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Essais & Simulations 154

Spécial Hydrogène Du point de vue des essais, où en est-on ?

Spécial Hydrogène
Du point de vue des essais, où en est-on ?

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DOSSIER 42 30<br />

Spécial<br />

Hydrogène<br />

Du point de vue des<br />

essais, où en est-on ?<br />

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ 7<br />

Des méthodes et des technologies dans le domaine<br />

vibro-acoustique<br />

ESSAIS ET MODÉLISATION 16<br />

Focus sur les solutions pour relever les défis de<br />

l’automobile<br />

N°<strong>154</strong> • OCTOBRE - NOVEMBRE - DÉCEMBRE 2023 • 20 €


Barrières<br />

Zener<br />

Câble<br />

cryogénique<br />

Tél : +33 (0) 1 47 90 77 77<br />

Mail : info@alliantech.com


ÉDITORIAL<br />

La filière automobile entre crises,<br />

rebonds, révolutions et eldorado…<br />

S’il y a bien une filière industrielle qui a du mal à « surfer » sur la vague de la régularité,<br />

c’est l’automobile. Les soubresauts conjoncturels du marché – entre chute brutale<br />

de ventes et rebonds parfois inattendus, crises diverses (Covid-19, pénurie de composants,<br />

hausse du coût des matières premières…), revirements de l’opinion (Dieselgate,<br />

« car bashing », annonces politiques parfois brutales comme l’interdiction annoncée du<br />

thermique dès 2030) – ont du mal à maintenir les acteurs de la filière dans la sérénité.<br />

Olivier Guillon<br />

Rédacteur en chef<br />

Ainsi, après une hausse des ventes continues depuis<br />

le début de l’année, de nouvelles contractions du<br />

marché apparaissent. Néanmoins, au regard de la<br />

vitalité des véhicules électriques et hybrides, les<br />

volontés politiques devraient maintenant s’accompagner<br />

d’une multiplication des infrastructures<br />

(notamment en matière de bornes de recharge<br />

publiques et privées). De même, le recours de plus<br />

en plus massif à l’IA accélère considérablement<br />

les temps de développement ; une aubaine pour<br />

les professionnels des essais qui, dans l’utilisation<br />

des outils de simulation, devraient faire émerger<br />

de nombreuses innovations dans le domaine du<br />

véhicule autonome.<br />

« Au regard de la vitalité<br />

des véhicules électriques<br />

et hybrides, les volontés<br />

politiques devraient<br />

maintenant s’accompagner<br />

d’une multiplication des<br />

infrastructures »<br />

L’autre révolution enfin, celle de l’hydrogène, si elle ne concerne pas vraiment l’automobile,<br />

ne sera pas pour autant absente de nos routes. La mobilité lourde (à commencer<br />

par les véhicules terrestres) est elle aussi promise à des avancées importantes dans<br />

les années à venir, donnant du grain à moudre au monde des essais qui devront « charbonner<br />

» pour suivre le rythme effréné imposé par le marché.<br />

Envie de réagir ?<br />

@EssaiSimulation<br />

ÉDITEUR<br />

MRJ Informatique<br />

Le Trèfle<br />

22, boulevard Gambetta<br />

92130 Issy-les-Moulineaux<br />

Tel : 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 />

RÉALISATION<br />

Publicité :<br />

Conception graphique :<br />

Patrick Barlier<br />

Société AfriVe digital Services<br />

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

Impression :<br />

Diffusion et Abonnements : GT Print EOZ<br />

https://digital.mrj-presse.fr/ 6, rue d'Alembert<br />

https://essais-simulations.com/la-revue/ 78190 Trappes<br />

Emilie Bellenger<br />

abonnement@ essais-simulations.com N°ISSN :<br />

1632 - 4153<br />

Prix au numéro : 20€<br />

N° CPPAP : 1026 T 94043<br />

Abonnement 1 an France et à<br />

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

Dépôt légal : à parution<br />

numérique : 60 € TTC<br />

Périodicité : Trimestrielle<br />

Abonnement 1 an version Numéro : <strong>154</strong><br />

numérique + papier : 85 € TTC Date : mai - juin - juillet 2022<br />

Règlement par chèque bancaire à<br />

l’ordre de MRJ<br />

RÉDACTION<br />

Ont collaboré à ce numéro :<br />

Thomas Caspar (Vib&Tec), Rémi<br />

Crenon (MTS Systems), Nicolas<br />

Denisot (Oros), Jan Großmann<br />

(Vector), Andrea Micheletti (Top<br />

Industrie), Jean-Pierre Monchau<br />

(Themacs Ingénierie), Sylvain Nicole<br />

(Top Industrie), Lauryanne Teulon<br />

(CFM), Société Acoem, Société<br />

Dewesoft, Pierre Weber<br />

Comité de rédaction :<br />

Estelle Duflot (Réseau Mesure),<br />

Didier Large (Nafems), David Delaux<br />

(ASTE), Jérôme Lopez (CFM),<br />

Patrycja Perrin (ASTE)<br />

PHOTO DE COUVERTURE :<br />

iStock ©Artem_Egorov<br />

Toute reproduction, totale ou partielle,<br />

est soumise à l’accord préalable de la<br />

société MRJ.<br />

Partenaires du magazine<br />

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

<br />

/Facebook.com/EssaiSimulation<br />

/@EssaiSimulation<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • octobre - novembre - décembre 2023 I1


P L UG & P L A Y INE R TIA L P L A TFORM<br />

Navion i2<br />

• Dual antenna heading<br />

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Dewesoft X software<br />

• Multiple device support<br />

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calculation of distances<br />

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and ADAS testing<br />

• Synchronization with analog<br />

devices, CAN FD, Flexray, XCP,...<br />

www.dewesoft.com<br />

france@dewesoft.com


SOMMAIRE<br />

DOSSIER<br />

DOSSIER 42 30<br />

Spécial<br />

Hydrogène<br />

Du point de vue des<br />

essais, où en est-on ?<br />

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ 7<br />

Des méthodes et des technologies dans le domaine<br />

vibro-acoustique<br />

ESSAIS ET MODÉLISATION 16<br />

Focus sur les solutions pour relever les défis de<br />

l’automobile<br />

N°<strong>154</strong> • OCTOBRE - NOVEMBRE - DÉCEMBRE 2023 • 20 €<br />

SPÉCIAL HYDROGÈNE : DU POINT DE<br />

VUE DES ESSAIS, OÙ EN EST-ON ?<br />

30 - L’hydrogène en route pour passer à l’ère industrielle<br />

33 - La mesure pour le déploiement de l’hydrogène : aperçu des<br />

dernières innovations au symposium Gas Analysis 2024<br />

35 - Stockage de l’hydrogène liquide : une meilleure connaissance des propriétés des matériaux<br />

