrant un châssis NI
CompactDAQ et les borniers de connexions aux capteurs.
Il assure l’acquisition et le traitement
des données, ainsi que la visualisation
instantanée, sur un seul écran,
de l’ensemble des mesures et des
paramètres de fonctionnement d’un
process quel qu’il soit. Le logiciel possède
de nombreux outils spécifiques
permettant, soit en temps réel, soit a
posteriori, d’exploiter ces paramètres
afin de réaliser des diagnostics et des
bilans des installations étudiées. Enfin
ce logiciel Vis@ge permet un gain
d’efficacité grâce aux différents types
de présentation des données, facilitant
ainsi la rédaction des rapports.
Bref, il n’était pas envisageable de
changer de logiciel pour des raisons
pratiques et économiques.
Une solution modulaire, compacte et
économique
Le système NI CompactDAQ nous est
apparu comme la solution répondant
le mieux à nos besoins. Un châssis
accueille un maximum de huit modules
qui sont dotés chacun, pour les
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 14

Mesures et Methodes de Mesure
grandeurs qui nous intéressent, de
quatre à seize voies. Ainsi, le cœur
de la centrale, qui consiste en un
seul châssis, offre vingt voies de mesure
de tension/courant, quatre voies
de mesure de PT100 et trente-doux
voies de mesure de thermocouples K,
B et S, avec une fréquence d’échantillonnage
pouvant atteindre 50 kHz ;
ce qui est compatible avec la fonction
oscilloscope et avec la fonction débit
sur comptage d’impulsions du logiciel
Vis@ge.
En plus d’atouts comme un interfaçage
au PC par USB, une précision
compatible avec les besoins métrologiques
industriels, ainsi qu’un poids
réduit et une taille compatible avec
la contrainte de volume donnée par
les surfaces des deux platines de
connecteurs, le système NI Compact-
DAQ affichait un coût modéré.
Plusieurs centrales en parallèle, si
besoin
Les campagnes de mesure étant
toutes différentes, les besoins varient
en termes de nombre de voies nécessaires
pour chaque type de mesure.
Une seule centrale n’est pas toujours
suffisante. Par exemple, la plus
grosse campagne de mesure réalisée
pour l’instant a nécessité l’utilisation
de trois centrales NI CompactDAQ
en parallèle sur un hub USB. Ce qui
a permis, sur une semaine avec une
période d’acquisition de une seconde,
de gérer soixante-sept voies (5 tensions
+/- 1 V, 13 courants 4-20 mA,
quarante-cinq thermocouples type K,
deux thermocouples type B et deux
sondes PT100). Lors de ces mesures,
quatre analyseurs de combustion
(mesurant chacun les taux de O2,
CO2, CO, NO, NOX, SO2) étaient
aussi en liaison avec Vis@ge au travers
de quatre ports série fournis par
une carte PCMCIA 4 COM RS232 installée
dans l’ordinateur.
Pour de nouveaux besoins qui se sont
présentés depuis et pour ceux à venir,
une évolution est possible de manière
rapide et aisée grâce aux nombreux
autres produits National Instruments
qui fonctionnent avec le même driver
NI-DAQmx. Par exemple, nous avons
récemment eu besoin de fournir à un
client des signaux analogiques (4-20
Entretien avec Alain Galteau
Responsable Essais sur sites du Crigen
Essais & Simulations
Pouvez-vous nous présenter en quelques mots l’activité du Crigen et
votre rôle au sein du centre ?
Alain Galteau
J’occupe le poste de responsable des essais sur site qui abritent les campagnes de
mesures sur les sites industriels. Cette activité revêt plusieurs types d’intervention,
dont le but principal est d’augmenter la performance énergétique des process, la caractérisation
des équipements et la mesure d’émission de pollution atmosphérique.
Nous intervenons au niveau de l’instrumentation et du suivi des installations. Puis
nous analysons en direct ou a posteriori les mesures enregistrées. Ensuite viennent
les préconisations de modification des réglages ou des modifications du matériel
comme l’installation d’échangeurs.
Quels sont vos domaines d’intervention ?
Nous représentons l’un des centres de recherche de GDF Suez. Sa spécialité : tout ce
qui touche à la combustion et au thermique, auquel s’ajoutent les aspects industriels
et la simulation. Notre équipe fait partie du pôle Costi (Combustion, simulation, thermique
industriel). Ce service composé d’experts mobilise à la fois des équipes sur les
sites des clients et en laboratoire. Au sein des laboratoires, nous travaillons sur des
portions d’installations industrielles pour la caractérisation de technologies. D’autres
équipes sont quant à elles spécialisées dans la simulation numérique ; celles-ci s’appuient
sur les mesures récupérées sur site pour les intégrer dans des modèles numériques.
Aussi, nous appartenons à un département qui concerne l’utilisation des
produits et des services énergétiques, et qui regroupe toutes les obligations en matière
de gaz naturel appliquées au bâtiment et au tertiaire d’une manière générale
ainsi qu’à l’industrie. Ce département traite de l’intégration des systèmes d’énergies
nouvelles et des systèmes communicants. Notre centre de recherche, qui regroupe
environ 450 personnes appartient bien sûr, plus globalement, à la Direction de la recherche
et de l’innovation (DRI) du groupe.
À qui vous adressez-vous et quels sont les besoins de vos clients en matière
de mesure industrielle ?
En laboratoire, nous avons travaillé par exemple sur un four de traitement thermique
de cinquante mètres ; nous n’avons pris qu’une tranche de deux mètres de même température
et, proportionnellement, de mêmes dimensions pour effectuer nos mesures.
Cette reproduction était installée dans l’un de nos halls d’essais ; il s’agit d’un procédé
nettement moins coûteux pour le client dans la mesure où il n’est pas contraint d’immobiliser
son outil de production. Plus généralement, nous nous adressons à deux
types de clients : les clients industriels de GDF Suez d’une part et les clients internes
au groupe. Pour ces derniers, les problématiques regroupent tous les process industriels
de GDF Suez, à savoir le transport de gaz, le réseau sous-terrain ou encore les
terminaux métaniers, car là aussi nous procédons à des campagnes de mesure.
À quelles problématiques doivent-ils répondre ?
Nos équipes interviennent dans deux cadres différents : soit à la demande des clients
industriels sous la forme de prestations, soit à la demande des chefs de projet afin de
piloter des projets de recherche et développement à travers des campagnes de mesures
bien ciblées. Du côté des prestations pour les industriels, les cas « classiques
» concernent l’optimisation des installations, les solutions et les clés d’amélioration
énergétique, quels qu’en soient les moyens. Nous nous appuyons sur le diagnostic,
les conclusions et les préconisations. D’autres demandes de la part de nos clients ont
trait à la caractérisation et à la création de nouveaux procédés ou au changement de
moyens de mise en oeuvre. Pour eux, nous tenons surtout compte du rapport qualité-coût
et de l’aspect budgétaire ; nous n’y utilisons pas de moyens disproportionnés
mais des solutions plus « légères » à travers des campagnes plus courtes.
Propos recueillis par Olivier Guillon
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 15

Mesures et Methodes de Mesure
Vue de l’intérieur d’une centrale, avec le châssis
NI CompactDAQ et ses modules d’E/S connectés
aux borniers extérieurs.
mA) en continu à partir de calculs sur
des voies de mesures. La solution a
rapidement été identifiée et testée
grâce au prêt d’un module quatre sorties
0-20mA (NI 9165) sur un châssis
USB à un emplacement (NI 9171).
« Nous avons apprécié la relation de
confiance et la rapidité de prêt de matériel
qui nous ont permis de tester la
solution et de faire le bon choix dans
les délais compatibles avec notre besoin.
»
Une intégration réussie avec Vis@ge
Commun à tous les matériels d’acquisition
de données de National
Instruments, y compris le système NI
CompactDAQ, le driver NI-DAQmx
est compatible avec VB6. C’est ce
qui nous a permis de développer très
rapidement et à peu de frais l’interfaçage
entre notre logiciel Vis@ge
et la nouvelle centrale, en assurant
aux utilisateurs la transparence et la
continuité dans la configuration des
acquisitions, l’analyse des mesures
in situ et l’exploitation en différé des
données enregistrées.
Les flux d’informations entrants, sous
forme numérique, gérés par Vis@
ge sont de différentes natures. Les
données peuvent être issues des
centrales d’acquisition NI Compact-
DAQ, des analyseurs de combustion
portables de différents constructeurs
(Kane May, Ecom, Horiba, Megatec,
Environnement SA,...), de serveurs
OPC, d’autres ordinateurs sur lesquels
une autre application Vis@ge
exporte des mesures, de fonctions de
calculs inter-voies, d’autres applications
Windows avec lesquelles Vis@
ge échange des valeurs numériques,
d’informations saisies directement au
clavier, et enfin de fichiers générés
par d’autres systèmes d’acquisition,
par les clients industriels ou par l’utilisateur.
L’exploitation et la restitution des informations
se font instantanément
grâce aux outils visuels disponibles,
intégrables directement dans les rapports
par copie d’écran dans Word.
Mais le logiciel permet aussi de générer
des fichiers Excel, d’imprimer des
graphes et des tableaux, et de générer
en cours d’acquisition des signaux
analogiques qui sont des recopies de
voies choisies par l’utilisateur parmi
les voies du système : mesurées,
calculées, etc. Vis@ge est également
une plate-forme permettant d’héberger
ou de faire l’interface avec des
modèles numériques pouvant intégrer
les valeurs expérimentales comme
données d’entrée aux modèles numériques,
de comparer les résultats
des simulations numériques avec les
données expérimentales et de caractériser
les paramètres de réacteurs
chimiques à partir de données expérimentales.
Huit centrales d’acquisition en tout
Le châssis NI CompactDAQ à huit
emplacements associés aux modules
analogiques de quatre à seize
voies assure une grande modularité
et nous a permis de construire dans
«La modularité du système NI
CompactDAQ nous a permis de
construire une centrale d’acquisition
en adéquation avec toutes les
configurations d’instrumentation
relatives aux process thermiques
industriels
»
Alain Galteau, responsable Essais sur sites, Crigen –
DPSE – Costi
un minimum de volume, une centrale
ayant un maximum de voies en adéquation
avec toutes les configurations
d’instrumentation relatives aux process
thermiques industriels que nous
mettons habituellement en œuvre.
« Nous avons pu ainsi, pour un coût
modéré, remplacer avantageusement
l’ensemble de notre parc d’anciennes
centrales en quelques années. Nous
sommes actuellement équipés de
huit nouvelles centrales de ce type »,
conclut le responsable d’essais.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 16

Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 17

Mesures et Methodes de Mesure
Reportage
150 ans de précision dans l’outillage
Le spécialiste germanique de l’outillage de précision et, en particulier, de la clé dynamométrique, vient
de fêter son cent-cinquantième anniversaire. Située à Wuppertal, au cœur de la Rhin-Rhur, non loin
de Düsseldorf, l’usine de Stahlwille a conservé ses bâtiments d’origine avant de s’étendre à d’autres
régions allemandes, en particulier à l’est du pays. Un siècle et demi après sa création, cette entreprise
familiale d’environ 700 personnes poursuit aujourd’hui le développement de ses outils de précision.
Ses atouts ? Un savoir-faire bien particulier mais aussi un haut niveau d’équipements de mesure et de
moyens d’essais tout au long de la production.
Tenir entre les mains un outil Stahlwille,
c’est un peu comme rouler dans la
Mercedes de l’outil à main – origines allemandes
oblige ! N’y voyez pas ici une
façon peu subtile de vous convaincre
d’utiliser « du Stahlwille ». Cette métaphore
avec le constructeur automobile
à la réputation « premium », de fiabilité
et de luxe n’est pas anodine. Elle illustre
le fait que sur le vaste marché de l’outillage,
certaines gammes de produits
sont de meilleurs qualité que d’autres,
et ce n’est pas un hasard si Stahlwille
s’adresse à des marchés professionnels
particulièrement exigeants en termes de
qualité et de précision. L’un des secteurs
visés – et qui a d’ailleurs fait l’objet d’une
importante campagne d’essais auprès
de nombreuses entreprises et filiales de
Safran ou d’EADS – est l’aéronautique.
L’idée du fabricant allemand : montrer
que l’outil n’est plus un simple consommable
mais un facteur de productivité et
de compétitivité à part entière.
La recherche de forces de serrage optimales
a mené au développement des
clés dynamométriques, un bel exemple
d’application mécatronique. Celle-ci permettent
de s’assurer du meilleur niveau
de serrage de la pièce, c’est-à-dire en
alliant force et maintien de la pièce en
parfait état. L’entreprise s’adresse aussi
à d’autres domaines industriels comme
l’automobile, l’énergie ou encore le ferroviaire,
toutes ces filières exprimant de
plus en plus de besoins en matière de
précision dans l’outillage à main. Des
dispositifs de calibrage notamment destinés
aux outils de mesure de l’angle de
rotation (perfectControl) aux clés pour
couple de serrage et angle de rotation
(gamme Manoskop), en passant par
les embouts à cliquet à dentures fines
pour couples élevés et les cliquets encapsulés
contre la crasse, les solutions
illsutrant le chemin parcouru par le fabricant
en matière de précision sont nombreuses.
Un savoir-faire construit sur le pilier
de l’expérience
Mais comment l’entreprise a-t-elle su
acquérir un tel savoir-faire dans le domaine
? Pour répondre à cette question,
il suffit de pénétrer dans le premier bâtiment,
la partie historique qui abritait à
l’époque la plus grande forge d’outils à
main d’Europe. Celle-ci a quitté le site
de Wuppertal pour s’installer à l’est de
l’Allemagne. C’est-à-dire que depuis
les années 1860, mise à part le déménagement
d’une partie de la production
dans d’autres régions, le process fonctionne
toujours de la même manière.
La matière revient ici et sert à fabriquer
le matériel plat à l’exemple des pinces.
Un savoir-faire qui s’explique avant
toute chose par l’expérience. Et quand
ce savoir-faire atteint 150 ans, période
durant laquelle l’entreprise a su s’équiper
en matière d’outil de production, de
test et de mesure à la pointe, on peut
effectivement parler sans sourciller d’expérience.
La partie consacrée à l’ébavurage
périphérique et à l’œil puis la
partie brochage de la clé se font avec
une extrême précision due notamment à
la présence d’une toile, dont la finesse
d’épaisseur est rendue possible grâce à
un alliage très particulier et assure une
très faible de concentricité (d’à peine un
dixième). Cette qualité de précision est
garantie par un outil de contrôle ou par
un opérateur qui, à chaque de production
de la pièce, vient vérifier et valider
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 18

Mesures et Methodes de Mesure
les mesures.
Après la trempe des pièces, opération
destinée à les nettoyer de toutes leurs
poussières et qui nécessite des équipements
aussi divers qu’un petit fourneau,
des bains d’huile et des machines de
nettoyage à base de grains de sable,
les pièces font l’objet d’une « re-calibration
». Cette phase est inévitable en raison
des effets de contrainte résiduelle
causés lors de la trempe. On contraint
donc à nouveau la pièce ou on la déforme
avant de la « masser ». « Si elle
passe cette étape sans céder, la pièce
peut continuer le processus, souligne
Christian Colombel, directeur de la filiale
française de Stahlwille. Sinon, elle
casse et son chemin s’arrête ici ».
La précision, le nerf de la guerre
Après les étapes de tribofinition destinée
à améliorer la prise en main et augmenter
la sensation de douceur au toucher,
viennent les phases de galvanisation,
avec l’application de fine couche de protection
de l’outil contre la rouille et la corrosion,
et le chromage du produit. Arrive
ensuite l’atelier de montage des clés dynamométriques.
Ici, les opérateurs travaillent
sur un banc de calibrage que les
équipes de Stahlwille ont elles-mêmes
développé, tout comme la partie abritant
de multiples capteurs de mesure ; « tout
est réalisé en interne et calibré sur nos
propres bancs étalonnés selon le PCB,
l’équivalent allemand du Cofrac ». Les
bancs ne s’appuient pas sur un ressort
mais une barre de flexim. En compression
permanente, cette barre de déclenchement
permet de tester la résistance
de l’outil ; « ces essais équivalent à 500
utilisations d’une clé dynamométrique
avant même d’être vendue ». Par ailleurs,
un ré-étalonnage peut également
s’effectuer en interne ou chez le client,
dans son laboratoire, à condition qu’il
soit suffisamment équipé, ce qui permet
de ne pas repasser chez le fabricant.
Enfin, le montage et le test des
systèmes électroniques ainsi que des
capteurs intégrés sur la clé dynamométrique,
tout comme le collage des jauges
de contrainte sont réalisés en interne.
La précision est le « nerf de la guerre
», comme aime le surnommer Christian
Colombel, et c’est tout particulièrement
le cas lors de l’affûtage de la pièce. À
cette étape de la production, il est important
de s’imposer des règles strictes
et de bien les respecter afin de pallier
les problèmes de ripage. « C’est la raison
pour laquelle nous développons tout
en interne. Nous fabriquons nos propres
outils pour les appliquer à des géométries
différentes les unes des autres. De
plus, lorsque nous utilisons des alliages
particuliers comme le cadmium pour des
applications dans l’aéronautique, sur
des matières comme l’inconel ou le titane,
il nous faut des outils propres. Tout
est développé dans cette usine et représente
un savoir-faire qui reste ici. »
Aller au-delà de la norme en vigueur
L’échantillonnage statique présente des
tests de couple. Cette partie de la production
met en scène une machine de
test allant jusqu’à la rupture de la clé.
Des opérations de flexion imposent une
manœuvre minutieuse consistant à bien
garder la pièce dans l’axe afin d’éviter
tout risque de pliage de la clé. Là encore,
la précision est le maître-mot... allant
jusqu’à dépasser les exigences de
la norme DIN ; « la norme impose que
sur 20 cm, la clé doit résister à 1 165 nw/
mètre. Nous nous arrêtons à 1 747 nw/
mètre. Ce que nous vérifions, c’est notre
propre norme ». Cette phase de tests
sert à re-valider la tolérance des pièces.
Il en est de même pour la résistance des
cliquets dont les tests de rupture imposent
une tolérance de 512 nw/mètre.
« Pour les clés dynamométriques, nous
procédons à des tests de durée de vie
dont on estime la fréquence de cycle à
environ 50 000 utilisations. Après ces
tests, nous nous servons de ces données
pour améliorer la conception de
nos outils ».
Dans le domaine du fraisage, une programmation
3D aide à s’assurer de la
précision des tolérances. Une machine
tridimensionnelle Mitutoyo permet de vérifier
si ces tolérances sont bien situées
dans la norme de couple. La partie usinage
abrite sept machines et est dédiée
au matériel rond ainsi qu’aux pièces
situées à l’intérieur comme les roues
dentées. C’est ici que l’on fabrique les
pinces multiprises BBW ainsi que les rallonges,
un élément très important dans
la dynamométrie ; « plus la rallonge est
longue, plus il y a de rotation. Or il existe
un risque d’imprécision. Nous procédons
ainsi à de nombreux tests de capabilité à
travers des contraintes de couple et des
niveaux d’angle. Il ne faut pas omettre
le fait que la moindre perturbation peut
induire sur la précision ». Une règle
que le fabricant n’est pas près d’oublier,
du moins pour les cent-cinquante prochaines
années.
Olivier Guillon
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 19

Essais et Modelisation
Entretien
La mécatronique,
une partie intégrante des essais industriels
La mécatronique occupe une place de premier plan dans l’industrie et tout particulièrement dans les
laboratoires d’essais. Dans ce dossier consacré à ce domaine émergent, il était de circonstance de
recueillir l’avis d’un membre « actif » du syndicat Artema. Selon lui, la mécatronique devait amplement
dépasser les applications automobile et aéronautique pour s’ouvrir vers d’autres filières industrielles.
>> avec Olivier Cloarec, conseiller technique d’Artema, le syndicat de la mécatronique
Essais & Simulations
Quelle est votre définition de la mécatronique
?
Olivier Cloarec
La mécatronique peut être définie
comme l’intégration en synergie de
la mécanique, de l’électronique, de
l’informatique et de l’automatique. Le
but de cette synergie est de concevoir
et d’optimiser les fonctionnalités d’un
produit. Plus qu’un assemblage de
technologies, la mécatronique est à
proprement parlé une fusion de technologies
qui en fait un concept à part
entière. La mécatronique a fait son
apparition au Japon, d’abord pour des
applications dans la robotique afin de
rendre les systèmes beaucoup plus
compacts. Ainsi, ce concept a vu le
jour dans le but de répondre à des
problématiques de poids et d’encombrement.
Puis la technologie a évolué
et les progrès de la recherche en laboratoire
ont posé la question de faire
cohabiter des technologies radicalement
différentes.
En d’autres termes ?
Les technologies n’ont pas toutes les
mêmes caractéristiques, ni les mêmes
contraintes d’environnement (vibration,
température...) ou d’exigences
de stabilité, à l’exemple de l’informatique
; en mécanique, les actionneurs
ont une capacité à résister à des
environnements plus contraignants
et évolutifs, ce qui est loin d’être le
cas dans les autres domaines qui se
heurtent en outre à des problèmes ou
des limites en termes de fiabilité. De
plus, les contraintes de poids que l’on
trouve par exemple sur les engins impliquent
à leur tour un problème d’intégration
qui se ressentira inévitablement
dans les coûts de conception et
d’exploitation. Ces barrières imposent
donc aux laboratoires de réfléchir encore
davantage à des intégrations et
des fusions entre les technologies.
C’est pourquoi nous nous dirigeons
vers le développement de matériaux
de plus en plus intelligents configurables,
pouvant se mouvoir, etc. tout
en comportant de la technologie issue
de l’électronique.
Quelle place occupe la mécatronique
dans les laboratoires d’essais ?
Au sein même des laboratoires d’essais,
la mécatronique est désormais
bien acceptée ; beaucoup de structures
d’essais affichent d’ailleurs le
label à l’image du laboratoire de Mécatronique,
méthodes, modèles et métiers
(M3M) qui dépend de l’Université
technologique de Belfort-Montbéliard
(UTBM). C’est le cas également du
CEA-Leti, spécialisé notamment dans
les nanotechnologies, le département
de mécatronique de l’ENS-Cachan ou
encore le Laboratoire mécanique de
Compiègne.
Au sein d’Artema, la mécatronique
est au cœur de vos préoccupations.
Quelles sont vos actions pour promouvoir
la filière ?
Artema est né de la fusion de plusieurs
syndicats. Il s’est créé dans la foulée
un groupe de travail mécatronique
chargé d’aborder la questions sous
plusieurs angles : la technique, la formation,
la communication et l’angle
économique. Il s’agit d’axes forts ; le
premier, la technique, met en lumière
la question de la fiabilité des systèmes
rendue possible grâce à des outils
pleinement adaptés. Nous travaillons
d’ailleurs beaucoup en collaboration
avec le laboratoire Systèmes et matériaux
pour la mécatronique (Symme)
et l’université d’Angers sur ces sujets.
Concernant l’aspect formation,
nous avons mené au sein d’Artema
une enquête répertoriant les besoins
des entreprises en matière de formation
à la mécatronique, en particulier
dans les domaines du marketing et de
la vente afin de valoriser les produits
mécatroniques. Cette enquête s’est
accompagnée d’une démarche menée
auprès des écoles d’ingénieurs
qui développent des cursus et des
formations en la matière, à l’exemple
de Châteauroux où une session vient
d’ouvrir ses portes. L’objectif du syndicat
réside dans la diffusion d’une
information cohérente et l’émission de
propositions pour aider les formations
à se mettre en place. Dans le domaine
économique en outre, une enquête
menée auprès d’industriels et des
adhérents a permis de quantifier les
parts respectifs de la mécatronique
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 20

