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Essais & Simulations 146

Spécial : Électronique L’automobile confrontée à une crise d’approvisionnement sans précédent !

Spécial : Électronique L’automobile confrontée à une crise d’approvisionnement sans précédent !

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DOSSIER 26<br />

DOSSIER 42<br />

Spécial<br />

Électronique<br />

L’automobile<br />

confrontée à une crise<br />

d’approvisionnement<br />

sans précédent !<br />

Mesures 8<br />

Automotive NVH Comfort, le grand rendez-vous<br />

des mesures vibratoires et acoustiques<br />

<strong>Essais</strong> et modélisation 16<br />

Les essais accélèrent dans le secteur de<br />

l’automobile électrique<br />

N° <strong>146</strong> • Septembre-Octobre-Novemebre 2021 • 20 €<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 IA


ESSAIS<br />

VIBRATOIRES<br />

MULTIAXES<br />

CONTRÔLEUR DE<br />

POTS VIBRANTS<br />

À ENTRÉES/SORTIES<br />

MULTIPLES<br />

Tester plusieurs axes, en simultané réduit<br />

considérablement la durée d'essai<br />

et reproduit plus fidèlement les véritables<br />

contraintes opérationnelles.<br />

Contrôle indépendant jusqu'à<br />

8 pots vibrants<br />

Compatible avec toutes les<br />

technologies d'excitateur :<br />

électrodynamique,<br />

hydraulique, électriques,<br />

refroidis à eau ou non, et de<br />

toutes capacités<br />

Contrôle synchrone jusqu'à 3<br />

agitateurs grâce à l'interface<br />

MIMO<br />

Modulaire<br />

Génération de signaux<br />

aléatoires, sinusoïdaux,<br />

chocs, etc..<br />

Réplication d'un signal temporel préenregistré<br />

Distributeur Crystal Instrument<br />

B I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021<br />

Contactez-nous au 04 74 16 18 80 pour en savoir plus<br />

contact.instrumentation@dbvib.com<br />

www.dbvib-instrumentation.com


ÉDITORIAL<br />

L’électronique, un sujet brûlant dans l’industrie<br />

Olivier Guillon<br />

Rédacteur en chef<br />

Malgré les signes avant-coureurs d’une reprise bien<br />

réelle, la crise est loin d’être terminée. Au-delà du fait<br />

que la question sanitaire n’est pas résolue, l’impact<br />

du Covid-19 prend d’autres formes à commencer<br />

par les problèmes d’approvisionnement en matières<br />

premières et les pénuries en cascade ; certes, dans<br />

certains secteurs comme dans l’électronique,<br />

celles-ci sont monnaie courante aux sortir d’une<br />

crise économique mais au sein de la filière, on n’a<br />

jamais vu ça. La pénurie qui touche les fabricants<br />

utilisant des semi-conducteurs, dont le nombre n’a<br />

cessé d’augmenter dans les produits du quotidien<br />

comme dans l’industrie, apparaît comme inédite.<br />

« Dans le<br />

contexte de crise des<br />

approvisionnements,<br />

l’industrie des tests de<br />

composants électroniques<br />

est de plus en plus<br />

sollicitée, bousculée par les<br />

délais et les exigences de<br />

fiabilité »<br />

<br />

Dans ce contexte, l’industrie des tests de composants électroniques est de plus en plus<br />

sollicitée, bousculée par les délais et les exigences de fiabilité. D’une part parce que les<br />

composants électroniques sont de plus en plus présents dans les produits, de plus en plus<br />

petits et toujours plus complexes car plus « intelligents ». D’autre part, parce que l’aspect<br />

normatif se durcit, que ce soit par secteur d’activité ou par zone géographique avec des<br />

règles d’exportation et de compliance toujours plus contraignantes, signe d’une concurrence<br />

mondiale accrue. Enfin, parce que les usines de production de composants ne suivent pas<br />

la demande, un problème qui remonte bien avant la déferlante Covid ●<br />

Envie de réagir ?<br />

@EssaiSimulation<br />

ÉDITEUR<br />

MRJ Informatique<br />

Le Trèfle<br />

22, boulevard Gambetta<br />

92130 Issy-les-Moulineaux<br />

Tél. : 01 84 19 38 10<br />

Fax : 01 34 29 61 02<br />

Direction :<br />

Michaël Lévy<br />

Directeur de publication :<br />

Jérémie Roboh<br />

Directeur des rédactions :<br />

Olivier Guillon<br />

o.guillon@mrj-corp.fr<br />

COMMERCIALISATION<br />

Publicité :<br />

Patrick Barlier<br />

p.barlier@mrj-corp.fr<br />

Diffusion et Abonnements :<br />

https://digital.essais-simulations.com/<br />

https://essais-simulations.com/<br />

la-revue-2/<br />

Emilie Bellenger<br />

abonnement@essais-simulations.com<br />

Prix au numéro : 20 €<br />

Abonnement 1 an France et à<br />

l’étranger, 4 numéros en version<br />

numérique : 60 € TTC<br />

Abonnement 1 an version<br />

numérique + papier : 85 € TTC<br />

Règlement par chèque bancaire à<br />

l’ordre de MRJ<br />

RÉALISATION<br />

Conception graphique :<br />

Eden Studio<br />

Maquette<br />

Gaëlle Vivien<br />

Impression :<br />

GT Print EOZ<br />

6, avenue Jean d’Alembert<br />

78190 Trappes<br />

N°ISSN : 1632 - 4153<br />

N° CPPAP : 1026 T 94043<br />

Dépôt légal : à parution<br />

Périodicité : Trimestrielle<br />

Numéro : <strong>146</strong><br />

Date : septembre-octobre 2021<br />

RÉDACTION<br />

Ont collaboré à ce numéro :<br />

Miguel Marous (IMV France),<br />

Jiyoun Munn (Comsol),<br />

Floriane Soulas (EikoSim),<br />

Hwee Yng (Keysight<br />

Technologies)<br />

Comité de rédaction :<br />

MRJ Presse :<br />

Olivier Guillon<br />

Daniel Leroy (AllianTech),<br />

Yohann Mesmin<br />

(Siemens Industry Software),<br />

Patrycja Perrin (ASTE)<br />

PHOTO DE COUVERTURE :<br />

iStock - © Jae Young Jur<br />

Toute reproduction, totale ou<br />

partielle, est soumise à l’accord<br />

préalable de la société MRJ.<br />

Partenaires du magazine <strong>Essais</strong> &<br />

<strong>Simulations</strong> :<br />

/Facebook.com/<br />

EssaiSimulation<br />

/@EssaiSimulation<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I1


HBK eDrive<br />

Maîtrisez les incertitudes de<br />

mesures de puissance électrique<br />

Les mesures de puissance électriques sont complexes. Outre la nécessité de combiner<br />

des grandeurs physiques différentes, de supporter des gammes de fréquence d’utilisation<br />

de plus en plus large et d’intégrer des phénomènes transitoires, il devient de plus en plus<br />

difficile de garantir la plage de validité de ses résultats.<br />

La solution eDrive apporte une réponse efficace et sûre à cette problématique :<br />

• Gammes d’entrée en tension suffisantes pour la plupart des scénarios - afin d’éviter l’utilisation de<br />

sondes externes particulièrement nuisible à la précision de la chaine de mesure<br />

• Documentation des incertitudes en puissance pour les fréquences usuelles - comme pour toute la<br />

gamme de fréquence d’analyse disponible<br />

• Certificat d’étalonage en puissance complet pour chaque nouveau système<br />

• Prestations d’étalonnages accrédités, conformes à la norme ISO 17025<br />

• Visibilité complète des calculs réalisés<br />

www.hbkworld.com/france


SOMMAIRE<br />

SPÉCIAL AUTOMOBILE<br />

ESSAIS, MESURES ET SIMULATION<br />

26<br />

DOSSIER<br />

DOSSIER 26<br />

DOSSIER 42<br />

Spécial<br />

Électronique<br />

L’automobile<br />

confrontée à une crise<br />

d’approvisionnement<br />

sans précédent !<br />

Mesures 8<br />

Automotive NVH Comfort, le grand rendez-vous<br />

des mesures vibratoires et acoustiques<br />

<strong>Essais</strong> et modélisation 16<br />

Les essais accélèrent dans le secteur de<br />

l’automobile électrique<br />

N° <strong>146</strong> • Septembre-Octobre-Novemebre 2021 • 20 €<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 IA<br />

26 Les essais accélèrent dans le secteur de l’automobile électrique<br />

28 Comment Serma Energy se prépare à la révolution<br />

du véhicule électrique<br />

31 Batteries automobiles : des laboratoires de test en quête<br />

de l’autonomie optimisée<br />

35 La corrélation d’images numériques au service<br />

des développements de structures dans l’automobile<br />

37 Des solutions de tests vibratoires batteries « plug & play »<br />

Actualités<br />

06 Addi-Data lauréat du GI<br />

Awards sur sa « Mutation<br />

numérique »<br />

06 Siemens et Orange ensemble<br />

pour accroître la performance<br />

opérationnelle des industriels<br />

français<br />

06 Utac inaugure une nouvelle<br />

VTEC au Royaume-Uni<br />

06 Serma Energy va construire<br />

une nouvelle plateforme de<br />

tests en Espagne<br />

06 IMT Lille Douai devient IMT<br />

Nord Europe<br />

07 Succès pour l’ASTE et ses<br />

Journées Astelab sur les<br />

« <strong>Essais</strong> et la Simulation »<br />

Colloque Astelab<br />

Mesures<br />

08 Automotive NVH Comfort,<br />

le grand rendez-vous des<br />

mesures vibratoire et<br />

acoustique, revient au Mans !<br />

© Romain DELUBAC<br />

09 Le futur de la mesure passe par<br />

l’Intelligence Artificielle<br />

10 German acoustic expert uses<br />

Siemens’ solutions to enhance<br />

electrical and autonomous<br />

vehicle development<br />

13 Templug : la vis capteur de<br />

température pour les organes<br />

en mouvement<br />

14 Sopemea aide Alcatel<br />

Submarine Networks dans ses<br />

essais de puissance acoustique<br />

sur alimentation électrique<br />

Cage – Sopemea<br />

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

et modélisation<br />

16 Le Forum de l’Électronique<br />

revient en terres angevines fin<br />

novembre<br />

17 Répondre aux défis et aux<br />

enjeux multiples de la filière<br />

électronique<br />

18 Deux laboratoires normands<br />

embarqués dans le projet<br />

Ethnoteve<br />

20 5 bonnes pratiques à adopter<br />

avant de se lancer dans des<br />

essais de certification CEM<br />

22 The vital role of simulation<br />

for virtual EMI and EMC test<br />

environments<br />

Micro-Epsilon<br />

Outils<br />

41 Vie de l’ASTE :<br />

Assemblée générale et point<br />

sur les commissions<br />

« Thermique »<br />

et « Méca-Clim »<br />

42 Formations<br />

43 Agenda<br />

44 Au sommaire du prochain<br />

numéro<br />

44 Index des annonceurs<br />

et des entreprises citées<br />

44 Le chiffre à retenir<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I3


LES OUTILS ULTIMES POUR TOUT<br />

INGÉNIEUR EN TEST ET MESURE.<br />

france@dewesoft.com - 01.75.64.19.30 - www.dewesoft.fr<br />

4 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


NOS DOSSIERS EN UN CLIN D’ŒIL<br />

© ADAS - AVL et Rohde & Schwarz<br />

DOSSIER<br />

Les essais accélèrent dans<br />

l’automobile électrique p. 26 à 40<br />

C’est une nouvelle course qui se joue entre des constructeurs automobile<br />

toujours plus contraints d’accélérer leurs développements dans les<br />

énergies alternatives (au premier rang desquelles l’électrique) et<br />

la sortie programmée des moteurs thermiques. Des contraintes<br />

certes très politiques, poussées par une opinion souvent peu<br />

consciente des colossaux investissements industriels et de R&D<br />

que doivent engager constructeurs et sous-traitants, mais qui<br />

ont pour effet de stimuler fortement les laboratoires d’essais et<br />

de mesures. Seule épine à sortir du pied, celle de la pénurie de<br />

semi-conducteurs qui touche de multiples filières industrielles,<br />

à commencer par l’automobile.<br />

©BOSCH © O. Guillon au sein du Technopole du Madrillet<br />

MESURES<br />

ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Spécial mesures vibratoires et<br />

acoustiques p. 8 à 15<br />

Alors que le rendez-vous biennal des mesures et des essais,<br />

l’Automotive NVH Comfort au Mans ouvrira ses portes cet automne<br />

(Les 13 et 14 octobre prochains), la rédaction du magazine <strong>Essais</strong><br />

& <strong>Simulations</strong> a souhaité mettre de nouveau en avant les moyens<br />

et les technologies de mesure et de contrôle à la fois vibratoires<br />

et acoustiques dans l’industrie. Dans le cadre de cet événement<br />

international conjointement organisé par la Société des ingénieurs<br />

de l’automobile (SIA) et le Centre de transferts de technologie du<br />

Mans (CCTM), un focus sera notamment fait sur l’automobile et<br />

ses problématiques de comportement en matière de vibrations,<br />

de bruit et de chocs.<br />

Le Forum de l’Électronique<br />

ouvre ses portes sur fond de<br />

crise majeure p. 16 à 25<br />

Si l’enthousiasme du retour des salons industriels se fait sentir – notamment<br />

depuis le succès début septembre de Global Industrie Lyon et<br />

de Measurement World – l’heure n’est pas qu’à la fête. Dans le monde<br />

entier, la tension sur les approvisionnements, qui touche en particulier<br />

les composants électroniques et les semi-conducteurs, ternit un peu<br />

l’ambiance du Forum de l’Électronique qui espère néanmoins braver<br />

la crise lors de sa tenue les 23, 24 et 25 novembre prochain à Angers,<br />

en même temps que le salon Sepem Industrie. À l’honneur dans ce<br />

numéro de la revue <strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong>, les moyens, les technologies<br />

et les méthodes pour optimiser ses tests de composants électroniques.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I5


ACTUALITÉS<br />

EN BREF<br />

Utac inaugure une<br />

nouvelle VTEC au<br />

Royaume-Uni<br />

Utac a inauguré le 9 septembre<br />

sa nouvelle VTEC (chambre<br />

d’émission à température variable)<br />

quatre roues motrices, offrant la<br />

possibilité aux ingénieurs chargés<br />

de tester les véhicules lourds de<br />

réaliser des essais d’émissions sur<br />

une variété inédite de véhicules.<br />

L’installation est située sur le centre<br />

d’essais UTAC au Royaume-Uni.<br />

La nouvelle VTEC offre aussi la<br />

possibilité d’effectuer des essais<br />

sur des motorisations électriques et<br />

hydrogènes ●<br />

Serma Energy va<br />

construire une nouvelle<br />

plateforme de tests en<br />

Espagne<br />

Alors que Serma Energy travaille<br />

depuis une dizaine d’années avec<br />

Renault, le groupe, pour répondre<br />

aux nouveaux enjeux de la marque,<br />

va développer un centre d’essais<br />

en Espagne. Installée à Valladolid,<br />

où la marque Renault possède un<br />

grand centre de production et de<br />

R&D, la nouvelle plateforme de test<br />

Serma devrait être opérationnelle<br />

en novembre prochain ●<br />

IMT Lille Douai devient<br />

IMT Nord Europe<br />

Plus de quatre années après la<br />

fusion de Mines Douai et Télécom<br />

Lille, l’école d’ingénieurs IMT Lille<br />

Douai devient IMT Nord Europe et<br />

affirme ainsi sa transformation et<br />

son positionnement stratégique<br />

au carrefour de l’Europe du Nord.<br />

Cette nouvelle identité met en<br />

avant à la fois l’ancrage national<br />

de l’établissement et sa volonté de<br />

renforcer son action dans une zone<br />

d’influence majeure de l’économie<br />

européenne. ●<br />

O. Guillon<br />

RÉCOMPENSE<br />

Addi-Data lauréat du GI Awards<br />

sur sa « Mutation numérique »<br />

Le premier jour du salon Global<br />

Industrie, qui a fermé ses portes<br />

le 9 septembre dernier, le spécialiste<br />

de la mesure s’est vu décerner le GI<br />

Award aux côtés de cinq autres entreprises<br />

récompensées pour leurs démarches<br />

innovantes.<br />

Remise des GI Awards<br />

mardi 7 septembre dernier<br />

sur le salon Global Industrie Lyon<br />

Addi-Data a développé le MSX-AI-5000,<br />

un système de vision embarqué, personnalisable,<br />

facile d’utilisation et multi-applications. Cette solution comprend le module<br />

hardware, des caméras industrielles, ainsi que le progiciel MSX-Airis : l’IA embarquée<br />

accompagnée d’une suite d’outils de développement. Le fabricant fournit également les<br />

interfaces utilisateur permettant une mise en service simple et guidée.<br />

Le MSX-AI-5000 propose des applicatifs innovants mêlant vision industrielle 2D/3D et<br />