à basse température<br />

40 - Top Industrie et MTS Systems, partenaires dans le développement de nouveaux systèmes<br />

d’essais dédiés à l’hydrogène<br />

30<br />

44 - La conception générative accélère le développement des piles à combustible à hydrogène<br />

ACTUALITÉS<br />

6 - Avec Roads, Renault veut repousser<br />

les limites de la simulation immersive<br />

6 - Le Critt M2A inaugure un Giga Test<br />

Centre (GTC) pour la validation des<br />

batteries<br />

6 - Le Cerib inaugure Kairos, son laboratoire<br />

dédié à la durabilité des ouvrages en<br />

béton<br />

6 - Salon Pollutec : des étudiants coachés<br />

par des professionnels du Réseau Mesure<br />

6 - François Deudonn nouveau directeur<br />

général d’AVSimulation (Sogeclair)<br />

MESURES & CONTRÔLE<br />

QUALITÉ<br />

7 - BruitParif et Alliantech unissent leurs<br />

forces pour disposer d’une version<br />

industrielle du radar sonore Hydre<br />

7 - 3 questions à Daniel Leroy, président<br />

d’Alliantech<br />

9 - L’intérêt applicatif du bon traitement<br />

des signaux dans les bruits et vibrations<br />

12 - Surveillance acoustique intelligente<br />

appliquée à la détection de fuite de gaz<br />

14 - Isolation antivibratoire basse fréquence<br />

: fiabiliser les bancs d'essais et réduire<br />

les perturbations environnantes<br />

ESSAIS ET<br />

MODÉLISATION<br />

16 - « L’automobile doit se rassembler<br />

pour se renouveler »<br />

18 - La R&D de Valeo dans une course<br />

effrénée pour accélérer ses<br />

développements<br />

22 - Quelles applications des instruments<br />

DAQ pour l’automobile ?<br />

25 - IPG Automotive lance Virto, une série<br />

d’applications visant à démocratiser<br />

la simulation<br />

26 - Tests intelligents de conformité<br />

et d'interopérabilité pour véhicule<br />

électrique et borne de recharge<br />

Photo : Critt M2A<br />

Photo : DR<br />

OUTILS<br />

50 - Journée technique ASTE, le 22<br />

novembre chez ArianeGroup<br />

Photo : Acoem<br />

50 - Formation SAFI - Statistical Analysis<br />

For Industry<br />

51 - Calendrier des formations de l’ASTE<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I3 I


NOS DOSSIERS EN UN CLIN D’OEIL<br />

Photo : iStock<br />

DOSSIER<br />

Coup de projecteur sur<br />

l’hydrogène p. 30 à 49<br />

Il y a deux ans, <strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> s’était intéressé l’hydrogène, une<br />

énergie déjà bien connue des industriels, moins du grand public. Mais<br />

en sortie de crise du Covid-19, il était devenu nécessaire de garantir une<br />

fourniture en énergie certes plus propre (s’agissant de l’hydrogène vert<br />

bien sûr) mais aussi produite en France afin de garantir une certaine<br />

souveraineté énergétique. L’ouverture du salon HyVolution début 2024<br />

mais aussi ce nouveau dossier – avec notamment - l’interview de<br />

Philippe Boucly, président de France Hydrogène, permettent de mieux<br />

rendre compte des avancées multiples en la matière.<br />

Photo : Vib&Tec<br />

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ<br />

Focus sur la mesure vibratoire et<br />

acoustique p. 7 à 15<br />

Ce nouveau numéro d’<strong>Essais</strong> & Simulation revient sur les moyens et<br />

les applications concrètes des moyens de mesure vibro-acoustique,<br />

dont les usages sont de plus en plus répandus, jusqu’à analyser<br />

les nuisances sonores de certains véhicules dans les grandes<br />

agglomérations. Parmi les sujets évoqués dans ce dossier, l’isolation<br />

anti-vibratoire basse fréquence, la mise en œuvre du traitement<br />

des signaux dans les bruits et les vibrations ou encore les moyens<br />

dits « intelligents » de surveillance acoustique sur les machines<br />

tournantes, en particulier pour la détection de fuites de gaz.<br />

ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Les essais face aux nouveaux défis<br />

de l’automobile p. 16 à 29<br />

Photo : source Valeo<br />

Confrontée à de multiples évolutions – voire révolution, pour ce<br />

qui est de l’électrique par exemple – la filière automobile met<br />

les laboratoires d’essais et de calculs à rude épreuve. Dans ce<br />

nouveau numéro d’<strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> consacré au secteur de<br />

l’automobile, la rédaction revient sur les challenges de toute une<br />

filière, dont les acteurs tels que Valeo (avec l’interview exclusive<br />

de Christophe Le Ligné, directeur-adjoint de la R&D du groupe),<br />

ont pris le train en marche, entre autonomie et systèmes Adas,<br />

recours croissant à l’IA et électronique embarquée, sans oublier<br />

l’électrification grandissante des véhicules.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2023 2022 I5I