Essais et Modelisation
dans leur chiffre d’affaires. Le résultat sera connu d’ici
quelques semaines. Mais d’ores et déjà, on peut considérer
que ce domaine d’activité représente plusieurs millions
d’euros et qu’il constitue un axe de développement fort et
une clé de compétitivité.
Qu’apporte concrètement la mécatronique dans les opérations
d’essais ?
Beaucoup de choses. Par exemple, à Supméca, en matière
de modélisation et de simulation, l’important développement
de thématiques au langage SysML a permis
de prendre en compte toutes les problématiques dans la
gestion globale d’un projet. Il en a été de même au sein du
laboratoire Symme. Dans l’automobile, l’un des premiers
secteurs à avoir développé la mécatronique, particulièrement
pour des questions de coûts et de poids, de nombreuses
solutions mécatroniques et un nombre important
de composants électroniques ont été au fil des années
greffés sur des ensembles mécaniques comme les systèmes
de transmission ou les systèmes ABS, où des capteurs
situés dans les roulements permettent de définir des
vitesses de rotation. Enfin, l’aéronautique est lui aussi un
secteur incontournable dans l’intégration de technologies
à base de mécatronique.
définitivement plus considérée comme une technologie négligeable,
encore moins comme un gadget. 10% des technologies
employées dans l’industrie sont issus de la mécatronique,
et cette part ne fera que prendre de l’ampleur
avec le temps.
Propos recueillis par Olivier Guillon
«L’axe de la sécurité n’est pas
épargné par la mécatronique
qui joue un rôle de plus en plus
important dans les systèmes de
commandes, répondant ainsi
aux exigences de la Directive
Machines
»
Quelles sont les attentes des acteurs de l’aéronautique
dans le domaine ?
Cette industrie a beaucoup recours à la mécatronique
en particulier sur les ailes d’avions, lesquelles sont
composées de nombreux capteurs. De même, la question
du poids est au cœur de tout développement, en
particulier pour pallier toute déformation plastique face
aux contraintes de poids et de pression. D’où l’idée de
concevoir des ailes beaucoup plus souples et capables
de reprendre leur forme initiale. Des systèmes viennent
alors redresser automatiquement l’aile grâce aux capteurs
situés dessous. L’aéronautique a donc besoin d’électronique
pour ressentir les efforts et les corriger en tant voulu.
Vers quelles branches de l’industrie s’orientera demain
la mécatronique ?
Les secteurs des machines, du process, de l’agroalimentaire,
de la machine-outil ou encore des forges etc. représentent
un marché d’avenir car ici aussi le poids est
un élément important, justifiant le recours croissant à la
mécatronique. Mais l’axe de la sécurité n’est pas non plus
épargné et joue un rôle de plus en plus important dans les
systèmes de commandes, répondant ainsi aux exigences
de la Directive Machines. D’ailleurs, une récente enquête
internationale menée auprès d’environ 700 industriels a
montré que la mécatronique est particulièrement bien intégrée
et que cette technologie est bien réelle ; elle n’est
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 21

Essais et Modelisation
Focus Entreprise
Un savoir-faire précieux
dans le domaine du HALT&HASS
Pleinement impliqué dans le projet de recherche collaborative Audace*,
MB Électronique apporte un savoir-faire bien particulier en
matière d’essais aggravés. Bien au-delà de ses activités de distribution
d’équipements électroniques de test et de mesure, d’adaptation
et d’intégration de solutions, la société francilienne a développé
au fil des années une compétence forte en matière d’essais, et tout
particulièrement dans le domaine du HALT (Highly Accelerated Life
Test) & HASS (Highly Accelerated Stress Screen). Portrait d’une
entreprise qui a pris sans détour la voie des essais de robustesse
pour proposer aux industriels des prestations complètes.
On ne se déplace pas à Buc seulement
pour son aqueduc, le bois des Gonards,
son château et son fort... Dans cette petite
ville historique des Yvelines, située
non loin de Versailles, se trouvent aussi
de belles entreprises technologiques
capables d’apporter un savoir-faire dans
des projets à vocation internationale.
C’est le cas de la société MB Électronique
(30M€ de revenus en 2012, 65 personnes)
dont les compétences en matière
d’essais aggravés (HALT&HASS)
sont de plus en plus sollicitées par les
industriels. Rappelons que cette méthode
de test permet dans un temps
très court d’améliorer la fiabilité des systèmes
électroniques, électrotechniques
ou mécatroniques en complément de
méthodes conventionnelles de fiabilité
prévisionnelle telles que le REX (retour
d’expérience), les méthodes théoriques
(FIDES, etc.) ou encore les filières de
qualification (ISO16750, EN50155,
DO160, etc.). « Cela correspond à des
attentes croissantes de la part des industriels
et de nos clients tout particulièrement,
souligne Pascal Demonchy,
directeur général de la société. Il s’agit
pour nous d’un axe fort de développement
qui a pour origine une demande
de notre client Thales qui souhaitait
améliorer davantage la fiabilité de ses
systèmes. D’autres industriels ont massivement
suivi cette tendance afin de réduire
les retours sous garantie de leurs
produits et les coûts de réparation, mais
également pour maintenir une bonne
image de marque ».
D’une activité de fournisseur de solutions
à une expertise en matière
d’essais
Historiquement spécialisée dans le négoce
expert, l’entreprise fondée en 1972
s’était orientée vers deux grandes activités
: la commercialisation de systèmes
et d’équipements électroniques de test
et de mesure, et la fourniture de services
exclusifs comme l’assistance, la formation
et la maintenance associés aux
systèmes et aux équipements. Depuis
quarante ans, la société établit des partenariats
sur le long terme avec des fournisseurs
tels que AIM, Ametek, Espec,
Fluke, Qualmark, Yokogawa et plus récemment
Agilent. Mais MB Électronique
s’est aussi et surtout spécialisée dans
les essais aggravés en se dotant d’un
véritable laboratoire équipé notamment
de deux systèmes Qualmark. « Depuis
plusieurs mois déjà, nous connaissons
une demande croissante d’industriels
qui souhaitent ou estiment devoir faire
du HALT ; il s’agit d’une réelle prise
de conscience, concède Noël Caron,
Service Program Manager et responsable
des essais aggravés. Parmi ces
industriels figurent de grands donneurs
d’ordres dans le domaine de l’aéronautique
(tels qu’EADS, Thales, Safran ou
encore Zodiac et Air France...) puis de
plus en plus dans l’automobile, lesquels
exigent que leurs sous-traitants entament
à leur tour une démarche (HALT&
HASS) ».
Et de poursuivre : « Néanmoins nous
pensons qu’il est réducteur de limiter
les essais aggravés au domaine de l’aéronautique
et de l’automobile car cette
méthode de test présente un intérêt pour
tous les secteurs d’activités, pas uniquement
ceux impliquées dans un process
de fiabilité. En effet, la pression concurrentielle
pousse, sur de nombreux marchés
(les nouvelles technologies par
exemple), les entreprises à livrer de
nouveaux produits, fiables (car un client
considère qu’il est normal de disposer
d’un produit fiable dès sa commercialisation),
dans des délais toujours plus
courts afin de maintenir leur avantage
compétitif. De fait, la réduction de la durée
de test, la réduction de la phase de
développement et de mise sur le marché
d’un produit ou encore la réduction des
retours-clients rendues possible par les
tests HALT/HASS présentent un réel intérêt.
Un laboratoire d’essais aggravés hors du commun pour une PME, abritant deux machines Qualmark
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 22

Essais et Modelisation
Quelques rappels sur le concept des
essais HALT&HASS
L’objectif pour un constructeur est d’atteindre
le fameux « zéro-retour ». Et ceci
ne peut se réaliser qu’en augmentant les
opérations d’essais de robustesse. S’assurer
de la satisfaction de ses clients en
augmentant la fiabilité d’un produit tout
en réduisant sa mise sur le marché, voici
les atouts du HALT&HASS. Comment ?
Tout simplement en provoquant les défauts
et faiblesses indétectables à partir
d’un test réalisé avec un pot vibrant.
Dotés de six degrés de liberté (contrairement
aux pots vibrants qui génèrent
uniquement des mouvements axiaux),
les essais (HALT&HASS) – les premiers
pour les phases de conception et de
R&D, les seconds pour les opérations
réalisées à l’étape de la production – se
définissent comme deux méthodes de
tests complémentaires.
Vue de l’intérieur
d’un des systèmes Qualmark, Typhoon 3.0
Ces méthodes ont pour objectif de détecter
rapidement et de la manière la
plus efficace possible les défauts et les
faiblesses d’un produit durant sa phase
de conception et de production, et ainsi
de construire ou maintenir sa robustesse.
« Il est important de rappeler que
cette méthode permettait déjà au milieu
des années 90 de mettre en avant près
de 20% des problèmes qui n’avaient
pas pu être visualisés par des méthodes
‘’classiques’’. En 2008, ce taux est passé
à 32% ! Ce qui revient à dire que,
grâce au HALT&HASS, nous pouvons
détecter plus d’un tiers de problèmes
en plus », rappelle Noël Caron. En complément,
l’activité HALT& HASS s’étend
à la recherche des causes racines des
mécanismes de défaillances en utilisant
des moyens non destructifs tels que
l’inspection aux rayons X ou la microscopie
acoustique.
Une implication de premier plan
dans un projet de R&D collaboratif
Forte des compétences et du savoir-faire
acquis depuis bientôt dix ans
dans ce domaine des essais aggravés,
MB Electronique a mis au point, en
collaboration avec la société Thales et
l’université Saint-Quentin en Yvelines
au sein du projet Audace, dans le cadre
du pôle de compétitivité Mov’eo, un système
dit « Super-HAT ». L’objectif de ce
système : appliquer une contrainte d’humidité
en supplément des contraintes
thermiques et mécaniques déjà exercées
dans le cadre des essais aggravés.
Destiné à solliciter les produits mécatroniques
équipés d’arrivées en humidité
ou en givre, ce système de 1 140 litres
applique des vibrations grâce à des
« shakers » venant exciter une table de
90 x 90 cm, en balayant simultanément
et de manière aléatoire une bande de
fréquence de 10 à 5 000 Hz (70 gRMS),
puis de -100° à +200°C, tout en provoquant
un taux d’humidité de 95%. Au
sein de ce programme, MB Electronique
participe également activement à l’introduction
des essais aggravés au sein
du secteur de l’automobile et des transports.
Vue d’ensemble d’un des laboratoire de l’entreprise
S’ouvrir davantage à la formation
La méthode HALT&HASS présente
des avantages évidents, en particulier
dans son analyse fine de détection de
défauts et dans le gain de temps quant
à l’exécution des séquences d’essais.
Cette méthode de test ne nécessite
que 5 jours de test en moyenne contre
X semaines pour les méthodes de test
conventionnelles : le deux premiers
jours on applique les contraintes thermiques
(températures froides : jour 1 ;
températures chaudes : jour 2). Le jour
suivant, on applique des variations de
températures très importantes (avec
une vitesse de 60°C par minute en
moyenne). Le quatrième jour, on exerce
de fortes vibrations. Le dernier jour, on
combine les variations thermiques aux
contraintes vibratoires.
Mais attention, les prestations
HALT&HASS ne s’improvisent pas. Le
savoir-faire de MB Électronique s’exprime
aussi par un volet complet de formations
applicatives afin de sensibiliser
ses clients à une approche HALT&HASS
qui devrait connaître un succès croissant
dans les années à venir.
* Analyse des causes de défaillAnces
des composants des systèmes mécatroniques
embarqués (Audace) : Programme
dont l’objectif est d’améliorer
la compréhension des mécanismes de
défaillance et de proposer des solutions
innovantes afin d’atteindre les niveaux
de qualité et de compétitivité indispensables
pour assurer le succès des futures
générations de systèmes électroniques
et mécatroniques.
Olivier Guillon
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 23

Essais et Modelisation
Tendances
Une place croissante de la mécatronique
dans l’industrie
Aujourd’hui de plus en plus présente dans l’industrie, la mécatronique s’impose peu à peu et trouve sa place en
répondant à la fois aux problématiques d’optimisation énergétique et, surtout, aux contraintes croissantes de
délais de conception.
Au sens industriel du terme, la mécatronique
n’est pas si ancienne. La numérisation
des machines fait d’ailleurs figure
d’« ancêtre » de ce type de technologies.
Celles-ci concernent aujourd’hui
différents secteurs plus ou moins avancés
comme le domaine de l’emballage
et du packaging, le pétrole, les biens de
consommation ou encore la chimie... « Il
faut dire que l’on numérise de plus en
plus de machines afin d’en améliorer le
rendement ou réduire au maximum leur
taille et leur câblage, souligne Manuel
Ribier, responsable du support avantvente
motion control au sein du groupe
Rockwell Automation. De plus, les métiers
du motion control, à l’image des
systèmes de positionnement numérique
adressés au moteur, à l’alignement ou
aux contrôleurs, occupent une place
croissante dans l’industrie ». Il peut
s’agir par exemple d’un variateur intégré
au moteur, d’un moteur à entraînement
direct ou autre. Ce sont essentiellement
les grandes entreprises qui sont
concernées par la mécatronique dans
la mesure où les petites sociétés qui
ont moins de temps à consacrer à une
question exigeant pas mal de réflexion
et des approches différentes en particulier
sur le gain d’achat du produit ; « il
est important de raisonner en termes de
coût d’utilisation et d’intégration, et pas
seulement en termes de coûts d’achat ».
La mécatronique intéresse aussi beaucoup
dans son approche liée au design.
Auparavant, les mécaniciens se chargeaient
de cette partie et les automaticiens
faisaient le reste. Désormais, on
réunit les compétences. Un ingénieur
mécatronique a ainsi acquis des notions
dans tous les domaines ; il n’est
en revanche pas un spécialiste mais a
le mérite de pouvoir « toucher à tout »
et d’être plus polyvalent. Cette multitude
de compétences, à la fois en mécanique
et en électronique, permet d’ouvrir plus
de portes. Des connaissances communes
que l’on trouve principalement
dans l’emballage, secteur qui a plutôt
vite migré des solutions mécaniques
à des solutions automatisées pour les
appliquer dans des machines allant d’1
ou 3 axes à 20, 30, parfois 50 axes !
« On conçoit désormais les machines
différemment », concède Manuel Ribier.
Même chose pour les ensembliers de
l’automobile, lesquels ont eu recours
à la mécatronique depuis un certains
nombre d’années pour des intégrations
sur des moteurs. Ainsi, dans l’automobile,
la démarche est allée beaucoup
plus loin en raison notamment des
contraintes environnementales et des
exigences de résistance au chocs et aux
vibrations, dans la mesure où l’intégration
des variateurs sur les moteurs s’est
révélée tout de suite très problématique.
Réduire les coûts et la consommation
d’énergie
Ces évolutions, on les rencontre en particulier
dans le domaine de l’emballage,
même si les avancées ne sont pas aussi
franches que dans l’automobile. Dans le
secteur du packaging, à titre d’exemple,
les contrôleurs de la machine gèrent
désormais en même temps le robot. La
filière a également de plus en plus recours
aux systèmes à entraînement direct.
L’objectif est double : avant tout, il
s’agit de gagner du temps. En ingénierie,
les solutions mécatroniques permettent
un gain de temps de conception
pouvant atteindre 60% au moment de
la production. « Mais attention, ce gain
n’est pas systématique, prévient Manuel
Ribier. Il n’existe pas, en mécatronique,
de solution universelle. Toutefois,
et ce n’est déjà pas mal, il est possible
de trouver une solution mécatronique à
chaque problème à condition de prendre
le temps de mener des études spécifiques
». Par exemple, un industriel de
l’emballage est parvenu à concevoir un
système capable à la fois de pousser
et de fermer les cartons en un temps
record ; alors qu’il lui fallait 140 heures
de conception auparavant, à peine une
quarantaine d’heures sont nécessaires
aujourd’hui. Plus récent, le second objectif
des industriels désireux d’intégrer
de la mécatronique dans leurs systèmes
est de réaliser des économies d’énergie.
Aujourd’hui, la mécatronique est de
plus en plus présente dans l’industrie,
en raison notamment des progrès de
l’électronique, ce qui a eu pour effet
d’accélérer la miniaturisation des produits.
Une course à l’espace qui devrait
se poursuivre et s’accompagner de fonctionnalités
supplémentaires ainsi que
de l’intégration de systèmes de plus en
plus intelligents, à la fois centralisés et
décentralisés. « Par ailleurs, nous nous
dirigeons vers davantage de communication
entre les systèmes. Aujourd’hui,
un élément entraîne l’autre. Demain, les
remontés d’information seront plus nombreuses
et les contrôles aussi ».
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 24

EXPOSITION - CONFERENCES - ATELIERS
EXHIBITION - CONFERENCE - WORKSHOPS
26 ème édition
26 th edition
10 & 11 avril 2013
April 10 & 11, 2013
PORTE DE VERSAILLES
PARIS - Pavillon 7
Le salon des solutions en analyse industrielle
The Industrial analysis trade show
Partenaire officiel
Official Partner
• Analyseurs Industriels / Industrial Analysers
• Réglementation / Regulation
• Contrôle de process / Process control
• Détection / Detection
• Instrumentation/ Instrumentation
• Microtechnologies / Microtechnologies
• Mesure à l'émission / Emission Monitoring
• Sécurité et sûreté / Security and safety
• Analyse des risques / Risks analysis
• Laboratoires Industriels / Industrial Laboratories
www.analyse-industrielle.fr
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 25

Essais et Modelisation
Événement
Microwave & RF :
un rendez-vous de haut niveau !
Le salon fêtera son deuxième anniversaire début avril à la Porte de Versailles, parallèlement aux autres
événements des salons Solutions. Particularité de cet événement : un très haut degré de technicité qui
se traduit par une forte participation à des conférences de haut vol.
Pour sa deuxième édition, le salon
Microwave & RF semble prendre ses
marques. Ainsi le tissu des principaux
acteurs du RF/Wireless/Fibre optique
est en train de se reconstituer et « ce
nouvel événement est en passe de
devenir le rendez-vous des professionnels
du secteur », comme l’affirme
avec enthousiasme sa directrice, Sylvie
Cohen. Et d’ajouter : « l’idée est de
retrouver un salon entièrement dédié
à la radiofréquence et à l’hyperfréquence
en réunissant tous les grands
spécialistes du domaine. L’objectif est
aussi de rassembler des exposants et
des visiteurs aux profils particulièrement
techniques et pointus ».
Les 10 et 11 avril prochains se retrouveront
donc pas moins de 90 exposants
et environ 3 000 visiteurs qui
se donneront rendez-vous sur 3 000
mètres carrés de surface d’exposition.
Les organisateurs du salon espèrent
faire progresser l’ensemble de l’événement,
tant au niveau du nombre de
visiteurs que de la participation des
exposants ; mais le point fort de Microwave
& RF réside avant tout dans
son haut niveau de contenu. « Le
principal temps fort du salon, ce sont
ses sept cycles de conférences. L’an
dernier, celles-ci ont attiré pas moins
de 550 personnes parmi les 2 347 visiteurs.
Cette année, nous renouvellerons
ces sessions qui abriteront pas
moins de cinquante conférences en
accès libre ». L’important : faire partager
l’information... L’objectif étant que
le visiteur prenne l’habitude de s’informer
sur ce salon.
Le point sur les conférences CEM
Organisées par l’AFCEM, l’Association
française pour la promotion et
le développement de la compatibilité
électromagnétique, les conférences
dédiées à la CEM feront intervenir
de grands spécialistes du domaine,
tant au niveau de la recherche et des
applications en laboratoires, qu’au niveau
industriel.
Mercredi 10 avril
> Matin : De la puce au câblage des
réseaux numériques modernes :
Les différentes implications de la
CEM dans les récents progrès de
l’électronique
• Président de session : Michel Mardiguian
– Consultant CEM.
10h : Packaging des circuits intégrés
modernes. Les technologies d’empilage
des chips en 3D (Christian VAL,
3-D Plus).
10h30 : La maitrise de l’intégrité du
signal dans la puce et substrat : diaphonie,
Ground Bounce, appels de
courants instantanés (through current),
symétrie des E/S différentielles
etc. (Étienne Sicard - INSA-LESIA
Toulouse).
11h : Récents progrès des composants
magnétiques de filtrage et réjection
du M.Comm, ferrites SMD pour
multi conducteurs etc. (Sébastien
Chadal, Wurth Electroniks France).
11h30 : Blindages compartimentés
dans les équipements à forte cohabitation
de circuits divers films de blindage
ultra-minces, conformables sur
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 26