Deep Learning. L’objectif est d’automatiser et d’améliorer la précision de tâches d’inspection<br />

visuelle, permettant d’augmenter la transparence et la qualité des processus industriels.<br />

Les données générées et transmises de manière chiffrée par notre système, peuvent être<br />

utilisées afin d’automatiser des processus ou alimenter des jumeaux numériques ●<br />

EN SAVOIR PLUS > www.addi-data.fr<br />

PARTENARIAT<br />

Siemens et Orange ensemble pour<br />

accroître la performance opérationnelle<br />

des industriels français<br />

Valérie Cussac (OBS)<br />

et Vincent Jauneau (Siemens)<br />

Siemens Digital Industries et Orange Business Services,<br />

spécialiste des services numériques née du réseau, ont<br />

annoncé le 6 septembre à Lyon un partenariat stratégique<br />

autour des solutions d’automatisation et de transformation<br />

numérique. Objectif ? permettre aux groupes industriels<br />

français d’exploiter pleinement le potentiel de la digitalisation.<br />

Dans cette perspective, le partenariat propose un accompagnement<br />

allant du consulting à l’intégration en passant<br />

par l’analyse. Il vise spécifiquement trois grandes familles<br />

technologiques rendant possible l’exploitation des données de production en toute<br />

sécurité pour une performance durable : l’IIoT (Industrial Internet of Things), le Cloud<br />

et l’edge computing, l’IA et les données d’une part, d’autre part la connectivité réseau<br />

pour usages critiques (5G) et, enfin, les solutions et services de cybersécurité ●<br />

O. Guillon<br />

EN SAVOIR PLUS > www.siemens.fr<br />

6 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


ACTUALITÉS<br />

ÉVÉNEMENT<br />

Succès pour l’ASTE et ses<br />

journées Astelab sur les<br />

« <strong>Essais</strong> et la Simulation »<br />

L’Association pour le développement des sciences et techniques<br />

de l’environnement (ASTE) a organisé du 30 juin<br />

au 2 juillet derniers sur le site de l’Institut Laser Plasma au<br />

Barp, en partenariat avec le CEA-Cesta, les Journées des <strong>Essais</strong> et<br />

de la Simulation – Astelab 2021.<br />

La première session du 30 juin, présidée par Didier Large (Nafems)<br />

avait pour thème « Mesures, corrélation calculs et simulation ».<br />

Deux conférences ont été présentées dans l’après-midi, dans le cadre<br />

de la session « E-mobilité », présidée par David Delaux de Valeo :<br />

‘‘Complete validation of e-mobility systems’’ et « Les enjeux de la<br />

flexibilité pour la qualification des batteries EV »*.<br />

Présidée par Paul-Éric Dupuis d’Airbus Defense & Space, la seconde<br />

journée a quant à elle été consacrée à la session « Capteurs ». Dans<br />

l’après-midi les participants ont assisté à la présentation du site<br />

du CEA-Cesta avant de visiter le laser mégajoule et du complexe<br />

d’essais thermomécaniques du CEA-Cesta avec un vibrateur de forte<br />

puissance, la chambre acoustique et la centrifugeuse 100 g. Enfin,<br />

la troisième journée a été consacrée à deux sessions : « Vibration,<br />

mesures 3D, analyses 3D et MIMO » et « Méthodes d’essais » ●<br />

* Cette présentation a également fait l’objet d’un article dans ce numéro d’<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong><br />

en page 37 du magazine<br />

Un carrefour d’échanges incontournable pour les experts,<br />

les ingénieurs et les techniciens de l’environnement<br />

Rejoignez-nous<br />

pour enrichir vos connaissances et participer activement à la promotion, à la<br />

diffusion et à la mise en œuvre au sein de l’industrie française des dernières<br />

techniques d’essais et de simulation de l’environnement.<br />

Nos adhérents bénéficient de réductions substantielles sur les tarifs<br />

de nos stages de formation, journées techniques, colloques, salons,<br />

ouvrages et guides techniques.<br />

Depuis 1967, nous avons formé plus de 6 000 scientifiques, ingénieurs<br />

et techniciens. Nos formations sont dispensées par les meilleurs experts<br />

du moment, sélectionnés au sein des sociétés et laboratoires français<br />

de pointe.<br />

Qui est concerné par notre activité ?<br />

• Les laboratoires d’essais, les équipementiers,<br />

les concepteurs et intégrateurs de systèmes<br />

• Les scientifiques, ingénieurs et techniciens<br />

en charge de la conception, des essais,<br />

de la fabrication et de la qualité<br />

• Les concepteurs, constructeurs et vendeurs<br />

des moyens d’essais<br />

• Les étudiants et les enseignants<br />

Association pour le développement des Sciences et Techniques de l’Environnement - Association régie par la loi 1901<br />

1, place Charles de Gaulle - 78180 MONTIGNY LE BRETONNEUX - www.aste.asso.fr - Tel : 01 61 38 96 32<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I7


MESURES<br />

ÉVÉNEMENT<br />

Automotive NVH Comfort, le grand<br />

rendez-vous des mesures vibratoires<br />

et acoustiques, revient au Mans !<br />

L’édition 2021 de la conférence SIA Automotive NVH Comfort, organisée par la SIA et le CTTM, aura lieu les<br />

13 et 14 octobre au Mans. Afin d’accroître l’impact international de l’événement, la conférence est organisée<br />

en collaboration avec le CAERI State Key Laboratory of vehicle NVH and safety Technology, l’un des principaux<br />

partenaires chinois de la SIA.<br />

C’est le retour d’un autre grand événement<br />

de la mesure qui, comme tout<br />

rendez-vous exigeant un minimum<br />

d’interactions humaines, n’avait pas pu<br />

se tenir l’an dernier. Cette année, Conférence<br />

NVH Comfort abordera le thème<br />

du « Bruit automobile, réglementation et<br />

paysage sonore urbain ». Il est à préciser<br />

que la conférence se déroulera entièrement<br />

en anglais.<br />

LE BRUIT AUTOMOBILE DE PLUS<br />

EN PLUS PROBLÉMATIQUE DANS<br />

NOTRE SOCIÉTÉ<br />

Avec plus de 50% de l’humanité vivant<br />

dans des zones urbaines et péri-urbaines,<br />

la question de l’exposition au bruit conduit<br />

à une réglementation de plus en plus stricte,<br />

ainsi qu’à un besoin d’adaptation à la<br />

signature sonore spécifique des nouvelles<br />

technologies pour des questions de sécurité<br />

(AVAS pour les véhicules électriques). Ces<br />

réglementations visent à faire progresser<br />

la qualité de vie, à améliorer la santé et<br />

la sécurité et à protéger l’environnement.<br />

Il est donc nécessaire pour les ingénieurs<br />

automobiles NVH de mieux comprendre<br />

les aspects réglementaires du bruit dans<br />

l’environnement, ainsi que la réalité et les<br />

défis des paysages sonores modernes pour<br />

s’assurer que ces objectifs sont atteints.<br />

La communauté acoustique automobile<br />

souhaite aborder différentes questions<br />

parmi lesquelles la place du bruit des véhicules<br />

comme source de nuisance en milieu<br />

urbain, l’influence de l’environnement sur<br />

le bruit des transports (revêtement routier,<br />

espaces verts, murs végétaux...) ou encore<br />

la stratégie actuelle de réglementation du<br />

bruit ; la question est de savoir si celle-ci est<br />

bien adaptée afin de limiter l’impact réel<br />

des véhicules sur le bruit urbain.<br />

S’ADAPTER AUX ÉVOLUTIONS<br />

FORTES DE L’AUTOMOBILE ET DE<br />

SON IMPACT<br />

Cette édition sera donc particulièrement<br />

centrée sur la perception du citoyen en tant<br />

que piéton exposé au bruit de la circulation<br />

et du chargement des véhicules, en tant<br />

que conducteur ou passager d’une voiture.<br />

Elle couvrira en outre les défis techniques<br />

nécessaires auxquels les constructeurs sont<br />

confrontés aujourd’hui : la conception légère,<br />

l’impact des nouvelles technologies et les<br />

expériences des conducteurs, la conception<br />

du son audio ainsi que les changements<br />

nécessaires dans la méthodologie et les<br />

approches.<br />

Avec l’arrivée des véhicules autonomes, l’expérience<br />

de conduite va radicalement changer<br />

: comment concevoir les NVH lorsque tout le<br />

monde dans la voiture sera un passager, quels<br />

sont les bons compromis entre le confort de<br />

conduite et les NVH ? De plus, cette année,<br />

une session spéciale concernant le confort<br />

vibratoire des véhicules et son interaction<br />

avec les NVH devrait être créée ●<br />

EN SAVOIR PLUS > www.sia.fr<br />

8 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


PUBLI-COMMUNIQUÉ<br />

Le futur de la<br />

mesure passe<br />

par l’Intelligence<br />

Artificielle<br />

Les mesures acoustiques et vibratoires connaissent une petite<br />

révolution ! Il est désormais possible de prédire en temps réel<br />

les performances d’un système ou d’un matériau à partir de<br />

bases de données d’essais et de simulations. L’Intelligence Artificielle<br />

offre en effet la possibilité d’établir des modèles prédictifs de comportements<br />

de structure.<br />

Certaines caractéristiques de conception (design, fonctions, architecture,<br />

etc.) peuvent avoir des conséquences sur le niveau de bruit.<br />

Dans ce cadre, l’utilisation de l’Intelligence Artificielle se montre<br />

particulièrement avantageuse pour les industriels car elle représente<br />

un gain de temps inestimable. Elle permet, en effet, une prise en<br />

compte au plus tôt des exigences acoustiques en analysant si certains<br />

choix de conception sont compatibles ou non avec les exigences des<br />

cahiers des charges ou normes en vigueur.<br />

Le CEVAA, centre d’essais et simulations spécialisé en acoustique<br />

(NVH) du Groupe 6NAPSE, a recours à l’IA depuis quelques années.<br />

Il accumule plus de vingt ans d’essais et de simulations dans ses bases<br />

de données, plus de 150 projets réalisés en Petite Cabine et des tests sur<br />

930 véhicules. Les ingénieurs ont également à disposition une grande<br />

connaissance des paramètres nécessaires à l’établissement des modèles<br />

paramétriques réduits pouvant influencer le comportement d’une<br />

structure (niveau sonore, effets thermiques, confort vibratoire, etc.).<br />

« Notre objectif est d’établir un modèle prédictif au plus proche<br />

de la réalité. Au CEVAA, nous nous basons sur notre expérience,<br />

les essais expérimentaux et les résultats numériques obtenus<br />

à partir des modèles éléments finis pour recaler nos modèles. »<br />

Philippe Zelmar, expert NVH spécialisé en techniques<br />

expérimentales au CEVAA<br />

À partir de ses nombreuses expérimentations et de sa base de données<br />

conséquente, le CEVAA obtient, dans un premier temps, une analyse<br />

fine du système pour en déterminer les paramètres dimensionnants<br />

(ceux qui auront un impact déterminant sur le comportement final<br />

attendu). Dans un second temps, il fait une mise en relation entre la<br />

base paramétrique et la base des résultats pour finalement identifier<br />

un modèle prédictif comportemental.<br />

Même si une infinité de modèles prédictifs est possible, l’objectif est<br />

l’identification du modèle le plus proche de la réalité sur la base des<br />

paramètres intégrés, c’est-à-dire le plus apte à prédire correctement les<br />

performances d’un cas d’étude. L’identification et le choix du modèle<br />

réduit idéal nécessite l’utilisation du data mining pour valider la<br />

pertinence des prédictions.<br />

Les modèles paramétriques, reposant sur des bases de données riches,<br />

génèrent des résultats bien plus rapidement que la simulation par<br />

éléments finis. Cette dernière méthode ayant elle-même remplacé en<br />

grande partie les mesures expérimentales dans les développements<br />

projets qui nécessitent le recours à du prototypage.<br />

En application, le CEVAA a par exemple réalisé des mesures sur<br />

aérateurs de planche de bords pour véhicules automobiles. Grâce<br />

à l’IA qu’il a développé, il est capable de prédire le niveau de bruit<br />

aéro-acoustique selon les spécificités géométriques de l’aérateur.<br />

« Les modèles prédictifs créés à partir de l’Intelligence Artificielle<br />

développée au CEVAA sont déterminants dans la conception<br />

industrielle. Nos équipes sont capables d’aider à la décision,<br />

comparer des solutions rapidement, prédire la performance<br />

acoustique et le confort vibratoire d’une structure ou encore<br />

d’évaluer la durée de vie d’une pièce. »<br />

Fabrice Fouquer, directeur commercial du Groupe 6NAPSE<br />

Utiliser l’IA, le data mining et les modèles paramétriques prédictifs<br />

permettent aux industriels et à leurs acousticiens d’améliorer la prise<br />

en compte des besoins acoustiques dans les phases de développement<br />

d’un produit. Ces modèles fiabilisés mettent en perspectives les idées<br />

de conception liées aux paramètres de forme avec les conséquences<br />

sonores ou mécaniques ●<br />

EN SAVOIR PLUS > https://groupe-6napse.com<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I9


MESURES<br />

EXPERIENCE FEEDBACK<br />

German acoustic expert uses<br />

Siemens’ solutions to enhance<br />

electrical and autonomous vehicle<br />

development<br />

AZL deploys Simcenter to realize early system optimization in vehicle development cycle. The objective was to<br />

optimize NVH performance and develop potential for new OEM-supplier relationships.<br />

AZL, a German acoustic test bench manufacturer and<br />

engineering consultant serving the automotive industry<br />

since 1999, recognizes the ongoing challenges related to<br />

electrical vehicle (EV) and autonomous vehicle (AV) development.<br />

To tackle the new noise, vibration, and harsh- ness (NVH)<br />

development needs, AZL is implementing innovative technologies<br />

such as component-based transfer path analysis (TPA) and modelbased<br />

system testing (MBST).<br />

With these technologies in place, AZL builds special test benches<br />

addressing emerging NVH challenges to provide their customers<br />

with innovative testing procedures resulting in information<br />

outlining how to optimize the AV and EV NVH performance in<br />

much earlier development stages.<br />

EMERGING NVH CHALLENGES IN AV AND EV<br />

DEVELOPMENT<br />

that bushings and mounts need to be developed with the proper<br />

stiffness characteristics in this frequency range. New test benches<br />

that can handle this need to be developed.<br />

Second, as the combustion engine, a very important masking<br />

source at low speeds, has disappeared, the structure born road<br />

noise is significantly more apparent. Due to that, the development<br />

of good suspension systems is a high priority for customers. AZL<br />

is active in the development of the right test benches to better<br />

cope with road noise and strives to acquire the necessary data to<br />

validate simulation models. The company also develops tests not<br />

only on the full vehicle level but also for the isolated suspension<br />

system levels, such as testing only a front or rear suspension system<br />

separately on the chassis dyno.<br />

Finally, AZL is exploring options to transfer these component and<br />

system test results into the simulation world as part of the product’s<br />

According to Andreas Schilp, managing director, AZL-Technology<br />

Center GmbH, the development of AV and EV brings three main<br />

challenges and opportunities into play: First, high frequency<br />

structure born noise becomes more important with EV, meaning<br />

10 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


MESURES<br />

and innovate the development process. “For EV development, we try<br />

to step back from full vehicle level development and intensify our focus<br />

on the system and component levels; the same is true for optimized<br />

development cycles due to the new homologation processes,” says Schilp.<br />

digital twin. To achieve an accurate digital twin, the simulation<br />

model needs to be fed with accurate data.<br />

NEXT GENERATION VEHICLES REQUIRE NEW<br />

DEVELOPMENT PROCESSES<br />

The concept of a digital twin goes hand-in-hand with the growing<br />

trend in the industry. Instead of testing the final full vehicle, physical<br />

testing takes place earlier on the system and component levels. This<br />

approach can significantly shorten the vehicle development cycle as<br />

it affects the AV’s and EV’s producers, who are pushed to re-think<br />

In the best-case scenario, the development starts with setting up<br />

simulation models. AZL builds special test bench capable of testing<br />

NVH on the component and system levels with carefully described<br />

boundary conditions. “As a test-bench manufacturer we provide our<br />

customers with clear guidance,” says Schilp. To accurately acquire the<br />

test bench data, AZL relies on Siemens Digital Industries Software<br />

solutions Simcenter Testlab software in conjunction with Simcenter<br />

Scadas hardware, which is compatible with a wide range of sensors<br />

and data interfaces. “What makes the Simcenter portfolio unique is<br />

that it imbeds a close integration of test results with simulation results<br />

to compare them directly in exactly the same environment,” says Schilp.<br />

BLOCK FORCES IN THE NVH VEHICLE DEVELOPMENT<br />

The rising trend towards system-based development sparks a new<br />

technique named component-based TPA. TPA consists of the<br />

assessment of blocked forces (and moments) as a characterization<br />

L’INGÉNIERIE<br />

DES CHOCS, VIBRATIONS<br />

AÉRONAUTIQUE | SPATIAL | DÉFENSE | NAVAL<br />

& SÉISMES NUCLÉAIRE | FERROVIAIRE | SISMIQUE<br />

• Calcul<br />

• <strong>Simulations</strong><br />

• Analyses<br />

• Tests de qualification<br />

• Mesures<br />

• Fabrication<br />

• Support technique<br />

amortisseurs<br />

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> Une gamme d’amortisseurs standard ou sur mesure.<br />