ACTUALITÉS<br />

EN BREF<br />

Le Cerib inaugure Kairos,<br />

son laboratoire dédié à la<br />

durabilité des ouvrages en<br />

béton<br />

Ouvert en juillet dernier, ce nouveau<br />

laboratoire double la capacité d’essais<br />

de durabilité pour les indicateurs de<br />

durabilité et de performances : porosité<br />

accessible à l’eau, coefficient de<br />

diffusion des ions chlorure, essai de<br />

carbonatation naturelle ou accélérée,<br />

résistivité électrique, perméabilité<br />

au gaz, essai de gel sur béton durci,<br />

essai d'écaillage des surfaces de béton<br />

durci exposées au gel en présence<br />

d'une solution saline, résistance aux<br />

environnements chimiquement agressifs<br />

(pH, sulfates)…<br />

Salon Pollutec : des étudiants<br />

coachés par des professionnels<br />

du Réseau Mesure<br />

La 20 septembre dernier, Estelle<br />

Duflot, directrice du Réseau Mesure,<br />

est intervenue auprès des étudiants de<br />

3e année du BUT Mesures Physiques de<br />

l’IUT du Creusot. Une matinée consacrée<br />

à la préparation du salon Pollutec afin de<br />

leur permettre d’atteindre leurs objectifs<br />

de visite. « Cette matinée de rencontre<br />

a été une réussite. Les témoignages<br />

étaient concrets, les échanges riches,<br />

les étudiants investis », s’enthousiasme<br />

Patricia Colinot, cheffe du département<br />

Mesures Physiques. Parmi les industriels<br />

présents (et membres du Réseau Mesure)<br />

figuraient Kobold, Endress + Hauser<br />

et DEWEsoft.<br />

François Deudonn<br />

nouveau directeur général<br />

d’AVSimulation (Sogeclair)<br />

Diplômé de l'Ecole supérieure<br />

d’ingénieurs en électronique et<br />

électrotechnique ainsi que de la<br />

Hong Kong University of Science &<br />

Technologies, et fort d’une expérience<br />

de près de vingt ans dans des secteurs<br />

de pointe tels que la simulation temps<br />

réel ou les TIC (Testing, Inspection,<br />

Certification), François Deudon<br />

OUTIL<br />

Avec Roads, Renault veut repousser les<br />

limites de la simulation immersive<br />

Renault Group vient de se doter d’un centre de simulation de<br />

conduite et de simulation immersive, au service de la conception,<br />

de la validation puis de l’évolution série des véhicules. Situé dans<br />

un tout nouveau bâtiment dédié au Technocentre de Guyancourt<br />

(France), ce centre regroupe la plupart des moyens d’essais<br />

numériques immersifs et notamment Roads.<br />

Installé dans un hall dédié de près<br />

de 1 400 m² et 12 mètres de haut,<br />

ce simulateur peut accueillir dans<br />

son dôme un véhicule entier afin<br />

de permettre une immersion phygitale<br />

à 360°, mixant physique et numérique.<br />

Monté sur de puissants vérins et glissant<br />

sur des rails de 25 mètres x 25<br />

mètres, avec 90 tonnes en mouvement<br />

et des accélérations d’un G sur chaque<br />

GIGAFACTORIES<br />

axe, Roads reproduit de manière<br />

précise et fidèle le comportement dynamique<br />

de n’importe quel véhicule dans<br />

n’importe quelles conditions : type de<br />

route, densité de circulation, interactions<br />

avec les autres véhicules, altitude,<br />

météo, luminosité, etc. Objectif<br />

? Évaluer à tout moment du développement<br />

du véhicule, le comportement,<br />

les performances, la sécurité, les aides<br />

à la conduite… sur une route totalement<br />

virtuelle ou reproduisant fidèlement<br />

une route existante. Le champ des<br />

possibles est infini.<br />

EN SAVOIR PLUS ><br />

renaultgroup.com<br />

Le Critt M2A inaugure un GTC pour<br />

la validation des batteries<br />

Le 3 octobre dernier, le Critt M2A a inauguré son nouveau Giga Test Centre, un centre d’essais<br />

entièrement dédié à la production et à l’homologation des batteries des gigafactories,<br />

implanté au cœur du Pôle métropolitain de l’Artois et de la Vallée de l’électrique.<br />

Après l’inauguration de son centre d’essais batteries pour véhicules électriques et hybrides en<br />

2021, le laboratoire accélère ainsi sa transition et investit dans de nouvelles technologies. Avec<br />

cet investissement de 9M€, le centre se dote d’un équipement de tests de batterie pour véhicules<br />

électriques et hybrides nouvelle génération, unique en Europe.<br />

Les premiers essais de production sont d’ores et déjà réalisés pour les batteries de la première<br />

gigafactory d’ACC (à Douvrin), dans le cadre d’un contrat de partenariat de sept ans. Une étape<br />

stratégique essentielle dans le plan de développement du Critt M2A vers le tout électrique avec<br />

pour objectifs d’accompagner les entreprises vers l’électromobilité et anticiper les besoins futurs<br />

des gigafactories françaises et européennes.<br />

6 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin -- juillet novembre 2022 - décembre 2023


MESURES & CONTRÔLE MESURES QUALITÉ<br />

INSTRUMENTATION<br />

BruitParif et Alliantech unissent leurs forces pour<br />

disposer d’une version industrielle du radar sonore Hydre<br />

Impliquée dès le début dans le projet du gouvernement français d’expérimentation du contrôle<br />

sanction des véhicules excessivement bruyants, l’association BruitParif a mis au point Hydre,<br />

un prototype de radar sonore qui s’appuie sur sa technologie brevetée Méduse.<br />

AAfin d’accélérer le lancement<br />

de la solution et de<br />

bénéficier des compétences<br />

d’experts en industrialisation<br />

de systèmes complets<br />

métrologiques selon le référentiel ISO<br />

9001, BruitParif a noué un partenariat<br />

technique avec la société Alliantech.<br />

Cet acteur français de premier rang<br />

fournit des solutions matérielles et des<br />

services en instrumentation, notamment<br />

dans les domaines acoustique<br />

et vibratoire.<br />

Cette innovation, rendue possible grâce<br />

au soutien de la région Île-de-France,<br />

doit permettre de doter les acteurs<br />

territoriaux d’une solution opérationnelle<br />

pour lutter avec beaucoup plus<br />

d’efficacité contre les comportements<br />

inciviques d’une minorité d’automobilistes<br />

et de motards qui font vrombir<br />

leurs engins et troublent ainsi la<br />

quiétude de millions de nos concitoyens.<br />

Les attentes vis-à-vis d’une telle<br />

solution sont importantes tant sur le<br />

marché français, qu’en Europe et à l’international.<br />

EN COURS D’HOMOLOGATION EN<br />

MÉTROLOGIE LÉGALE<br />

Déjà testée avec succès « à blanc »<br />

(sans verbalisation à ce stade) sur<br />

trois sites pilotes en Île-de-France (rue<br />

d’Avron à Paris, RD5 à Villeneuve-le-<br />

Roi et RD46 en Vallée de Chevreuse),<br />

Hydre est actuellement en cours d’expérimentation<br />

à Berlin sur la célèbre<br />

avenue commerçante<br />

Ku’damm<br />

(Kurfürstendamm).<br />

Elle sera prochainement<br />

déployée dans<br />

d’autres grandes<br />

villes européennes.<br />

La technologie entre<br />

aujourd’hui en phase<br />

d’homologation en<br />

métrologie légale<br />

en France auprès du<br />

Laboratoire national<br />

de métrologie et d’essai<br />

(LNE). Une fois<br />

homologuée, celle-ci<br />

De gauche à droite autour de Hydre : Olivier Blond, Christophe<br />

Mietlicki, directeur technique de BruitParif et inventeur des solutions<br />

technologiques Méduse et Hydre, et Daniel Leroy<br />

pourra être mise en service sur les sites pilotes en Île-de-France pour procéder à la<br />

seconde phase de l’expérimentation nationale, avec cette fois-ci constatation des infractions<br />

et verbalisation.<br />

Pour Daniel Leroy, président de la société Alliantech, « ce partenariat industriel entre<br />