Essais et Modelisation
PCBs, mini-blindages pour modules, en insertion automatique
etc. (Michel Mardiguian).
12h : Connecteurs pour hauts débits numériques et maitrise
des problèmes qui en découlent. Connecteurs «intelligents»
incorporant des fonctions de filtrage / écrêtage
ESD, sans détériorer les signaux. Connecteurs blindés
préservant le Zt des paires blindées, sans préjudice pour
la symétrie (Ph. Merceron, ST Microelectronics, Division
ASD & IPAD et Benjamin Thon, ST Microelectronics).
14h30 : Radio-commande de machines et sécurité (Ludovic
Cannavo et M. Bourdon - Jay Électronique).
15h : Modules & modems under R&TTE directive (Pascal
Saguin – Adeunis RF).
15h30 : Exposition du public aux ondes électromagnétiques
dans le cadre des activités de l’ANFR (Jean-Benoît
Agnani – ANFR).
> Après-midi : Session CEM et aéronautique
• Présidente de session : Geneviève Deville, Thales Communications
& Security.
14h30 : Les essais CEM appliqués à un programme Avion
(Stéphane Laik, Gerac).
15h : Prédiction des interférences électromagnétiques
dans les systèmes aéronautiques par la méthode de Kron
(Sylvain Demarty, Nexio).
15h30 : Réinventer la modularité, une clef pour la CEM
(Jean-Pierre Delwaulle, Thales Systèmes Aéroportés).
16h : Les essais ESD sur les hélicoptères et les avions
(Bertrand Daout, Montena Technology).
Jeudi 11 avril
> Matin : Projets collaboratifs en CEM
• Président de session : Jérôme Mollet, CST.
10h : Projet Seisme - Obsolescences des modèles CEM
des Circuits Intégrés, des cartes électroniques et des
équipements – Avancement de la modélisation, des démonstrateurs
et des outils à T0 +24» (Christian Marot,
EADS France IW).
10h30 : E-CEM: Un pas en avant vers la modélisation
CEM de systèmes de puissance (Abhishek Ramanujan,
Valeo).
11h30 : Projet Trend: vers une harmonisation des tests
CEM visant à protéger les dispositifs de communication
ferroviaires (Hassene Fridhi, IFSTTAR).
12h : Projet Phyleas - La turbine éolienne face aux perturbations
électromagnétiques (Omar Mansouri – ESIEE
Amiens).
> Après-midi : La CEM des radiocommunications
• Président de session : Vincent Lamaud, AEMCLab.
14h : Introduction et évolution réglementaire CEM des radiocommunications
(Vincent Lamaud).
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 27

Essais et Modelisation
Entretien
Les normes doivent s’adapter au contexte industriel
À l’occasion du salon Microwave & RF qui se tiendra Porte de Versailles en avril prochain, le président
de l’AFCEM, Alain Charoy, revient sur la mise en pratique de la compatibilité électromagnétique. De
plus en plus présente dans l’industrie et les essais, la CEM civile souffre d’un cadre normatif ou réglementaire
mal adapté. De plus, on assiste à une dégradation des compétences en matière d’installation.
Deux points que le responsable de l’Association française de compatibilité électromagnétique abordera
en priorité sur le salon.
Essais & Simulations
Quelle place occupe la question de la
CEM dans l’industrie, et plus particulièrement
dans les essais industriels ?
Alain Charoy
Plus on avance, plus la CEM est prise en
amont du développement, dès le cahier
des charges, qu’il s’agisse des développements
en classe A pour les environnements
de l’industrie lourde, ou en classe
B pour les environnements domestiques,
avec parfois des niveaux volontairement
plus sévères que ceux des normes européennes
elles-mêmes ! On constate ce
phénomène chez de grands industriels
où l’on peut affirmer aujourd’hui que la
CEM est connue et reconnue. Pour autant,
cela ne veut pas dire que l’on sait
comment modéliser, ni comment remplacer
la CEM par des calculs, comme c’est
le cas en fiabilité par exemple. Ce phénomène
existe depuis plusieurs années
et n’est pas prêt de changer car, pour
les systèmes complets, nous sommes
encore trop loin d’une corrélation satisfaisante
entre les mesures (qui font toujours
foi) et les résultats des modèles.
Globalement, la CEM est bien prise en
compte dans l’industrie, à l’exception de
beaucoup de PMI. En interne, de grands
comptes s’imposent aujourd’hui des niveaux
supérieurs au « strict minimum »
requis. Le retour d’expérience prime et
impose un durcissement d’un facteur 2
de certaines exigences normatives, en
particulier celles des CEI 61000-4-4 et
CEI 61000-4-5.
Quelles sont les contraintes réglementaires
dans le domaine ?
Dans le secteur aéronautique, il n’existe
pas vraiment de problème car les
normes sont à la fois complètes, strictes
et scrupuleusement respectées. Pour le
domaine militaire, les normes sont plutôt
complètes, mais il y a une tendance – de
temps à autre – à la dérogation. Dans
le civil enfin, le constat est que même
les industriels qui ont pris la mesure de
la CEM peuvent encore rencontrer des
problèmes sur site. La raison principale
réside dans le fait que les équipes qui
installent le matériel étaient auparavant
«
Aucune obligation
réglementaire de
tester l’immunité des
équipements audessous
de 150 kHz
n'a vu le jour
»
plutôt bien formées au sein de entreprises
industrielles ; aujourd’hui, ces
équipes n’existent plus en interne car
les entreprises font désormais appel à
la sous-traitance. Et puisqu’elles n’ont
plus de contrôle a posteriori ni a priori,
la CEM tend à se dégrader sur le terrain.
Cette situation ne fait qu’empirer dans
toutes les régions du monde, y compris
aux États-Unis. Nous constatons que
les problèmes d’installation augmentent
alors qu’ils avaient diminué entre 1990 et
2000 ! On assiste donc à une régression
alors que la situation s’était améliorée
dès la sortie de la directive CEM.
Comment en est-on arrivé là ?
Les grands industriels ont été contraints
de rédiger eux-mêmes leurs guides
d’installation (ce qu’ils ont très bien fait
d’ailleurs) ; ils ont légitimement estimé
qu’ils avaient fait leur travail et que
c’était aux installateurs de faire le leur.
Seule exception notable : le nucléaire
où le matériel est désormais beaucoup
mieux conçu qu’au siècle dernier et où
l’installation est en général correctement
maîtrisée. Par ailleurs, curieusement,
l’impact de l’installation sur la CEM finale
(par exemple, un facteur 100) est bien
plus important que celui de la qualité
de conception (facteur 4) or la directive
CEM ne responsabilise que les concepteurs.
L’installation a au total bien plus
d’impact que la conception ; la directive
CEM devrait donc aussi responsabiliser
les installateurs.
Que manque-t-il aujourd’hui aux
textes réglementaires pour s’adapter
aux contraintes des industriels ?
On peut dire qu’en termes de normalisation,
il y a un trou dans la raquette ! Il
existe des normes encadrant les émissions
conduites allant jusqu’à 2 kHz,
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 28

Essais et Modelisation
«Il est primordial
de convaincre les
installateurs de
suivre et d’appliquer
à la lettre les guides
rédigés par les
constructeurs»
puis de 150 kHz à 30 MHz. Il n’existe,
en émission, rien entre 2 et 150 kHz :
aucune mesure, ni aucune valeur limite
normalisée. En immunité, des normes
existent mais ne sont pas encore reprises
par les normes génériques. Par
exemple, la norme CEI 61000-4-16 est
pertinente, mais elle reste méconnue et
donc très rarement appliquée. Le vide
n’est donc pas tant normatif que juridique
car cette norme n’a pas encore l’obligation
d’être appliquée.
Comment aborder ces contraintes ?
Cela va-t-il changer la manière de
procéder dans les laboratoires d’essais
?
Dans les laboratoires d’essais, nous
assistons à une évolution des normes
qui impose d’améliorer les systèmes de
mesure pour réduire les incertitudes des
mesures d’émissions et pour suivre les
évolutions des méthodes et des tests. De
nombreux matériels d’essais deviennent
aujourd’hui obsolètes. Les laboratoires
ont davantage besoin d’investir dans
du matériel de qualité. Mais il s’agit ici
d’une évolution permanente depuis des
années ; il n’y a donc en la matière pas
de changement ni de bouleversement
majeurs. En revanche, il existe deux
points d’amélioration qui méritent d’être
retenus en faveur des industriels. Le premier
concerne le fait qu’ils tentent de recenser
les dysfonctionnements que leurs
matériels rencontrent sur le terrain afin
de boucher les trous de la réglementation.
Le second point concerne la nécessité
de convaincre les installateurs de
suivre et d’appliquer à la lettre les guides
rédigés par les constructeurs. Cela peut
notamment se traduire par une plus
grande vigilance par rapport au choix du
sous-traitant.
Propos recueillis par Olivier Guillon
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 29

Essais et Modelisation
Expertise
Les essais CEM, un bouclier pour l’aéronautique
Responsable des activités Ingénierie Aéronautiques au sein du Groupe d’étude et de recherche appliquée
à la compatibilité électromagnétique (Gérac), Stéphane Laik nous en dit plus sur la place de la
CEM dans les essais aéronautiques, et tout particulièrement sur leur rôle essentiel pour lutter contre
les menaces diverses. Cette question fera notamment l’objet d’une intervention sur le salon Microwave
& RF*.
Que représente la CEM dans l’aéronautique
?
La CEM en aéronautique a pris son essor
avec l’intégration de systèmes complexes
tels que les commandes de vols
électriques et la régulation des moteurs.
Parallèlement à cela, le nombre d’émetteurs
radiofréquences que l’on trouve
au voisinage des aéroports n’a cessé
d’augmenter. Pour prendre en compte
cette problématique, deux types d’environnements
sont considérés : d’une
part, l’environnement interne de l’avion
caractérisé par l’énergie électromagnétique
générée par les équipements embarqués,
les décharges électrostatiques
d’origine humaine. D’autre part, l’environnement
externe de l’avion est caractérisé
par la foudre, les champs électromagnétiques
intenses et les décharges
électrostatiques de structure.
Comment cela se traduit-il concrètement
?
L’environnement interne de l’avion est
principalement géré à l’aide de limites
d’émissions d’énergie électromagnétique
des équipements, de règles d’installation
d’équipements et de câblages
et de limites d’immunité aux perturbations
du réseau électrique de l’avion. La
prise en compte de l’environnement externe
de l’avion est moins simple à aborder
car il n’est pas maîtrisé par l’avionneur.
Il existe une réglementation basée
sur une appréciation commune de ces
deux menaces que l’on retrouve dans
des guides tels que l’ED107 pour les
champs électromagnétiques intenses
Quelques mots sur Stéphane Laik
Stéphane Laik a démarré ses activités professionnelles en 1996 en CEM
dans le secteur de la distribution d’énergie. L’objectif était de créer un laboratoire
d’essais CEM accrédité Cofrac afin de qualifier les équipements
qu’EDF achetaient à SCLE (www.scle.fr). Il « bascule » ensuite dans le
domaine aéronautique toujours dans les essais CEM. L’objectif était d’encadrer
les activités de la société GEB (devenue A-NOVO puis ANOV) dans
le processus de développement de nouveaux programmes avions, de suivi
en compagnie pour les programmes existants ainsi que sur des sujets de
recherche pour améliorer les techniques de tests sur un avion. Après les essais
CEM de certification de l’A380, il commute en 2006 du côté du bureau
d’étude CEM afin de travailler sur la certification de l’avion militaire A400M.
Parallèlement à cela, Stéphane Laik est responsable des activités Ingénierie
Aéronautiques au sein de Gérac.
Les deux laboratoires d’essais de Gérac disposent de vingt cages de Faraday et d’un site d’espace libre.
D.R. GERAC
et l’ED84 pour la foudre. L’objectif final
étant de certifier l’avion, il est nécessaire
de s’assurer que les systèmes sont protégés
de toutes ces menaces. D’un point
de vue pratique, lorsqu’un avion est exposé
aux menaces externes, des tensions
et courants couplés par la structure
et les câblages se développent sur
les composants électroniques réalisant
les fonctions avions. Il est donc nécessaire
de construire une marge entre les
niveaux de perturbations électriques
induits au niveau des composants et le
niveau de tenue de ces mêmes composants.
Cependant, pour des raisons de
développement, il est plus intéressant
de construire la marge par rapport à un
niveau d’intégration supérieur. Le choix
du niveau d’intégration se porte assez
naturellement sur l’équipement. Ainsi,
le niveau de perturbations à l’entrée des
équipements résulte de l’atténuation
des menaces externes apportée par la
structure et par l’installation. En termes
de responsabilités, l’avionneur garantit
alors un niveau maximal de perturbations
présent sur les câblages et l’équipementier
garantit que son produit tient
ce niveau maximal.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 30

Essais et Modelisation
Comment obtient-on cette marge ?
La démonstration de cette marge s’articule
autour de deux types de tests. Le
premier au niveau équipement qui est
basé sur des essais standardisés décrits
dans le document DO160 ou bien dans
des spécifications propres à chaque
avionneur. Le second s’appuie sur la
mesure de fonction de transfert qui est
le ratio entre le niveau d’induction sur les
câbles et le niveau de menace externe.
L’objectif étant de constater une marge
positive pour garantir l’intégrité des fonctions
avions.
Pour sécuriser l’intégrité des fonctions
avions, des essais de consolidation
sont réalisés au niveau systèmes pour
les fonctions dites critiques. Ce sont les
fonctions dont la défaillance peut mettre
en péril l’avion et ses occupants. Il s’agit
en particulier des fonctions de commande
de vols ou encore les fonctions
de gestion du moteur. Ces essais sont
réalisés sur des bancs d’intégrations
complexes. Ils permettent de placer les
Appareil de mesure en cours d’essai.
D.R. GERAC
Le Gérac, en bref...
Le Groupe d’étude et de recherche appliquée à la compatibilité électromagnétique
(Gérac), est une filiale du groupe Thales qui réalise des études et des essais dans
le domaine de la CEM et le durcissement contre les environnements électromagnétiques
sévères (champs forts, foudre, décharges électrostatiques, impulsion électromagnétique
nucléaire, …). Gérac effectue également des tâches de maintenance
pour les générateurs et moyens de mesures associés à ces activités. Enfin, l’établissement,
dans son centre de Bordeaux, réalise le développement et l’intégration
de matériels électroniques comme par exemple des amplificateurs de puissance et
des générateurs impulsionnels pour le groupe Thales et des clients externes. Plus
près de la préoccupation aéronautique de Gérac, seize personnes (20% environ de
l’effectif) travaillent à temps plein pour la certification de l’A400M et de l’A350 sur le
volet CEM.Parallèlement à cela, Stéphane Laik est responsable des activités Ingénierie
Aéronautiques au sein de Gérac.
équipements individuels dans un environnement
fonctionnel beaucoup plus
représentatif que l’essai équipement.
Comment ont évolué les essais ?
Les besoins d’évolution d’essais ne sont
pas les mêmes pour les équipements,
les systèmes et l’avion. Au niveau des
équipements, beaucoup d’évolutions ont
eu lieu au cours des différentes versions
de la DO160 par exemple pour prendre
en compte les alimentations d’équipements
en fréquence variable (section 18
et 19) ou encore l’utilisation de chambre
réverbérante pour les mesures d’émissions
rayonnées (section 21). Au niveau
du système et au niveau de l’avion en
revanche, les évolutions sont beaucoup
plus lentes. Elles sont directement
liées à la certification de nouveaux programmes
avions, lesquelles sont beaucoup
moins fréquentes que le lancement
ou la modification de nouveaux équipements.
Quoi qu’il en soit, une constante demeure
: il faut réduire le cycle de développement
des avions. Pour ce faire,
Gérac travaille actuellement sur un projet
de virtualisation de tests avec Thales.
L’objectif étant d’utiliser des outils de
modélisation numérique pour simuler
l’effet des menaces électromagnétiques
au niveau équipement. Cela permettra
de diminuer le nombre d’essais d’investigations
et de limiter dans le meilleur
des cas le passage en laboratoire à une
seule session de qualification.
Qu’en est-il des modèles numériques
?
Aujourd’hui, ces modèles existent mais
le gros du travail consiste à rendre ce
principe industriel. Néanmoins, il n’y aurait
pas de réelle plus-value à appliquer
ce principe au niveau systèmes. D’une
part, seuls les essais champs forts et
effets induits de la foudre sont considérés.
D’autre part, lorsqu’on arrive à cette
étape, ce n’est que pour consolider les
comportements fonctionnels qui auront
été vu au niveau équipement de sorte
que même si les essais sont longs, on ne
les pratique qu’une fois par programme.
Enfin, concernant la détermination des
fonctions de transfert sur avion, les améliorations
portent beaucoup sur la durée
d’immobilisation de l’avion. En effet,
cette campagne de mesures immobilise
un avion de développement un mois
environ qui est aussi utilisé pour valider
d’autres aspects de la certification du
programme et tout gain de temps permet
d’obtenir plus rapidement la certification.
Lors de cette campagne d’essais réalisée
au sol, il est nécessaire d’injecter
sur la structure de l’avion une menace
électromagnétique qui doit se répartir
autant que possible comme elle se répartit
en vol. Si cette répartition est très
dissimilaire, cela nécessite d’appliquer
des corrections qui réduisent mécaniquement
les marges avec le risque de
constater des niveaux induits sur câbles
supérieurs aux niveaux de qualification
des équipements. Des outils de modélisation
numériques sont alors utilisés
pour optimiser le setup au sol afin d’une
part de minimiser le nombre de configuration
d’essais et d’autre part réduire au
maximum les dissimilarités de propagation
des menaces. La méthode qui reproduit
le mieux la répartition des menaces
utilise le principe du retour coaxial. Cette
méthode présente le gros inconvénient
d’immobiliser l’avion afin d’installer la
structure de retour de courant autour
du fuselage et de la voilure. À l’opposé,
l’utilisation d’un plan de masse réduit au
maximum le délai d’installation du setup
mais introduit de la dissimilarité de
couplage.
Propos recueillis par Olivier Guillon
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 31

Essais et Modelisation
Avis d’expert
Modélisation de câbles blindés incluant une
queue de cochon interne
Le but de cette étude est de prédire la
performance complète d’un toron comprenant
une tresse externe, une tresse
interne et sa connectique. Pour cela
nous modélisons et calculons l’impédance
de transfert de la liaison complète.
La finalité est d’évaluer les niveaux induits
sur les charges situées en extrémités
de toron pour des formes d’ondes
d’environnement correspondant à une
agression foudre. L’étude ne prend pas
en compte les effets de propagation. En
effet, on considère la longueur d’onde
de l’injection étudiée grande devant les
longueurs des câbles et du banc de mesure,
et donc l’absence d’influence des
phénomènes de propagation.
Pour les industriels, la prédiction des niveaux
induits par la foudre sur l’électronique
en extrémité de câblage est une
donnée fondamentale lors de la caractérisation
en immunité de leurs systèmes.
La modélisation de torons de câblage est
un outil d’aide nécessaire à la conception,
dans l’optique d’une optimisation
de coût et de performance du système.
C’est dans ce contexte que l’on souhaite
améliorer la précision des modèles de
câbles blindés en y intégrant toutes la
diversité des composantes. Pour cela
on suppose :
• la connexion des tresses internes est
réalisée par une queue de cochon,
• le connecteur ne présente pas d’ouvertures,
• la reprise de blindage de ce dernier ne
présente pas non plus d’ouverture à la
tresse externe.
• Le connecteur étant de type à reprise
de blindage sur 360°, il doit effectivement
assurer une étanchéité électromagnétique
de bonne qualité.
• Les facteurs constituant la liaison complète,
présentés figure 1, que l’on retrouve
lors de modélisation de ce type
de câblage sont :
• l’impédance de transfert entre la tresse
interne et externe,
• l’impédance de transfert entre la tresse
interne et l’âme,
• l’impédance de transfert entre la tresse
externe et l’âme sur la longueur de la
queue de cochon,
• l’impédance de transfert de la connectique,
• l’impédance de la tresse interne,
• l’impédance de la tresse externe,
• l’impédance de la queue de cochon.
C’est en déterminant l’ensemble de
ces éléments (figure 1) que l’on pourra
modéliser le plus précisément possible
la liaison complète et ainsi calculer les
contraintes ramenées en extrémité de
câblage pour une perturbation de type
foudre ou autre.
Les couplages sont représentés par des
flèches rouges et indiquent les interactions
entre chaque élément de la liaison.
Afin de valider le modèle de la liaison
complète, nous devons identifier et calculer
les équations de ces couplages
ainsi que les impédances des éléments
cités précédemment. Pour réaliser la
modélisation, nous utilisons la méthode
de Kron : méthode d’analyse topologique
et de calculs tensoriels appliqués
aux réseaux. Nous vérifions ces calculs
par une comparaison avec une mesure
pratique de l’impédance de transfert
d’une liaison complète d’un câblage
fonctionnel. Une analyse de ces résultats
est nécessaire pour conclure sur la
pertinence du modèle.
Modélisation par la méthode de
Kron, étude d’un exemple
Cette méthode d’analyse tensorielle de
réseau a pour but de représenter les
courants de branche d’un graphe similaire
ici à une représentation des circuits
sous SPICE dans un autre espace
appelé espace des mailles. Elle définit
une matrice de connectivité C entre
les branches et l’espace des mailles.
L’objectif est donc, via cette matrice
de connectivité, de définir une matrice
source E (la perturbation) et une matrice
d’impédance Z dans l’espace des
mailles. Le résultat de l’équation J = E
/ Z toujours dans ce même espace des
mailles donne la matrice des courants
sur le blindage.
On étudie, à titre d’exemple, une injection
foudre sur un câble blindé et l’on
souhaite calculer les tensions en extrémité
de ce câble. La stratégie est de
calculer tous les courants de toutes les
branches, et donc tous ces courants de
mailles sur tout le blindage du câblage
pour en déduire via les impédances de
transferts de chaque élément composant
la liaison, la contrainte ramenée en
extrémité de câblage. On parlera de domaine
interne définissant le fil ou l’âme
dans le blindage et de domaine externe
correspondant au blindage lui-même.
La modélisation de l’exercice se décompose
en trois cellules :
• la cellule d’injection où l’on modélise le
type d’injection,
• le domaine externe,
• le domaine interne.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 32