> Des solutions de protection pour les environnements contraignants.<br />

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ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I11


MESURES<br />

of the system. “The importance of blocked forces in our development<br />

is that it allows you to split systems from each other,” says Schilp.<br />

“We have to split them in terms of interacting forces and interacting<br />

moments. These interacting forces are not invariant and depend<br />

on the full assembly, while the blocked forces are characterizing<br />

the system itself.”<br />

Having a characterization of the systems that is independent from<br />

the later integration opens great potential in the automotive original<br />

equipment manufacturer (OEM) -supplier trade relationship. “With<br />

the ‘blocked forces’ approach, you don’t have to first integrate the<br />

component in the full vehicle and then make your supplier responsible<br />

for something that is the outcome of the full vehicle,” says Schilp.<br />

“But you can make the supplier responsible for his system and make<br />

him test his component directly.”<br />

AZL helps its customers to develop the right test benches that<br />

allow them to accurately identify the blocked forces. All of this<br />

is an important step to achieve the ultimate goal, which is to<br />

pave the way for virtual vehicle assembly. “The ability to calculate<br />

interface forces from the blocked forces is one of the building blocks<br />

which enable virtual vehicle assembly,” says Schilp. “With this, you<br />

could have simulation or test results with blocked forces of systems<br />

and combine them together to predict the performance of a virtual<br />

vehicle. I believe that with the right hybrid simulation process and<br />

reliable test results on system level in place, you can achieve a robust<br />

system of down-cascaded objectives certainly for the lower frequency<br />

range, up to 500 hertz. And in reverse, if you integrate them up, you<br />

will achieve a high prediction quality of your virtual prototype.”<br />

The process for component-based TPA is fully supported with<br />

Simcenter Testlab software and the Simcenter Scadas data acquisition<br />

system. It provides an integrated solution for optimal measurement<br />

quality of operational and frequency response function (FRF) data<br />

and a workflow-oriented analysis tool. This capability helps users<br />

to determine blocked forces, convert them into interface forces and<br />

make target prediction in a very fast and efficient way.<br />

In demanding applications like component-based TPA data,<br />

consistency is essential, Productivity-enhancing features have been<br />

added like the matrix heatmap which allows users to interpret large<br />

datasets in a single click. The display permits instant verification of<br />

the data quality and provides tremendous insight into the vibroacoustic<br />

behavior of the different components. Furthermore, the user<br />

has many integrated functionalities to verify inconsistencies in the<br />

data such as direction errors and reciprocity problems. Componentbased<br />

TPA and the conversion of blocked forces into interface<br />

forces is fully supported in Simcenter Testlab.<br />

MASTERING THE ROAD NOISE<br />

AZL provides an optimized testing environment by developing<br />

customized chassis dynamometers with variable surfaces. Additional<br />

test rigs called AZL suspension and tire force rigs make it possible<br />

to test full vehicles, front and rear suspensions and tire-rim<br />

combinations on exactly the same excitations. So, the V-model<br />

approach is brought to life in a very reproducible environment.<br />

Based on an optimum database of measurement data, test-validated<br />

models provide a robust environment for further virtual vehicle<br />

development ●<br />

12 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


PUBLI-COMMUNIQUÉ<br />

Templug : la vis capteur<br />

de température pour les organes<br />

en mouvement<br />

Le Templug est une vis en acier brevetée et conçue spécialement<br />

pour déterminer la température maximale atteinte dans les<br />

pièces d’un bloc moteur difficilement accessible avec les<br />

techniques conventionnelles de mesure de température ou bien<br />

dans les pièces en mouvement (piston, aube, etc.).<br />

Ces vis garantissent des résultats fiables pour des températures<br />

comprises entre 90°C à 850°C et peuvent être utilisées sur différents<br />

matériaux tels que l’acier, l’alliage de nickel, l’aluminium, les<br />

composites et les céramiques. Ils sont installés directement sur la<br />

pièce où la mesure doit être effectuée par simple perçage/vissage.<br />

Le Templug est le fruit d’une invention technologique unique au<br />

monde couplée à une expertise cultivée depuis plus de 50 ans. Nous<br />

allons vous expliquer dans cet article le fonctionnement technique<br />

de cette solution.<br />

Le principe de mesure est le suivant : la dureté du Templug varie en<br />

fonction de la température maximale atteinte dans la pièce. Pour la<br />

déterminer, le laboratoire SGS France, situé à Verneuil-sur-Avre, a mis<br />

au point des courbes qui établissent le rapport entre la température<br />

et la dureté. Vous pouvez donc installer les Templugs sur vos pièces,<br />

faire un cycle de fonctionnement puis envoyer les Templugs utilisés<br />

à notre laboratoire. Vous recevrez alors rapidement un rapport avec<br />

les températures maximales atteintes pendant les essais.<br />

Pour des résultats optimaux, il y a trois conditions à respecter<br />

dans le cycle d’exposition :<br />

1) La pièce étudiée doit monter rapidement en température ;<br />

2) Le temps d’exposition à température maximum doit être au<br />

moins égal à 25% du temps total de fonctionnement ;<br />

3) La pièce doit rapidement revenir à la température ambiante.<br />

Vous trouverez sur le schéma ci-dessous trois cycles d’expositions<br />

présentant une condition idéale, défavorable ou bien inacceptable<br />

pour l’utilisation d’un Templug :<br />

Il existe 2 types<br />

de Templugs<br />

(ci-contre :<br />

standard à gauche<br />

et break off à<br />

droite) ayant<br />

chacun 2 plages<br />

de températures qui dépendent du<br />

matériau de la pièce à tester ●<br />

N’hésitez pas à revenir vers le laboratoire SGS France de Verneuil-sur-Avre<br />

pour de plus amples informations sur le Templug et ses différentes utilisations<br />

ou encore sur leurs modalités d’installations. Les experts SGS se feront un<br />

plaisir de clarifier vos éventuelles interrogations.<br />

POUR EN SAVOIR PLUS, CONTACTEZ :<br />

Marie-Alexandrine Chopin<br />

sgs.vernolab@sgs.com<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I13I


MESURES<br />

CONTRAT<br />

Sopemea aide Alcatel Submarine<br />

Networks dans ses essais de<br />

puissance acoustique<br />

Sopemea Vélizy a réalisé les mesures acoustiques de l’alimentation électrique haute puissance d’Alcatel<br />

Submarine Networks dans une de ses chambres anéchoïques. Cet essai permet d’optimiser le confort du<br />

personnel évoluant à proximité de l’équipement.<br />

Implantée à Vélizy, l’équipe francilienne<br />

de Sopemea a réalisé les mesures acoustiques<br />

de l’alimentation électrique haute<br />

puissance de la société Alcatel Submarine<br />

Networks, leader mondial dans la fabrication<br />

et de la pose de câbles sous-marins dans<br />

une de ses chambres anéchoïques de 420<br />

m3. Une détermination acoustique dont<br />

l’objectif est de mesurer la puissance et le<br />

niveau d’énergie sonore d’une alimentation<br />

électrique sur une baie d’alimentation électrique,<br />

qui permet de convertir la tension<br />

alternative en tension continu (AC to DC)<br />

pour alimenter les câbles sous-marins. Elle<br />

fait la transition entre la partie terrestre et<br />

la partie sous-marine de l’infrastructure<br />

télécom que propose Alcatel Submarine<br />

Networks.<br />

Le groupe spécialiste des essais en environnement<br />

a ainsi réalisé les mesures acoustiques<br />

de l’alimentation électrique haute<br />

puissance dans le cadre d’un programme<br />

d’essai défini par la norme ISO 3746. Celle-ci<br />

consiste en la détermination des niveaux de<br />

puissance acoustique et des niveaux d’énergie<br />

acoustique des sources de bruit à l’aide<br />

de la pression acoustique. Elle comprend<br />

<strong>Essais</strong> de puissance acoustique sur alimentation<br />

électrique Alcatel Submarine Networks<br />

également la méthode de relevé utilisant<br />

une surface de mesure enveloppante sur un<br />

plan réfléchissant. Le niveau de puissance<br />

acoustique est quant à lui calculé à l’aide de<br />

neuf microphones placés autour de l’armoire<br />

à des distances spécifiques (cf. schéma).<br />

PROTÉGER LES SALARIÉS ET<br />

MIEUX PRÉVENIR LES RISQUES<br />

LIÉS AU BRUIT<br />

« Nous travaillons avec Alcatel Submarine<br />

Networks depuis maintenant plus de dix ans,<br />

indique-t-on au sein du groupe Sopemea,<br />

dont les responsables du projet ont accepté<br />

de répondre à nos questions. C’est dans<br />

ce cadre que nous avons réalisé un essai<br />

permettant d’identifier le niveau acoustique<br />

d’une baie électrique. Cet essai permet<br />

d’optimiser le confort du personnel évoluant à<br />

proximité de l’équipement ». Mais dans quel<br />

but exactement ? Les enjeux des industriels<br />

dans la réduction de l’impact sonore sont<br />

évidemment nombreux ; « au-delà du respect<br />

du respect de la norme définie pour cet essai<br />

de qualification, l’objectif est de protéger le<br />

personnel mais aussi de prévenir tous risques<br />

liés à un niveau acoustique trop élevé. Il<br />

permet notamment d’adapter les équipements<br />

de protection individuel (EPI) ».<br />

Pour ce faire, les équipes de Sopemea Vélizy<br />

ont pu s’appuyer sur un savoir-faire solide et<br />

14 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


MESURES<br />

Position des microphones<br />

des équipements d’essais importants ; « grâce à notre service<br />

Mesures, nous avons pu réaliser cet essai selon la norme ISO<br />

3746 – classe 3. Celui-ci spécifie que les mesures acoustiques sont<br />

réalisées à l’intérieur de bâtiments industriels. Nous effectuons<br />

généralement ces essais au sein de nos cages anéchoïques ce qui<br />

permet d’annuler l’impact important du bruit de fond sur la<br />

mesure. Ces mesures nous permettent de classer l’équipement<br />

selon des critères normatifs, néanmoins le seuil d’acceptation<br />

a été défini par Alcatel. »<br />

Afin de réaliser les mesures acoustiques, Sopemea possède des<br />

chambres anéchoiques respectant les niveaux de bruit de fond<br />

imposés par les normes (standards), de même les dimensions<br />

importantes de ces chambres permettent de positionner les<br />

microphones à des distances imposées par les normes. « Le<br />

groupe dispose donc de moyens d’acquisition et de traitement<br />

du signal adéquats. De même, le personnel de Sopemea a des<br />

compétences en traitement du signal reconnues et ceci depuis<br />

plus de trente ans » ●<br />

Olivier Guillon<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I15


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

ÉVÉNEMENT<br />

Le Forum de l’Électronique<br />

revient en terres angevines<br />

fin novembre<br />

Du 23 au 25 novembre prochain se dérouleront au parc des expositions d’Angers le salon Sepem Industries<br />

Ouest et le Forum de l’Électronique. Il s’agit de la dernière édition dudit « Forum » avant que celui-ci ne soit<br />

pleinement intégré dans le salon Sepem dès 2022.<br />

Tous les deux ans, Angers accueille<br />

l’édition « ouest » du Sepem<br />

Industries auquel est associé<br />

le Forum de l’Électronique. Véritables<br />

opportunités régionales de rassembler<br />

les industriels de la filière électronique<br />

et les autres filières industrielles, ces<br />

deux événements réuniront plusieurs<br />

centaines d’exposants et abriteront de<br />

nombreuses conférences, à la fois sur<br />

la production et la maintenance (sur<br />

le Sepem, organisées par le magazine<br />

Production Maintenance) et les<br />

conférences et les tables rondes de<br />

l’électronique. Au total, pas moins de<br />

400 sociétés seront représentées sur cet<br />

évènement, rythmé par un programme<br />

de 50 conférences en accès libre.<br />

L’ÉLECTRONIQUE, UN PILIER DE<br />

L’INDUSTRIE 4.0<br />

L’électronique est le pilier commun pour traiter des sujets de la<br />

transformation numérique, de l’industrie du futur, de l’IoT et du<br />

logiciel embarqué. Le rapprochement du Forum de l’Électronique et<br />

du Sepem en témoigne. L’avènement de la 4 e révolution industrielle<br />

correspond à une mutation des systèmes de production aussi bien<br />

sur le plan technologique que pour la gestion et le management.<br />

Cette révolution est liée à l’introduction dans tous les compartiments<br />

de l’industrie, du numérique, des objets connectés, de l’intelligence<br />

artificielle et de l’IoT. La microélectronique est au cœur de tous<br />

ces concepts et de ces objets physiques. Elle doit répondre à<br />

différents défis que sont l’intégration croissante des circuits et<br />

des systèmes, l’augmentation des performances en traitement<br />

et transmission d’information, et la<br />

consommation d’énergie associée, qui<br />

croît exponentiellement actuellement.<br />

LA RÉGION PAYS DE LA LOIRE<br />

ET LE PAYS ANGEVIN, DES<br />

TERRITOIRES MAJEURS DANS<br />

LA FILIÈRE ÉLECTRONIQUE<br />

Avec près de 25 000 emplois, environ<br />

500 entreprises, 3 900 étudiants et<br />

250 chercheurs, la région des Pays<br />

de la Loire est la première en matière<br />

d’assemblage électronique en France.<br />

Plus précisément, Angers est devenu<br />

un véritable épicentre de la filière<br />

électronique d’assemblage : son<br />

Technocampus électronique & IoT (ex<br />

Cité de l’objet connecté), We Network<br />

(Centre technique de l’électronique,<br />

de l’IoT et de la performance industrielle), qui fait l’objet d’un<br />

article en page suivante, et bien sûr Cap’Tronic contribuent à y<br />

réunir plus de 200 acteurs du Grand Ouest de la France, dont de<br />

nombreuses entreprises de l’électronique.<br />

De son côté, la région grenobloise bénéficie quant à elle d’un<br />

environnement industriel très fort dans le domaine de la<br />

microélectronique couvrant la conception, le développement et<br />

la production ainsi que de nombreuses entreprises utilisatrices.<br />

Berceau du géant franco-italien STMicroelectronics, Grenoble<br />

accueillera la prochaine édition du Sepem Industries qui intègrera<br />

en son sein le forum de l’électronique. Rendez-vous du 8 au 10<br />

février 2022 ●<br />

Olivier Guillon<br />

16 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

ANALYSE<br />

Répondre aux défis et aux enjeux<br />

multiples de la filière électronique<br />

Co-organisateur des conférences qui rythmeront fin novembre à Angers le Forum de l’Électronique, Sébastien<br />