BruitParif et Alliantech va démontrer que 1 + 1 ne font pas 2 mais 3, en démultipliant<br />

le potentiel de production et la capacité d’export à l’international de cette solution innovante<br />

conçue par des ingénieurs français dans le domaine de l’acoustique environnementale.<br />

Il ouvre également la voie à de nombreux autres développements et marchés à venir<br />

en commun. »<br />

EN VUE, UNE COMMERCIALISATION DÉBUT 2024<br />

Olivier Blond, président de BruitParif et délégué spécial à la santé environnementale<br />

à la région Île-de-France, déclare quant à lui que « l’association BruitParif a démontré<br />

tout son talent et sa capacité d’innovation en mettant au point le capteur Méduse puis le<br />

radar sonore Hydre et la région Île-de-France est particulièrement fière d’avoir pu accompagner<br />

et soutenir ces développements. Nous nous réjouissons de cette collaboration qui<br />

vient d’être nouée avec Alliantech, un acteur industriel français reconnu dans le domaine<br />

de l’acoustique dont le siège se trouve, qui plus est, en Île-de-France ! »<br />

©Bruitparif<br />

Pierre Weber<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS •& N°<strong>154</strong> SIMULATIONS • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai - juin décembre - juillet 2023 2022 II7


MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ<br />

INSTRUMENTATION<br />

3 questions à Daniel<br />

Leroy, président<br />

d’Alliantech<br />

© Accretech<br />

Quand le projet est-il né et quelles en sont les<br />

grandes étapes ?<br />

Impliquée dès le début dans le projet du gouvernement français<br />

d'expérimentation du contrôle sanction automatisé des<br />

véhicules excessivement bruyants, l'association BruitParif a<br />

mis au point en 2022 Hydre, un prototype de radar sonore.<br />

Alliantech, au travers de sa technologie ATomic Brain dédiée<br />

à la fusion de capteurs, a souhaité participer à cette expérimentation.<br />

Initialement concurrentes, l’ouverture, la qualité<br />

des échanges et la forte complémentarité des savoir-faire<br />

ont rapidement conduit au partenariat industriel entre les<br />

deux structures, avec pour ambition de travailler ensemble<br />

sur le marché export. Comme quoi, la communication est<br />

le meilleur moyen d’hisser le pavillon France plus haut !<br />

Avec le support du LNE, qui a dû développer ex nihilo un<br />

nouveau protocole d’évaluation, l’HYDRE est actuellement<br />

en phase d’homologation.<br />

Sur quelle(s) technologie(s) repose ce radar<br />

sonore et en quoi s'agit-il d'un produit innovant ?<br />

L’Hydre assemble les dernières technologies disponibles<br />

pour garantir la validité métrologique de la sanction (analyse<br />

par vision, localisation acoustique, détection des plaques,<br />

corrections métrologiques induites par la distance… et tout<br />

cela en temps réel !)<br />

Cette innovation, rendue possible grâce au soutien de la<br />

Région Île-de-France, doit permettre de doter les acteurs<br />

territoriaux d'une solution opérationnelle pour lutter avec<br />

beaucoup plus d'efficacité contre les comportements inciviques<br />

d'une minorité d'automobilistes et de motards qui<br />

font vrombir leurs engins et troublent ainsi la quiétude de<br />

millions de nos concitoyens.<br />

Mesure à l'intérieur d'un bloc moteur<br />

Quand, précisément, sera-t-il opérationnel et où ?<br />

L’Hydre a été testé avec succès « à blanc » (sans verbalisation<br />

à ce stade) sur trois sites pilotes en Île-de-France<br />

(rue d'Avron à Paris, RD5 à Villeneuve-le-Roi et RD46 en<br />

Vallée de Chevreuse), à Berlin (voir photographie) ainsi qu’à<br />

Genève. Il sera prochainement expérimenté dans d'autres<br />

grandes villes européennes.<br />

Du fait de la complexité et de la technicité de la procédure<br />

d’homologation, il faudra certainement au moins six mois<br />

avant de voir l’Hydre débarquer dans les zones urbaines.<br />

Une fois homologué par le LNE, celui-ci pourra être redéployé<br />

sur les sites pilotes pour procéder à la seconde phase<br />

de l'expérimentation nationale, avec cette fois-ci constatation<br />

des infractions et verbalisation.<br />

Propos recueillis par Olivier Guillon<br />

8 I IESSAIS & SIMULATIONS • • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin -- juillet novembre 2022 - décembre 2023


MESURES & CONTRÔLE MESURES QUALITÉ<br />

AVIS D’EXPERT<br />

Nicolas Denisot<br />

Ingénieur d’applications de la société Oros<br />

L’intérêt applicatif<br />

du bon traitement<br />

des signaux dans les<br />

bruits et vibrations<br />

Il existe de multiples façons plus ou moins<br />

avancées de capturer un signal dynamique<br />

et d’en dériver un résultat de type spectral.<br />

Que ce soit pour une mesure modale ou le<br />

diagnostique des machines tournantes, les<br />

méthodes employées impactent fatalement<br />

le résultat final. Cet article revient sur les<br />

notions de temps réel, de dynamique de<br />

mesure, d’analyse en ordre et de précisions<br />

en phase.<br />

Le temps réel est la capacité à traiter un signal sans<br />

perdre d’échantillon. L’enjeu est la maîtrise de la<br />

métrologie car les traitements sont basés sur des<br />

filtres de différentes sortes. Lors de la perte d’échantillons,<br />

ces filtres numériques génèrent des erreurs. Le traitement<br />

à la volée doit donc être plus rapide que le flux de<br />

données acquises. Pour s’assurer de cette capacité de traitement<br />

simultané sur toutes les voies, il faut disposer de<br />

moyens de calculs déterministes au travers d’un système<br />

d’exploitation temps réel (SETR) qui gère, avec des DSP<br />

locaux optimisés, la répartition des ressources de calcul.<br />

L’objectif d’une bonne dynamique est que les composantes<br />

spectrales faibles ne soient pas bruitées tout en évitant la<br />

surcharge de la gamme d’entrée. Par exemple, dans une<br />

mesure sur un réducteur de vitesse, il est indispensable<br />

d’identifier les vibrations cinématiques (fortes) autant que<br />

les réponses structurelles (faibles). Pour cette raison, les<br />

systèmes Oros sont équipés de Convertisseurs analogiques<br />

numériques (CAN) 24 bits offrant une dynamique instantanée<br />

de 140 dB sans avoir à les empiler.<br />

La technique par empilement parfois employée fonctionne<br />

comme un sélecteur de calibre en continu. Cela n’augmente<br />

pas le rapport signal sur bruit (RSB) et peut même le dégrader.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I9I


MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ<br />

basée sur le tour courant, le suivant et les deux précédents<br />

sur du signal bufferisé, la vitesse est interpolée au 3e ordre<br />

permettant de déterminer l’instant d’échantillonnage pour<br />

chaque angle constant dans le tour. Cette technique offre<br />

une bien meilleure fidélité des analyses.<br />

- Si on veut s’affranchir de toute estimation de vitesse, Oros<br />

propose un algorithme qui rééchantillonne les blocs temporels<br />

à partir d’un train de pulses (n/tour) qui fournit l’information<br />

angulaire précise.<br />

L’article ref [1], décrit cette architecture et mentionne qu’il<br />

n’y a pas de gain en dynamique instantanée. Ce principe<br />

permet de suivre le signal sur une large plage dynamique<br />

mais dégrade le RSB car chaque branche doit être soigneusement<br />

adaptée pour aligner les réponses en phase, amplitude<br />

et fréquence. Même les meilleurs traitements (ref [2])<br />

dégradent le RSB au passage d’un CAN à l'autre, avec des<br />

chutes de RSB de l’ordre de 18 dB.<br />

De plus, la cascade de CAN ne permet pas de corriger<br />

spectralement les défauts des entrées. Ce type de calibration<br />

est appliqué aux instrument Oros par exemple, ce qui<br />

permet une mesure fiable des fonctions croisées entre des<br />

voies avec des calibres différents.<br />

Pour l’acquisition des vitesses de rotation, les voies « external<br />

trigger » sont nécessaires. Ces voies comparent le niveau<br />

du signal par rapport à un seuil à définir. Elles possèdent<br />

une électronique minimaliste et sont sur-échantillonnées<br />

d’un rapport de 64, soit une précision de 6.4 MHz (ou<br />

encore 150 ns) pour un échantillonnage à 102.4 kS/s. Ceci<br />

permet de replacer en angle les échantillons sur la référence<br />

de phase (top/tour). Elles permettent par exemple l’équilibrage<br />

de turbo chargeurs tournant à 330 000 tr/min en<br />

une dizaine de secondes.<br />

LE CAS DES MACHINES TOURNANTES<br />

Intéressons-nous maintenant aux machines tournantes.<br />

Celles-ci génèrent des vibrations mécaniques liées à leur<br />

cinématique et leur structure. Le suivi d’ordre est utile pour<br />

l’équilibrage de rotor, l’analyse de variation de couple ou<br />

encore l’analyse vibro-acoustique d’une machine en régime<br />

transitoire.<br />

Cette technique consiste à extraire les niveaux des harmoniques<br />

synchrones à la vitesse de rotation (ordres) selon<br />

deux familles de méthodes :<br />

A) Extraction basée sur les spectres bandes fines (FFT)<br />

B) Analyse en ordre synchrone basée sur le rééchantillonnage.<br />

Celui-ci rend l'analyse en ordre indépendante des<br />

variations de vitesses. Ce traitement nécessite des filtres<br />

anti-repliement très gourmands en calcul (22 filtres en<br />

parallèle par voie). Observons plusieurs variantes :<br />

- Angles d'échantillonnage interpolés linéairement entre<br />

deux top/tour : ne convient pas aux variations rapides<br />

(moteur automobile).<br />

- Interpolation polynomiale de la vitesse dans le tour :<br />

La précision et stabilité de la phase offrent un intérêt certain<br />

pour l’équilibrage de rotor mais également pour augmenter<br />

la dynamique de mesure. En effet, le moyennage temporel<br />

synchrone permet de filtrer toutes les composantes spectrales<br />

non corrélées avec la dynamique du rotor.<br />

Enfin, on a pu observer à quel point les notions abordées<br />

devaient être prises au sérieux. On a beau élaborer des<br />

algorithmes de post-traitement des plus sophistiqués, une<br />

donnée d’entrée bruitée ou erronée ne pourra pas se réinventer<br />

: l’approche la plus performante est bien de l’acquérir<br />

et de la traiter le plus proprement possible dès son origine.<br />

Nicolas Denisot (Oros)<br />

[1] R. Fifield, “Stretching the dynamic range of a/d converters”, newelectronics.co.uk,<br />

2012<br />

[2] R. Mohellebi, “A high dynamic range Stacked ADCs receiver for long<br />

wavelength radio astronomy observations”, 2019<br />

10 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


PUBLICOMMUNIQUÉ<br />

MESURES & CONTRÔLE MESURES QUA-<br />

DAES SA, une société d’ingénierie<br />

spécialisée en simulation numérique,<br />

développe M-Fem, une suite d’applications<br />

permettant d’intégrer toutes les étapes de<br />

vérification des codes de dimensionnement<br />

du nucléaire dans un seul et même calcul<br />

Les composants mécaniques<br />

des systèmes<br />

classés pour la sûreté<br />

nucléaire doivent être<br />

conçus conformément aux règles<br />

spécifiées dans les normes de<br />

conception mécanique : ASME®<br />

div. III et le RCC-M. La vérification<br />

complète sous tous les<br />

types de charge, des conditions<br />

normales aux conditions accidentelles,<br />

est fastidieuse car elle nécessite un post-traitement<br />

manuel des résultats de simulation aux éléments finis (FEA).<br />

- de rendre la chaîne de calcul automatique, robuste et fiable,<br />

- de vérifier le respect des critères de dimensionnement, d’un point<br />

de vue de l’Assurance Qualité,<br />

- la visualisation complète à l’écran des vérifications des critères de<br />

votre modèle ANSYS®,<br />

- une intégration des vérifications réglementaires dans les phases<br />

amont de conception accélérant les études d’optimisation ou de<br />

sensibilité,<br />

- une diminution du temps consacré au post-traitement manuel<br />

permettant ainsi une optimisation des compétences d’ingénierie,<br />

- de mettre en œuvre et exécuter efficacement des jumeaux numériques,<br />

car les charges réelles peuvent être évaluées directement avec<br />

une grande précision.<br />

Flange<br />

UNE SOLUTION QUI PERMET DE GAGNER DU TEMPS<br />

ET DE RÉDUIRE LES ERREURS HUMAINES SUR LA<br />

CONCEPTION DES COMPOSANTS<br />

Cuve<br />

DAES a développé M-Fem, une suite de modules complémentaires<br />

spécifiques intégrés à ANSYS® Workbench (appelés "Apps"), qui<br />

automatisent entièrement les vérifications des résultats par rapport<br />

aux codes RCC-M et ASME® div. III.<br />

Les Apps M-Fem permettent :<br />

- des vérifications automatiques et complètes sur l’ensemble des<br />

nœuds de maillage d'une structure, permettant un contrôle exhaustif<br />

de la pièce simulée,<br />

La complexité du post-traitement des simulations par éléments finis,<br />

pour se conformer aux exigences des codes de dimensionnement,<br />

pousse les concepteurs à effectuer des vérifications exhaustives de<br />

tous les critères uniquement sur les sous-parties considérées comme<br />

critiques. En se basant sur l'expertise humaine et le "jugement d'ingénierie",<br />

cela peut conduire à négliger des zones de composants où<br />

la marge de sécurité pourrait être sous-estimée et également créer<br />

des marges inutiles en surdimensionnant d'autres zones.<br />

M-Fem est conçue par et pour les ingénieurs !<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I11I


MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ<br />

SOLUTION<br />

Surveillance acoustique intelligente<br />

appliquée à la détection de fuite de gaz<br />

La surveillance Agled (Acoustic Gas Leak Early Detection) développée par Metravib<br />

Engineering (groupe Acoem) est une solution autonome de détection et localisation précoce de<br />

fuites de gaz basée sur la mesure acoustique et est issue de la collaboration avec l’équipe R&D<br />

Safety de TotalEnergies OneTech qui a débuté en 2018.<br />

Composé d'un réseau d'antennes, chacune comprenant<br />

quatre microphones, conçu pour les environnements<br />

extérieurs extrêmes, ce système fournit des informations<br />

simples basées sur une IA combinée à des algorithmes de<br />

localisation à haute résolution qui permettent de détecter<br />

et de localiser une fuite de gaz indépendamment de la<br />

nature de celle-ci.<br />

En 2022, les antennes prototypes ont obtenu une certification<br />

Atex Zone 1 Ex ib IIC T4 Gb<br />

(-20°C < Ta < +45°C). Le système actuel fonctionne selon<br />

l’architecture d’alimentation et de communication schématisée<br />

de la manière suivante :<br />

Un micro-logiciel de détection et de localisation précoce<br />

de fuite de gaz est hébergé dans chaque antenne acoustique.<br />

Ses principales fonctions consistent à :<br />

• Enregistrer l'audio des microphones de l'antenne<br />

(conservé ou non selon le besoin final).<br />

• Calculer et envoyer une probabilité de fuite de gaz<br />

estimée par un réseau de neurones préalablement<br />

entraîné à partir d’une base de données de fuites réelles<br />

composée de plus de 5 600 signaux (principalement<br />

CH4, CO2, N2) dont la distance, le débit massique, les<br />

diamètres d’évacuation et le type de trou sont variables.<br />

• Déterminer et envoyer des localisations angulaires et<br />

une fonctionnelle de localisation (moyenne des différentes<br />

localisations angulaires sur la période d’acquisition<br />

généralement fixée à 3 secondes) lors d’une<br />

détection.<br />

• Estimer l’état de santé de l’antenne au travers d’un autotest<br />

embarqué.<br />

Le réseau de neurones intégré à chaque antenne et préalablement<br />

entraîné donne des probabilités de fuites pour<br />

toutes les périodes de surveillance. Le serveur de contrôle<br />

déporté effectue la collecte de toutes les informations des<br />

différentes antennes appartenant à une zone de surveillance<br />

spécifique pour les fusionner et donner une probabilité<br />

de fuite globale (Confidence Index, CI) avec une position<br />

de la fuite dans un environnement en 3 dimensions avec<br />

une stabilité spatiale associée (Cluster Density, CD). Ceci<br />

implique la nécessité d’avoir un serveur de temps (NTP)<br />

commun au réseau d’antennes.<br />

Un service calcule donc en permanence des indicateurs<br />

obtenus par triangulation, clustering et historisation en<br />

utilisant plusieurs programmes dédiés. Cette information<br />

est calculée en général toutes les 12 secondes. Elle est mise<br />

à disposition sous la forme d’une information condensée<br />

dans un fichier texte de sortie du système incluant une<br />

estimation de la quantification de la fuite en considérant :<br />

• Classe 3 si >= 10 g/s<br />

• Classe 2 si < 10 g/s et >= 1 g/s<br />

• Classe 1 si < 1 g/s<br />

12 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


MESURES & CONTRÔLE MESURES QUALITÉ<br />

Dans un environnement industriel souvent bruyant (> 75<br />

dB & < 90 dB), les différentes études réalisées ont permis<br />

de montrer qu’une antenne a une capacité de détection<br />

pour les classes 2 et 3 d’environ 20 m (360°), ce qui permet<br />

de couvrir une zone d’environ 50 x 50 = 2500 m2 avec<br />

quatre antennes comme illustré ci-dessous. Pour des environnements<br />

plus calmes, cette distance de détection est<br />

augmentée.<br />

L’une des caractéristiques spécifiques et différenciant le<br />

système Agled de Metravib par rapport à la concurrence<br />

est une réelle capacité d’intégration et d’adaptation à son<br />

environnement sonore. En effet, lors de l’installation du<br />

système sur un nouveau site, un réapprentissage du réseau<br />

de neurones permet de maintenir un taux élevé de détection<br />

de fuites dans ce nouvel environnement sonore tout<br />

en maintenant un faible taux de fausses alarmes.<br />

EXPERT<br />

EN ISOLATION ANTIVIBRATOIRE ET ACOUSTIQUE<br />

ISOLATEURS PNEUMATIQUES TRÈS BASSE FRÉQUENCE<br />

RÉGULATION DE NIVEAU, PILOTAGE ACTIF EPPC & AIS<br />

TAQUES EN HYDROPOL ET PLATEFORMES ANTIVIBRATOIRES<br />

MASSIFS ANTIVIBRATOIRES - ÉTUDE ET RÉALISATION<br />

ISOLATION ACOUSTIQUE ET ANÉCHOÏQUE<br />

TECHNOLOGIES ANTIVIBRATOIRES<br />

WWW.VIB-ET-TEC.FR<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I13I


MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ<br />

SOLUTION<br />

Isolation antivibratoire basse fréquence : fiabiliser<br />

les bancs d'essais et réduire les perturbations<br />

Spécialisé depuis plus de trente ans dans l’isolation antivibratoire et le nivellement des<br />

machines et systèmes, Bilz Vibration Technology s’est illustré sur de nombreux marchés<br />

de l’industrie et de la recherche, tels que la métrologie, le contrôle ou encore les moyens<br />

d’essais… Dans cet article, l’entreprise souligne l'importance de l'isolation antivibratoire dans<br />