Essais et Modelisation
Nous devons définir précisément, pour
chaque cellule, les éléments qui la composent.
La difficulté va être de caractériser
les éléments linéiques du blindage et
les charges du domaine interne simulant
le réseau fictif en extrémité de câblage.
La relation entre les différentes cellules
est donnée par les termes de couplages
Lm et Zt. Lm définit le couplage de la
perturbation foudre avec le blindage
considéré. Le couplage Zt entre le domaine
externe et le domaine interne
caractérise l’impédance de transfert de
la liaison. Le but de la méthode de Kron
est donc de représenter les courants de
branches i1, i2, i3, i4, i5 et i6 (flèches
noires sur la figure 2) dans l’espace des
mailles I, II et III, réseau vert sur la figure
2. Ainsi, les courants i1 et i2 vont correspondre
à la maille I, les courants i3 et i4
à la maille II et les courants i5 et i6 à la
maille III.
Le vecteur source E est connu et définit
la perturbation. Les facteurs composants
la liaison complète présentés
figure 1 sont les éléments constituant de
la matrice d’impédance Z. La méthode
de Kron se résume à la résolution de
l’équation J = E / Z ou J est la matrice
résultante des courants dans l’espace
des mailles. Nous utilisons à nouveau
la matrice de connectivité pour déduire
de la matrice J tous les courants de
branches. Par la suite, on multiplie ces
courants de branches dans le domaine
interne i5 et i6 par les impédances de
charge : Rcharge connues pour déduire
la contrainte ramenée sur l’âme en extrémité
de câblage, c’est-à-dire la tension
aux bornes de la charge.
Calculs et résultats
L’objectif et la principale difficulté sont la
composition de la matrice d’impédance
Z et plus particulièrement des termes
de couplages. Il existe trois couplages
comme présenté figure 3. Le premier
couplage se crée entre la tresse externe
et la tresse interne, noté Zt1. Un second
existe entre la tresse interne et le fil
qu’elle entoure, noté Zt2. Et du fait de
la présence d’une queue de cochon, un
couplage existe entre ce même fil et la
Abstract : The study consists to predict the shielding performance of
a bundle. This bundle is composed of one internal shielded link with
pig tails, one external braid and two connectors. The modelisation of
the bundle is performed with the Kron’s method. The computation is
checked by one measure of the transfer impédance of the bundle in
three axis structure.
tresse externe, noté Zt3.
La figure 3 comporte donc trois réseaux.
Le couplage de la perturbation s’effectue
sur la tresse externe. Le premier
réseau correspond au blindage externe
et est représenté par ses impédances
linéiques et donc par la source de perturbation
extérieure à la liaison V1. Les
seconds et troisièmes réseaux correspondent
respectivement à la tresse
interne du blindage et à l’âme ou le fil
entouré du blindage. Ils sont représentés
par leurs impédances linéiques respectives.
Les impédances linéiques d’un
conducteur se caractérisent par une
résistance et une inductance. Ces deux
paramètres sont fonction de la configuration
du conducteur (longueur, géométrie
de la ligne de transmission, propriété
des matériaux utilisés, etc.).
Ce système couplé peut être mis en
équation par la méthode de l’analyse
tensorielle des réseaux. Le problème
est entièrement déterminé par un tenseur
appelé métrique dont les éléments
constituants correspondent aux impédances
et impédances de transfert des
facteurs présentés figure 1. On peut
résumer l’impédance de transfert d’une
tresse comme le résultat de la contribution
de trois phénomènes physiques
: la diffusion, la diffraction et l’induction.
Ces phénomènes suivent des lois que
l’on peut mettre en équation. On obtient
ainsi en considérant l’angle de tressage
proche de 45°:
L’impédance de transfert de la tresse externe,
noté Ztbef :
Le résultat de la somme algébrique des
équations d’impédance de transfert
propre à chaque phénomène est l’impédance
de transfert totale de la tresse
externe. On a σ la conductivité du blindage,
Ψ l’angle de tressage (voisin de
45°), δ la profondeur de pénétration, C le
nombre de fuseaux comprenant le blindage,
N le nombre de conducteurs par
fuseau et d le diamètre d’un conducteur
élémentaire. De plus, on a v le nombre
d’ouvertures par unité de longueur, αm
la polarisabilité magnétique de l’ouverture.
La polarisabilité est un coefficient
mathématique qui fait intervenir
la diffraction du champ magnétique par
l’ouverture. αm dépend donc des dimensions
des ouvertures de la tresse.
L’impédance de transfert de la tresse interne,
noté Ztf :
Ici, le blindage de la tresse interne est
considéré homogène. La relation donnée
est donc l’expression générale
d’une impédance de transfert d’un câble
coaxial à blindage homogène où ep est
l’épaisseur du blindage.
L’impédance de la queue de cochon,
noté Zqdc :
Avec Lqdc la longueur de la queue de
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 33

Essais et Modelisation
cochon, qdc l’abscisse de référence et
a l’abscisse de l’âme. Le rapport de ces
deux derniers paramètres traduisant la
distance entre l’âme et la queue de cochon.
En intégrant les paramètres suivant
les couplages on obtient :
On impose les valeurs de charge pour
chaque extrémité de la liaison et ainsi
nous avons tous les éléments constituant
le tenseur. Nous pouvons résoudre, par
la méthode de Kron, les équations et
ainsi modéliser la liaison complète en
intégrant les différents couplages.
Validation – Essais en pratique
Le calcul est effectué avec Scilab, nous
générons dans ce programme le signal
perturbateur (une injection foudre) et le
couplons sur le câble blindé ou la liaison
étudiée. Ce script calcule les courants
sur le blindage ainsi que la tension aux
bornes de la charge, (on impose 50Ω)
dans le domaine interne.
La comparaison s’effectue sur l’impédance
de transfert des éléments :
• La courbe noire représente la mesure
avec une seule tresse en interne et une
queue de cochon,
• La courbe bleue représente la mesure
de la tresse externe seule,
• La courbe rouge représente la mesure
de l’ensemble, c’est-à-dire de la liaison
complète incluant la tresse interne, la
tresse externe et la queue de cochon,
• Les points marqués d’une croix dans
un cercle représentent la modélisation
ou le calcul de la tresse interne seule
avec la queue de cochon,
• Les points représentant des triangles
correspondent au calcul de l’ensemble
de la liaison complète.
On note la ressemblance entre la modélisation
et la mesure pratique. Les écarts
présentés sont faibles et inférieurs à 6
dB dans toute la bande de fréquence.
Cependant, on remarque un creux lors
de la mesure sur l’ensemble de la liaison
dû aux effets de phase très complexes à
modéliser et donc non considérés dans
la simulation.
Pour pallier les incertitudes d’une telle
liaison et dans un souci de prédiction
CEM, on se dote d’une marge ajoutée
aux résultats de simulation. On parlera
ainsi d’enveloppe avec des valeurs minimums
et maximums d’impédances de
transfert. La valeur de la marge et donc
la taille de l’enveloppe dépendent de la
connaissance des différents éléments
constituant la liaison complète. C’est
pourquoi plus les données d’entrées
sont précises et connues, plus la simulation
est juste et plus le surcoût engendré
par la marge est minime. L’intérêt de la
connaissance des différents éléments
constituant la liaison est double, elle
a un rôle technique mais aussi économique.
La mesure, très proche de la simulation,
s’inscrit dans une enveloppe de
valeurs attendues. Une connaissance
précise sur les éléments constituant la
liaison accroît la précision de la simulation
et permet de s’affranchir d’une
marge trop importante. Ces résultats
valident les modèles de couplages obtenus
et permettent de considérer les
calculs comme pertinents, sous l’hypothèse
d’une propagation négligée sur les
câbles. Cette hypothèse est cohérente
car les formes d’ondes foudre se limitent
à une fréquence haute de 50 MHz.
Rémi Casagrande – Gerac
et Cyril Lair – Snecma
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 34

Investissements
De nouveaux moyens
d’essais d’immunité
aux perturbations
électromagnétiques
pour Alciom
La Structure de recherche sous contrat (SRC)
parisienne Alciom spécialisée dans les applications
innovantes de l’électronique, vient d’élargir
son offre en s’équipant de moyens d’essais
d’immunité aux perturbations électromagnétiques.
La SRC Alciom, spécialisée
dans les applications
innovantes de l’électronique
et experte en signaux
mixtes, dispose désormais
de moyens d’essai en interne
pour la vérification de
bon fonctionnement de dispositifs électroniques en présence
de champs électromagnétiques de forte puissance,
jusqu’à 100V/m.
Ces équipements complètent les moyens de mesure du
laboratoire d’Alciom pour réaliser des essais de pré-qualification
de tout type de produit vis-à-vis des exigences
du marquage CE, en termes de compatibilité électromagnétique
comme de respect des normes radio-fréquence.
De nouveaux équipements CEM significatifs
Ces équipements concernent un analyseur de spectre hyperfréquence
hautes performances (jusqu’à 21GHz), un
analyseur de transmettteur radio-fréquence, un analyseur
dédié CEM, un générateur de décharges électrostatiques
ainqi qu’un générateur de transitoires rapides et un générateur
de micro-coupures.
« Rares sont les bureaux d’études amont qui disposent
de ce type d’équipement. Nous offrons désormais davantage
de flexibilité à nos clients avec un niveau de maturité
plus élevé pour les petites entreprises, et surtout permettons
de réaliser des essais de pré-qualification au plus tôt,
dès la phase de conception des prototypes. Ceci réduit
notablement le risque de surprise lors des essais formels
de certification CE ultérieurs », explique Robert Lacoste,
fondateur et dirigeant de la SRC Alciom.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 35

Essais et Modelisation
Événement - Nafems
Les difficultés de modélisation
des assemblages à l’honneur
Le 30 mai prochain se déroulera au Novotel de Noisy-le-Grand (Val-de-Marne) un important séminaire
organisé par le Nafems (Association for the Engineering Modelling, Analysis and Simulation Community).
Ce nouvel événement portera sur la modélisation et la simulation des assemblages. Il aura pour
but de présenter un état de l’art dans le domaine et de mettre en avant les solutions développées à ce
jour à travers des retours d’expérience industriels.
Une centaine de personnes. C’est le
nombre de participants attendus pour
ce nouvel événement organisé par
l’association Nafems France ; « un
nombre idéal qui permet d’inscrire ce
rendez-vous parmi les rendez-vous
importants dans le domaine du calcul
et de la simulation, tout en donnant la
possibilité d’entretenir des échanges
très fructueux, notamment durant le
déjeuner, lequel se présente volontairement
sous la forme d’un buffet »,
souligne François Costes, président
du Nafems. Ce séminaire abritera naturellement
un cycle de conférences
(représentant une douzaine de présentations
techniques) chargées
d’éclairer les participants sur le sujet
de la modélisation et la simulation des
assemblages. Celles-ci ont également
pour objectif de donner, à travers des
exemples industriels concrets, un
aperçu des problèmes traités et des
solutions numériques disponibles sur
le marché.
Ce séminaire sera l’occasion de mettre
en avant les meilleures avancées dans
ce domaine de la simulation, celles
dont l’application industrielle, la maturité
et l’impact devraient rapidement
et efficacement répondre aux besoins
et attentes des ingénieurs d’études
et des entreprises. Parallèlement
au cycle de conférences, un espace
d’exposition abritant une dizaine d’entreprises
et d’acteurs du marché permettra
aux visiteurs de rencontrer les
« offreurs de technologies ». Concernant
le public attendu, « il s’agit avant
tout de personnes très concernées par
le sujet et animées d’une forte motivation,
ce qui rend ces échanges particulièrement
riches ». Près de la totalité
d’entre elles sont issues du monde
industriel, en particulier des bureaux
d’études. Toutes exercent des activités
de simulation afin de valider des
modèles numériques et définir des
plans d’expérience physique.
Une prise en compte des liaisons vitale
pour la structure des produits
Les aspects rencontrés en assemblage
constituent un défi pour de
nombreux ingénieurs et pour les industries,
mais aussi pour les codes
de calcul, leurs utilisateurs et les fournisseurs
de solutions de simulation
numérique. Les assemblages, qu’ils
soient boulonnés, soudés, collés, rivetés,
sertis ou clipsés sont omniprésents
dans tous les produits. Ainsi, les
liaisons doivent non seulement contribuer
à l’intégrité des structures mais
également résister aux sollicitations
mises en œuvre lors des procédés de
fabrication, d’assemblage ou de test.
Leur prise en compte est dès lors vitale
dans toutes les phases de développement,
de vérification, de validation
et d’optimisation des structures,
leur qualité contrôlant bien souvent la
robustesses des produits.
Or les difficultés vont bon train. Elles
concernent notamment la nature des
liaisons, les procédés de mise en
œuvre, les contacts et les frottements,
le thermique, les phénomènes de
non-linéarité, la fatigue sans oublier la
rupture et le respect des contraintes
règlementaires. À titre d’exemple,
Didier Turlier, président du prochain
séminaire et responsable du service
calculs chez Lohr Industrie, rencontre
des problématiques similaires dans
le domaine du ferroviaire. « Ce secteur
utilise de nombreuses structures
mécano-soudées et a la particularité
d’être soumis à des exploitations
particulièrement longues, de l’ordre
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 36

Essais et Modelisation
de trente ans en moyenne. Autre défi
pour nous : le transport de véhicules
encombrants et à forte charge. La
tenue en fatigue et dans le temps figure
donc parmi les principales problématiques
de nos métiers ». C’est
pourquoi au sein de Lohr Industrie, on
a mis au point une méthodologie des
matrices afin d’appréhender la tenue
en fatigue des assemblages soudés et
d’optimiser ainsi le process. « Il s’agit
d’une approche qui prend en compte
différents aspects comme le coût et le
délais nécessaires sur une structure
complète, précise Didier Turlier; Cela
permet d’obtenir une analyse détaillée
de chaque cordon de liaison des
pièces de structure. Auparavant, on
supposait que chaque liaison était parfaite.
Ce n’est plus le cas aujourd’hui.
Une phase de modélisation détaillée
et la préparation des modèles à partir
de la CAO sont devenues des étapes
incontournables ».
Évoquer tous les moyens d’assemblage
Ainsi, dès que l’on parle de fatigue, le
détail compte. Il faut donc connaître
parfaitement le cordon et externaliser
les flux de fatigue. L’objectif est aussi
d’idéaliser le cordon, c’est-à-dire obtenir
un modèle simplifié. De ce fait, a
été développée une approche dans
le but de simplifier les assemblages
boulonnés afin d’isoler les zones à
risques.
Mais il n’y a pas que les éléments soudés.
Sont également concernés les
assemblages collés, riftés, clipsés et
frettés. Ces aspects seront naturellement
largement traités au cours de
ce séminaire tout comme un thème
de plus en plus en vogue : celui de
l’approche au niveau de la conception
robuste. Les échanges mettront
ainsi en lumière les évolutions en
matière de variabilité des paramètres
pour réaliser des plans d’expérience
et connaître parfaitement les performances
des systèmes, allant du
couple au coefficient de frottement
etc., dans le but de valider les assemblages.
Incontournable, le « virtual
testing » fera également l’objet d’une
attention toute particulière.
Compte tenu du caractère international
des secteurs abordés, certains articles
sont écrits et publiés en anglais.
New fea shell element model for seam weld static
and fatigue structural assessment
The innovative approach consists of a new weld seam representation using
an inclined shell element for the weld joint structural analysis. The shell
seam mesh is connected to the sheet solids using FEA glue connectors
which do not provide any additional rigidity in the assembly. This special
weld element enables to assess the weld throat strength for static load or
fatigue load. For static, equivalent stress according to Eurocode 3, or other
standard, may be displayed at each weld element along the seam length.
For fatigue, the structural stress approach uses linearized stress distribution
over the throat thickness, which is well suited to the shell element use. This
method has been verified first by calculating the resulting loads throughout
the throat thickness, then by comparing the stiffness of the assembly obtained
from either a fine solid fem model or a coarse shell model.
The approach is validated. It correlates test results when the fatigue crack
initiation direction is in the weld leg section. Extensive testing is performed
in collaboration with Institut de Soudure. Samples are based on asymmetric
fillet weld T assemblies with several plates and weld throat thickness,
different penetration depths and with two types of loading which lead to the
bending of the weld. Root cracks occur either though the throat, but not in
the weld leg section, or through the base plate thickness. In those cases,
the established structural stress criterion is not appropriate and two improvements
are proposed. First, when weld leg sizes are unbalanced or when
shear stress in the leg section is high, the structural stress is evaluated
by scanning all the throat sections in order to reach the maximum normal
stress value. Secondly, when both the weld and the flange plate are subject
to bending, the root crack may propagate through the flange plate. The
stress distribution is biaxial and the two normal stresses are combined. The
resultant stress gives conservative result. LOHR uses NX from SIEMENS
PLM Software as CAD and CAE pre/post solutions. Automation toolboxes
have been developed that help the model preparation process based on a
CAD solid representation of the weld.
The programs create the weld toe contour and the weld element to sheet
metal element connections. The automation is a necessity in order to avoid
the tedious manual meshing process. The CAD associative feature helps
for iterative analyses because the FEA model is updated when the design
is changed. The industrial application of the method is demonstrated by a
complete car carrier trailer structural analysis. FEA post processing tools
have been developed to allow a global structure display with seam weld
specific results.
Didier Turlier, Patrice Klein,
Laurent De Noni, DidierLawrjaniec
>> Retrouver la totalité de l’article sur le site www.mesures-et-tests.com
Olivier Guillon
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 37

Dossier
Essais et Modelisation
L’interview
Stéphane Torrez, président du groupe Sopemea
Sopemea maintient le cap vers des campagnes d’essais de plus en plus intenses auprès des industriels
qui, aujourd’hui, ne sont plus en mesure d’assurer de telles opérations à la fois longues, coûteuses et
exigeant des savoir-faire pointus. C’est tout particulièrement le cas dans le domaine du sismique où les
laboratoires du groupe vantent une compétence à la fois riche, unique et indépendante.
Essais & Simulations
Pouvez-vous vous présenter en
quelques mots ? Quel est votre parcours
et votre rôle au sein de Sopemea
?
Stéphane Torrez
J’ai toujours travaillé dans le secteur
industriel, plus particulièrement dans
l’ingénierie, la conception et la réalisation
d’équipements lourds. Aujourd’hui
en tant que président du groupe Sopemea,
filiale du groupe Apave, je
dirige trois laboratoires d’essais en
environnement : Sopemea en région
parisienne, Sopaval en région valenciennoise
et Sopavib en région lyonnaise.
Ces centres d’essais proposent
une gamme de services d’essais pour
tester tout type de matériels et d’équipements
dans sept domaines : essais
de structure en régime statique et dynamique,
vibratoire, climatique, électrique,
hydraulique et la comptabilité
électromagnétique sans oublier une
activité de mesure sur sites.
Quelles sont les activités des différents
laboratoires ?
Trois métiers caractérisent nos laboratoires
: l’ingénierie d’essais, la réalisation
des essais (84% de l’activité) et la
maintenance des moyens d’essais. Le
domaine des essais est notre métier
principal. Pour garantir à nos clients
directs et indirects des campagnes
d’essais efficaces, nous devons également
rester indépendants afin d’agir
en toute neutralité. Notre savoir-faire
dans le domaine des essais s’appuie
sur notre parc étendu de moyens d’essais,
d’importants moyens de calcul,
de pilotage et d’acquisition de mesure
mais aussi la disponibilité et la compétence
de nos ingénieurs et techniciens.
Aujourd’hui, nous sommes
capables de réaliser des essais standards
et également des essais fonctionnels.
Ces derniers ont d’ailleurs
pris une part croissante dans notre
spectre d’activités à la demande de
nos clients.
Quelle différence faites-vous entre
essais standards et essais fonctionnels
?
«
Pour garantir à nos clients des campagnes
d’essais les plus efficientes possibles,
nous devons rester indépendants et agir
en toute neutralité
Pour les essais standards, il s’agit
bien souvent de vérifier la continuité
électrique, l’intégrité des composants
électroniques, la tenue mécanique
aux sollicitations mécaniques, climatiques
et électroniques normatives.
Pour les essais fonctionnels, il s’agit
de procéder à des vérifications durant
ou après les essais « standards » afin
de vérifier le bon fonctionnement de
tout ou partie de l’équipement dans le
temps. Il s’agit ici de campagnes qui
»
peuvent s’avérer très longues pour
des équipements complexes.
En quoi consistent ces essais dans
le domaine sismique ? À quelles
problématiques répondent-ils le
plus souvent ?
Les essais sismiques sont majoritairement
réalisés pour les applications nucléaires,
par exemple, pour tester des
groupes diesel de secours. Concrètement,
il s’agit de reproduire un envi-
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 38

Les essais aggravés :
Dossier
Essais et Modelisation
ronnement de séisme avec un but bien
précis : rien ne doit être endommagé
durant la phase de secousses, la centrale
doit être en sécurité. Elle doit
également pouvoir être mise à l’arrêt
pour entreprendre les vérifications et
les opérations de maintenance nécessaires.
Nous intervenons principalement
sur des sous-systèmes, mais
également sur des systèmes complets
comme les systèmes de détection
d’incendie ; c’est-à-dire que nous agissons
sur tous les cas allant du capteur
à l’installation complète.
Vous n’intervenez que dans le secteur
du nucléaire ?
Nous intervenons dans le secteur nucléaire,
et dans le secteur des nouvelles
énergies. Dernièrement, nous
avons reproduit les vibrations spécifiées
pour un transformateur de dix
tonnes utilisé dans le domaine éolien
afin d’analyser le comportement de
l’installation. Nous sommes également
présents dans le domaine aéronautique
et spatial, la défense, le
ferroviaire, l’automobile, le médical….
Comment ont évolué ces opérations
d’essais ? À quelles exigences
sont-elles soumises (coûts, délais,
précision...) ?
Les campagnes d’essais de nos clients
sont soumises à des contraintes
d’ordre normatif. Celles-ci sont régies
par les demandes de plus en plus
exigeantes de leurs clients finaux. Et
pour répondre à ces exigences, ils
nous sollicitent de plus en plus pour
les conseiller et les aider à construire
des programmes d’essais. Dans le domaine
nucléaire par exemple, les réglementations
sont régies par le Code
RCC et le Code ASME, auxquels
s’ajoutent des spécifications particulières,
soit en provenance des autorités
de sûreté nucléaire de chaque
pays, soit directement d’entreprises
comme EDF.
Quelles évolutions avez-vous noté
dans votre métier ces dernières années
?
Nos clients recourent de plus en plus
à la sous-traitance pour spécifier et
suivre les essais. Ainsi, nous constatons
la disparition de la connaissance
de notre métier chez nos clients. Nous
avons donc dû nous adapter en intervenant
davantage chez nos clients,
bien plus en amont, dans le but de
maîtriser toutes les informations relatives
aux matériels et équipements à
tester ainsi que leurs environnements
d’utilisation.
Propos recueillis par Olivier Guillon
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MÉTHODES DE MESURES
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l’analyse industrielle ?
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Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 39

Dossier
Essais et Modelisation
Préface
Répondre aux défis des essais sismiques
Des événements très récents nous ont montrés combien un tremblement
de terre pouvait affecter les bâtiments et les équipements basés près de
l’épicentre, avec des conséquences dramatiques pour la population. Afin
de minimiser ces risques, de nombreuses équipes dans le monde travaillent
depuis des années sur les effets produits par les séismes et les
moyens de réduire le risque sismique.
Ce dossier est consacré à la partie consacrée aux essais et aux simulations
des séismes sur les ouvrages (ponts, bâtiments) ainsi que sur les
équipements, afin de vérifier leur tenue et leur fonctionnement après la
secousse.
Le secteur du nucléaire est celui qui utilise des normes très sévères pour
la construction des bâtiments et la qualification des équipements :
• L’article d’Ifsttar nous présente un moyen d’essai unique en France, permettant
de simuler un tremblement de terre sur un modèle réduit. En effet,
les fondations et les bâtiments ont une taille et une masse telles qu’il est
impensable de les tester à l’échelle 1.
• Le laboratoire d’études de mécanique sismique du CEA nous décrit les
études de R&D et les moyens que les équipes utilisent pour estimer la
vulnérabilité des constructions de génie civil sous chargement sismique.
• Sopemea nous explique comment sont simulés les essais de séisme sur
table vibrante pour qualifier les équipements de sureté par l’application de
normes d’essais françaises ou internationales dans le secteur nucléaire.
• L’Estech (laboratoire d’essai de l’ESA situé au Pays-Bas) nous expose
un moyen d’essai Hydra (Table hydraulique triaxiale) réalisé pour des programmes
spatiaux, mais capable aussi d’effectuer des essais sismiques.
Ce dossier a ainsi pour ambition de montrer aux lecteurs les difficultés
et les défis techniques à réaliser pour qu’un séisme, aussi imprévisible
soit-il, soit le moins dommageable possible pour les infrastructures et les
équipements.
Bernard Colomiès
Directeur Techniques et expertises
Sopemea
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 40