Rospide, directeur général du CRT WeNetwork, dresse un panorama de la filière et de ses enjeux en matière<br />

de production et d’essai.<br />

Sébastien Rospide<br />

Directeur général du CRT WeNetwork<br />

depuis 2013, Sébastien Rospide<br />

est diplômé de l’École supérieure<br />

d’ingénieurs en électrotechnique et<br />

électronique et de l’Essec.<br />

Il a notamment occupé le poste<br />

d’ingénieur design au sein du groupe<br />

STMicroelectronics.<br />

Sébastien Rospide, prenant l’exemple des solutions optiques afin<br />

de contrôler l’assemblage de cartes électroniques.<br />

D’un point de vue de la conception, Sébastien Rospide ajoute que<br />

désormais s’impose la stratégie du ‘‘design for test’’, destinée à<br />

apporter toujours davantage de qualité et de compétitivité. Autre<br />

aspect, celui de la supply-chain électronique ; « sous-traitants et<br />

fournisseurs sont toujours plus nombreux si bien qu’il devient de<br />

plus en plus difficile pour un fabricant de contrôler une diversité<br />

accrue de références de composants. D’où le besoin de recourir à<br />

des process automatisés ».<br />

L’APPROVISIONNEMENT, UNE CRISE SANS<br />

PRÉCÉDENT<br />

© Bosch<br />

Actuellement, plusieurs grandes tendances bouleversent le<br />

secteur de l’électronique. Outre l’accélération depuis une<br />

vingtaine d’années de la densification des composants<br />

et de leur miniaturisation accrue, l’arrivée de La 5G – ses défis<br />

technologiques et son lot de récalcitrants au sein de la population<br />

– est désormais couplée à une pénurie historique directement liée<br />

à la crise du Covid-19. « Dans notre filière, les problématiques sont<br />

multiples et concernent en premier lieu la vérification d’assemblages<br />

complexes de composants toujours plus petits et plus nombreux,<br />

nécessitant des équipements de contrôle dans les usines », complète<br />

Concernant cette fois la pénurie de composants électroniques<br />

et de semi-conducteurs, si Sébastien Rospide rappelle que<br />

l’approvisionnement est un problème récurrent chez les acteurs<br />

de la filière ; il insiste sur le fait que « l’ampleur et la durée de cette<br />

crise la rendent inédite ». Celle-ci est issue d’une conjonction<br />

de facteurs, entre crise sanitaire unique qui a mis une partie<br />

du monde en télétravail et poussé les entreprises à vider leurs<br />

stocks, les confinements qui n’ont fait qu’asseoir la suprématie<br />

du numérique ou encore le secteur automobile qui, n’ayant plus<br />

de stocks, a dû repartir fortement, sans oublier des événements<br />

climatiques et accidentels (vagues de froid, incendies)… « autant<br />

de facteurs qui se sont ajoutés à des capacités de production de<br />

composants et de semi-conducteurs déjà insuffisantes ».<br />

Face à tous ces défis, des organismes tels que WeNetwork, CRT<br />

créé en 2014 (et labellisé deux ans plus tard) qui comprend<br />

aujourd’hui 200 adhérents dont trois-quarts d’entreprises et<br />

un quart de centres de R&D, accompagnent les industriels,<br />

en particulier dans leur transformation digitale. Objectifs ?<br />

accélérer et sécuriser les projets des industriels… et conserver<br />

une filière stratégique et compétitive sur le territoire national ●<br />

Olivier Guillon<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I17


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE<br />

Deux laboratoires normands<br />

embarqués dans le projet Ethnoteve<br />

Porté par l’équipe Électronique du Greyc et le pôle Électronique & Systèmes de l’Irseem, le projet Ethnoteve<br />

se concentre sur la caractérisation thermique des composants de l’électronique de puissance, dans le but<br />

d’améliorer leur fiabilité pour des applications dédiées aux véhicules électriques et hybrides.<br />

© AdobeStock Fiabilité Systèmes Composants<br />

Retenu par la région Normandie dans le cadre de l’Appel<br />

à manifestation d’intérêts RIN 2020, ce projet pourrait<br />

avoir un rayonnement international. Ethnoteve permet<br />

par ailleurs de renforcer la dynamique du Centre français de<br />

fiabilité (CFF) et vient alimenter la feuille de route « Fiabilité des<br />

systèmes et des composants » de Normandie Aerospace (NAE).<br />

L’ÉLECTRONIQUE DE<br />

PUISSANCE, UN ENJEU POUR<br />

LE DÉVELOPPEMENT DES<br />

TRANSPORTS ÉLECTRIQUES ET<br />

HYBRIDES<br />

électriques utilisés. Cependant les nouvelles technologies utilisées<br />

doivent encore faire leurs preuves. Le Nitrure de Gallium en<br />

particulier se trouve toujours confronté à des problématiques<br />

de mise en œuvre, de commande et de fiabilité malgré le grand<br />

intérêt que lui portent les industriels en raison de ses qualités<br />

intrinsèques.<br />

L’enjeu consiste à déterminer avec une grande précision la<br />

température maximum de composants électroniques de puissance<br />

en nitrure de gallium lors de leur fonctionnement afin d’en<br />

caractériser la durée de vie et la fiabilité, avant de définir le design<br />

du système. C’est l’objectif du projet Ethnoteve.<br />

Ce projet fait appel à des compétences dans le domaine de<br />

l’électronique de puissance avec des composants de la filière nitrure<br />

de gallium mais aussi dans le domaine de « la prise de température ».<br />

Le Pôle Electronique & Systèmes de l’Irseem (Seine-Maritime)<br />

possède des compétences reconnues dans le premier domaine<br />

énoncé. De même, l’équipe Electronique du Greyc (Calvados et<br />

Manche) possède une longue expérience dans les domaines des<br />

L’électronique de puissance occupe une<br />

place de plus en plus importante dans le<br />

domaine du transport, que ce soit pour le<br />

développement des voitures électriques<br />

et hybrides ou encore pour les trains<br />

électriques et le secteur de l’aéronautique.<br />

Ce développement nécessite d’accroitre la<br />

fiabilité des systèmes et des composants<br />

18 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


composants car elle permet une détermination de la température<br />

à l’échelle du micron avec une précision de quelques degrés.<br />

UN SAVOIR-FAIRE UNIQUE EN FRANCE<br />

Le projet Ethnoteve commencera le 1 er janvier 2021 pour<br />

s’achever le 31 décembre 2022. Les actions principales consistent<br />

en l’acquisition d’équipements permettant de réaliser des<br />

caractérisations uniques en France, et dans l’embauche d’un<br />

chercheur post-doctorant.<br />

composants en nitrure de gallium et de la spectroscopie Raman.<br />

Dès lors, il était pertinent de réunir les forces régionales en présence.<br />

Pour y parvenir, le projet Ethnoteve utilisera la spectroscopie Raman,<br />

un procédé optique qui a fait ses preuves pour d’autres types de<br />

Les partenaires d’Ethnoteve ont l’ambition de développer un<br />

savoir-faire unique en France intéressant de nombreux industriels<br />

compte tenu des applications visées. L’objectif sera donc de<br />

communiquer les résultats essentiellement auprès d’industriels<br />

du territoire normand pour favoriser les échanges de proximité<br />

en vue d’élaborer des offres de prestation. Ethnoteve devra<br />

aussi permettre de renforcer les collaborations académiques et<br />

industrielles avec des partenaires sur l’ensemble du territoire<br />

national, voire international ●<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I19


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

EN PRATIQUE<br />

5 bonnes pratiques<br />

à adopter avant de se<br />

lancer dans des essais<br />

de certification CEM<br />

Le 9 septembre dernier, la société toulousaine Nexio a organisé un<br />

webinar portant sur les cinq étapes clés pour réussir ses certifications<br />

en matière de compatibilité électromagnétique (CEM).<br />

© Olivier Guillon<br />

Afin d’éviter aux entreprises le<br />

couperet du certificateur refusant<br />

d’attribuer le fameux laisserpasser<br />

pour mettre sur le marché un<br />

produit électronique (ou contenant de<br />

l’électronique), Nexio, qui a l’habitude<br />

d’accompagner les industriels en<br />

amont dans la préparation du dossier<br />

de certification, a décidé de prendre les<br />

devants à travers un webinar. Celui-ci a<br />

traité successivement des fondamentaux<br />

de la CEM, des essais en matière de<br />

compatibilité électromagnétique et de sa<br />

place dans le développement de produits.<br />

Pour Fabrice Martinot, directeur du<br />

département ingénierie de l’entreprise,<br />

« la CEM peut être perçue comme un<br />

sésame ou une sanction. Car il est<br />

important de préciser qu’il n’y a pas qu’une<br />

réglementation mais plusieurs en matière<br />

de compatibilité électromagnétique, en<br />

fonction du secteur d’activité (automobile,<br />

aéronautique…) et de l’espace géographique<br />

(État, continent, marchés ciblés...). Enfin,<br />

dans le processus de production, la CEM<br />

intervient à la fin de la chaîne ; c’est la<br />

partie visible du développement or il est<br />

important de s’y préparer à l’avance ».<br />

Mais comment ? Là est toute la question<br />

d’autant que la CEM est un passage obligé<br />

pour obtenir l’accréditation de la part des<br />

certificateurs bien connus que sont le LCIE<br />

Bureau Veritas, Apave, Utac-Ceram, le<br />

Gerac etc.<br />

De plus, outre le double enjeu à la<br />

fois juridique et qualitatif (rendu<br />

de plus en plus difficile en raison de<br />

la miniaturisation des composants<br />

électroniques et surtout de leur<br />

omniprésence dans les produits) se pose<br />

aussi la question économique ; car en cas<br />

de barrage et de refus d’être certifié CEM,<br />

l’industriel doit tout recommencer. Cette<br />

opération onéreuse vient s’ajouter à celle<br />

d’une deuxième campagne de certification<br />

et aux coûts liés au retard pris dans la mise<br />

sur le marché. C’est pour cette raison que<br />

Nexio accompagne les industriels sur toute<br />

la phase précédant la certification afin de<br />

« basculer du bon côté de la barrière ». Pour<br />

ce faire, l’entreprise toulousaine propose<br />

de s’appuyer sur cinq bonnes pratiques.<br />

CINQ ÉTAPES CLÉS POUR METTRE<br />

TOUTES LES CHANCES DE SON<br />

CÔTÉ<br />

Avant toute chose, et avant même de parler<br />

d’étapes, il est important de savoir si on<br />

est prêt à investir en matière de CEM ;<br />

autrement dit, il faut être prêt à dépenser<br />

20 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

© Rohde & Schwarz<br />

censés tout maîtriser. Or, comme on l’a<br />

dit précédemment, la CEM est une affaire<br />

de spécialistes avec des règles bien précises<br />

de filtrage, de placement et de choix de<br />

composants, et de routage. Dans ce cadre,<br />

il est important de faire des compromis afin<br />

de trouver un équilibre entre le bon design<br />

et le minimum de risques ».<br />

de l’argent dans des campagnes d’essai<br />

et d’embaucher si nécessaire, « tout en<br />

sachant qu’il n’y a pas de bonne méthode.<br />

L’important est d’avoir à l’esprit que la CEM<br />

est une affaire de spécialistes. Il faut donc<br />

bien réfléchir à ses besoins si l’on veut<br />

recruter une personne à plein temps sur<br />

ce sujet ». Dans le cas contraire, il est<br />

quand même possible de se faire certifier à<br />

condition de respecter plusieurs étapes, au<br />

premier rang desquelles il faut savoir dès le<br />

départ « À quelle sauce on va être mangé »,<br />

c’est-à-dire, en fonction du produit à<br />

développer et de son marché, à quelles<br />

normes (et celles-ci sont nombreuses)<br />

on devra répondre. « Il convient donc en<br />

premier lieu de déterminer son produit<br />

et ses exigences en matière de CEM. La<br />

deuxième étape est évidemment liée à<br />

la première puisqu’il s’agit d’analyser les<br />

risques ». Quant à la troisième, une fois<br />

que l’on a pris connaissance des règles<br />

et des risques que l’on prend, il faut<br />

passer à la conception. « Dans ce cas,<br />

le problème réside dans les compétences<br />

des jeunes électroniciens, lesquels sont<br />

© Olivier Guillon<br />

La quatrième étape consiste à effectuer un<br />

plan de test. En amont de la campagne de<br />

certification, il est important de décrire le<br />

plus précisément possible les essais CEM<br />

à mener sur le produit dans la mesure<br />

où le laboratoire certificateur n’aura pas<br />

forcément la même vision que l’industriel.<br />

Surtout, ce plan de test est destiné à dire<br />

comment on va mettre en fonctionnement<br />

le produit et selon quels critères de défauts.<br />

En somme, ce rapport doit inclure tout<br />

ce qui concerne le produit durant l’essai.<br />

C’est le cas notamment des produits en<br />

stand-by ou en fonctionnement et pour<br />

lequel il est important de définir un cas<br />

de rayonnement correspondant à un<br />

fonctionnement nominal. Autre exemple,<br />

les essais d’agression sur les produits :<br />

on s’assure qu’ils doivent continuer de<br />

fonctionner. C’est pourquoi il est nécessaire<br />

de les instrumenter en fonction des critères<br />

définis à l’avance.<br />

Enfin, cinquième et dernière étape : « Nous<br />

préconisons toujours de mener un essai<br />

représentatif des conditions d’essais de<br />

certification. En effet, ceux-ci prennent<br />

environ deux semaines à (parfois) plus<br />

de 2 000 € par jour. On conseille donc<br />

de réaliser au préalable un essai avec les<br />

conditions proches de ceux des laboratoires<br />

certificateurs durant une journée. » Ce<br />

pré-test mené et validé avec l’industriel<br />

lui permettra de savoir à l’avance s’il a<br />

des chances de les réussir. Surtout, si des<br />

problèmes ont été identifiés, il est possible<br />

de travailler dessus avant d’engager les<br />

essais de certification. L’objectif est d’être<br />

le plus serein possible et d’éviter de se<br />

faire retoquer. Il serait dommage – et très<br />

coûteux – de se pénaliser tout seul… ●<br />

Olivier Guillon<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I21


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

EXPERT’S ADVICE<br />

The vital role of simulation for virtual<br />

EMI and EMC test environments<br />

Before deploying microwave and millimeter-wave devices and systems within 5G, the internet of things, and<br />

high-speed wireless communication, it is essential to predict their performance. This need has increased the<br />

demand for virtual test platforms through simulation software.<br />

High carrier and system bus frequencies are necessary<br />

for high-data-rate communication between multiple<br />

devices present in such systems. However, increased<br />

operational frequencies may induce undesirable and troublesome<br />

electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic<br />

interference (EMI) issues, especially when communication is<br />

congested. Moreover, the impact from other physics is no longer<br />

negligible in mmWave devices. Multiphysics phenomena, such<br />

as structural deformation caused by heat expansion, need to be<br />

a part of the design consideration as well. Fortunately, a wide<br />

range of EMC and EMI scenarios can be virtually emulated and<br />

tested without having to elaborately adapt test configurations to<br />

real-world environments.<br />

USE ELECTROMAGNETIC SIMULATION SOFTWARE TO<br />

SAVE TIME, COST AND QUALITY CONTROL<br />

Using electromagnetics simulation software for evaluating device<br />

functionality reduces time and costs during the development and<br />

production cycle. Virtual evaluations can be performed prior to<br />

fabrication, test, and manufacture and are an important component<br />

in reliable quality control processes.<br />

The goal of simulation is to describe the real world as closely as<br />

possible on the computer by using proven physics equations. Ideally,<br />

the numerical model is used to mimic multiple physical phenomena<br />

representing a great variety of operational conditions, which is hard<br />

to realize in a lab environment. Accurately analyzing real-world<br />

designs and conditions comes at a cost. The more complex the<br />

analysis, the more computational resources are needed. Therefore,<br />

engineering judgment is used for excluding unnecessary parts<br />

from the analysis and for configuring the simulation settings to<br />

ensure efficient computations.<br />

When evaluating EMI and EMC performance of radiating devices,<br />

test engineers often perform measurements in a fully anechoic<br />

Figure 1<br />

Contour plot of the logarithmic field distribution of a biconical antenna in a fully<br />

anechoic chamber.<br />

chamber. Simulation tools are used to set up a numerical environment<br />

that can reproduce such tests virtually (Figure 1) by using,<br />

for example, the finite element method (FEM). For instance, the<br />

pyramidal absorbers that are attached to the anechoic chamber<br />

walls contain lossy conductive carbon particles. The absorbers<br />

attenuate the incident electromagnetic waves gradually with only<br />

small amounts of unwanted reflections. For efficiency, instead of<br />

modeling the full-sized wall of absorbers, the simulation uses only<br />

a single pyramidal unit cell with periodic boundary conditions<br />

(Figure 2). This is an efficient way of estimating the performance<br />

of the complete set of absorbers to make sure the reflectivity is at<br />

a minimum. Even if the model consists of just a single unit cell,<br />

the periodic boundary conditions make it equivalent to an infinite<br />

array of pyramidal absorbers. The effective homogeneous material<br />

properties obtained from the unit cell simulation are then used<br />

for the entire anechoic chamber wall.<br />

To validate the virtual version of the anechoic chamber, a wide-<br />

22 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

no degradation of performance due to the incomplete absorber<br />

characterization.<br />

MAKE THE SIMULATION MUCH FASTER AND MORE<br />

EFFICIENT IN TERMS OF MEMORY USAGE<br />

Figure 2<br />

Microwave absorber simulation using Floquet periodic boundary conditions.<br />

band biconical antenna is placed inside the anechoic chamber.<br />

The performance of the antenna (for example, far-field radiation<br />

patterns and S-parameters) is computed to validate that there is<br />

Although the real-world representation of the antenna inside the<br />

fully anechoic chamber in the simulation is visually quite appealing,<br />

as shown in Figure 1, its computational cost is unnecessarily high.<br />

The simulation can be made much faster and more efficient in<br />

terms of memory usage by using a numerical technique that is<br />

equivalent to the anechoic chamber walls. Such techniques involve<br />

using perfectly matched layer (PML) and absorbing boundary<br />

condition features. To efficiently study the near and far fields<br />

and other antenna parameters, it is sufficient to place the same<br />

biconical antenna in a much smaller surrounding air domain<br />

enclosed by a perfectly matched layer (Figure 3).<br />

In order to simulate a large system efficiently, it is crucial to choose<br />

proper numerical boundary conditions. In addition, eliminating<br />

OSCILLOSCOPES PORTABLES<br />

5<br />

instruments en 1<br />

bonnes raisons de choisir un<br />

SCOPIX IV<br />

et son logiciel SX-METRO de gestion<br />

des courbes et données de mesure<br />

600 V<br />

CAT III<br />

WiFi<br />

IP<br />

54<br />

MICRO<br />

SD<br />

Chauvin Arnoux<br />

Tél : 01 44 85 44 85<br />

info@chauvin-arnoux.com<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I23


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

reflected waves do not bounce back onto the car. Meanwhile, the<br />

bottom ground and the car body generate reflection and multipath<br />

fading effects on the cable harness. The electromagnetic waves<br />

coupled to the cable are a source for unwanted conducted emission<br />

as well. In a real car system, it would be hard to access and relocate<br />

the source and victims for the EMI/EMC test. However, by using<br />

simulation, it is possible to analyze arbitrary configurations. In<br />

this way, by not being limited by physical testing, engineers can<br />

produce more robust system designs.<br />

Figure 3<br />

Biconical antenna enclosed by a perfectly matched layer (PML). The PML at the<br />