les bancs d'essais et son impact sur l'environnement proche.<br />

Spécialisé depuis plus de trente ans dans l’isolation<br />

antivibratoire et le nivellement des machines et<br />

systèmes, Bilz Vibration Technology s’est illustré<br />

sur de nombreux marchés de l’industrie et de la<br />

recherche, tels que la métrologie, le contrôle ou encore les<br />

moyens d’essais… Dans cet article, l’entreprise souligne<br />

l'importance de l'isolation antivibratoire dans les bancs<br />

d'essais et son impact sur l'environnement proche.<br />

ISOLATION ANTIVIBRATOIRE DES BANCS D'ESSAIS<br />

Les tests menés sur les divers bancs d’essais peuvent être<br />

générateurs de vibrations pouvant perturber le bon résultat<br />

des mesures et l’environnement industriel voisin. Pour<br />

être fiables et précises, les mesures physiques réalisées sur<br />

les bancs d’essais doivent être dépourvues de vibrations<br />

parasites. Sont principalement concernées les mesures de<br />

vibrations, de force, de couple, de déformées ou de modes<br />

propres. C’est pourquoi les fabricants et utilisateurs de<br />

moyens d’essais font usage de suspensions antivibratoires<br />

basses fréquences.<br />

Il est primordial dans un premier temps d’identifier des<br />

sources de vibrations et de leur impact sur les bancs d'essais<br />

et leur environnement. Deux grandes familles de moyens<br />

d’essais se distinguent et requierent un traitement adapté :<br />

- les bancs vibrants (pots vibrants électrodynamique, bancs<br />

d’essais moteur, banc de fatigue…)<br />

- les bancs à chocs<br />

Le dimensionnement et le choix d’un isolateur vibratoire<br />

doit tenir compte de la géométrie du banc, des forces en<br />

jeux et des contraintes d’alignement avec ses périphériques.<br />

Au même titre que pour protéger une machine de métrologie<br />

ou de production, il est impératif d’opter pour un<br />

isolateur présentant une fréquence propre trois à quatre<br />

fois plus basse que la fréquence perturbatrice. Cette loi<br />

physique implique que plus l’isolateur sera souple (basse<br />

fréquence), plus large sera son spectre d’isolation.<br />

Selon les moyens concernés, il faudra veiller à ne pas amplifier<br />

le phénomène vibratoire lors du passage en zone de<br />

résonance (montée en régime notamment). Intervient alors<br />

le phénomène d’amortissement qui limite les oscillations<br />

dynamiques et assure un retour à l’équilibre. Plus le taux<br />

d’amortissement est élevé, plus l’amplitude du mouvement<br />

sera réduite rapidement, au risque toutefois de raidir l’isolateur<br />

et d’augmenter sa fréquence propre.<br />

DES AVANTAGES EN TERMES DE DIMENSIONNEMENT<br />

DE LA PERFORMANCE<br />

Afin de concilier ces deux propriétés physiques (une<br />

fréquence propre très basse et un fort taux d’amortissement),<br />

Bilz a développé des isolateurs actifs type AIS ou<br />

EPPC, offrant un pilotage actif ou semi-actif à sa gamme<br />

d’isolateurs pneumatiques BiAir. Il est ainsi possible d’atteindre<br />

des taux d’amortissement de l’ordre de 30 à 40%<br />

pour une suspension pneumatique très basse fréquence<br />

(f0


MESURES & CONTRÔLE MESURES QUALITÉ<br />

Outre le pilotage actif des isolateurs, Bilz équipe en standard<br />

ses coussins d’air d’un asservissement automatique<br />

de niveau (mécanique ou électronique), conférant<br />

à l’installation une mise à niveau permanente et reproductible,<br />

indépendamment des variations de charge sur<br />

le banc, d’une résolution de repositionnement pouvant<br />

atteindre +/- 10µm dans l’espace.<br />

Bilz et son représentant français Vib&Tec sont en<br />

mesure de prendre en charge l'étude et l’installation de<br />

solutions clés en mains (de la mesure vibratoire sur site<br />

jusqu’au montage final, en passant par la définition du<br />

massif antivibratoire…), ce en collaboration étroite avec<br />

les concepteurs et les utilisateurs de moyens d’essais, tels<br />

que Schenk, AVL, Clemessy, D2T, Actidyn, Tira…<br />

Thomas Caspar (Vib&Tec)<br />

LA NOUVELLE<br />

SOLUTION<br />

DE SUSPENSION<br />

TRÈS AMORTIE<br />

POUR LES<br />

APPLICATIONS<br />

TRÈS SÉVÈRES*<br />

Filtrage<br />

tirs canons<br />

séismes<br />

chocs marine<br />

Étouffeurs dynamiques<br />

pour les vibrations<br />

* taux d’amortissement = à 30 % de l’amortissement critique<br />

www.socitec.com<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I15I


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

PERSPECTIVES<br />

David Delaux<br />

Président de l’Association pour le<br />

développement des sciences et<br />

techniques de l’environnement (ASTE)<br />

« L’électrification des<br />

véhicules est une belle<br />

opportunité mais la question se<br />

pose de savoir comment valider<br />

la production au niveau mondial,<br />

d’où la nécessité de créer et<br />

sécuriser de nouvelles chaînes<br />

d’approvisionnement »<br />

« L’automobile doit se rassembler pour se<br />

renouveler »<br />

Face aux grands bouleversements que rencontrent les constructeurs automobiles en France<br />

et en Europe, l’ASTE a une carte à jouer en s’imposant comme un lieu d’échanges et de liens<br />

entre les laboratoires d’essais et les industriels. Mais plus largement, selon son président<br />

David Delaux, c’est la filière toute entière qui doit se parler, s’entendre et se réunir autour de<br />

projets communs pour tenter de relever les défis qui s’imposent, en particulier en matière de<br />

décarbonation des transports et d’électrification des véhicules.<br />

Si les secteurs de la défense, du<br />

spatial et de l’aéronautique<br />

sont traditionnellement très<br />

représentés à l’ASTE, au sein de<br />

l’association française représentant les<br />

ingénieurs et les laboratoires d’essais et<br />

dont la revue <strong>Essais</strong> & <strong>Simulations</strong> est<br />

le partenaire historique, l’automobile<br />

n’est pas en reste. Comme le confirme<br />

son président David Delaux, « l’automobile<br />

fait partie intégrante des sujets<br />

couverts au sein de l’ASTE à travers la<br />

commission CIN-EG Méca créée par<br />

Henri Grzeskowiak* 1 qui avait abouti<br />

à la rédaction de la norme G13 ».<br />

1 * Henri Grzeskowiak nous a malheureusement<br />

quitté en février 2022. Membre fondateur et très<br />

actif au sein de l’association, il avait notamment<br />

animé la commission Méca-Clim<br />

Plus globalement, la filière automobile doit se rassembler – car celle-ci est<br />