Dossier
Essais et Modelisation
Moyen d’essai
Simulation de tremblement de terre
sur modèles réduits centrifugés
Les catastrophes naturelles provoquent des dommages importants aux populations et aux infrastructures
existantes. Bien que la France ne présente pas de risques sismiques majeurs (excepté
dans les DOM-TOM), l’ingénierie française est néanmoins concernée et s’investit fortement
dans le domaine du risque sismique. Ce domaine de recherche est l’une des priorités de l’IFST-
TAR en particulier en ce qui concerne les problèmes d’interactions sol-structure où les essais
dynamiques sont dorénavant opérationnels.
Afin d’améliorer ses connaissances
sur la tenue des structures géotechniques
face à un tremblement
de terre, le LCPC a complété ses
équipements d’essais sur modèles
réduits centrifugés (Garnier et al,
1999) avec des dispositifs dédiés
aux essais sismiques. Réaliser
des essais sismiques dans une
centrifugeuse donne, du fait de la
macro-gravité (N.G), la bonne représentation
du champ de contraintes
dans le modèle réduit, ce qui n’est
pas le cas pour les tables sismiques
traditionnelles à 1-G (pesanteur de
la terre). De plus la modélisation en
centrifugeuse permet des études paramétriques,
avec de grands déplacements
pouvant aller jusqu’à la rupture
de la structure géotechnique.
Grâce aux crédits attribués dans
le cadre du contrat quatriennal
(2001-2004) entre le LCPC et les
ministères de la recherche et de
l’équipement, une consultation européenne
a été lancée en octobre
2003 pour la fourniture d’un simulateur
de séismes embarqué en
centrifugeuse. Le financement a été
complété par une dotation de la Région
des Pays de la Loire et par la
Commission Européenne dans le
cadre du programme QUAKER. Le
marché a été attribué à la Société
Actidyn Systèmes en janvier 2004 et
le simulateur de séismes a été livré
au LCPC en 2006.
Rappel du principe d’essai sur modèle
réduit centrifugé
Le principe des expérimentations
sur modèle réduit centrifugé (figure
1), établi au 19ème siècle (Philips,
1869), consiste à réaliser un modèle
à l’échelle 1/N, puis à le soumettre
à une accélération centrifuge N fois
supérieure à la pesanteur terrestre.
On reproduit ainsi les mêmes états
de contraintes entre deux points
homologues du modèle et de l’ouvrage
en vraie grandeur ou prototype.
L’expérimentation proprement
dite ne commence donc que lorsque
l’accélération centrifuge nécessaire
au respect des lois d’échelle est atteinte.
Figure 1. Principe des expérimentations
sur modèle réduit centrifugé
Le simulateur de séismes
Les caractéristiques du simulateur
de séismes ont été déduites des
lois de similitude et des facteurs
d’échelle qui doivent être respectés
pour réaliser un essai de modélisation
en centrifugeuse (Corté,
Longueur, déplacement
Accélération centrifuge
et sismique
Contrainte, pression
Temps
Fréquence
Vitesse
1989). Ce dispositif 1-D simule des
séismes sur le modèle réduit embarqué
où la fréquence et l’accélération
sismiques sont multipliées par N,
alors que le temps est divisé par N
et que la vitesse est la même que
pour le prototype en vraie grandeur.
Le prototype (p) en vraie grandeur et
le modèle à échelle réduite (m) sont
liés par les lois de similitudes, déduites
des équations d’équilibre. Les
facteurs d’échelle principaux x*=xM/
xP utilisés dans cette étude sont
énumérés dans le tableau I dans lequel
N est l’accélération centrifuge.
Dispositifs existants
L*=1/N
g*=N
σ*=1
T*=1/N
F*=N
V*=1
Tableau I. Lois de similitude
Plusieurs familles de systèmes
(Chazelas, 1999) ont été recensées.
Les systèmes à choc, présentés par
(Coe et al., 1985) sont constitués
d’un marteau hydraulique qui vient
frapper une plaque mobile à la base
du conteneur. Les systèmes entièrement
mécaniques généralement ba-
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 41

Dossier
Essais et Modelisation
sés sur l’utilisation de cames, comme
ceux présentés par (Van Laak et al.
1994), ou (Suzuki et al. 1991). Une
mention spéciale doit être faite pour
le fameux «bumpy-road « et pour le
système plus récent «crank-case–
fly-wheel-based» développé à l’université
de Cambridge (Madabhushi
et al. 1998) pour l’originalité de la
ressource énergétique. Ces systèmes
ont l’inconvénient d’avoir une
bande passante étroite et d’être pollués
par les hautes fréquences dues
aux jeux mécaniques.
Les systèmes purement électriques
comme celui proposé par (Arulanandan
et al. 1982) basé sur un empilement
de cellules piézoélectriques
posent des difficultés liées à l’utilisation
de la haute tension. On peut
aussi noter un dispositif électromagnétique
présenté par (Fujii,1991)
avec des performances limitées en
déplacement.
Les systèmes électro-hydrauliques
sont actuellement les plus utilisés
comme par exemple ceux de
Ketcham et al. (1988, 1991), Kutter
et al. (1994) et Van Laak et al.
(1998). Ces dispositifs font appel à
des technologies de haut niveau et
difficiles à mettre en œuvre. On peut
citer le problème du stockage de
l’énergie hydraulique, la réalisation
d’un contrôle-commande à haute
fréquence et le comportement non
linéaire des circuits. Malgré cela ils
sont souples d’emploi et permettent
la simulation à la base du modèle de
sinus ou de signaux larges bandes
tels que des signaux modulés linéairement
en fréquences ou de vrais
séismes adaptés. Pour pouvoir réaliser
l’ensemble de ces signaux nous
avons souhaité que le simulateur de
séismes puisse travailler dans une
bande de fréquence comprise entre
20 et 250Hz.
Installation du simulateur sur la
centrifugeuse de l’IFSTTAR
Figure 2. Centrifugeuse de l’IFSTTAR
Le simulateur de séismes est mis
en place sur la nacelle de la centrifugeuse
(figure 2). La centrifugeuse
géotechnique de l’IFSTTAR (Corté et
Garnier, 1986) a un rayon (distance
de l’axe de la machine au plancher
de la nacelle) de 5,50m, une capacité
maximum de 2 tonnes et une
accélération centrifuge maximum de
200G. Quelques modifications sur la
machine ont été nécessaires afin de
disposer dans la nacelle de la puissance
hydraulique nécessaire, pour
refroidir l’installation et pour installer
les racks électroniques.
Principe du simulateur
Les tables sismiques classiques sont
installées sur des massifs de réaction
importants pour filtrer les vibrations
parasites. Cette solution n’est
pas envisageable dans une centrifugeuse,
car elle limiterait de façon
drastique la charge utile. Par ailleurs
la centrifugeuse a son propre mode
de vibration qu’il ne faut pas exciter
pendant l’essai. Le découplage du
simulateur et de la nacelle est donc
très important pour la sécurité de la
machine.
La conception mécanique du simulateur
(Perdriat et al., 2002) élimine
une partie des forces de réaction indésirables.
L’équilibrage dynamique
est réalisé par la mise en action réciproque
du modèle et des contrepoids
d’équilibrage. Le modèle et
les contrepoids ont la même masse,
leur centre de gravité sont à la même
hauteur par rapport au plancher de
Figure 3. Principe de l’installation
la nacelle et leurs mouvements sont
en parfaite opposition de phase.
Installation hydraulique
L’installation hydraulique (figure 3)
comprend deux équipements principaux
: une centrale hydraulique et
un surpresseur. La centrale hydraulique
installée dans le grenier du bâtiment
abritant la centrifugeuse assure
une pression de 15MPa. Après
le passage dans les joints tournants
la pression de l’huile est portée à
30MPa grâce au surpresseur installé
sur les contre-poids de la centrifugeuse
et alimenté en 380VAC au
travers des contacts électriques de
puissance. L’huile est ensuite acheminée
vers le simulateur par des
Figure 4. Vue d’ensemble de la table
vibrante embarquée
tuyaux rigides le long des bras de
la centrifugeuse et par des flexibles
pour le passage sur la nacelle.
La table vibrante
Le système comprend deux paliers
hydrauliques. Les paliers sont mis
en pression avant le lancement de
l’essai. La réserve d’énergie hydraulique
indispensable pour réaliser
l’essai est stockée dans des accumulateurs
gonflés par le surpresseur.
Le mouvement horizontal est
généré par deux servo-vérins. Le
simulateur (figure 4) est proche de
celui du laboratoire canadien C-Core
(Perdriat et al., 2002). Des sinus et
des séismes réels peuvent être programmés
et appliqués sur le modèle.
Les caractéristiques principales du
simulateur sont données dans le tableau
II.
Electronique de contrôle-commande
L’ensemble de l’électronique de
contrôle-commande du simulateur,
comprenant l’électronique de pilotage
des servo-vérins, et le système
« Star Matrix » de Data Physics est
installé sur le pivot de la centrifugeuse,
près de l’axe de la machine
afin de diminuer l’accélération centrifuge
qu’il subit. L’ensemble de cette
électronique est piloté par un PC au
Figure 5. Conteneur lamellaire
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 42

Dossier
Essais et Modelisation
Désignation
Masse totale
Charge utile
Dimension de la table
Force de vibration
maximum
travers une liaison fibre-optique et
un contact tournant depuis la salle
de commande située à une vingtaine
de mètres.
Conteneur laminaire
Afin de réaliser des essais avec le
simulateur sur des modèles réduits
de sol, le LCPC a étudié et réalisé
un conteneur laminaire de type
Equivalent Shear Beam (ESB). Ce
conteneur (figure 5) est capable de
simuler la réponse d’un sol d’extension
latérale infinie pour tester les
structures géotechniques avant la
liquéfaction du sol.
Principes de conception
Valeur
2000kg
400kg
L=1m, l=0,5m,
h=0,6m
220kN
Niveau de G centrifuge 20 à 80
Niveau de G sismique 40
Maximum kh
(Gcentrifuge/Gsismique)
Déplacement maximum
Vitesse maximale
Durée maximum d’un
essai
Réponse en fréquence
(tremblement de terre)
Réponse en fréquence
(sinus)
0,5
5mm
1m/s
Pour concevoir ce conteneur nous
avons respecté au mieux les règles
préconisées par Zeng et Schofield
(1996). Les faces du conteneur
perpendiculaires à la direction du
séisme (faces d’extrémité) doivent
se comporter comme des poutres
en cisaillement, assurer une rigidité
statique et une rigidité dynamique
équivalente au cisaillement du sol
afin d’être en cohérence avec la déflection
et la fréquence propre du sol
et assurer la transmission du déplacement
d’une face à la face opposée
de façon à ce que le volume de sol
ne change pas. Elles doivent également
avoir un état de surface telles
qu‘elles aient les mêmes caractéristiques
de frottement que le sol.
1s
20 à 250Hz
20 à 200Hz
Tableau II. Caractéristiques principales du
simulateur de séismes de l’IFSTTAR
Les faces du conteneur parallèles
à la direction du séisme (faces latérales)
doivent quant à elles présenter
le minimum de frottement avec le
sol (mécanisme 2d), assurer la rigidité
statique, et maintenir une condition
de déformation nulle.
Description du conteneur laminaire
Ce conteneur laminaire dont les caractéristiques
principales sont données
dans le tableau III comporte
une plaque de base en aluminium
sur laquelle sont superposés quinze
cadres rectangulaires en aluminium.
Entre chaque cadre un joint
en caoutchouc est collé. Il assure
l’étanchéité et le cisaillement entre
deux cadres. Dans les angles quatre
tirants amovibles maintiennent les
cadres en position pendant le transport
et la manipulation. Ils sont enlevés
quand le conteneur est installé
dans le simulateur de séisme. Deux
portiques fixés sur les faces latérales
du conteneur réduisent la déformation
de celles-ci. Des roulements,
entre le conteneur et les portiques,
permettent le déplacement libre des
cadres dans la direction du séisme.
Conception des cadres
Chaque cadre (figure 6) est constitué
de quatre tubes de section rectangulaire,
en aluminium (deux pour
les faces latérales et deux pour les
faces d’extrémité) et de quatre coins
rigides en aluminium. L’ensemble est
assemblé et collé pour former le cadre.
Chaque cadre possède sur les tubes
latéraux deux traversées de cloison
pour le passage des fils des capteurs
instrumentant le sol. La face intérieure
Résumé
Cet article rappelle les lois de similitude applicables en centrifugation, décrit la centrifugeuse
géotechnique et le simulateur de séismes acquis par le LCPC1 (Laboratoire
Central des Ponts et Chaussées) en 2006. Il présente également les nouveaux équipements
développés pour réaliser les essais sismiques, en particulier le conteneur
laminaire de type « Equivalent Shear Beam » conçu pour simuler une masse infinie
de sol avant liquéfaction.
Masse
Dimensions
Nombre de voies synchrones
Fréquence d’échantillonnage
par voie
Tenue aux G centrifuges
16kg
210mm x 190mm x
350mm
32
50kHz à 1,2MHz
100G
Tableau IV. Caractéristiques de Caremba
Figure 6. Conception des cadres
des tubes d’extrémité sont recouverts
d’une plaque rugueuse afin d’assurer
une condition limite de frottement avec
le sol.
Un simulateur de séismes 1-D, un
conteneur laminaire de type ESB et
une centrale d’acquisition viennent
compléter la panoplie des équipements
et matériels de l’IFSTTAR pour
les essais de modélisation en centrifugeuse.
La simulation de tremblements
de terres de référence sur des ouvrages
géotechniques place IFSTTAR
dans le domaine du risque sismique.
Depuis 2006 afin d’améliorer cet équipement
IFSTTAR a réalisé un nouveau
conteneur assurant l’étanchéité entre
les lames pour les essais avec sols saturés
sable ou argile.
La première chaîne développée en interne
« Caremba » a été remplacée par
une chaîne du commerce de 50kHz de
fréquence utile.
Enfin depuis sa réception en 2006
il a été préparé plus de deux cents
conteneurs avec lesquels le shaker a
appliqué environ 6 000 simulations de
tremblements ; vrais séismes connus
comme Kobe ou Mexico, séismes locaux
moins connus pour des clients
particuliers ou essais sinus.
François Derkx 1 , Luc Thorel 2 , Jean-Louis
Chazelas 2 , Sandra Escoffier 2 , Gérard
Rault 2 , Stéphane Buttigieg 1 , Louis-Marie
Cottineau 2 , Jacques Garnier 2
1 - Université Paris-Est, IFSTTAR, CO-
SYS-LISIS, 75732 Paris, France
2 - PRES Unam, IFSTTAR, GERS-TC,
44344 Bouguenais, France
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 43

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Essais et Modelisation
Génie civil
Le laboratoire d’études de mécanique sismique
et la Plateforme Tamaris, au CEA/Saclay
Dans le domaine des industries à « risque spécial » telles que l’industrie nucléaire, la vérification de
la tenue des ouvrages en cas de séisme est une exigence réglementaire intégrée à la conception.
Néanmoins, les réévaluations périodiques de sûreté conduisent naturellement à développer des outils
et méthodes d’analyses permettant d’apprécier au mieux les marges de dimensionnement ainsi que
d’optimiser les éventuels besoins de renforcement.
Le risque sismique : éléments de
contexte
La volonté de prolonger significativement
la durée de fonctionnement des
installations et l’exigence d’intégrer
les évolutions réglementaires renforce
les besoins de recherche sur la
tenue sismique des ouvrages. Pour
les bâtiments « à risque normal », le
programme national de prévention
du risque sismique a conduit à la
réévaluation du zonage sismique et
la promulgation de l’arrêté du 22 octobre
2010 relatif à la classification et
aux règles de construction parasismique
de ces bâtiments. Des arrêtés
concernant notamment les ponts et
les installations classées pour la protection
de l’environnement (ICPE)
ont également été publiés en 2011.
Ce renforcement de la prévention du
risque sismique conduit également
au besoin d’une maîtrise renforcée
de l’appréhension de la tenue sismique
de ces bâtiments.
Ainsi, l’estimation de la vulnérabilité
Figure 1 : Schéma d’ensemble de l’installation Tamaris
des constructions de génie civil sous
chargement sismique constitue l’un
des points centraux de la réduction
de l’impact de l’aléa sismique tant
des bâtiments d’habitation courants,
des bâtiments tertiaires (ou liés à la
sécurité civile), que des bâtiments
d’installations industrielles à « risque
spécial » telles que l’industrie nucléaire.
Figure 2 : Vue générale de la plateforme Tamaris
(au centre le plateau de la table vibrante Azalée,
entouré des trois autres tables plus petites.
A droite, le mur de réaction avec les points
d’ancrage des vérins et specimens à tester. En
haut à gauche, salle de commande de tous les
moyens expérimentaux).
Le laboratoire d’Études de mécanique
sismique (EMSI) et la plateforme
expérimentale Tamaris
Sur le site civil du CEA-Saclay, au
sein de la direction de l’Énergie nucléaire,
le laboratoire EMSI qui met en
œuvre la plateforme expérimentale
Tamaris, inscrit ses activités au sein
du Service d’études mécaniques et
thermiques (SEMT), lui-même intégré
au Département de Modélisation
des Systèmes et Structures (DM2S).
Créé il y a quarante-cinq ans, le laboratoire
EMSI poursuit deux grands
objectifs : comprendre le comportement
sismique des structures, équipements
et composants, et réduire
les conséquences des séismes sur
ceux-ci. Le laboratoire compte actuellement
six techniciens et onze
ingénieurs-chercheurs permanents.
Les programmes de recherche combinent
deux approches :
l’expérimentation sur la plateforme
d’essais Tamaris ; et la simulation
avec des codes de calcul numérique.
Des chercheurs en formation doctorale
et postdoctorale renforcent le
potentiel de recherche du laboratoire
(sept actuellement).
Présentation de la plateforme Tamaris
L’ensemble des activités expérimentales
du laboratoire EMSI sont
menées sur les moyens de la plateforme
Tamaris (figures 1 et 2). Cette
plateforme expérimentale est maintenue
opérationnelle par le laboratoire
EMSI lui-même, en lien avec
les fournisseurs des technologies
spécialisés. Concrètement, la plateforme
Tamaris (cf http://www-Tamaris.cea.fr.
pour les visuels et les
détails techniques) est constituée
d’un ensemble de quatre tables
vibrantes1, capables d’appliquer à
des spécimens (maquettes à échelle
réduite d’ouvrage de génie civil ou de
type structure bois ou métallique, ou
des matériels/composants d’instal-
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 44

E X P O S I T I O N - C O N F É R E N C E S - A N I M AT I O N S
2ème
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Le salon des radiofréquences, des hyperfréquences,
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Pavillon 7.1
Organisation
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Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 45

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Essais et Modelisation
Figure 3 : Vue de la table Azalée en phase expérimentale
(maquette à tester en place, instrumentée,
protections métalliques encerclant la zone d’essai).
lations industrielles testés à échelle
réelle) des sollicitations dynamiques
représentant le mouvement qui serait
induit par un séisme. Ces quatre
tables ont des performances et des
propriétés différentes, offrant ainsi
une large une palette d’essais :
La table Azalée : la plus « emblématique
», car actuellement parmi les
plus performantes en Europe, a été
mise en service en 1991 (figures 3 et
4). Dotée d’un plateau de 6 mètres
par 6mètres, elle est utilisée pour
tester des spécimens de grandes
dimensions et de masse importante
(jusqu’à 100 tonnes, capacité la plus
importante en Europe). Huit vérins
hydrauliques, pouvant développer
chacun une force maximale dynamique
de 1000 kN, permettent de
réaliser des excitations tridimensionnelles.
La plage d’excitation est de 0
à 50 Hz.
La table Mimosa: mise en service
en 1982, Mimosa est une table
vibrante mono axiale de 2 mètres
par 2 mètres. Elle a une charge utile
de 10 tonnes. Equipée de paliers hydrauliques,
elle est actionnée par un
vérin hautes fréquences permettant
de réaliser des essais jusqu’à 350
Hz environ. Cette table a spécialement
été conçue pour réaliser des
essais sur des maquettes à échelle
très réduite.
La table Tournesol: mise en service
en 1976, la table bi-axiale (horizontale
- verticale) Tournesol permet
de soumettre des spécimens
d’une masse pouvant aller jusqu’à
10 tonnes à des excitations dynamiques
mono ou bi-axiales. La plage
d’excitation est de 0 à 50 Hz.
La table Vésuve, est la première
table mise en service au CEA en
1969, et rénovée en 1976. L’excitation
est mono-axiale horizontale.
Son plateau a une charge utile de 20
tonnes. La plage d’excitation est de
0 à 50 Hz Cette table est principalement
utilisée pour réaliser des essais
de recherche et développement.
Outre les tables vibrantes, Tamaris
dispose également d’un mur de réaction,
et d’une fosse Iris (figures 1
et 2). Le mur de réaction (longueur
5 mètres, hauteur 4 mètres) sert
d’appui à des vérins qui appliquent
des efforts statiques ou dynamiques
sur la structure à tester. La fosse
Iris, d’une profondeur de 15 mètres
pour une largeur de 4,2 mètres est
Figure 4 : Vue en coupe de la table Azalée
(vision de l’ensemble hydraulique et des
connections aux vérins)
un massif de réaction de masse 1
000 tonnes environ. Avec des possibilités
d’implantation de vérins en
horizontal ou vertical en différents
emplacements, la fosse Iris permet
de réaliser des sollicitations mécaniques
sur des structures de grande
hauteur, comme par exemple les
barres de commande de réacteur
nucléaire. Enfin, le pont roulant de la
plateforme Tamaris, d’une capacité
maximale de 25 tonnes permet de
réaliser en particulier la manutention
des maquettes depuis leur aire de
fabrication jusqu’aux moyens expérimentaux.
Le laboratoire a une capacité d’acquisition
de plus de 200 voies de mesure,
permettant de part sa modularité
et sa souplesse de connecter et
enregistrer des signaux d’origine et
de nature variées (tension, courant,
jauges, ICP,…). En complément de
ces mesures, le laboratoire met en
œuvre depuis quelques années la
technique de stéréovision 3D permettant
d’avoir accès en particulier à
des informations de type champs de
déformation ou champs de déplacement
sur la surface d’une maquette
en cours d’essais.
Diversité des programmes de recherche
menés au laboratoire EMSI
Une partie de la recherche menée au
laboratoire est réalisée en collaboration
avec les industriels et exploitants
tels qu’Électricité de France,
Areva, mais également avec l’appui
technique de l’Autorité de sûreté nucléaire,
l’Institut de radioprotection et
de sûreté nucléaire.
Le laboratoire EMSI participe également
à des programmes de recherches
nationaux, européens et
internationaux. Sur le plan national,
le laboratoire participe actuellement
au projet ANR Sisbat, qui mobilise
quatorze organismes de recherche,
et qui a une composante expérimentale:
la réalisation d’une campagne
d’essais sismiques sur une
structure (charpente) en bois en
2013 sur la table Azalée. En outre,
le laboratoire EMSI coordonne le
projet Sinaps (Séisme et installation
nucléaire: améliorer et pérenniser la
sûreté), en réponse à l’appel d’offre
Figure 5 : Maquette Bandit en béton armé
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 46