front is removed from view to show the interior.<br />

design details that are deemed to have negligible impact on the<br />

results, just keeping the relevant components, can make further<br />

efficiency gains. By using PMLs, a large system can be simulated<br />

and not limited to just device-level modeling.<br />

In Figure 4, the electric field transmitted from a fictitious radiating<br />

device on the rear windshield of a car is studied to see the radiated<br />

emission effect over the cable harness inside. The PML covers the<br />

upper half-space, absorbs all outgoing waves, and ensures that<br />

MULTISCALE ELECTROMAGNETIC MODELING<br />

TECHNIQUE: AN EXCELLENT ALTERNATIVE TO<br />

OVERCOME THE LIMITATIONS OF TRADITIONAL<br />

CALCULATION METHODS<br />

By using simulation, one can estimate the actual performance<br />

of devices for IoT applications when they are deployed in a real<br />

environment. IoT devices may be placed in a living room, a garage,<br />

or other spaces in a house. The electrical size of the problem in<br />

terms of the number of spanned wavelengths can easily exceed<br />

what can be addressed by so-called full-wave numerical methods.<br />

Full-wave methods include the finite element method (FEM),<br />

the finite difference time domain (FDTD) method, and the<br />

method of moments (MoM). There are alternative computational<br />

electromagnetics approaches available for approximating the<br />

performance of IoT devices without sacrificing too much accuracy.<br />

Figure 4<br />

Impact on cable harness by<br />

the radiation from the rear<br />

windshield in the FM radio<br />

frequency band.<br />

24 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

In addition, such approximate methods can produce useful results<br />

while still using limited computational resources. One such approach<br />

is the method of ray tracing.<br />

Figure 5 shows multiscale simulation capabilities when ray tracing<br />

is employed together with FEM. The part of the simulation that<br />

uses FEM analyzes a small simulation domain surrounding the<br />

antenna of a wireless router that includes a truncated surrounding<br />

air domain. Rays are launched from the antenna location, and<br />

their initial strength is proportional to the directional intensity<br />

of the 3D far-field radiation pattern of the antenna. The antenna<br />

coverage inside a media room (Figure 5) can be approximated<br />

quickly without long simulation times or excessive memory<br />

SIMULATION SOFTWARE THAT HAS EVOLVED TO<br />

ACCOMMODATE NON-SIMULATION SPECIALISTS<br />

Simulation provides virtual analysis platforms for a wide range<br />

of test scenarios. However, learning how to use electromagnetics<br />

simulation software may not be the best use of time for everyone<br />

in an organization. Limited training and access to simulation<br />

software may restrict usage of electromagnetics simulation tools<br />

to a small set of expert users. Completed numerical EMI and EMC<br />

test models may frequently need new input parameters in order to<br />

adjust to a real-world test environment’s variations. The need for<br />

updating boundary conditions, mesh, and postprocessing settings<br />

outside of the simulation group can cause unexpected delays in the<br />

development cycle. The good news is that simulation software has<br />

evolved to accommodate specialists who are not dedicated simulation<br />

engineers. The simulation models can be converted to easy-to-use<br />

apps (Figure 6). An app has a straightforward, specialized user<br />

interface (UI) and can be shared with colleagues and customers<br />

through existing web browsers or as a standalone executable file.<br />

Such standalone apps do not require purchasing extra software<br />

Figure 5<br />

Multiscale electromagnetics simulation example. It combines the conventional<br />

finite element method for antenna analysis and ray tracing for describing indoor<br />

communication.<br />

usage. This multiscale electromagnetics modeling technique is<br />

a great alternative for overcoming the limitations of traditional<br />

computation methods for large EMI and EMC problems.<br />

Simply combining existing computational methods can<br />

overcome the limitations of traditional numerical analysis. Two<br />

such situations are when you need to produce wideband results<br />

with high-frequency resolution or when you need to analyze<br />

signal integrity and time-domain reflectometry (TDR) for a large<br />

device. Such simulations can be very time consuming. However,<br />

in both cases, the computational performance can be greatly<br />

boosted by conducting a fast Fourier transform (FFT), either<br />

from the time domain to the frequency domain or the other way<br />

around. For example, you can first perform a transient analysis<br />

and then run a time-to-frequency FFT to achieve a wideband<br />

S-parameter and far-field calculation in the frequency domain.<br />

Alternatively, you can first perform a frequency sweep and<br />

then run a frequency-to-time FFT for a time-domain bandpass<br />

impulse response. This is useful for time-domain reflectometry<br />

analysis, such as identifying a defective part of a transmission<br />

line, which results in impedance mismatch and signal quality<br />

degradation.<br />

Figure 6<br />

Simulation app for quickly estimating the far-field pattern of a phased array<br />

antenna using a full-wave single antenna simulation and array factor.<br />

licenses and can run regardless of the operating system. A large<br />

number of people involved in EMI test projects can easily access<br />

the virtual test kit provided by an app and optimize the product<br />

without learning how to use the software behind the curtain.<br />

The variety of simulation tools that support multiple numerical<br />

methods within electromagnetics helps engineers and researchers not<br />

only to design conventional devices, such as filters, couplers, antennas,<br />

and waveguide structures, but also to test EMI and EMC problems in<br />

applications for 5G, IoT, and wireless communication. Conventional<br />

electromagnetics analyses can be extended to include multiple<br />

physical effects using multiphysics simulation. The simulation<br />

software industry is also evolving to meet the demands of the fastpaced<br />

market for emerging high-speed communication technologies<br />

and help more people benefit from simulation ●<br />

Jiyoun Munn<br />

jiyoun@comsol.com<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I25


DOSSIER<br />

Les essais<br />

accélèrent<br />

dans le secteur<br />

automobile<br />

électrique<br />

Alors que le salon de l’automobile de Munich a fermé ses portes<br />

mi-septembre sur une note toujours plus « électrique », les acteurs<br />

de la filière automobile n’en finissent plus d’évoluer dans un marché<br />

en dents de scie, adaptant et affinant tant bien que mal leurs<br />

stratégies dans un contexte sanitaire incertain et de pénurie en matière de<br />

semi-conducteurs – entre autres puisque du côté des métaux aussi avec l’envolée<br />

des prix de l’acier, la question d’approvisionnement en matières premières<br />

posent des problèmes majeurs. Au point que tour à tour, les usines françaises<br />

de Toyota Onnaing, Stellantis Rennes et Sochaux et Renault Sandouville – par<br />

exemple – ont été contraintes de fermer momentanément leurs portes faute<br />

de composants électroniques et de puces notamment.<br />

Un contexte difficile qui se traduit pour les constructeurs par des ventes en<br />

baisse cet été (-35% en juillet 2021 par rapport à l’année précédente) après avoir<br />

peiné à assurer les livraisons faute de stocks à la fin du printemps. Surtout, la<br />

situation et les défis que cette situation impose s’ajoute aux investissements<br />

pharaoniques déjà engagés par les constructeurs et leurs équipementiers pour<br />

« verdir » leurs modèles et surtout répondre aux exigences fortes des politiques.<br />

Ainsi, électrique et hydrogène se trouvent au centre des débats et des projets<br />

de R&D.<br />

Dans ce dossier spécialement consacré à l’automobile, dans un numéro d’<strong>Essais</strong><br />

& <strong>Simulations</strong> qui a choisi également de traiter dans ses deux autres rubriques<br />

d’essais vibro-acoustiques (notamment dans l’automobile), d’électronique et<br />

de CEM, la rédaction a souhaité mettre en avant des thématiques traitant des<br />

véhicules électriques, pour l’essentiel. Véritable sujet du moment, n’en déplaise<br />

à une filière qui emploie des centaines de milliers de personnes en Europe à<br />

travers la production de moteurs thermiques, l’électrification des véhicules<br />

présente des défis nouveaux, en particulier dans tout ce qui a trait aux batteries ●<br />

Olivier Guillon<br />

26 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


DOSSIER<br />

LE DOSSIER EN DÉTAIL<br />

28 Comment Serma Energy se prépare à la révolution<br />

du véhicule électrique<br />

31 Batteries automobiles : des laboratoires de test<br />

en quête de l’autonomie optimisée<br />

31 La corrélation d’images numériques au service<br />

des développements de structures dans l’automobile<br />

34 Des solutions de tests vibratoires batteries<br />

« plug & play »<br />

© Fotolia<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I27


DOSSIER<br />

FOCUS LABORATOIRE<br />

Comment Serma Energy se prépare<br />

à la révolution du véhicule électrique<br />

Il y a un peu plus de trois ans, le groupe Serma prenait un virage dans le secteur de l’énergie en créant une<br />

plateforme d’ingénierie et de test de batteries. Un engagement dans la mobilité électrique qui ne se dément<br />

pas aujourd’hui à en juger les investissements et les projets menés au sein de la jeune filiale du groupe Serma<br />

Energy. Lumière sur un laboratoire armé pour affronter les défis de l’avenir en matière d’essais de motorisation<br />

électriques.<br />

Peter Herssens<br />

Aujourd’hui directeur (depuis<br />

octobre 2019) de Serma<br />

Energy, Peter Herssens (37<br />

ans) a démarré sa carrière<br />

dans le sport mécanique<br />

(endurance) à la fois dans<br />

l’automobile et la moto. Il y<br />

a appris à « tout faire », du<br />

design du véhicule complet<br />

à la mécanique en passant<br />

par le bureau d’études.<br />

Après avoir été responsable<br />

du montage de moteur à<br />

compression variable chez<br />

Danielson Engineering,<br />

il entre chez PSA comme<br />

responsable d’exploitation<br />

de bancs de sous-ensembles<br />

avant de développer des<br />

bancs de test pour boîte de<br />

vitesse. Après un passage<br />

chez l’Allemand Kratzer<br />

Automation, il intègre Serma<br />

il y a trois ans.<br />

Si l’on avait imaginé un seul instant il y a<br />

une quinzaine d’années que l’automobile<br />

prendrait un virage aussi prononcé<br />

dans l’électrique, beaucoup d’entre nous n’y<br />

auraient pas cru. Pourtant, le retournement<br />

de l’opinion ces derniers temps en faveur de<br />

l’électrique (et au détriment de la thermique,<br />

en particulier suite au « dieselgate ») et les<br />

grandes annonces des politiques ont poussé<br />

les constructeurs à investir des milliards<br />

d’euros et de dollars dans une énergie certes<br />

connue, mais aux défis majeurs en matière<br />

d’autonomie, de coûts de production et de<br />

cycle de vie des batteries.<br />

Les majors de la filière automobile n’ont eu<br />

d’autres choix que de s’en remettre à des spécialistes<br />

des essais et du développement de<br />

bancs, afin d’être dans les clous et de se positionner<br />

sur un marché aujourd’hui dominé<br />

par Tesla, entre autres. Ces spécialistes<br />

Ce centre d’essai abrite pas moins<br />

de 5 000 m 2 entièrement dédiés aux tests<br />

capables de répondre par une offre complète<br />

ne sont quant à eux pas nombreux, à l’image<br />

du Français Serma Group qui réunit près de<br />

15 000 m 2 de bâtiments industriels (entre<br />

laboratoires, salles d’essais, salles blanches et<br />

ateliers de production), positionnés sur cinq<br />

domaines d’activités stratégiques : l’électronique,<br />

l’énergie, la microélectronique,<br />

l’ingénierie des systèmes embarqués ainsi<br />

que la sûreté et la cybersécurité des systèmes.<br />

Fort de 1 200 salariés, le groupe investit plusieurs<br />

M€ chaque année dans la R&D et propose<br />

aux industriels une plateforme unique,<br />

indépendante et internationale de produits<br />

et services dans les domaines cités ci-dessus.<br />

CRÉATION RÉCENTE DE SERMA<br />

ENERGY POUR RÉPONDRE AUX<br />

NOUVEAUX ENJEUX INDUSTRIELS<br />

En 2019, à l’arrivée de son actuel directeur,<br />

sortait de terre Serma Energy, six mois à<br />

peine après le lancement du projet ! « Une<br />

prouesse car le projet comprenait à la fois<br />

la construction de bancs d’essais et du bâtiment<br />

! », indique Peter Herssens, qui en prit<br />

les rênes en octobre de la même année. Objectif<br />

? Répondre à des demandes croissantes en<br />

matière de développement de motorisations<br />

électriques en proposant des bancs de tests<br />

pour cellules, modules, packs, électronique<br />

de puissance, moteurs et groupe motopropulseur<br />

permettant d’accompagner les clients<br />

28 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


DOSSIER<br />

industriels – en France et à l’international – à chaque étape du<br />

développement d’un produit. « L’un de nos atouts majeurs réside<br />

dans notre maîtrise à tous les niveaux des phases de tests et de<br />

nos moyens d’essais ; nous n’apportons pas seulement du test<br />

mais la maîtrise de toute la chaîne ». Un savoir-faire reconnu,<br />

notamment dans l’automobile auprès des<br />

grands constructeurs et équipementiers<br />

français.<br />

D’une superficie de 5 000 m 2 dédiés aux<br />

tests, ce centre d’essai dispose de nombreux<br />

bancs batteries dont plus de cent<br />

voies cellules, six voies modules et neuf<br />

voies packs, six bancs convertisseurs de<br />

puissance, trois bancs pour chargeur VE<br />

et trois bancs e-moteurs, ainsi qu’un banc<br />

multi-usage, capable de prendre en charge<br />

le véhicule complet. Quant aux moyens<br />

mis en œuvre, leurs caractéristiques techniques<br />

haute performance permettent de<br />

caractériser les technologies et de tester<br />

le fonctionnel, d’effectuer des tests d’endurance<br />

et de vieillissement, de contraindre les applicatifs à<br />

des environnements sévères, de faire de la simulation ou bien<br />

de passer des tests de conformité aux normes en vigueur…<br />

des moyens qui peuvent dépasser des puissances de plus d’un<br />

mégawatt.<br />

Serma Energy développe des bancs pack,<br />

d’électronique de puissance et de moteur,<br />

comme ici en photo<br />

Banc d’essais<br />

haute-fréquence pour<br />

support moteur<br />

Banc de tests permettant de mesurer<br />

la raideur dynamique et le facteur de<br />

perte de supports élastomères, avec<br />

une plage de fréquence allant de<br />

50 Hz à 3 000 Hz, et une précharge<br />

pouvant être comprise entre 0 et<br />

5 000 N.<br />

Solution clé-en-main bénéficiant<br />

de notre expérience en expertise<br />

et en conception de banc d’essais.<br />

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ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I29


DOSSIER<br />

L’HYDROGÈNE AUSSI EN LIGNE DE MIRE<br />

Si la mobilité électrique occupe les laboratoires de Serma<br />

Energy, l’hydrogène n’est pas en reste. Après les nombreuses<br />

annonces gouvernementales post-Covid énoncées l’an dernier,<br />

la filière a le vent en poupe. Du côté du groupe Serma, Peter<br />

Herssens confirme que « nous avons la volonté d’investir et<br />

d’être présents à tous les niveaux du développement de moteurs<br />

et de piles à hydrogène : tant sur la partie caractérisation et<br />

tests, que sur l’audit et le conseil, l’analyse technologique et de<br />

matériaux, et la sécurité ».<br />

Exemple d’un des bancs de tests moteur<br />

Quant à la simulation numérique, celle-ci est largement utilisée<br />

pour intégrer un maximum de données d’essais et aider le<br />

client à devenir plus autonome dans ses propres développements.<br />

Serma Energy prévoit à termes d’aller plus loin : « nous<br />

souhaitons que notre service calcul pousse la simulation à l’ensemble<br />

de la chaîne de propulsion, afin de proposer un package<br />

complet à nos clients ; en somme, nous prévoyons un modèle<br />

permettant de simuler un moyen de stockage, de conversion<br />

et de propulsion complet intégré dans son environnement ».<br />

DÉVELOPPEMENT DE BANCS SPÉCIFIQUES<br />

Serma Energy développe des bancs en permanence, notamment<br />

des bancs pack, d’électronique de puissance et moteurs, mais<br />

aussi des cellules pour les chargeurs de batteries. Parmi les<br />

développements significatifs, et ils sont nombreux, notons la<br />

campagne d’essais réalisée l’an dernier sur les moteurs. « Nous<br />

avons effectué la caractérisation complète de la machine : nos<br />

essais ont porté sur la mécanique, la thermique et la partie<br />

NVH », précise Peter Herssens. Son équipe a en effet développé<br />

une méthodologie pour mener des essais par hémisphère en<br />

full dynamique. « On a extrait toute l’analyse modale de la<br />

machine en dynamique, puis on a utilisé des caméras vibratoires<br />

haute vitesse 3 axes, nous permettant de ressortir tous<br />

les niveaux de vibrations sans ajouter de masse. »<br />

Pour le patron du laboratoire « énergie » du groupe, la question<br />

de l’hydrogène concernera autant les voitures particulières<br />

que les flottes d’entreprise et véhicules dédiés à la livraison<br />

« dernier kilomètre », les questions de stockage d’hydrogène<br />

ne pourront véritablement être résolues que dans des espaces<br />

dédiés et suffisamment vastes pour accueillir des espaces de<br />

stockage et des bornes de recharges quotidiennes. « Surtout,<br />

l’hydrogène se montrera très pertinent dans le transport maritime<br />

ou encore le tertiaire. Mais l’urgent est de chercher et de<br />

travailler pour tirer l’hydrogène vers les secteurs qui pourront<br />

vraiment utiliser cette énergie… arrêtons de faire du bruit pour<br />

rien et trouvons ! »<br />

Loin des effets d’annonce, Peter Herssens, à travers les laboratoires<br />

de Serma Energy, préfère le concret, et celui-ci ne passe<br />

que par l’investissement dans les compétences humaines et<br />

les équipements d’essais et de simulation… une démarche<br />

qui semble faire le succès du groupe et de sa filiale dédiée à<br />

l’énergie qui, après seulement deux ans et demi d’existence,<br />

prévoit d’embaucher une quinzaine de personnes supplémentaires,<br />

passant d’ici fin 2022 l’effectif de vingt-cinq à quarante<br />

salariés ●<br />

Olivier Guillon<br />

Par ailleurs, Serma Energy a ajouté un analyseur d’acyclisme,<br />

de façon à faire de la prédiction sur l’état de santé de<br />

la machine. « Nous sommes ainsi en mesure de détecter avant<br />

même l’apparition d’une vibration – et donc l’occurrence d’une<br />

défaillance – une anomalie grâce à un boîtier reposant sur de<br />

l’analyse d’acyclisme et un simple capteur de vitesse installé sur<br />

l’axe de la machine tournante. Avec ce module de maintenance<br />

prévisionnelle, nous avons pu augmenter l’intervalle de révision<br />

et permis au client de savoir si un problème va apparaître avant<br />

même d’entamer la dégradation de la machine en test ».<br />

30 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


DOSSIER<br />

AVIS D’EXPERT<br />

Batteries automobiles :<br />

des laboratoires de test en quête<br />

de l’autonomie optimisée<br />

Dans la quête pour prolonger la durée de vie des batteries, l’alchimiste des temps modernes a encore du<br />

chemin à parcourir. Une bonne conception de batterie pour l’industrie de la mobilité électrique équivaut<br />

à concocter une potion puissante, avec le bon équilibre de produits chimiques pour gérer différentes<br />

applications et environnements difficiles. La batterie doit également avoir du punch pour offrir un meilleur<br />

rendement kilométrique sur la route.<br />

Hwee Yng<br />

Spécialiste de l’Industrie<br />

Automobile et<br />

Energétique (AES) chez<br />

Keysight Technologies,<br />

Hwee Yng joue un rôle clé<br />

dans la communication<br />

autour des innovations<br />

technologiques qui<br />

permettront aux clients<br />

de résoudre leurs<br />

problèmes de conception<br />

et de test de manière<br />

plus efficace, plus<br />

rapide et plus rentable.<br />

Avant d’occuper ce<br />

poste, Hwee Yng a<br />

accompagné l’équipe de<br />

tests fonctionnels et de<br />

cartes d’Agilent/Keysight<br />

en tant que chargée de<br />

communication intégrée.<br />

EV Battery<br />

Les fabricants de batteries se livrent une concurrence acharnée pour obtenir une<br />

part du gâteau sur le marché des batteries pour véhicules électriques (VE), dont la<br />

valeur devrait atteindre 44,2 milliards de dollars entre 2020 et 2024. Si la technologie<br />

a permis de réduire de 80 % le coût d’une batterie Li-ion pour les VE au cours de la<br />

dernière décennie, la batterie reste la pièce la plus chère de la voiture électrique. La baisse<br />

de ce coût aidera les VE à séduire davantage de conducteurs.<br />

AU CŒUR DE LA R&D : TROUVER LES PARAMÈTRES ADÉQUATS À MESURER<br />

Que doit faire l’alchimiste des temps modernes pour trouver un équilibre dans la formulation<br />

de la batterie idéale et abordable ? La réponse réside dans la compréhension des facteurs<br />

à l’origine des écarts entre les objectifs de conception et les performances réelles (voir<br />

l’exemple de la figure 1). Pour créer la formule chimique idéale, il faut comprendre les<br />

différents paramètres qui influent sur les performances de la batterie, au niveau de la<br />

cellule, du module et du pack, en fonction des différentes applications visées.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I31


DOSSIER<br />

(voir la figure 2). En outre, l’évolution rapide<br />

du marché des batteries pour VE signifie<br />

également que les fabricants doivent adopter<br />

des solutions de conception pour les tests<br />

à l’épreuve du temps afin de garantir un<br />

retour sur investissement intéressant dans<br />

leurs solutions de conception et de test.<br />

Récemment, ElringKlinger AG , l’un des<br />

principaux développeurs mondiaux de<br />

systèmes d’entraînement automobile et<br />

fabricant de composants de batteries, a<br />

décidé de collaborer avec Keysight Technologies<br />

pour accélérer le développement des<br />

batteries. ElringKlinger testera ses cellules<br />

afin d’identifier la combinaison de cellules<br />

la plus efficace pour les applications ciblées<br />

de ses clients finaux, en utilisant la solution<br />

de test de batteries Scienlab de Keysight.<br />

Figure 1<br />

Il faut tenir compte des différentes caractéristiques des cellules lors du développement<br />

d’une nouvelle cellule, car les caractéristiques des cellules dépendent de leurs applications<br />

Pour compliquer les choses, chaque cellule<br />

de batterie présente des caractéristiques<br />

différentes qui dépendent de leurs<br />

applications. Lors de la conception et<br />

du test des batteries, le responsable de la<br />

conception des cellules de batterie doit<br />

envisager comment jongler avec divers<br />

paramètres de test pour plusieurs types<br />

de cellules en cours de développement, avec<br />

les ressources de test disponibles.<br />

Par exemple, dans les VE et les VE hybrides,<br />

la charge rapide et l’autonomie étendue sont<br />

importantes, ainsi la conception de la batterie<br />

doit privilégier des tests pour obtenir<br />

une meilleure capacité, efficacité et densité<br />

d’énergie. Pour pouvoir gérer et répondre<br />

efficacement à ces impératifs, les fabricants<br />

de cellules de batterie doivent anticiper les<br />

types de tests à effectuer tout au long de<br />

la chaîne de développement de la batterie<br />

Figure 2<br />

Chaque étape du cycle de développement d’une batterie, de la cellule au module et au pack,<br />

nécessite des tests rigoureux pour répondre aux critères de conception<br />

Les modules de batterie composés de<br />

plusieurs de ces éléments sont utilisés<br />

pour développer des systèmes de batterie<br />

comprenant un système de gestion de la<br />

batterie (BMS), une gestion thermique et<br />

les composants mécaniques nécessaires.<br />

Dans son modèle d’utilisation, ElringKlinger<br />

a installé un laboratoire clé en main<br />

hautement personnalisé qui comprend la<br />

gamme complète des systèmes de test de<br />

batteries Scienlab de Keysight, y compris un<br />

environnement de sécurité pour tester les<br />

cellules, les modules et les packs de batteries.<br />

LES LOGICIELS : LA CLÉ DU BON<br />

USAGE ET DU SUCCÈS<br />

Alors que la technologie permet aux batteries<br />

de VE d’atteindre une plus grande<br />

densité énergétique et une plus longue durée<br />

de vie, les laboratoires qui les développent<br />

deviennent également plus importants. Pour<br />

de nombreux autres petits fabricants de<br />

batteries disposant de laboratoires modestes,<br />

il est possible de gérer et de coordonner<br />

manuellement les quelques systèmes de<br />

test avec des outils rudimentaires, comme<br />

un tableur. Ces dernières années, ces petits<br />

producteurs de batteries se sont retrouvés<br />

avec un « bon problème », à mesure que<br />

leur activité se développait rapidement,<br />

contraignant les responsables de laboratoire<br />

32 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


DOSSIER<br />

à trouver des moyens plus rentables de gérer<br />

les processus de travail et de coordonner<br />

efficacement les ressources de test.<br />

Cette tendance à la création d’immenses<br />

laboratoires de test avec des milliers de<br />

canaux de test présente de nouveaux défis :<br />

• Un nombre croissant de types de cellules<br />

à tester, entraînant une demande de ressources<br />

de test plus importantes pour<br />

répondre à un volume de test plus élevé.<br />

• Une pression plus grande sur les délais<br />

de mise sur le marché, avec une demande<br />

de tests plus efficaces sur le cycle de vie<br />

des batteries.<br />

• Une gestion des données de test et des<br />

projets sur différents sites.<br />

En plus de ces critères, le responsable du<br />

laboratoire doit s’assurer que les dispositifs<br />

testés (DUT), dans ce cas, les cellules,<br />

modules et packs de batteries, peuvent<br />

fonctionner comme prévu dans ce que<br />

l’on appelle les tests « chronosynchrones ».<br />

Certains paramètres communs mais importants<br />

comprennent<br />

• la durabilité, l’autonomie et l’efficacité<br />

• le fonctionnement, le vieillissement,<br />

les conditions environnementales et les<br />

performances<br />

• la conformité aux normes industrielles,<br />

telles que ISO, DIN EN et SAE<br />

• le comportement en fonction de la température<br />

et la résistance mécanique<br />

• l’analyse électrochimique.<br />

Si l’on multiplie ces paramètres par le<br />

nombre d’objets sous test du client, parfois<br />

répartis sur différents sites, il apparaît très<br />

clairement que les méthodes manuelles de<br />

suivi des données ne suffisent plus.<br />

L’utilisation du Big Data, qui a fait ses premiers<br />

pas dans le monde de la fabrication<br />

électronique à grande échelle avec l’avènement<br />

de l’industrie 4.0, s’accélère également<br />

dans le secteur des batteries pour véhicules<br />

électriques. Les fabricants de batteries qui<br />

montent en puissance travaillent avec des<br />

fournisseurs de solutions comme Keysight,<br />

en utilisant des outils d’automatisation<br />

comme le PathWave Lab Operations for<br />

Battery Test, et des logiciels d’analyse de<br />

batteries comme Energy Storage Discover<br />

pour mettre au point rapidement et déployer<br />

leurs programmes de test.<br />

La figure 3 illustre comment ces deux logiciels<br />

forment un « fond de panier « intégral<br />

pour l’ensemble du processus de développement<br />

et de test des batteries. Alors que les<br />

tests sont contrôlés par le logiciel Energy<br />

Storage Discover, le logiciel PathWave<br />

Lab Operations for Battery Test, basé sur<br />

le cloud, permet de visualiser et de gérer<br />

l’ensemble du flux de travail de bout en<br />

bout du laboratoire.<br />

Une telle plateforme permet au responsable<br />

du laboratoire de gérer facilement les commandes<br />

de tests, de planifier et d’optimiser<br />

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ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I33


DOSSIER<br />

les capacités et les séquences de tests, et<br />

de partager plus efficacement les données<br />

à analyser.<br />

OPTIMISATION DES<br />

PERFORMANCES ET DE LA<br />

FIABILITÉ DE LA BATTERIE<br />

Figure 3.<br />

Architecture de calcul et de communication pour les opérations du laboratoire PathWave<br />

pour le test de la batterie<br />

Quelle que soit la qualité de la conception<br />

de chaque cellule de la batterie, ses performances<br />

dépendent de son interconnexion<br />

dans le module et le pack, et des conditions<br />

réelles du véhicule électrique. Une batterie<br />

est altérée par les températures extrêmes,<br />

les cycles énergétiques (utilisation) et la<br />

vitesse de charge. De plus, la fluidité de<br />

la conversion énergétique au niveau des<br />

différentes interfaces de charge, à la fois<br />

à bord du véhicule et avec l’équipement<br />

d’alimentation électrique externe (EVSE)<br />

est aussi un facteur important. La figure<br />

4 illustre l’environnement complexe<br />

auquel la batterie du véhicule électrique<br />

est connectée.<br />

©Keysight Technologies<br />

©Keysight Technologies<br />

Figure 4.<br />

La batterie Li-ion haute tension (HV) est au cœur de l’alimentation du véhicule<br />

électrique et de ses différents systèmes<br />

Figure 5.<br />

De la cellule unique, au module et au pack, jusqu’à son utilisation dans le véhicule<br />

électrique - chaque étape nécessite des tests rigoureux pour garantir la sécurité et la fiabilité<br />

TEST DE BATTERIE HOLISTIQUE<br />

La puissance d’un VE est déterminée par la<br />

façon dont les cellules, modules et packs de<br />

batteries fonctionnent ensemble pour fournir<br />

une meilleure puissance et une meilleure<br />

autonomie. Comme le montre la figure 5,<br />

même si le voyage de la cellule unique commence<br />

dans le laboratoire de conception,<br />

chaque étape de son développement, de<br />

sa fabrication et de son intégration dans le<br />

véhicule comporte de multiples interfaces.<br />

Une conception et des tests à chaque étape<br />

de ce circuit garantissent la sécurité et la<br />

fiabilité du véhicule pour ses occupants,<br />

et permettent de réaliser des économies<br />

d’échelle pour rendre les batteries plus<br />

abordables.<br />

La perspective des alchimistes des temps<br />

modernes va au-delà de l’optimisation de<br />

l’autonomie des véhicules électriques. En fin<br />

de compte, des batteries bien conçues seront<br />

au cœur du mouvement mondial vers des<br />

sources d’énergie véritablement propres ●<br />

Hwee Yng<br />

Keysight Technologies<br />

34 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


DOSSIER<br />

RETOUR D’EXPÉRIENCE<br />

La corrélation d’images numériques<br />

au service des développements de<br />

structures dans l’automobile<br />

Le spécialiste de la simulation Eikosim a déployé une solution de suivi par stéréo-corrélation d’images des<br />

essais de chargement sur une portière au sein du Technocentre de Renault. Retour d’expérience dans cet article.<br />