Dossier
Essais et Modelisation
Références
CAST3M: logiciel de simulation aux éléments finis, www-cast3m.cea.fr
Site du laboratoire EMSI, installation Tamaris, www-Tamaris.cea.fr
Site du programme européen Series du FP6, www.Series.upatras.gr
C. Berge-Thierry et T. Chaudat
Figure 6a : Renforcement par PTMS
Figure 6b : Renforcement par CFRP
émis par l’ANR suite à l’accident
de Fukushima au Japon en 2011.
Ce projet, d’une durée de cinq ans,
comporte un volet expérimental significatif.
Ce projet, qui rassemble
treize partenaires, est en cours
d’instruction à l’ANR.
Sur la scène européenne, le laboratoire
initie ou s’associe à des projets
de recherche gérés par la communauté
européenne, et a ainsi récemment
coordonné pendant quatre ans
le projet Efast (dédié au design de
la future installation expérimentale
d’essais sismiques d’envergure européenne).
Actuellement, le laboratoire
EMSI participe au projet européen
du FP6 Series, qui s’achèvera
en 2013. Ce projet est entièrement
dédié aux approches expérimentales
d’études sismiques. Au sein
de ce programme, outre des actions
d’études et de recherche, le laboratoire
est en charge de la réalisation
de 3 programmes expérimentaux
importants sur des structures en
béton armé ou métalliques.(campagne
Bandit – structure élancée
poteaux-poutres faiblement armée,
échelle ~1 - réalisée en 2012, ENIS-
TAT – maquette à l’échelle ½ d’une
structure conventionnelle en béton
armé conçue selon l’EC8 - testée en
février 2013, et BRACED – structure
métallique - à mener d’ici mai 2013).
Régulièrement, le laboratoire EMSI
participe à divers programmes internationaux
de recherche ou de benchmarks
de simulations, (exemple,
campagnes d’essais CAMUS, projets
initiés par l’OCDE ou l’AIEA …).
Un exemple de campagne d’essais
sismiques – Programme européen
Series – Projet Bandit
Dans le cadre du programme européen
Series, le projet Bandit dirigé
par l’Université de Sheffield est
destiné à l’étude expérimentale de
techniques de renforcement de bâtiments
en béton armé endommagés
par un séisme. Le laboratoire EMSI
a réalisé les essais sismiques sur
la table Azalée sur une structure de
type portique (poteau/poutre en béton
armé) à échelle 1 en béton volontairement
faiblement armé. Cette
campagne d’essais, qui a cumulé
plus de cent situations d’essais, dont
trente-sept séismes, s’est déroulée
début 2012 en présence de représentants
des partenaires européens.
Ce projet a pour but l’étude expérimentale
du renforcement sismique
de bâtiments en béton armé avec la
méthode des « Post-Tensioned Metal
Straps » ou PTMS. Pour cela, une
maquette en béton armé à l’échelle
1 (figure 5) a été construite dans le
hall d’essais Tamaris : elle est constituée
de quatre poteaux et de deux
niveaux de poutres et planchers
(surface 4260 x 4260 mm2, hauteur
6870 mm, masse 20 tonnes). Elle
est représentative du bâti méditerranéen
ancien ou de pays émergents
et n’ayant pas été construit selon
les normes parasismiques. Ainsi, le
ferraillage de la maquette est volontairement
déficient aux noeuds et
une résistance faible de béton a été
spécifiée.
La maquette a été fixée sur la table
Azalée pour la solliciter, dans un premier
temps, uni axialement respectivement
selon chaque axe horizontal,
selon le processus expérimental
suivant :
• essais sismiques d’endommagement
de la maquette en augmentant
progressivement le niveau des
séismes. Après chaque niveau, la
fréquence de résonance de la maquette
est mesurée en la sollicitant
par un signal aléatoire bas niveau,
• réparation et renforcement de
la maquette avec la technique du
PTMS (figure 6a) et Carbon Reinforced
Polymers CFRP également
(figure 6b),
• essais sismiques sur la maquette
réparée et renforcée en augmentant
progressivement le niveau des
séismes.
La maquette a été chargée préalablement
aux essais avec des masses
additionnelles : 13,5 tonnes sous le
plancher inférieur et 11 tonnes sur le
plancher supérieur. Elle a, de plus,
été instrumentée avec plus d’une
Figure 7 : Définition de l’interstorey drift ratio
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 47

Dossier
Essais et Modelisation
centaine de capteurs (jauges sur les
aciers de renforcement, capteurs de
déplacement et accéléromètres) de
manière à pouvoir suivre et contrôler
son endommagement et son comportement
pendant les essais.
L’évolution de l’endommagement de
la maquette est évaluée par deux
critères (figure 7) :
• la baisse de fréquence de résonance
de la maquette due à son
endommagement progressif, en particulier
au niveau des nœuds de la
structure,
• l’augmentation du déplacement
relatif entre les deux planchers du
bâtiment (interstorey drift ratio = Di
/ hi avec pour Bandit hi = 3 300 mm)
Figure 8 : Baisse de fréquence et augmentation du
drift pour les runs 24 à 37 (essais sismiques dans la
direction Ox sur maquette renforcée par PTMS)
(figure 8).
Les séquences d’essais sismiques
mono axiales selon X puis selon Y
Figure 9 : Maquette Bandit pendant un essai
sismique sur la table Azalée (2012)
se sont parfaitement déroulées et
ont permis de montrer l’efficacité du
procédé de renforcement PTMS mis
au point par l’Université de Sheffield
(figure 9).
Cette phase d’essais a été complétée
par une dernière session d’essais
triaxiaux où la maquette Bandit
a subi des sollicitations sismiques
croissantes avec une accélération
maximale imposée sur la table Azalée
de 0,6 g lors du dernier essai.
Ces essais spectaculaires ont été
l’occasion d’accueillir à Tamaris divers
partenaires européens du projet
: Istanbul Technical University,
University of East London, University
of Girona.
La R&D menée au laboratoire pour le
pilotage des moyens d’essais, vers les
essais hybrides
Outre les campagnes de grande
ampleur menées sur des structures
à grande échelle, une énergie particulière
est employée pour mettre
au point des essais sismiques représentatifs
sur des portions de
bâtiment. Les essais « hybrides »
à ce titre proposent une stratégie
innovante permettant de reproduire
les sollicitations dynamiques subies
par un sous-système et appliquées
par un environnement avec lequel il
interagit (le reste du bâtiment, le sol,
etc.).
Le point central de la démarche
consiste à découper le système de
référence en une sous-structure
numérique Snum (dont le comportement
est bien connu) et une
sous-structure expérimentale exp
qui sera testée physiquement sur
table vibrante. La consigne à appliquer
au système expérimental est
calculée comme le résultat de la simulation
de la sous-structure numérique,
résolue en temps réel (figure
10).
La réalisation d’essais « hybrides »
est un défi expérimental à plus d’un
titre ; une stratégie de pilotage évoluée
permettant le dialogue entre
Sexp et Snum est à mettre en œuvre
pour le contrôle du système expérimental
et des techniques de calcul
avancées doivent être élaborées
pour permettre la résolution des modèles
de Snum en temps réel.
Exemple de programme de recherche
couplant l’approche expérimentale
et la simulation
Un point crucial de la démarche suivie
au laboratoire concerne l’utilisation
et le développement des simulations
numériques, pour améliorer
la compréhension et la prédiction
des comportements sismiques des
ouvrages et des équipements. Ces
approches numériques sont dans
certains programmes de recherches
menées en complément des campagnes
expérimentales, à la fois
dans la phase de préparation des
essais (pour prédire le comportement,
et ainsi éventuellement affiner
le dimensionnement de la maquette,
ajuster les excitations sismiques en
fonction des modes identifiés de déformation,
préparer le pilotage du
moyen d’essai, et orienter/confirmer
les objectifs scientifiques et expérimentaux…),
mais également en
cours de campagne expérimentale
(par exemple lors d’un comportement
inattendu du spécimen), et
bien entendu, pour tirer parti de
l’ensemble des mesures acquises
pendant les essais (ie mesures de
déplacement, d’accélération, de déformation
…).
Pour réaliser ces simulations, le
code de calcul Cast3M, outil numérique
développé notamment au CEA
est largement utilisé, car il permet
Figure 10 : Schéma de principe des essais
hybrides et du dialogue entre l’expérimental et la
simulation numérique.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 48

Dossier
Essais et Modelisation
Figure 11 : Spectres de réponses horizontal et
vertical utilisés pour tester la maquette Enistat
(projet européen Series, 2013)
de prendre en compte, par exemple,
les interactions sol-structure ou
fluide-structure ainsi que les non linéarités
de matériaux.
Le rôle et le potentiel des simulations
dans les différentes phases d’un programme
de recherche est illustré sur
le projet Enistat, dont la campagne
expérimentale vient de s’achever
(février 2013). La maquette Enistat
est de type bâtiment conventionnel
(représentatif du bâti européen) à
Figure 12 : Mode 1 de la maquette Enistat issu
de l’analyse modale, intégrant la modélisation de
la table Azalée (le maillage en grisé indique la
position de référence).
Figure 13 : Mode 2 de la maquette Enistat issu
de l’analyse modale, intégrant la modélisation de
la table Azalée (le maillage en grisé indique la
position de référence).
l’échelle ½ ; elle a été testée sur la
table vibrante Azalée. La campagne
est l’objet d’une collaboration avec
Metu (Middle East Technical University,
Istanbul), l’ENS-Cachan, et la
société Shöck. Outre les essais relatifs
aux niveaux sismiques de l’EC8
(figure 11), l’objectif réside dans
l’évaluation du comportement de
rupteurs thermiques implantés sur
la maquette entre un plancher et des
voiles. En amont de la campagne
expérimentale, des calculs prédictifs
ont été réalisés afin de bien appréhender
le comportement sismique
du spécimen. Dans un premier
temps, une analyse modale a permis
de déterminer les modes prépondérants
de la maquette (figures 12 et
13). Cette phase permet d’identifier
les fréquences importantes de
l’ensemble, et de confirmer que
les signaux sismiques d’excitation
sont adaptés (ie portent une énergie
significative à ces fréquences).
Un modèle numérique (maillage, et
définition de lois de comportement
des aciers et du béton) a été réalisé
à l’aide du code Cast3M Une série
de calculs (linéaires et non-linéaires)
a permis de reproduire numériquement
la séquence expérimentale
envisagée. La figure 14 présente le
faciès d’endommagement prédits
par ces calculs, en tenant compte de
l’historique du chargement sismique.
La campagne expérimentale s’est
achevée fin février 2013, et les mesures
expérimentales ainsi que les
observations confirment les calculs
prédictifs.
Qualification sismique d’équipements
Le laboratoire, (bien qu’essentiellement
tourné vers la R&D) réalise, pour
le besoin des installations du CEA et
parfois d’industriels, des essais sismiques
de qualification d’équipements
importants pour la sûreté. Les moyens
d’essais s’ouvrent aussi vers l’extérieur
pour tous les domaines, pas seulement
celui du nucléaire. Ainsi, des essais de
qualification de tenue aux séismes ont
été réalisés sur divers équipements
(par exemple des armoires électriques,
des aéroréfrigérants, empilements de
fûts de stockage, etc.). Enfin des essais
d’environnement mécanique sur
des équipements devant tenir à des
sollicitations sévères telles que transports
routiers, tout-terrain, transport
ferroviaire, maritime ou aéroporté ont
pu aussi être réalisés au laboratoire.
Figure 14 : Faciès d’endommagement prédit
par les simulations réalisées avec Cast3M, en
tenant compte du cumul d’endommagement
au cours de la campagne expérimentale
(plusieurs essais). L’indicateur de dommage
(représenté sur l’échelle entre 0 et 1) correspond
à la fissuration.
La diversité et la richesse des recherches
menées au laboratoire EMSI
et sur la plateforme Tamaris s’inscrivent
désormais dans la dynamique du pôle
scientifique de Saclay. Avec ses partenaires
historiques, le CEA, EDF,
l’ENS de Cachan, le CNRS et l’Ecole
Centrale Paris ont créé en décembre
2012 l’Institut Seism (Seismology and
Earthquake engineering for rISk assessMent
Paris-Saclay Research Institute).
Ce nouvel Institut regroupe les
compétences dans l’étude et la gestion
des risques sismiques dans le cadre
de l’Idex2 de Paris-Saclay. La complémentarité
des moyens, de l’expertise
et des visions des partenaires, sera un
fort moteur d’innovation. Seism s’appuiera,
dans un premier temps, sur
une trentaine de chercheurs issus des
organismes fondateurs, sur une douzaine
de chercheurs en formation ainsi
que sur les moyens expérimentaux et
numériques de ses membres, et notamment
la plateforme Tamaris. Dans
le cadre d’un partenariat étroit avec
des centres de recherche, des universités,
des industriels européens et différents
organismes techniques, Seism
a l’ambition de devenir à terme un
centre de référence. Il participera également
à la formation par la recherche
et jouera un rôle dans la diffusion de la
connaissance via l’enseignement.
C. Berge-Thierry (catherine.bergethierry@cea.fr)
et T. Chaudat (thierry.
chaudat@cea.fr)
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 49

Dossier
Essais et Modelisation
Simulation d’essais
Les Essais de séisme sur les équipements
des centrales électronucléaires
Les essais de séisme sont un domaine très particulier des essais en environnement par la mise
en œuvre d’une méthodologie et de moyens d’essais très spécifiques. Les deux éléments importants
à prendre en compte sont l’utilisation du Spectre de Réponse au Choc et l’excitation biaxiale
simultanée, pour reproduire au mieux l’effet d’un séisme sur un équipement ou une partie
du bâtiment. Cet article expose les méthodes et moyens d’essais utilisés chez Sopemea pour
réaliser des essais sismiques sur les équipements installés dans les centrales électronucléaires
françaises et mondiales. Cela concerne aussi bien les centrales en cours de construction comme
les EPR (Flamanville, Taishan, Olkiluoto) ou le RJH, mais aussi le parc nucléaire actuel dans le
cadre de sa rénovation.
Contexte
Dans le cadre de la construction d’une
centrale électronucléaire, les équipements
électriques des systèmes de
sûreté doivent être qualifiés afin de vérifier
que la conception et les procédés
de fabrication de chaque type d’équipement
sont tels qu’ils garantissent,
avec un degré de certitude élevé, que
les futurs équipements de même type
fonctionneront comme exigé.
Pour répondre à ces exigences normalisées,
la qualification peut s’effectuer
de plusieurs manières : essais de type,
expérience d’exploitation ou analyse.
Les essais de type soumettent l’équipement
réel aux environnements et
aux conditions d’utilisation pour lesquels
il a été conçu et contrôlent son
fonctionnement pendant qu’il y est
soumis.
Parmi l’ensemble des environnements
à prendre en compte, la qualification
sismique permet de démontrer que le
matériel remplit sa fonction de sûreté
pendant et après un séisme.
Cette vérification de l’aptitude est réalisée
généralement par des essais.
La méthode de qualification par essais
peut être remplacée, dans certains
cas, par une méthode par analyse ou
par une méthode mixte (essais plus
analyse).
Nous allons décrire par la suite la méthodologie
et les moyens mis en œuvre
pour la réalisation d’essais de séisme.
Méthodes et normes utilisées
Les séismes provoquent des mouvements
aléatoires du sol, caractérisés
par deux composantes simultanées
(mais statistiquement indépendantes),
l’une verticale et l’autre horizontale
(par rapport à l’épicentre du séisme).
Ce mouvement, assimilé à un choc de
durée variable (15 à 30 s), est de type
large bande dans la gamme de fréquence
de 1 à 35 Hz.
Ces vibrations se propagent dans
les fondations et sur les structures et
peuvent être filtrées et amplifiées selon
le bâtiment.
Les équipements, à qualifier, pouvant
être fixés sur les fondations ou sur la
structure du bâtiment seront donc soumis
à des niveaux de séisme définis en
fonction de leur emplacement.
Le but de la simulation sismique est de
reproduire les effets du séisme réel sur
l’équipement. Pour cela Mr BIOT a introduit
en 1933 le concept de Spectre
de Réponse au Choc (SRC) afin de
caractériser les dommages potentiels
de chocs aux allures très diverses. Depuis
cette période, c’est cette notion
de SRC qui est utilisée pour définir les
niveaux de séisme à appliquer sur les
équipements.
1.1 Définition du Spectre de Réponse
au Choc (SRC)
Lorsque le choc (signal de durée fini)
est appliqué à la base d’un système
mécanique à un degré de liberté
masse – ressort – amortisseur (voir figure
1), ce système étalon répond par
un déplacement relatif de la masse par
rapport à la base pendant une durée
supérieure ou égale à la durée de l’excitation.
L’amplitude maximale sup
z
(valeur supérieure de z(t)) de ce déplacement
relatif dépend de la fréquence
propre et de l’amortissement de l’étalon.
Figure 1: Systéme à 1 DDL
Dans le cas d’un choc, la courbe représentant
les variations de la quantité
2 2
4π
f0
zsup
en fonction de la fréquence
f 0
et pour un amortissement donné est
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 50

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Essais et Modelisation
nommée « spectre de réponse au
choc ». Cette grandeur est homogène
à une accélération et sera utilisée pour
définir les niveaux de séisme à appliquer
(généralement appelé SRS) dans
chaque axe et sur le matériel à qualifier
(voir figure 2).
Figure 2 : Exemple de SRS à 5% d’amortissement
1.2 Programmes d’essais et normes
utilisées
Toutes les normes existantes pour la
qualification sismique spécifient que
les essais à réaliser sont sous forme
de SRC dans les axes verticaux et
horizontaux. Dans le cas de l’IEEE,
on parlera d’OBE ou de SSE, pour le
RCCE les termes employés sont SRS
de niveaux S1 ou S2, et pour d’autres
normes le SDD (Séisme de Dimensionnement)
et le DSD (Demi Séisme
de Dimensionnement) sont utilisés.
Le code utilisé pour les équipements
installés dans les centrales françaises
est le RCCE (édition 2012) qui s’appuie
en termes de méthodologie d’essais
de séisme sur la norme CEI 60680 :
« Pratiques recommandées pour la
qualification sismique du matériel électrique
du système de sûreté des centrales
électronucléaires » et aussi sur
la norme CEI60068-3-3 : « Méthodes
d’essais sismiques applicables aux
matériels ».
Les méthodes proposées par ces
normes sont généralement de 4 types :
• Essais mono-axial par sinusoïdes
modulées (CEI60068-2-59) ou par sinus
balayé (CEI60068-2-6).
• Essais mono-axial par accélérogrammes,
• Essais bi-axiaux par accélérogrammes
indépendants (CEI60068-2-
57),
• Essais triaxiaux par accélérogrammes
indépendants
Néanmoins la méthode préconisée et
utilisée chez Sopemea depuis les années
1980 est la méthode bi-axiale par
accélérogramme indépendant. Dans
le cas d’une utilisation d’essai mono-axiaol,
le client devra montrer que
les effets sur l’équipement seront les
mêmes.
1.3 Méthode et moyens d’essai utilisés
Pour réaliser un essai de séisme selon
la méthode bi-axiale par accélérogramme
indépendant, le client fourni
un SRC (avec un amortissement associé)
dans chaque direction que nous
devons appliquer sur les deux couples
d’axes de l’équipement notés X/Z et
Y/Z.
Chaque SRC est défini par 2 niveaux
(notés S1 et S2 pour le RCCE), à appliquer
plusieurs fois sur l’équipement
(en général il est spécifié de faire 5 S1
et 1 S2 pour chaque couple d’axes).
Les essais de séisme sont précédés
d’une recherche de fréquences critiques
de l’équipement à l’aide d’un balayage
sinus faible niveau (0.1g) dans
la plage de fréquence de 1 à 50 Hz.
Celle-ci permet d’avoir les fréquences
de résonances et les amortissements
de l’équipement dans des conditions
de fixation réelles.
La mesure des amortissements peut
être utilisée pour choisir le SRC adapté
lorsque le programme d’essai fournit
un ensemble de SRC avec différents
amortissements.
Abstract
Seismic tests are a particular
part of environmental testing
that need a specific methodology
and test facilities. The two
most important things to be
considered are the use of SRS
(Shock Response Spectrum)
and the biaxial excitation to reproduce
the real effect of an
earthquake on the equipment or
building.
This article present methods
and test rigs used in Sopemea
to realize seismic test on equipments
installed in French or
worldwide nuclear power plant.
This concerns a new power
station like EPR (Flamanville,
Taishan, Olkiluoto) or RJH, but
also the existing nuclear plant
for updating.
Les moyens nécessaires à la réalisation
de ce type d’essai sont de type
électro-hydraulique afin de bénéficier
de déplacements importants (200 mm
crête à crête) avec des fréquences
basses (1 à 50 Hz).
Photo 1 : Modèle CAO et photo de la table biaxe
300 KN avec un essai sur un ventilateur
Photo 2 : Vue de la table biaxe 60 KN
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 51