Dans le cadre du suivi de production à grande échelle des<br />

pièces automobiles, de nombreuses pièces sont soumises<br />

à des tests répétés afin de s’assurer de leur intégrité une<br />

fois mises en service. Dans ce cadre, l’essai que nous abordons<br />

dans cet article est dédié aux essais de tenue à la sollicitation dite<br />

« Coup de vent » d’une structure ouvrante (fig. 1).<br />

Figure 1.<br />

Floriane Soulas<br />

Ingénieure d’études et commerciale,<br />

Floriane Soulas rejoint l’équipe<br />

d’EikoSim en 2019 après avoir<br />

obtenu son doctorat en mécanique<br />

des structures et une première<br />

expérience industrielle<br />

fonctionnement de la portière. De plus, entre chaque palier de<br />

mise en charge, on effectue un retour à zéro de la portière qui<br />

retrouve sa position initiale.<br />

Des capteurs de déplacement (type LVDT) sont disposés en<br />

plusieurs endroits de la portière. Un premier capteur à fil a été<br />

placé à l’extrémité, au niveau du vérin permettant le déplacement.<br />

Un second capteur a quant à été installé au bas de la portière près<br />

de l’axe des charnières. C’est ce second capteur qui sera confronté<br />

aux résultats de corrélation d’images.<br />

SUIVI DE DÉPLACEMENT PAR MESURE DE CHAMP EN<br />

CORRÉLATION D’IMAGES<br />

Suivant les indications de la figure 1, une paire de caméras est donc<br />

positionnée en vis-à-vis de la portière en cours d’essai (cf Fig. 2).<br />

La taille conséquente de la structure ne permet pas de visualiser<br />

l’ensemble de la portière et d’effectuer l’analyse sur toute la surface<br />

avec une précision suffisante. Une zone d’étude réduite (représentée<br />

en Fig. 3) a donc été déterminée, c’est sur cette zone que l’analyse<br />

et la comparaison ont été effectuées lors de l’étude.<br />

En dépit des larges mouvements de corps rigide de la pièce, les<br />

caméras sont en mesure de capter la totalité de la cinématique<br />

d’ouverture de la portière sur la zone d’étude, qui comprend la<br />

Des essais de chargement sur une portière ont été réalisés avec un<br />

suivi par stéréo-corrélation d’images dans les locaux du Technocentre<br />

de Renault. Le but de ces essais est de réaliser un suivi en temps<br />

réel afin de quantifier les déplacements imposés sur la portière. On<br />

cherche ainsi à quantifier de façon globale le champ de déplacement<br />

sur l’ensemble de la structure afin de s’assurer de la validité du modèle<br />

numérique correspondant. Pour ce faire, on amène la porte en butée<br />

et on applique un effort progressif par paliers sur son extrémité,<br />

reproduisant une ouverture par un utilisateur. On prolonge ce<br />

mouvement de corps rigide au-delà de la butée d’ouverture en<br />

Figure 2. Figure 3.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I35


DOSSIER<br />

position du capteur à fil (point vert sur la Fig. 3). Les résultats<br />

présentés dans la section suivante seront adimensionnés.<br />

Cependant, on note que la mesure est exprimée directement<br />

sur le maillage éléments finis de la pièce, ce qui permet une<br />

comparaison immédiate avec les champs de déplacements<br />

prévus par le calcul de dimensionnement pour la sollicitation<br />

considérée.<br />

RÉSULTATS ET PERSPECTIVES<br />

On projette ainsi les déplacements mesurés directement sur le<br />

modèle éléments finis fournis par Renault, comme le montre<br />

la Fig. 4. Comme attendu, un mouvement d’ouverture de la<br />

porte vers l’extérieur et l’extrémité plus important que du côté<br />

interne est mesuré. On peut également retrouver ces résultats<br />

en se penchant plus particulièrement sur la comparaison avec le<br />

capteur à fil. Pour cela on dispose sur le maillage un capteur de<br />

déplacement virtuel (en vert sur la Fig. 4), grâce à la fonction de<br />

création de capteurs de déplacements d’EikoTwin, positionné<br />

à l’emplacement réel du capteur physique. La Fig. 5 montre la<br />

comparaison entre les deux capteurs pour les premiers paliers<br />

de mise en charge.<br />

Cet écart est dû à la différence de normales entre le capteur à<br />

fil (normale glissante, qui se modifie avec l’angle d’ouverture<br />

de la portière) et celle des caméras qui elle est fixe. La mesure<br />

optique sur le maillage a donc ici un avantage supplémentaire<br />

pour les grands déplacements, puisqu’il n’est pas nécessaire de<br />

la recaler dans le repère du modèle.<br />

Il convient également pour cet essai de s’intéresser au<br />

comportement de la portière lors des phases de relaxation. En<br />

effet, entre chaque palier de chargement, un retour à l’état initial<br />

est réalisé. On s’attend, ainsi que prédit par le modèle numérique,<br />

à ce que la portière retrouve sa position initiale entre chaque<br />

palier, ce qui correspond, dans la mesure, à un retour à zéro<br />

déplacement.<br />

Figure 6.<br />

Figure 4.<br />

Figure 5.<br />

On observe ici des valeurs cohérentes de déplacement entre le<br />

capteur à fil réel et la mesure par CIN. Un écart est cependant<br />

présent et se creuse au fur et à mesure que la portière s’ouvre.<br />

Comme le montre la Fig. 6, avec l’écart susmentionné entre les<br />

capteurs réel et virtuel, la portière ne revient pas à zéro entre deux<br />

phases de chargement, contrairement à ce qui avait été prédit par<br />

le modèle numérique. Par ailleurs, cet écart à la position initiale<br />

augmente en même temps que le déplacement imposé, ce qui<br />

constitue une information essentielle pour le futur recalage du<br />

modèle numérique.<br />

En conclusion, la mesure réalisée a montré des champs de<br />

déplacement obtenus lors des paliers de montée en charge homogènes<br />

et cohérents avec l’effort de traction appliqué et le capteur à fil<br />

instrumenté pour cet essai. Un écart est cependant constaté, issu<br />

de la présence d’un angle variable entre la normale du capteur<br />

à fil et le mouvement de la portière selon un angle qui varie au<br />

cours du temps.<br />

Cependant, l’essai a également permis de mettre en avant un<br />

comportement inattendu lors des paliers de relaxation et la présence<br />

de déplacement résiduels. Contrairement à ce qui avait été prédit<br />

par le modèle numérique, la portière ne revient pas à sa position<br />

d’origine entre chaque palier, ce que montre la corrélation d’images<br />

mais également le capteur à fil.<br />

Des données d’essais ont été récoltées dans cette zone pour<br />

la première fois. Ces essais sont encourageants et fournissent<br />

des résultats qualitatifs et quantitatifs dans des zones d’études<br />

préalablement jamais mesurées, permettant la mise à jour du<br />

modèle numérique associé ●<br />

Floriane Soulas (EikoSim)<br />

36 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


DOSSIER<br />

TECHNOLOGIES<br />

Des solutions de tests vibratoires<br />

batteries « plug & play »<br />

Dans cet article, Miguel Marous, directeur commercial et marketing de la société IMV France, filiale du géant<br />

nippon des machines de tests, nous donne sa vision du marché des essais pour l’automobile et des solutions que<br />

l’on peut trouver sur un marché bouleversé par les nombreuses et fortes évolutions impactant toute une filière.<br />

Sous l’impulsion des pouvoirs publiques et la pression sociale,<br />

la réduction des émissions de CO2 est un impératif pour<br />

essayer de préserver notre capital commun. Pour participer<br />

à cet effort collectif, une nouvelle mobilité s’est imposée. Nouvelle<br />

mobilité qui favorise l’émergence d’énergie nouvelles telle que<br />

l’hydrogène mais surtout l’énergie électrique pour les véhicules<br />

particuliers et industriels. Si bien que les fabricants ont dû adapter,<br />

en seulement quelques années, leur offre dans le but d’offrir des<br />

véhicules à faible émission de CO2. Les fabricants mondiaux,<br />

européens mais également français disposent aujourd’hui d’une<br />

part grandissante de véhicules tout électriques ou hybrides. Les<br />

ventes de véhicules électriques ont d’ailleurs progressé de 57% en<br />

Europe en 2021. La part de ces mêmes véhicules est quant à elle<br />

passée à 4,1% des ventes mondiales au 1er trimestre 2021 contre<br />

3,1% pour tout l’année 2020.<br />

Pour soutenir la demande en forte progression et offrir des<br />

performances en accord avec les demandes des nouveaux utilisateurs,<br />

le développement de nouvelles plateforme batteries et de nouvelles<br />

technologies sont nécessaires. Afin d’assurer une pérennité de la<br />

production des batteries en Europe, plusieurs gigafactory ont ainsi<br />

été construites ou sont sur le point d’émerger en Europe et en<br />

particulier en France. En parallèle, les financements européens et<br />

privés ont permis l’émergence de nouveau opérateurs ou start-up<br />

(ACC, Verkor, Envision, NorthVolt, Akasol, ItalVolt…).<br />

l’électrification de qualifier et de fiabiliser leurs premiers véhicules.<br />

Le développement de ces véhicules a poussé nos ingénieurs à<br />

développer des solutions spécifiques aux contraintes de cette<br />

nouvelle industrie. Aujourd’hui, deux centres d’essais d’IMV<br />

Corporation sont spécialisés dans la qualification de batteries<br />

électriques, les centres d’Uenohara et d’Iruma. Ces deux centres<br />

proposent notamment des vibrateurs K125, K200 et K350 qui<br />

permettent de répondre aux tests les plus exigeants.<br />

ENJEUX DES ESSAIS VIBRATOIRES DE BATTERIES<br />

Fort de ses premières expériences, IMV Corporation est<br />

aujourd’hui en mesure de répondre à toutes les exigences liées<br />

aux essais vibratoires des batteries. Le choix du moyen d’essai<br />

vibratoires des batteries se résument trois enjeux majeurs :<br />

• Diversité de la taille & masse des équipements<br />

• Diversité des profils vibratoires<br />

• Intégration sécuritaire et/ou enceinte climatique<br />

> Diversité de la taille des équipements<br />

Les batteries sont composées de trois éléments majeurs, les<br />

cellules, les modules et les packs.<br />

IMV, UN PIONNIER EN MATIÈRE DE TESTS<br />

VIBRATOIRES DES BATTERIES<br />

IMV Corporation dispose de plusieurs laboratoires d’essais au<br />

Japon. Ces six centres permettent de répondre à l’ensemble des<br />

industries. Le catalogue complet y est représenté afin de réaliser<br />

les tests de transport avec des vibrateurs longue course, en passant<br />

par les essais ferroviaires sur les plateformes multi vibrateurs (4x3<br />

mètres), jusqu’aux essais 3 axes simultanés.<br />

Ces installations ont permis aux pionniers de l’hybridation et de<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I37


DOSSIER<br />

Comment réussir à tester ces différents éléments sans multiplier<br />

les solutions vibratoires. IMV corporation propose pour cela<br />

des solutions innovantes pour les tables horizontales comme<br />

pour les têtes d’expansion.<br />

Pour limiter la force et ainsi la taille du vibrateur à prévoir, nous<br />

proposons avec notre partenaire Centrotecnica, une solution de<br />

table modulable, interchangeable et insensible aux contraintes<br />

thermiques. Les tables horizontales proposées sont en mesure<br />

de tester des petits modules jusqu’aux packs « Extra Large ».<br />

- Table RT (table à rails de guidage) -<br />

La table RT est un nouveau concept de table coulissante, conçu<br />

et produit par notre partenaire pour offrir une alternative aux<br />

anciennes solutions à paliers hydrostatiques haute ou basse<br />

pression. La principale innovation consiste en l’utilisation<br />

de guidages à recirculation de billes et d’une technologie<br />

d’amortissement particulière. Ce système innovant se caractérise<br />

par une grande fiabilité, flexibilité et une simplicité d’utilisation.<br />

Taille des plaques coulissantes : 450, 600, 750, 900, 1050, 1200,<br />

1500, 2000mm.<br />

- Table KRT (Table modulable RT) -<br />

La table KRT est une amélioration de la table à rail RT. Ce nouveau<br />

concept de table coulissante offre une alternative aux solutions<br />

double table ou double combo. La principale innovation réside<br />

dans l’utilisation d’une table composée de plusieurs parties.<br />

Elle permet d’utiliser uniquement les plaques nécessaires pour<br />

s’adapter à la taille de la charge utile. Celle-ci est particulièrement<br />

adaptée au test des packs « Extra Large » en longitudinal et en<br />

transversal sur table horizontale.<br />

Contrairement aux solutions à paliers hydrostatiques, ces deux<br />

technologies n’utilisent pas d’huile. Elles offrent donc plus de<br />

latitudes pour le changement de taille de plateaux. La masse<br />

embarquée est alors optimisée pour limiter la force nécessaire<br />

38 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


DOSSIER<br />

au vibrateur tout en offrant une rigidité d’interface en reprenant<br />

la totalité des points de fixation sur même bâti.<br />

Le centre de gravité des modules et pack étant relativement bas,<br />

ils génèrent des moments de tangages très limités. Il n’est pas<br />

nécessaire d’envisager une technologie trop coûteuse, difficile de<br />

mise en œuvre et sensible aux contraintes thermiques. Les tables<br />

RT et KRT sont capables de supporter les moments observés<br />

tout en réalisant les essais sous contraintes thermiques (-40°C ;<br />

+80°C) sans avaries sur les paliers.<br />

Dans le cycle de développement les batteries, comme leurs sousensembles,<br />

doivent subir la totalité de ces essais. Les profils les<br />

plus utilisés sont les normes :<br />

• ISO 12405 •VW 80000<br />

• IEC 62660 • LV214<br />

• ISO 19453-6 • GB/T2423.43<br />

• ISO 16750-3 • GB/T2423C.21<br />

• UN38.3<br />

> Diversité des masses des<br />

équipements<br />

Tester une cellule de quelques grammes<br />

ne nécessite pas le même moyen que<br />

tester un pack complet d’un grand SUV.<br />

Les cellules doivent être soumises à des<br />

accélérations de très haut niveau, jusqu’à<br />

150g - 6ms selon la norme UN38.3 Test<br />

section T4. Le vibrateur doit être en<br />

mesure de générer ce choc nécessitant une vélocité de 2,8m/s.<br />

Les packs les plus volumineux peuvent atteindre 2,5m de long<br />

pour 1,8m de large et une masse d’environ 700 kg. Le poids des<br />

différentes interfaces peut également représenter une masse nos<br />

négligeables pour réaliser ces essais.<br />

Il faut donc pouvoir adapter les interfaces et les moyens à chaque<br />

type d’équipement. Une adaptation au plus juste permet de<br />

mieux rentabiliser son investissement ; il est donc primordial<br />

pour le fabricant ou le laboratoire d’essai de bien identifier les<br />

éléments qu’ils doivent qualifier en priorité. Qui peut le plus<br />

ne signifie pas qu’il soit adapté au « moins ».<br />

Les essais de chocs sont dimensionnants pour le choix du<br />

vibrateur. En effet, les forts niveaux d’accélération couplés à des<br />

pack de plus en plus volumineux (Large & XL) conduit à choisir<br />

un vibrateur capable d’appliquer une force jusqu’à 800kN. IMV<br />

Corporation dispose pour cela d’un des plus puissants vibrateurs<br />

électrodynamiques du marché, le K350 vibrateur refroidi par eau<br />

capable de fournir jusqu’à 900kN en choc (50g-6ms). Celui-ci<br />

dispose d’un déplacement standard de 76,2 mm et est capable<br />

de générer des chocs haute vitesse jusqu’à 3,5m/s. IMV Dispose<br />

d’une gamme de vibrateur refroidi par eau variée capable de<br />

convenir à l’ensemble des tailles de pack, les vibrateur K125LS<br />

et K200 sont des alternatives possibles en fonction du niveau<br />

de choc souhaité. Les ingénieurs IMV Corporation ont conçues<br />

des versions optimisées des amplificateurs afin d’améliorer leurs<br />

performances. Les essai aléatoires et sinus ne nécessitent pas de<br />

force importante, même pour les pack Extra Large ; le vibrateur<br />

A74 peut largement effectuer le test IEC 62660.<br />

> Diversité des essais<br />

Les essais vibratoires sont classés dans deux catégories.<br />

D’une part, les essais de qualifications lesquels ont pour<br />

fonction de vérifier la conformité des composants aux<br />

réglementations et directives internationales. D’autre part,<br />

les essais environnementaux ; ceux-ci sont destinés à vérifier<br />

les performances et la fiabilité des différents composants<br />

soumis à des sollicitations extrêmes.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I39


DOSSIER<br />

- Intégration sécuritaire et/ou enceinte climatique -<br />

Pour assurer une meilleure intégration des solution vibratoires<br />

avec les dispositifs de sécurité et climatique, IMV a développé<br />

une solution spécifique de bâti intégré.<br />

Cette solution, unique sur le marché, permet de maintenir<br />

les éléments de batteries potentiellement dangereux dans un<br />

environnement confiné en assurant une parfaite isolation et<br />

intégration avec l’enceinte climatique. Il est alors possible pour<br />

le climaticien et/ou l’utilisateur de gérer les émanations de<br />

gaz ou encore asperger d’eau les pack batteries afin de limiter<br />

l’emballement thermique.<br />

Pour assurer une rentabilité maximum, l’ensemble de la gamme de<br />

vibrateurs IMV Corporation est équipée de la dernière génération<br />

d’amplificateurs HAM. Ces amplificateurs intègrent le mode<br />

Eco développé il y près de dix ans.<br />

Les vibrateurs refroidis à air comme à eau peuvent réaliser jusqu’à<br />

60% d’économies d’énergie. Pour les vibrateurs refroidis à air, le<br />

niveau de champs et la vitesse de la turbine sont asservis au plus<br />

juste par l’amplificateur pour trouver le point de fonctionnement<br />

optimal.<br />

Les vibrateurs à eau bénéficient également de la gestion optimisée<br />

de la consommation électrique par le logiciel ISM. Les vibrateurs<br />

les plus puissants K200 et K350, grâce à l’ISM, peuvent réduire<br />

de près de 75% leur consommation lors des essais aléatoires tels<br />

que les tests IEC 62660, ISO 12405. Cette fonctionnalité permet<br />

d’assurer une bonne rentabilité de ces vibrateurs en offrant plus<br />

de capacité de tests.<br />

Fort de ces nombreux développements IMV Corporation est<br />

capable de fournir des solutions vibratoires dédiées clé en main,<br />

évolutive, à tous les fabricants de batteries et laboratoires d’essai.<br />

MV Corporation, premier fabricant de vibrateur au monde,<br />

a intégré toutes les problématiques de ce type d’essai et peut<br />

faire profiter de son expérience acquise lors des nombreuses<br />

installations réalisés à travers le monde ●<br />

Miguel Marous (IMV France)<br />

40 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


VIE DE L’ASTE<br />

PAGE PARTENAIRE<br />

Vie de l’ASTE : Assemblée générale<br />

et point sur les commissions<br />

« Thermique » et « Méca-Clim »<br />

L’Assemblée Générale s’est réunie le 30 juin dernier au Barp. Le président Daniel Leroy a présenté son rapport<br />

moral 2020 et le trésorier, Bernard Colomies, le rapport financier. Cristina Sousa (Siemens Industry Software) et<br />

Alexis Banvillet (CEA-Cesta) ont été élus au poste d’administrateur de l’association. Le point également dans cet<br />

article sur deux commissions majeures.<br />

LA COMMISSION THERMIQUE ET TECHNIQUES<br />

CONNEXES<br />

La Commission Thermique a été créée en juin 2017, suite à la<br />

fusion avec l’association thermique Celsius. Les objectifs de ladite<br />

commission sont multiples :<br />

• Partager des savoirs, des méthodes et de bonnes pratiques dans<br />

les domaines de la simulation numérique et expérimentale,<br />

• Favoriser le montage de projets de recherche dans le domaine<br />

de la thermique,<br />

• Organiser des groupes de travail, des journées techniques et<br />

des colloques-salons (ASTELAB Thermique) dans le domaine<br />

de la thermique et des techniques associées afin de répondre à<br />

ses missions.<br />

La Commission a mis en place récemment le groupe de travail<br />

« Modélisation » qui s’est réuni pour la première fois en janvier<br />

2020. Vingt représentants des sociétés des secteurs très divers y ont<br />

assisté (MBDA, PSA, Valeo, CEA Cesta, Icam, Cnes, Thales Alenia<br />

Space, EDF, Liebherre Aerospace, Airbus Defense & Space …).<br />

La prochaine réunion du Groupe de Travail Modélisation aura lieu<br />

le vendredi 1er octobre 2021 à l’Icam de Toulouse et sur Zoom. Qui<br />

peut participer ? : toute personne membre de l’ASTE intéressée,<br />

en faisant acte de candidature auprès du secrétariat de l’ASTE<br />

(pperrin@aste.asso.fr, 01 61 38 96 32)<br />

LA COMMISSION MÉCA-CLIM<br />

La commission Méca-Clim animée par Henri Grzeskowiak depuis<br />

une dizaine d’années fait suite à la commission CIN EG MECA<br />

de la DGA (qu’il avait animée aussi entre 1990 et 2012 environ),<br />

elle-même à la suite de la commission GAM EG 13 et auparavant<br />

GAM T13, qu’il avait animées depuis les années 1975. Plus de<br />

quarante-cinq ans de continuité de ces commissions, c’est donc<br />

une vieille histoire qui continue aujourd’hui avec les travaux sur<br />

les normes NFX 50-144-1 à 6.<br />

Objectifs de la commission Méca-Clim :<br />

• aider à la diffusion et à l’élaboration des bonnes pratiques de<br />

la mise en œuvre de la collection des six normes Afnor NFX<br />

50-144-1 à 6 et préparer les futures mises à jour de cette collection<br />

(cycle de mise à jour : cinq ans),<br />

• actualiser l’Annexe Générale Mécanique (de la GAM EG 13)<br />

qui devra changer de nom, et la faire évoluer vers un ensemble<br />

de fascicules des bonnes pratiques pour la prise en compte de<br />

l’environnement mécanique en application de la NF 50-144-3,<br />

• préparer l’équivalent du point 2 en climatique,<br />

• assurer une veille technique des normes suivantes : MIL STD<br />

810, DEF STAN 0035, CEI 60068, CEI 732, DO160<br />

• apporter un support de réflexion aux questions diverses posées<br />

par les membres de la commission ●<br />

Fréquence et lieu des réunions :<br />

Toutes les huit semaines en présentiel à Sopemea (Vélizy) ou<br />

en distanciel (Zoom).<br />

Qui peut participer ? :<br />

Toute personne membre de l’ASTE intéressée, en faisant acte<br />

de candidature auprès du secrétariat de l’ASTE (pperrin@aste.<br />

asso.fr, 01 61 38 96 32)<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I41


Cycles<br />

Code<br />

Formation<br />

de Base<br />

ou Spécifique<br />

Intervenant et lieu<br />

Durée<br />

en jours<br />

Prix<br />

Adhérent<br />

ASTE HT<br />

Dates proposées<br />

Mécanique vibratoire<br />

Mesure et analyses des phénomènes vibratoires<br />

(Niveau 1)<br />

Mesure et analyses des phénomènes vibratoires<br />

(Niveau 2)<br />

MV1<br />

3 1 570 €<br />

B<br />

IUT du Limousin<br />

MV2 3 1 570 €<br />

30 mars-01 avril<br />

et 07-09 septembre<br />

15-17 juin<br />

et 14-16 septembre<br />

Application au domaine industriel MV3 B SOPEMEA (78) 3 1 570 €<br />

30 mars -<br />

01 avril<br />

Chocs mécaniques : mesures, spécifications, essais<br />

et analyses de risques<br />

MV4<br />

S<br />

Christian LALANNE, Henri<br />

GRZESKOWIAK et Yvon MORI (78)<br />

3 1 570 €<br />

23-25 mars<br />

et 23-25 novembre<br />

Traitement des signaux<br />

Traitement du signal avancé des signaux vibratoires TS S<br />

Analyse modale et Pilotage<br />

Pierre-Augustin GRIVELET et Bruno<br />

COLIN (78)<br />

3 1 570 € 28-30 septembre<br />

Pilotage des générateurs de vibration : principes utilisés<br />

et applications<br />

Analyse modale expérimentale et Initiation aux calculs de structure<br />

et essais<br />

PV S SOPEMEA (78) 4 1 890 € 23-25 novembre<br />

AM S SOPEMEA ou AIRBUS D&S (31) 3 1 570 € 05-07 octobre<br />

Climatique<br />

Les fondamentaux des essais climatiques CL B SOPEMEA (78) 2 1 350 €<br />

01-02 juin<br />

et 30 novembre -<br />

01 décembre<br />

Electromagnétisme<br />

Compatibilité ÉlectroMagnétique (CEM) Exploitation<br />

des normes<br />

EL S EMITECH (78) 2 1 170 € A définir<br />

Personnalisation Environnement<br />

Prise en compte de l’environnement dans un programme industriel<br />

(norme NFX-50144-1)<br />

P1 S Henri GRZESKOWIAK (78) 2 1 170 € 28-29 septembre<br />

Prise en compte de l’environnement mécanique (norme NFX-50144-3)<br />

Principes de personnalisation de base<br />

P2-1 S Bruno COLIN et Pascal LELAN (78) 3 1 570 €<br />

16-18 mars<br />

et 12-14 octobre<br />

Prise en compte de l’environnement mécanique (norme NFX-50144-3)<br />

Principes de personnalisation avancées<br />

Prise en compte de la norme NFX-50144 dans la conception<br />

des systèmes<br />

P2-2 S Bruno COLIN et Pascal LELAN (78) 3 1570 16-18 novembre<br />

P3 S Bruno COLIN (78) 3 1 570 € 23-25 novembre<br />

Prise en compte de l’environnement climatique<br />

(norme NFX-50144-4)<br />

P4<br />

S<br />

Henri GRZESKOWIAK et Henri<br />

TOLOSA (78)<br />

3 1 570 € 21-23 septembre<br />

Mesure<br />

Extensomètrie : collage de jauge, analyse des résultats<br />

et de leur qualité<br />

M1 S Raymond BUISSON (78) 3 1 570 €<br />

30 novembre -<br />

02 décembre<br />

Concevoir, réaliser, exploiter une campagne de mesures M2 B Pascal LELAN (78) 2 1 170 € 07-08 décembre<br />

Fiabilité et <strong>Essais</strong><br />

Conception et validation de la fiabilité - dimensionnement<br />

des essais pour la validation de la conception des produits<br />

E1 S Alaa CHATEAUNEF (78) 3 1 570 € A définir<br />

Les essais accélérés et aggravés E2 S Alaa CHATEAUNEF (78) 2 1 170 € A définir<br />

Fatigue des matériaux métalliques :<br />

<strong>Essais</strong>, dimensionnement et calcul de durée de vie<br />

sous chargement complexe<br />

E3 S Alexis BANVILLET 2 1 170 € 23-25 novembre<br />

Gestion d’une Salle blanche : application dans un Centre d’<strong>Essais</strong> ME1 S AIRBUS D&S (31) 2 1 170 € A définir<br />

L’assurance qualité dans les laboratoires d’essais selon le référentiel<br />

EN ISO/CEI 17025<br />

ME2 S EMITECH (78) 2 1 170 € A définir<br />

Thermométrie<br />

Thermométrie pour les essais vide thermique T1 S Alain BETTACCHIOLI (78) 1 900 € A définir<br />

Formations 2021


AGENDA<br />

Les 13 et 14 octobre 2021<br />

AUTOMOTIVE NVH<br />

COMFORT<br />

Alors que le rendez-vous<br />

biennal des mesures et des<br />

essais, l’Automotive NVH<br />

Comfort au Mans ouvrira<br />

ses portes cet automne,<br />

la rédaction du magazine<br />

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

souhaité mettre de nouveau<br />

en avant les moyens et les<br />

technologies de mesure et de<br />

contrôle à la fois vibratoires<br />

et acoustiques dans<br />

l’industrie. Dans le cadre de<br />

cet événement international<br />

conjointement organisé par<br />

la Société des ingénieurs<br />

de l’automobile (SIA) et le<br />

Centre de transferts de<br />

technologie du Mans (CCTM),<br />

un focus sera notamment<br />

fait sur l’automobile et<br />

ses problématiques de<br />

comportement en matière<br />

de vibrations, de bruit et de<br />

chocs.<br />

Au Palais des congrès du Mans<br />

www.sia.fr<br />

Les 17 et 18 novembre<br />

2021<br />

FATIGUE DESIGN 2021<br />

La conférence internationale<br />

biennale Fatigue Design<br />

présentera à la mi-novembre<br />

les approches les plus<br />

innovantes et les progrès<br />

scientifiques en cours dans<br />

les domaines de la conception<br />

en fatigue pour entre autres<br />

prolonger la durée de vie des<br />

équipements, en s’appuyant<br />

sur de nombreux exemples<br />

industriels. Cet événement<br />

aura lieu en physique dans<br />

les locaux Cetim à Senlis<br />

mais aussi visible à distance<br />

avec 100% des sessions<br />

accessibles en virtuel.<br />

A Senlis (Cetim) ou en version<br />

digitale<br />

www.cetim.fr<br />

Du 23 au 25 novembre<br />

2021<br />

FORUM DE<br />

L’ÉLECTRONIQUE<br />

Le Forum de l’Électronique<br />

bravera la crise des<br />

semi-conducteurs et des<br />

composants électroniques<br />

dans l’industrie lors de<br />

sa tenue les 23, 24 et 25<br />

novembre prochain à Angers,<br />

en même temps que le<br />

salon Sepem Industrie<br />

Ouest. Outre l’espace des<br />

conférences qui porteront<br />

sur les multiples enjeux<br />

industriels de la filière, le<br />

Forum réunira plusieurs<br />

dizaines d’exposants venus<br />

présenter leurs dernières<br />

nouveautés et innovations<br />

technologiques. À noter<br />

qu’à partir de 2022, le<br />

forum sera pleinement<br />

intégré au Sepem et fera<br />

l’objet d’un espace 100% à<br />

l’électronique.<br />

Au parc des expositions<br />

d’Angers<br />

www.forum-electronique.com<br />

Abonnez-vous<br />

maintenant à ESSAIS & SIMULATIONS<br />

DÉSORMAIS DISPONIBLE<br />

SUR TOUS VOS SUPPORTS<br />

Le kiosque digital<br />

Le magazine papier<br />

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ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I43


INDEX<br />

Au sommaire du prochain numéro :<br />

© Sick<br />

DOSSIER<br />

Dossier exceptionnel<br />

sur les Laboratoires d’essais<br />

À l’occasion de ce dossier spécialement<br />

consacré aux laboratoires d’essais,<br />

focus sur les structures clefs du test et<br />

des essais industriels dans l’Hexagone.<br />

© O. Guillon<br />

ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Bonnes pratiques<br />

Solutions et instruments afin<br />

d’optimiser ses opérations de<br />

mesure (température, hydrométrie,<br />

optique, photonique...).<br />

Focus sur les logiciels d’acquisition<br />

de données.<br />

MESURES<br />

Les bureaux d’études à l’heure de l’industrie 4.0<br />

Comment aider les bureaux d’études à répondre aux<br />

problématiques de conception toujours plus justes et rapides ?<br />

© Hexagon<br />

Liste des entreprises citées et index des annonceurs<br />

6NAPSE (PUBLI-COMMUNIQUÉ)...................................... 9<br />

ADDI-DATA................................................................... 6<br />

ASTE............................................................... 7, 41 et 42<br />

CEA ............................................................................... 4<br />

CHAUVIN ARNOUX.................................................... 23<br />

SGS (PUBLI-COMMUNIQUÉ)........................................... 13<br />

SOCITEC ..................................................................... 11<br />

SPOEMEA................................................................... 14<br />

UTAC-CERAM............................................................... 6<br />

WENETWROK............................................................. 17<br />

AUTOMOTIVE COMFORT NVH.................................... 8<br />

COMSOL....................................4 e de couverture et 22<br />

DB VIB................................................ 2 e de couverture<br />

DEWE FRANCE............................................................ 4<br />

DJB INSTRUMENTS.................................................. 15<br />

EIKOSIM.............................................................19 et 35<br />

ETHNOTEVE............................................................... 18<br />

FORUM DE<br />

L’ÉLECTRONIQUE................... 3 e de couverture et 16<br />

HBK ............................................................................... 2<br />

IMV CORPORATION................................................... 37<br />

KEYSIGHT TECHNOLOGIES..................................... 31<br />

MESURES & TESTS................................................... 33<br />

M+P INTERNATIONAL............................................... 29<br />

NEXIO.......................................................................... 20<br />

RENAULT.................................................................... 35<br />

SERMA ENERGY........................................................ 28<br />

SIEMENS..............................................................6 et 10<br />

44,2 milliards<br />

Voici le montant en dollars astronomique du marché des<br />

batteries pour véhicules électriques (VE), marché sur<br />

lequel les fabricants de batteries se livrent une guerre<br />

sans merci afin de prendre une part significative. Cette<br />

valeur de 44,2 milliards de dollars devrait être atteinte<br />

entre 2020 et 2024 d’après une étude menée par le<br />

cabinet Technavio, intitulée « Global Electric Vehicle (EV)<br />

Battery Market 2020-2024 ». Cette filière est certes très<br />

juteuse mais aussi très complexe, tant d’un point de vue<br />

technologique qu’économique. Car si la technologie a<br />

permis de réduire de 80 % le coût d’une batterie Li-ion<br />

pour les VE au cours de la dernière décennie, la batterie<br />

reste la pièce la plus chère de la voiture électrique.<br />

Or c’est la réduction de ces coûts qui aidera les VE à<br />

séduire davantage de conducteurs.<br />

Retrouvez nos anciens numéros sur :<br />

www.essais-simulations.com<br />

44 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>146</strong> • Septembre - Octobre - Novembre 2021


www.forum-electronique.com<br />

ANGERS<br />

23 / 24 / 25<br />

NOVEMBRE<br />

2021<br />

Le salon de<br />

l’innovation, de<br />

l’imagerie et des<br />

solutions électroniques<br />

MÊME LIEU / MÊMES DATES<br />

23>25 NOVEMBRE<br />

ANGERS 2021<br />

CENTRE-OUEST<br />

angers.sepem-industries.com<br />

Des événements organisés par GL events Exhibitions Industrie<br />

Zone Artisanale Mayne II - 47440 Casseneuil - Tél: +33 (0)5.53.36.78.78


étude de cas<br />

Les véhicules<br />

autonomes<br />

nécessitent des<br />

batteries ayant une<br />

puissance durable<br />

Le stade dans le cycle de charge, le potentiel, la concentration locale, la<br />

température et la direction du courant ont tous une incidence sur le vieillissement<br />

et la dégradation d’une cellule de batterie. Il est important d’en tenir compte lors<br />

du développement de véhicules autonomes, dont le fonctionnement repose sur un<br />

grand nombre de composants électroniques. Pour concevoir des batteries longue<br />

durée suffisamment puissantes pour tenir le rythme des demandes en énergie, les<br />

ingénieurs peuvent se tourner vers la simulation.<br />

en savoir plus comsol.blog/autonomous-vehicle-batteries<br />

Le logiciel COMSOL Multiphysics® est utilisé pour la conception et la simulation des dispositifs<br />

et des procédés dans tous les domaines de l’ingénierie, de la fabrication et de la recherche.

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