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Essais et Modelisation
Sopemea dispose de deux installations
bi-axiales, l’une équipée de vérins
hydrauliques vertical et horizontal
(voir photo 1) de 300 kN pour les
gros équipements (jusqu’à 30T) et une
autre plus petite avec des vérins de 60
kN (voir photo 2) pour les petits équipements
(jusqu’à 1 T).
Ces tables de vibrations ont respectivement
des dimensions de 3mx3m et
de 1mx1m.
1.4 Calcul de l’accélérogramme
La première étape pour réaliser l’essai
consiste à calculer un signal temporel
(appelé accélérogramme) pour chaque
SRS. Comme à un SRS correspond
une infinité de solutions la norme CEI
60068-2-57 fixe des contraintes à respecter
sur sa construction :
Le signal à trouver est une somme de
sinus amortis ou d’ondelettes (fig3).
La durée du signal doit être de 20 s
Figure 3 : Signaux de type sinus amortie
et ondelette
La partie forte du signal (durée du signal
dont le niveau est compris entre
+/- 25% de la valeur crête) doit être de
10s
Le nombre de pics de réponses élevées
doit être au moins de 8, pour une
valeur de seuil de 70% du niveau crête.
Les deux signaux (vertical et horizontal)
calculés ne doivent pas être corrélés
(coefficient de corrélation inférieur
à 0.1).
Pour répondre à l’ensemble de ces exigences,
l’accélérogramme est calculé
en 5 étapes :
1. Choix du pas en fréquence sur l’ensemble
de la bande de fréquences du
SRS. Ce pas est défini en octave afin
d’avoir plus de finesse à basse qu’à
haute fréquence. Il est choisi, en fonction
de l’amortissement du SRS, à 1/6
d’octave pour > 2% et 1/12 d’octave
pour < 2%.
Ainsi si on choisit 1/6 d’octave, on obtient
41 points de fréquences entre 0,5
et 50 Hz.
2. A chaque point de fréquence, on
associe un sinus amorti xi défini par
une fréquence fi, une amplitude Ai, un
amortissement i et un déphasage ti
par rapport à l’origine du temps.
Tous ces signaux élémentaires sont
appelés les composantes de l’accélérogramme.
3. L’accélérogramme initial x(t) est
alors obtenu en faisant la somme de
toutes les composantes xi :
4. Cette étape est faite par itération :
Les niveaux d’amplitude de chaque
composante (Ai) sont ajustés de manière
à faire converger le SRC de l’accélérogramme
vers le SRS.
5. La dernière étape consiste à vérifier
les critères imposés sur l’accélérogramme
par la norme et à recommencer
s’ils ne sont pas respectés.
Un exemple de résultat d’accélérogramme
ainsi que de son SRC comparé
au SRS est donné sur la figure 4.
Figure 4 : Exemple d’accélérogramme
et de son SRC
Tel que préconisé dans les normes
d’essai EDF, une bibliothèque de composantes
a été définie pour répondre à
l’ensemble des critères et est réutilisée
pour chaque SRC en modifiant simplement
leur amplitude Ai (étape 4). Ceci
permet d’avoir une certaine « similitude
» entre les différents essais réalisés
chez SOPEMEA.
Ce calcul d’accélérogramme est fait
séparément pour les 2 axes d’excitations,
même si les niveaux des SRS
sont identiques, ceci afin de respecter
le critère de non corrélation.
1.5 Pilotage de l’essai
Les deux accélérogrammes sont ensuite
utilisés comme signaux de référence
pour piloter notre installation
bi-axiale. Le pilotage est réalisé de
façon indépendante sur chaque axe à
l’aide de deux boucles de pilotage synchrones.
La durée du signal étant courte, le
mode de pilotage pour chaque boucle
est le même que pour un choc, soit une
méthode de correction par itération
pour faire converger les SRC (appelé
SRE) des points de pilotage, collés
sur la table, vers les SRS. Cet essai
préliminaire est réalisé table à vide de
manière à minimiser le nombre d’essai
avec l’équipement et d’avoir la meilleure
convergence possible.
L’objectif est d’avoir un niveau de SRE
compatible avec les tolérances de la
norme soit :
N’avoir aucun point du SRE qui soit en
dessous du SRC. (Cela signifie que le
SRS est une spécification à minima et
pas en moyenne comme les essais
aléatoires ou de chocs)
Figure 5 : Exemple du résultat de pilotage
d’un essai réel
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 52

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Essais et Modelisation
Le SRE ne doit pas dépasser le SRS
de plus de 30% sur la partie forte (Pour
éviter d’avoir un niveau trop fort et de
sur-qualifier l’équipement).
Un exemple de résultat d’essai réel est
donné sur la figure 5.
Analyses et résultats d’essais de qualification
Lors des essais de séisme, les équipements
sont instrumentés à l’aide
de capteurs de type accéléromètres,
capteurs de déplacement ou jauges
de contraintes afin de connaitre les réponses
en différents points de la structure.
Une restitution en temporel et
SRC de ces points est faite afin d’être
comparée au niveau d’entrée.
Dans le programme d’essai, des critères
d’acceptabilité sont définis afin
de valider la tenue de l’équipement à
l’environnement sismique. En général,
ceux-ci sont basés sur la vérification
de l’intégrité mécanique de l’équipement
(faite par inspection visuelle
après le séisme) et sur la conformité
fonctionnelle de l’équipement pendant
et/ou après le séisme.
Le dernier critère dépend du type
d’équipement et est capital pour prononcer
la qualification.
Sopemea, laboratoire pilote d’EDF, réalise
ce type d’essai depuis plus de 30
ans et a qualifié de nombreux équipements
tels que des groupes, pompes,
vannes, moteurs, armoires électriques,
coffret, capteurs, etc. Sopemea a acquis
une expérience dans la conduite
et la réalisation d’essai qui lui permet
d’intervenir en amont et de proposer
son expertise à ses clients.
C’est ainsi que nous participons également
à la pré-qualification des équipements
par calcul, en utilisant une
méthodologie basée sur le modèle
éléments finis, le calcul de ses modes
propres et l’utilisation du SRS.
Ce calcul dynamique permet de s’assurer
que les contraintes maximales
résultant de l’application du séisme
ne dépasseront pas les contraintes
maximales admissibles fournies par le
RCCM.
Nous pouvons ainsi valider l’intégrité
mécanique de l’équipement par calcul,
mais pour la partie fonctionnelle, l’essai
reste la seule validation possible.
Bernard Colomiès
Sopemea
Inovel Parc Sud
BP 48 – 78142 Vélizy-Villacoublay
colomies@sopemea.fr
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 53

Dossier
Essais et Modelisation
Plateforme
Développement d’un système de contrôle
d’une grande plateforme de vibrations 6 axes
La plateforme hydraulique de vibrations Hydra, construite il y a une vingtaine d’années sur le
centre d’essai de l’Agence spatiale européenne à Noordwijk (Pays-Bas), constitue l’un des plus
importants systèmes de vibrations 6-axes d’Europe. Conçue pour tester quelques-uns des plus
gros satellites jamais construits, elle pâtissait d’un système de contrôle vieillissant et limité. Après
plus de deux ans de travail, le système a été complètement rénové et sa remise en service en juin
2011 a apporté une fiabilité et une facilité d’opération grandement améliorées. Dès sa mise en
service, le moyen a rencontré un grand succès auprès des donneurs d’ordres dans les domaines
des transports, du sismique et de l’énergie. En un peu plus d’un an d’exploitation, European Test
Services a accumulé une solide expérience dans l’application de normes variées afférentes à ces
domaines, sur des spécimens de grandes tailles pesant jusqu’à plus de dix tonnes.
Pour disposer d’un moyen de vibration
capable de tester des satellites
de plus de dix tonnes et de plus de dix
mètres de haut, comme le satellite Envisat
(Fig. 1) alors en développement,
l’Agence spatiale européenne (ASE) a
investi dans les années 1990 dans une
plateforme hydraulique hors norme :
Hydra. La plateforme, un octogone
de 5,5 m de diamètre, est constituée
d’une tête d’expansion en aluminium
pesant 17,3 tonnes mue par huit vérins
hydrauliques d’une capacité de 630 kN
chacun (Fig. 2), avec un déplacement
maximum de 140 mm crête a crête.
Quatre de ces vérins, agissant dans
l’axe vertical, procurent dans cette direction
une force de 2,520 kN avec une
accélération maximale de 5 g, fonction
de la masse du spécimen à tester. Les
axes latéraux sont animés par deux
vérins chacun autorisant une force
maximum de 1.260 kN. Le dimensionnement
de l’installation permet la
reprise des couples de basculement
jusqu’à une valeur de 1.300 kNm.
La disposition des vérins, permet un
contrôle de la plateforme selon les
6 degrés de liberté (3 translations
et 3 rotations) ou une combinaison
de ceux-ci, ce qui offre de très gros
avantages opérationnels. En effet, il
Figure 1 : Satellite Envisat sur Hydra
n’est pas nécessaire de démonter le
spécimen à tester pour changer l’axe
d’excitation. Celui-ci est monté une fois
pour toute la campagne d’essai sur le
moyen, ce qui, au vu de la taille des
structures en question, permet d’économiser
des heures de levage et de
manutention.
Par ailleurs, dans les cas extrêmes ou
le déplacement en horizontal est une
limite, il y a la possibilité de placer le
spécimen à 45 degrés sur la plateforme.
On gagne ainsi un coefficient
1,4 (racine carrée de 2) sur le déplacement
(et donc potentiellement aussi
sur l’accélération).
Pour ce qui est des voies de mesure
associées à ce grand moyen, le système
d’acquisition du centre d’essai
est composé depuis plusieurs années
de quatre stations LMS de 128 voies
chacune pouvant, dans les cas de
fortes demandes, être couplées pour
former un ensemble cohérent de 512
voies.
Après quinze ans d’utilisation, l’ASE
a décidé de remplacer le système de
contrôle commande du moyen d’essai
dont l’électronique était devenue obsolescente.
Bien que l’algorithme de
contrôle ait été maintenu, l’opportunité
a été saisie pour revoir l’organisation
du software qui avait été développé
spécifiquement pour ce moyen d’essai.
Cet appel d’offre a été remporté face
à une rude concurrence en 2008 par
European Test Services B.V. (ETS),
société qui opère et maintient le centre
d’essai de l’ASE à Noordwijk aux Pays-
Bas (ESTEC).
Figure 2 : Hydra
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 54

Dossier
Essais et Modelisation
L’architecture
Au lieu de refaire un logiciel entièrement
spécifique, l’idée originale défendue
par ETS face à ses concurrents,
était de partir d’un logiciel standard
du commerce, conçu pour opérer un
moyen selon 1 degré de liberté (ddl),
et de développer par derrière uniquement
la partie spécifique pour l’étendre
à 6 ddl. En l’espèce, il s’agit d’un module
temps réel (appelé MARVIN pour
Multi-Axis Reconfigurable Vibration Interface)
permettant de projeter l’unique
degré de liberté contrôlé par le système
commercial selon n’importe quel
axe, celui-ci pouvant être une translation,
une rotation ou n’importe quelle
combinaison linéaire des précédentes
(Fig. 3).
Figure 3 : Architecture du control system
Par rapport à l’ancienne version, les
développements cette fois, ont été réalisés
selon les normes de qualité très
strictes de l’ECSS assurant ainsi une
sureté de fonctionnement, une maintenabilité
et une possibilité d’évolution
entière. Un module est ainsi entièrement
dédié à la sécurité du moyen
et au contrôle des valeurs limites en
termes de déplacement-vitesse-accélération
(WADO pour WatchDog).
L’intérêt manifeste de cette architecture
est que le développement pouvait
se consacrer à la partie spécifique 6
ddl, le système commercial offrant les
contrôles standards en terme de sinus
balayé, aléatoire, chocs, … avec en
outre l’avantage de retrouver une interface
connue pour les opérateurs, le
système de contrôle en question étant
par ailleurs utilisé sur l’ensemble des
autres moyens de vibration du centre
d’essai.
Pour ce qui est du 6 ddl pur, c’est-àdire
de la possibilité de contrôler la
plateforme sur un signal quelconque
combinant les différents ddl, cette possibilité
est couverte par l’importation
d’un fichier neutre qui doit être préparé
avant l’essai. Une procédure utilisant
le logiciel MATLAB permet de créer
ledit fichier à partir des spécifications
clients.
Un dernier module baptisé FDH (pour
Facility Data Handling) permet l’acquisition
en temps réel et en parallèle de
l’ensemble des paramètres interne du
moyen. Ce module permet aussi de
manœuvrer la plateforme pour des
opérations de maintenance ou éventuellement
des essais spéciaux. C’est
notamment à partir de ce module, réservé
aux opérateurs experts, que sont
générés les signaux des essais purs 6
ddl.
Les essais de recette
Pour permettre la validation finale du
projet, une campagne d’essai a eu lieu
au premier semestre 2011. Le spécimen
utilisé pour simuler la charge, est
un grand cylindre métallique de 7 m de
hauteur, 3 m de diamètre et pesant environ
7 t (Fig. 4), utilisé en son temps
Figure 4 : Maquette Envisat sur Hydra
Abstract
The Hydra Hydraulic vibration
platform, built around twenty
years ago at the European
Space Agency Test Centre in
Noordwijk (The Netherlands), is
one of the most important 6-axis
vibration test facilities in Europe.
Conceived to test some of the
largest spacecrafts ever built,
it was limited by a control system
which had become obsolete.
After more than two years
work, the control system has
been completely refurbished
and it showed during the acceptance
tests of June 2011, a
much better reliability and user
friendliness. As soon as it was
available for testing, the facility
has met a great success in the
areas of transport, seismic and
energy vibration testing. In a
bit more than a year, European
Test Services has gathered a lot
of experience in applying a great
variety of standards related to
these domains, on big specimens
weighting even more than
ten tons.
comme maquette pour simuler le satellite
ENVISAT, plus gros satellite d’observation
de la terre jamais réalisé. Sa
masse et ses dimensions ont notamment
permis de valider les limites en
terme d’accélération maximale et de
couple de basculement. L’instrumentation
a consisté en une cinquantaine
d’accéléromètres disposés régulièrement
le long de la structure.
Par ailleurs, le spécimen était vissé
sur une balance d’effort dynamique,
constituée de 24 cellules de force triaxes,
permettant à tout instant de reconstituer
en temps réel le torseur d’efforts
à la base de la structure.
Plusieurs semaines ont été nécessaire
pour opérer la recette complète
du nouveau système de contrôle, partant
d’essais simples à bas niveaux en
sinus, aléatoire et choc, jusqu’à des
essais forts niveaux avec limitation
de l’effort en fonction de la bande de
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 55

Dossier
Essais et Modelisation
Biographie
R1 Hydra, Hydraulic
Vibration System, Facility Description
– Document référence
ETS-MECH-Hydra-315
R2 R. Salles, O. Thoma,
P-E. Dupuis, A. Cozzani – “New
Control System of Hydra 6DOF
Shaker” - 12th European Conference
on Spacecraft Structures,
Materials & Environmental Testing
– ESTEC – Noordwijk – The
Netherlands – 20-23 March
2012
fréquence et bien sur l’utilisation de
fichier défini par l’opérateur pour réaliser
des essais à 6 ddl.
Cette campagne permit de mettre en
lumière toutes les qualités opérationnelles
du nouveau moyen sans qu’aucun
problème majeur ne soit décelé.
Par sa nouvelle facilité d’utilisation, un
gain de temps de 20 à 30 % sur la réalisation
des essais fut même constaté.
Les campagnes d’essais
Les premiers clients ne se sont pas fait
attendre. Opérationnel fin Juin 2011,
le moyen reçu son premier spécimen
à tester en août de la même année.
Il s’agissait d’un transformateur électrique
pour une motrice de chemin de
fer à vibrer selon les 3 axes selon la
norme CEI 61373. Le spécimen faisait
4 m sur 3 et pesait 10 t (Fig. 5).
L’adaptateur mécanique permettant de
connecter le spécimen au moyen d’essai,
était composé de 6 piliers massifs
Figure 5 : Transformateur en essai sur Hydra
en acier pesant au total
quelques 2400 kg.
Une des grandes difficultés
de ce genre d’essai est la
manutention des outillages
et du spécimen. Il s’agit en
effet de structures pesantes
manipulables uniquement
au pont (le hall d’essai possède
un palan de 32 t de
capacité avec une hauteur
sous crochet de 18 m) et
qu’il faut aligner avec précision.
En effet, les adaptateurs
sont vissés à la table
vibrante et une fois ceux-ci
en place, il faut s’assurer
que le spécimen, vissé de
la même manière sur ces
adaptateurs, va venir s’aligner
très exactement sur les
trous prévus à cet effet et qui n’ont généralement
qu’une tolérance inférieure
au millimètre.
Pour les cas les plus complexes, ETS
peut faire appel au service métrologie
de l’ASE, qui dispose de lasers permettant
un alignement très précis des
grandes structures. La réactivité des
personnels travaillant sur le même site
a permis de défaire des situations difficiles
qui se découvrent souvent au
dernier moment, soit que le model de
la structure ne soit pas parfaitement représentatif
du spécimen réel, soit que
la séquence de montage n’ait pas envisagé
tous les cas de figure.
Ces mêmes outillages sont aussi une
difficulté en soit, car ils doivent être
suffisamment rigides pour transmettre
l’accélération de la table vibrante au
spécimen sans atténuation. Cela veut
dire qu’ils doivent avoir une transmissibilité
de 1 sur l’ensemble de la bande
de fréquence de l’essai. Compte tenu
de la taille de la structure qu’ils supportent,
ils sont souvent très massifs.
Tout le savoir-faire du bureau d’étude
est alors d’optimiser le rapport raideur
Figure 6a : Baie de Commande insérée dans
l’adaptateur de vibration sur Hydra
sur masse de manière à obtenir un ensemble
cohérent avec la spécification
d’essai. Le moyen de vibration Hydra
a aussi un gros avantage en cela qu’il
dispose d’une vaste plateforme (5.5 m
de diamètre) capable d’accueillir ces
larges adaptateurs.
Un très bon exemple est celui de cette
baie de commande électrique de 3.75
m de long, 1 m de large et 2 m de
hauteur, pesant 3,3 tonnes, utilisée
sur une motrice de chemin de fer (Fig.
6a). L’adaptateur devait reprendre les
points d’attache réels, situés à la base
de la baie mais aussi en partie haute
tout en assurant une rigidité telle que la
première fréquence de résonance de
l’ensemble monté sur le moyen d’es-
Figure 6b : Modèle de la Baie de Commande
enserrée dans l’adaptateur de vibration
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 56

Dossier
Essais et Modelisation
Figure 7 : Coupe-Circuit de ligne Haute Tension en essai sur Hydra
sai ne soit pas inférieure à 100 Hz. Le
calcul effectué par le bureau d’étude
du centre d’essai, à partir des modèles
du spécimen fourni par le client (Fig.
6b) et du moyen, a permis de concevoir
et de réaliser un adaptateur dont
la première fréquence propre mesurée
en cours d’essai a été de 104 Hz,
parfaitement conforme au cahier des
charges. À noter le poids de ce dernier
qui avec ses cinq tonnes était bien supérieur
trois tonnes est situé en haut d’un mât
de huit mètres de hauteur pesant environ
deux tonnes. L’ensemble ressemble
à un énorme marteau posé
verticalement sur son manche (Fig. 7).
La reprise du couple de basculement
associé nécessite alors des efforts que
peu de moyens au monde sont capables
de fournir. Les essais se sont
déroulés parfaitement à la grande satisfaction
du client.
au poids du spécimen à tester.
Un autre type d’essai amener à être
réalisé sur Hydra est l’essai sismique.
Parmi les structures testées, la plus
Futurs développements
La plateforme de vibrations 6 axes Hydra,
depuis la mise à jour de son commande
emblématique est le coupe-circuit
contrôle, connait un grand suc-
électrique pour ligne à haute tension
vibré mi-2012. Le spécimen pesant
cès. Les améliorations apportées ont
permis une meilleure opérabilité, maintenabilité
et surtout fiabilité. Mais ces
développements ont aussi été menés
de manière à préserver l’avenir. En effet,
le programme est parfaitement modulaire
et conçu pour pouvoir évoluer.
L’algorithme actuel de contrôle des
vérins a été développé spécifiquement
il y a une vingtaine d’année. Il fonctionne
bien mais les progrès récents
des techniques font qu’il existe maintenant
sur le marché des algorithmes
permettant un contrôle plus précis des
accélérations injectées.
Des études sont en cours actuellement
pour essayer ces nouveaux algorithmes
qui sont ajoutés au programme
de manière simple (au plus proche du
« Plug and Play ») en remplacement
de l’actuel algorithme. Les premiers
résultats sont prometteurs avec pour
principale conséquence une très
bonne amélioration de l’encastrement
avec une forte diminution des mouvements
parasites (« cross talk »).
De quoi fournir à nos clients des services
encore améliorés.
Paul-Éric Dupuis
European Test Services Managing
Director
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 57

Des Essais Insolites
Insolite
Des instruments de mesure au pays des crocodiles
Les instruments de mesure et de surveillance ne servent pas qu’à des applications industrielles. Ils
trouvent également leur place dans des lieux beaucoup plus inattendus. Ici, pas de défaillances à détecter
sur des machines tournantes, pas de pollutions particulières à analyser sur un quelconque site
industriel, ni de pièces à re-mesurer... Non, il s’agit de crocodiles !
Oui, vous avez bien lu, des crocodiles.
Certes, les instruments de mesure ne
vont pas agir directement sur le métabolisme
du reptile mais plutôt sur leur
environnement. Il est vrai qu’intégrer
dans nos régions tempérées des animaux
habitués à évoluer dans des climats
tropicaux n’est pas chose simple.
Mais maintenir un niveau très précis de
chaleur et d’humidité en permanence,
sans aucune interruption, s’avère tout
aussi compliqué. Et la Ferme aux Crocodiles
en sait quelque chose.
Trois Millenium 3 Smart XD26 équipent l’armoire
électrique ©Crouzet
Vue de la grande serre de la Ferme aux Crocodiles. ©Crouzet
Situé non loin de Montélimar, dans le
département de la Drôme, ce site touristique
est loin d’afficher des températures
et une pression atmosphérique
semblables à celle de Floride, de Thaïlande
ou de Nouvelle-Guinée. Or pour
garantir aux visiteurs de la Ferme un
maximum d’authenticité, la priorité est
donnée au bien-être des animaux. « Il
faut rappeler que le directeur et fondateur,
Samuel Martin, est vétérinaire,
précise Stanislas Wnuk, ingénieur
support technique dans la business
unit Control Technologies de Crouzet.
D’ailleurs, la Ferme aux Crocodiles,
outre l’activité touristique, abrite une
nurserie pour préserver le développement
et la reproduction des animaux »
Surveiller chaque zone à distance
Toute la difficulté de ce lieu hors du
commun est de faire cohabiter – en
termes de température, d’hydrométrie,
d’humidité et d’aération – les animaux,
le personnel et le public. Pour cela,
Samuel Martin a fait appel aux compétences
d’une autre société drômoise,
Topaza-Pella. Celle-ci lui a proposé un
système de gestion et de supervision
à distance en temps réel. La solution
TPZModBus est associée au Millenium
3 Smart, qui assure la gestion de la
chaufferie, des ouvrants et du système
d’humidification existants. Auparavant,
un système HVAC (Heating, Ventilation
and Air-Conditioning – NDLR) était
difficile à réguler. D’autre part, des systèmes
automatisés côtoyaient les des
commandes manuelles à l’exemple
de poignées des ouvrants. De fortes
variations de températures dues en
partie à l’imprécision des thermostats
ajoutaient une barrière supplémentaire
à la difficulté d’homogénéiser le climat
intérieur de la Ferme.
Avec la société Topaza-Pella, qui
avait déjà mis au point une solution
de gestion à distance, la Ferme aux
Crocodiles a intégré avec succès des
contrôleurs intelligents de Crouzet
au sein de chaque zone, à savoir les
serres où se trouvent les animaux et
les autres parties du site accessibles
au public. L’intérêt de ces solutions développées
par les deux sociétés réside
dans l’autonomie des systèmes et la
possibilité de surveiller chaque zone à
distance, de gérer les températures et
les ouvrants automatiques. « Tout est
géré sans que le personnel, dont les
activités relèvent avant tout du médical
et des soins, ne soit mobilisé pour
effectuer des tâches qui sortent de leur
domaine de compétence ». Enfin, ces
solutions ont également eu pour effet
de réaliser des économies d’énergie
grâce à une meilleure maîtrise de la
consommation.
Olivier Guillon
Zoom sur les panneaux d’aération de la serre
principale ©Crouzet
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 58

Rendez-vous international
de la conception et de la simulation
numérique haute performance
International meeting for
High Performance Numerical
Design and Simulation
Crédit CEA/DSV
25 & 26 juin/june 2013
École Polytechnique Palaiseau - France
SIMULER POUR INNOVER
INNOVATION BY SIMULATION
Inscription : www.teratec.eu
Platinum Sponsors
Gold Sponsors
Silver Sponsors
Partenaire
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 59

Vie de l’ASTE
Communiqué
Commission MECA-CLIM de l’ASTE
Dans un contexte de désengagement de la DGA de la normalisation dans les domaines « dual »
(défense/ civil) , l ‘Aste retrouve son positionnement naturel et habituel ( sur les 45 ans de son existence):
créer des commissions qui jouent le rôle d’antichambre des organismes de normalisation :
Afnor, Bnae...
Bref rappel historique
Dans la mouvance de la directive
Perry1 promulguée en 1994, le RMN
de l’époque (Responsable ministériel
à la normalisation) a défini en 1995
une politique qui perdure jusqu’à aujourd’hui
et qui vise à privilégier les
normes internationales civiles par rapport
aux normes défense, et ceci pour
les technologies duales. La prise en
compte de l’environnement a été en
grande partie considérée comme telle.
Ces dispositions ont conduit à mettre
un terme au développement de la
GAM EG 132.
Quelques années plus tard (de 2005
à 2012) , la réorganisation de la DGA
a conduit à des réductions d’effectifs
et des réaffectations des sites qui se
sont concrétisées en particulier par
un arrêt de fonctionnement de facto
de la CIN EG (Commission Inter-arme
de Normalisation de l’Environnement
Général , dépendant du Chargé de
Normalisation Défense) et de ses composantes
comme la CIN EG pléniaire,
la CIN EG climatique et la CIN EG
électromagnétique. Cependant, l’une
de ses composantes, la CIN EG Mécanique,
a poursuivi ses travaux jusqu’en
2012. Ses membres ont constitué l’ossature
ayant permis de mener à bien
l’élaboration des Guides de prise en
compte des environnements, mécanique
d’abord, puis
climatique ensuite, sur deux contrats
passés par la DGA. Ces guides (encore
accessibles en téléchargement
libre sur le site de l’ASTE) constituent
la base des projets NFX 50144 (1 à
6), en cours d’élaboration à l’AFNOR
(disponibilité à la vente courant 2013-
2014). Ce jeu de six normes Afnor
couvre le management de l’environnement
et, partant du profil de vie, les
méthodes de définition des essais et
sévérités d’essais.
Orientations stratégiques
De longue date, la France a toujours
maintenu une avance significative
dans ces domaines, ce qui lui permet
aujourd’hui de capitaliser les avancées
acquises dans des normes nationales
et lui permettra ensuite d’en faire passer
le contenu au niveau international
(via le CEN vers les normes EN et CEI)
C’est le processus principal qui permet,
en partant du niveau national,
d’accéder et donc d’être reconnu au
plan international.
Une autre orientation complémentaire
consiste à participer directement aux
travaux des normes internationales
(essentiellement la CEI, en liaison
avec l’UTE, son correspondant français)
ou aux travaux des STANAG de
l’OTAN.
On sait qu’on ne saurait accéder efficacement
au niveau international si l’on
n’est pas en mesure de s’appuyer sur
une base nationale suffisamment solide
et productive. Dans cette perspective,
il est donc important, de maintenir
un tissu d’experts compétents et actifs
dans le domaine des environnements
mécanique et climatique.
La Commission MECA CLIM, qui prend
ainsi la relève des CIN EG mécanique
et climatique, se donne pour objectif
majeur de répondre à cette problématique.
Objectifs de la commission MECA
CLIM
1 : participer à et soutenir l’élaboration
des six normes Afnor NFX 50-144-1à
6, puis à l’issue de leur édition (prévue
en 2013 -2014), préparer leurs futures
mises à jour (période du cycle de
mise à jour : 5 ans).3
2 : Reprendre et actualiser tout ou partie
du contenu de l’Annexe Générale
Mécanique (GAM EG 13) dont l’intitulé
devra changer et évoluer vers un
ensemble de fascicules des bonnes
pratiques pour la prise en compte de
l’environnement mécanique,
3 : préparer l’équivalent du point 2
dans le domaine climatique,
4 : assurer une veille technique
concernant les normes internationales
suivantes : MIL STD 810, DEF STAN
0035, CEI 60068, CEI 732, DO160
5 : dans le cadre de ces objectifs,
apporter des réponses aux diverses
questions posées par les membres
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 60

Vie de l’ASTE
de la Commission MECA-CLIM de
l’ASTE.
Qui peut y participer ?
Toute personne intéressée, en faisant
acte de candidature auprès du secrétariat
de l’ASTE.
Liste des participants au 30 janvier
2013 :
Ceux qui participent physiquement aux
réunions:
Bruno COLIN - Nexter, Bernard CO-
LOMIES - Sopemea, Armand DELAN-
GHE - DGA Arcueil, David DELAUX
- Valéo, Henri GRZESKOWIAK - HG
Consultant, Pascal LELAN - DGA TT,
Sophie LEGENDRE - DGA TT, Muriel
POUZARGUE - Dassault Aviation, David
DELAROQUE - DGA MI, Laurent
CAZENAVE - DGA MI
Ceux qui contribuent aux travaux à
distance :
Alexis BANVILLET - CEA CESTA,
Christian LALANNE - Lalanne Consultant,
Lambert PIERRAT - LJ - Consulting,
Jacques VANUXEEM - Expert
Les membres correspondants :
Philippe DESSENDIER - MBDA, Fredéric
KIHM - Ncode, Stephan LAS-
SAUSSE - EMITECH, Yvon MORI
- Expert, Jean-Luc SALMON - LCIE,
Isabelle Barber - Dassault Aviation
Fréquence et lieu des réunions
Fréquence : toutes les 6 à 8 semaines
Lieu : SOPEMEA – (Vélizy)
Événement
Une journée technique au MBDA Bourges
L’ASTE organise, en partenariat avec la société MBDA France, une journée technique « Prise en
compte des chocs dans le développement des matériels soumis à un environnement sévère » le
28 mai 2013 à MBDA Bourges.
La matinée sera consacrée aux présentations
des organisateurs et aux
conférences techniques :
• Prise en compte des chocs chez
MBDA par Philippe Dessendier de
MBDA
• La maîtrise des chocs en vue du développement
et de la validation d’un
équipement par Didier Gourlay de
MBDA
• Relation vitesse déformation par
Christian Lalanne ( Lalanne Consultant)
• Prédiction - modélisation des chocs
et validation expérimentale par Michel
Dommanget (EADS/Astrium Space
Transportation « Les Mureaux »)
Les conférences seront suivies d’une
visite du site de Bourges :
• Visite de PMEE (Production
mécanique et équipements
électromécaniques)
sur le site de Bourges Aéroport (1er
groupe)
• Visite des moyens d’essais de
Bourges Subdray (2nd groupe) :
• Moyens des Essais Environnement
et Structuraux en zone inerte
• Moyens des Essais Spéciaux (tunnel
et différents bancs spécifiques)
en zone pyro
• Soufflerie d’essais pour statoréacteur
en zone pyro
Les frais d’inscription sont de 300 €
TTC (incluant : les conférences, le repas
et la visite).
Le programme complet et le bulletin
d’inscription sont disponibles sur le site
de l’ASTE : www.info.aste.asso.fr.
>> Pour obtenir les informations complémentaires
vous pouvez contacter le secrétariat
de l’ASTE au 01 61 38 96 32.
Vue du ciel du MBDA Bourges
copyright : MBDA - Fréderic Watbled
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 61

Formations
ASTE
Programme des formations 2013
Association régie par la loi de 1901
N° de formation 11 75 0834 475
Mécanique vibratoire
Mesure et analyses des phénomènes
vibratoires (Niveau 1)
Mesure et analyses des phénomènes
vibratoires (Niveau 2)
Application au domaine industriel
2013
IUT du Limousin
INTESPACE-31
SOPEMEA-78
4 1 800 € 2-6 sept.
4 1 800 €
3 1 500 €
3-7 juin et
9-13 sept.
12-14 juin
et 15-17 oct
Chocs mécaniques : mesures, spécifications,
essais et analyses de risques
ASTE (78) 3 1 500 €
3-5 avril
et 6-8 nov.
Acquisition et traitement des
signaux
Pilotage des générateurs de
vibrations
Principes de base et caractérisation des
signaux
Traitement du signal avancé des signaux
vibratoires
IUT du Limousin 3,5 1 620 € 28-31 mai
ASTE 3 1 500 € 17-19 sept.
Principes utilisés et applications SOPEMEA 4 1 800 € 26-29 nov.
Analyse modale
Analyse modale expérimentale et Initiation
aux calculs de structure et essais
SOPEMEA 4 1 800 €
4-7 juin et
19-22 nov.
Acoustique
Principes de base, mesures et application
aux essais industriels
INTESPACE 4 1 800 € 19-22 nov.
Climatique
Electromagnétisme
Principes de base et mesure des
phénomènes thermiques
IUT du Limousin 3 1 500 € 13-15 nov.
Application au domaine industriel INTESPACE 3 1 500 € 9-11 oct.
Sensibilisation à la compatibilité
électromagnétique
Application à la prise en compte de la CEM
dans le domaine industriel
Exploitation des normes CEM
IUT du Limousin 4 1 800 € 8-12 avril
INTESPACE 4 1 800 € 17-20 sept.
EMITECH
78 - Versailles
2 1 100 €
21-22
février
Prise en compte de l'environnement dans un
programme industriel
2 1 100 € 11-12 sept.
Personnalisation du produit à
son environnement
Prise en compte de l’environnement
mécanique
Utilisation des outils de synthèse
mécanique pour la conception
et le pré dimensionnement des équipements
ASTE (78)
3 1 500 € 22-24 oct.
3 1 500 € 20-22 nov.
Prise en compte de l’environnement
climatique
3 1 500 € 25-27 sept.
Mesure
Prise en compte de l’environnement
électromagnétique
Extensomètrie : collage de jauge, analyse
des résultats et de leur qualité
Concevoir, réaliser, exploiter une campagne
de mesures
EMITECH
78-Versailles
3 1 500 € 24-26 avril
ASTE (78) 3 1 700€
19-21 juin
et 20-22
nov.
ASTE (78) 2 1 100 € 3-4 déc.
Essais
Simulation – Nouveau
Bonne pratique des mesures IUT du Limousin 2 1100 € 4-5 juin
Conception et validation de la fiabilité -
Dimensionnement des essais pour la
validation de la conception des produits
IFMA
63175 AUBIERE
3 1 500€ 5-7 juin
Fiabilité, déverminage, essais (accélérés,
aggravés)
ASTE (78) 2 1 100 € 12-13 sept.
Construire la robustesse de vos produits
6 juin
EMITECH (78)/ 1 850€
par les méthodes HALT & HASS
et 10 sept.
Mise en œuvre et l’utilisation de la machine
HALT& HASS
(travaux pratiques en laboratoire)
33 2 1 100 €
29-30 mai
et 24-25
sept.
Estimation des incertitudes de mesure dans
les essais
2 1 100 € 10-11 oct.
Accréditation des laboratoires d’essais ISTIA Angers (49) 2 1 100 € 17-18 sept.
Méthodes statistiques appliquées
aux essais
La simulation numérique et les essais :
complémentarités - comparaisons
ASTE (78)
2 1 100 € 4-5 juillet
2 1 100 € 17-18 oct.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 62

Agenda
Evénements, colloques, séminaires à venir...
Avril
> Salon Analyse Industrielle
La 26e édition du salon « Analyse Industrielle » organisée
par le BIRP, Groupe Solutions en parallèle aux Salons Solutions
Electroniques ouvrira ses portes les 10 et 11avril 2013
à Paris Expo Porte de Versailles. Le Salon Analyse Industrielle
proposera durant deux jours un côté exposition avec
des solutions en matériels, des systèmes et des services
permettant d’optimiser les différents processus composant
la chaîne de production des entreprises industrielles et des
laboratoires, de prévenir et de maîtriser les risques. Le salon
proposera également des conférences applicatives.
Les 10 et 11 avril 2013
À Paris – Porte de Versailles
www.analyse-industrielle.fr
> Microwave & RF 2013
Microwave & RF 2013, événement professionnel et qualitatif,
proposera, outre la partie expo, 7 cycles de conférences
dédiées aux problématiques inhérentes aux différents domaines
concernant le cœur de métier des visiteurs du salon
: technologie des antennes, RF et optique, Mems RF,
Radio mobile 4G… et la CEM qui déroule sur deux jours un
programme pointu et concret.
Du 10 au 11 avril 2013
À Paris – Porte de Versailles
www.microwave-rf.com
> Industrie Lyon 2013
Pour ce millésime 2013, 850 exposants et 20 000 visiteurs
se rencontreront dans le but de découvrir des savoir-faire,
renforcer leur image de marque et d’accroître leur présence
sur leur marché. Eurexpo Lyon sera durant 4 jours le cœur
de la plus grande usine en fonctionnement de France. Pour
la première fois, un espace dédié à la vision industrielle regroupera
les exposants qui développent des applications de
guidage, de mesure, d’inspection ou encore d’identification,
aussi bien dans l’aéronautique que dans l’agroalimentaire,
l’automobile, la cosmétique ou encore la logistique.
Du 16 au 19 avril 2013
À Lyon – Eurexpo
www.industrie-expo.com
> Séminaire Nafems
Mai
Le 30 mai prochain se déroulera au Novotel de Noisy-le-
Grand (Val-de-Marne) un important séminaire organisé par
le Nafems (Association for the Engineering Modelling, Analysis
and Simulation Community). Ce nouvel événement portera
sur la modélisation et la simulation des assemblages. La
prise en compte des assemblages par la simulation numérique
est un élément vital de la conception des structures,
leur qualité contrôlant en bonne part la robustesses des produits
dans lesquels ils sont présents : les liaisons qui les caractérisent,
bien souvent hautement sollicitées, doivent non
seulement contribuer à l’intégrité des structures mais également
résister aux sollicitations mises en œuvre lors des
procédés de fabrication, d’assemblage ou de test.
Le 30 mai 2013
Au Novotel de Noisy-le-Grand (Val-de-Marne)
www.nafems.org
> Forum Teratec 2013
Juin
Évènement majeur en France et en Europe, le Forum Teratec
est le rendez-vous des experts internationaux de la conception
et de la simulation numérique à haute performance. Il
regroupera fin juin les meilleurs experts internationaux de
la simulation et du HPC. Ce forum confirme l’importance de
ces technologies dans le développement de la compétitivité
et des capacités d’innovation des entreprises. En réunissant
plus de 1 000 professionnels, le Forum Teratec illustre le dynamisme
technologique et industriel du HPC et le rôle important
que joue la France dans ce domaine. La participation et
les témoignages de grands industriels, les présentations des
entreprises technologiques leaders dans le domaine, la diversité
et le niveau des ateliers techniques, la représentativité
des exposants et l’innovation des offres présentées, sont
autant d’atouts qui rendent incontournable le rendez-vous de
tous ceux qui sont concernés par la conception et la simulation
numérique à haute performance.
Les 25 et 26 juin 2013
À l’École Polytechnique
www.teratec.eu
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 63

Au sommaire
du prochain numéro
Dossier
Spécial salon du Bourget 2013
Les essais dans le spatial – Lanceurs et satellites
Mesures et méthodes de mesure
Quelles solutions en vibroacoustique/ondes/chocs
pour l’industrie et les laboratoires d’essais ?
Essais et modélisation
Les systèmes d’acquisition de données
Spécial Bourget :
Simulation et modélisation pour l’aéronautique
Sans oublier
Des avis d’experts ainsi que toutes les informations concernant
la vie de l’ASTE et du Gamac, les événements, les formations
et les actualités du marché de la mesure, des essais, de la modélisation
et de la simulation.
CONCEPTION ÉDITORIALE & RÉALISATION
MRJ
54, Boulevard Rodin - 92130 Issy les Moulineaux
Tél. : 01 73 79 35 67
Fax. : 01 34 29 61 02
www.mrj-presse.fr
(la rédaction n’est pas responssable des documents qui lui sont
adressés, sauf demande express, ceux-ci ne sont pas retournés)
DIRECTEUR DE LA PUBLICATION
Jérémie Roboh
RÉDACTION
Olivier Guillon
(o.guillon@mrj-corp.fr)
Comité de rédaction :
Anne Marie Ajour (ASTE), Raymond Buisson, Adbérafi Charki (Istia),
Bernard Colomiès (Sopemea - ASTE), François Derkx (IFST-
TAR), Jean-Claude Frölich (ASTE); Olivier Guillon (MRJ), Henri
Grzeskowiak (HG Consultant), Michel Roger Moreau (Gamac
- ASTE), Lambert Pierrat (LJ Consulting), Jean Paul Prulhière
(Metexo), Jean-François Romain (MRJ), Philippe Sissoko (LCIE),
Pierre Touboul (Onera)
On participé à ce numéro :
C. Berge-Thierry (CEA), Stéphane Buttigieg (IFSTTAR), Rémi
Casagrande (Gerac), T. Chaudat (CEA), Jean-Louis Chazelas
(IFSTTAR), Bernard Colomiès (Sopemea), Louis-Marie Cottineau
(IFSTTAR), François Derkx (IFSTTAR), Paul-Éric Dupuis
(European Test Services), Sandra Escoffier (IFSTTAR), Alain
Galteau (Crigen- GDF Suez), Jacques Garnier (IFSTTAR), Cyril
Lair (Snecma), Gérard Rault (IFSTTAR), Luc Thorel (IFSTTAR)
ÉDITION
Maquette et couverture : RVJ-WEB (www.rvj-web.com)
PUBLICITÉ
MRJ - Tél. 01 73 79 35 67
Patrick Barlier - p.barlier@mrj-corp.fr
Répertoire des annonceurs
Analyse Industrielle .............25 GL Events ............................35
ASTE ...................................53 M+P International ..................5
DIFFUSION ET ABONNEMENTS
Sonia Cheniti
www.essais-simulations.com
Abonnement 1 an (4 numéros) : 58 €
Prix au numéro : 20 €
Règlement par chèque bancaire à l’ordre de MRJ
(DOM-TOM et étranger : nous consulter)
Encart jeté industrie Lyon
CAD Interop .........................29
Cetim .....................................5
Comsol .........2e de couverture
DB VIB .................................17
ESI ................4e de couverture
Forum Teratec .....................59
Mesures-et-Tests...................
......................3e de couverture
Microwave & RF ........................45
Moog ......................................2
Sopemea .............................27
Stahlwille .............................13
Trimestriel - N° 113
Avril 2013
Editeur : MRJ
SARL au capital de 50 000 euros
54, Boulevard Rodin - 92130 Issy les Moulineaux
RCS Paris B 491 495 743
TVA intracommunautaire : FR 38491495743
N° ISSN : 2103-8260
Dépôt légal : à parution
Imprimeur : Imprimerie de Champagne
Z.I. Les Franchises - 52200 Langres
Toute reproduction partielle ou globale est soumise à
l’autorisation écrite préalable de MRJ.
Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 64

Essais & Simulations • AVRIL 2013 • PAGE 65

Ingénierie Virtuelle
pour accélérer l’innovation industrielle
Courtesy of Volkswagen
Build it Right
Simulation des procédés de fabrication :
des matériaux composites à la fonderie,
l’emboutissage et le soudage
Test it Right
Simulation des performances
produit : de la sécurité aux chocs,
crash et confort des passagers.
Decide & Deliver it Right
Systèmes d’aide à la décision pour
gérer efficacement les données de
simulation et les équipes d’ingénierie
Copyright © ESI Group 2011 G/RO/11.138.A
Solutions & Services pour les Industries Manufacturières
ESI est pionnier et principal acteur mondial de solutions de prototypage virtuel avec prise en compte de la physique des matériaux.
ESI a développé un ensemble cohérent d'applications métiers permettant de simuler de façon réaliste le comportement des produits
pendant les essais, de mettre au point les procédés de fabrication en synergie avec la performance recherchée, et d'évaluer l'impact
de l'environnement sur l’utilisation des produits. Cette offre constitue une solution unique, ouverte et collaborative de prototypage
virtuel intégral avec l'élimination progressive de l’utilisation du prototype physique pendant la phase de développement du produit.
Présent dans plus de 30 pays, ESI emploie au travers de son réseau mondial environ 900 spécialistes de haut niveau. ESI Group est
cotée sur le compartiment C de NYSE Euronext Paris.
ESI France| Parc d’Affaires Silic | 99, rue des solets | 94513 RUNGIS | Tel: 33 (0) 4 78 14 12 10
Essais www.esi-group.com & Simulations • AVRIL | info@esi-group.com
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