aujourd'hui très éparpillée – afin de maintenir la R&D en Europe<br />

Source : Bosch<br />

16 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Aujourd'hui, les ventes de voitures électriques, hybrides et à<br />

hydrogène en France représentent, désormais, pas moins de 15<br />

% du marché<br />

Photo : VALEO Powertrain 48V Tout électrique<br />

Aujourd’hui, cette présence dans l’automobile s’illustre<br />

notamment par les travaux réalisés par la commission<br />

Méca-Clim ainsi que la commission thermique présidée<br />

par Joseph Merlet. Et c’est sans compter la présence d’acteurs<br />

industriels importants comme Valeo sans oublier<br />

les constructeurs tels que Renault et Stellantis. Naturellement,<br />

comme le précise David Delaux, la filière représentant<br />

les ingénieurs de l’automobile a déjà son association,<br />

très active également, la SIA ; « l’ASTE et la SIA travaillent<br />

régulièrement ensemble et notre association joue un rôle<br />

complémentaire. »<br />

BIEN NÉGOCIER LE VIRAGE DE LA DÉCARBONATION<br />

Et les membres de l’ASTE ont du pain sur la planche ! Car les<br />

défis de cette filière majeure sont nombreux en France comme<br />

dans toute l’Europe. Et même si le continent – à commencer<br />

par l’Hexagone – s’est tristement vidé d’une large partie de ses<br />

usines depuis la crise de 2008, il abrite toujours de nombreux<br />

centres stratégiques de recherche et développement, lesquels<br />

voient leur activité bousculer par l’accélération des exigences<br />

réglementaires et une évolution naturelle du marché vers la<br />

décarbonation des transports.<br />

La complexité réglementaire – avec la décision de la Commission<br />

européenne d’interdire la vente de voitures thermiques dès<br />

2035 – s’ajoute à des défis déjà difficiles à relever de la puissance<br />

embarquée, des matériaux toujours plus légers et résistants et<br />

de leur durabilité. « L’électrification des véhicules est une belle<br />

opportunité mais la question se pose de savoir comment valider<br />

la production au niveau mondial, d’où la nécessité de créer et de<br />

sécuriser de nouvelles chaînes d’approvisionnement ».<br />

LA GESTION DES DONNÉES ET LE BIG DATA, L’AUTRE<br />

DÉFI DE L’AUTOMOBILE<br />

Car les challenges se font toujours plus nombreux, en particulier<br />

dans un contexte de concurrence forte provenant de Chine<br />

sur l’électrique, un marché en pleine croissance. D’ailleurs, les<br />

chiffres avancés par la Plateforme automobile (PFA) font réagir<br />

la communauté des essais : aujourd'hui, les ventes de voitures<br />

électriques, hybrides et à hydrogène en France (avec une hausse<br />

de 24 % rien qu’au mois d’août dernier) représentent pas moins<br />

de 15 % du marché contre 7 % en 2020, 2 % en 2019 et seulement<br />

1% en 2008. « Pour autant, les difficultés d’infrastructures<br />

sont criantes et on s’interroge sur la manière de rapidement<br />

mettre en place une filière de bornes de recharge à la fois fiables<br />

et durables ». Aussi, les batteries commercialisée aujourd'hui<br />

ont évolué depuis 2018 et ne sont plus les mêmes.<br />

« Au niveau des essais, nous<br />

devons nous réinventer. Le<br />

problème est que personne ne<br />

se parle. C’est la raison pour<br />

laquelle, dans cet écosystème,<br />

l’ASTE doit jouer un rôle de<br />

fédérateur et être un lieu<br />

d’échanges. »<br />

Alors comment s’adapter ? « au niveau des essais, nous devons<br />

nous réinventer. Le problème est que personne ne se parle. C’est<br />

la raison pour laquelle, dans cet écosystème, l’ASTE doit jouer un<br />

rôle de fédérateur et être un lieu d’échanges. Plus globalement, la<br />

filière automobile doit se rassembler – car celle-ci est aujourd'hui<br />

très éparpillée – afin de maintenir la R&D en Europe et trouver<br />

de nouvelles manières de concevoir le ‘’Repair-Reuse-Recycle’’<br />

dans le but de positionner les industriels de la filière sur le marché<br />

mondial »… marché de plus en plus dominé par les constructeurs<br />

chinois, désormais dans le collimateur de Bruxelles. Mais<br />

chose est sûre, si la guerre commerciale ne fait que commencer<br />

et que des actions politiques sont à attendre, ce n’est que par la<br />

R&D, l’innovation et l’audace que les acteurs européens de l’automobile<br />

pourront véritablement s’imposer et garder, du moins<br />

sur le Vieux Continent, leur leadership via l'ASTE comme booster<br />

et organisme fédérateur.<br />

Olivier Guillon<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I17I


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

L’INTERVIEW<br />

Christophe Le Ligné<br />

Christophe débute sa carrière chez Sagem en 1988,<br />

avant de rejoindre Kenwood Corporation au Japon en<br />

1996 en tant que directeur R&D. En 1998, il revient dans<br />

l’automobile chez Eaton (dont l’activité a été rachetée<br />

par Delphi) puis entre en 2006 chez Siemens VDO avant<br />

de rejoindre Valeo en 2007 comme directeur R&D de la<br />

branche Valeo Contrôles Intérieurs. Il devient directeur<br />

technique du pôle Visibilité et directeur technique adjoint<br />

du groupe (depuis avril dernier).<br />

La R&D de Valeo dans une course effrénée pour<br />

accélérer ses développements<br />

Directeur adjoint de la recherche et du développement du groupe Valeo, Christophe Le Ligné<br />

revient sur l’évolutions de la filière automobile et l’impact sur le monde des essais… avec<br />

cette conviction que les nouvelles technologies, à commencer par l’IA, permettront à la R&D<br />

d’accélérer de façon stupéfiante.<br />

Quand le projet est-il né et quelles en sont les grandes<br />

étapes ?<br />

J’occupe actuellement le poste de directeur adjoint de la<br />

recherche et du développement du groupe Valeo. Je dirige également<br />

la R&D du pôle Visibilité, spécialisé dans l’éclairage et<br />

l’essuyage, qui est le numéro un mondial dans ce domaine.<br />

Pour information, les trois autres pôles du groupe concernent<br />

les systèmes d’assistance à la conduite (Control Driving Assistance),<br />

l’électrification et le thermique, une activité aujourd’hui<br />

en pleine reconstruction en raison des enjeux liés aux batteries<br />

et à la charge rapide.<br />

La R&D du groupe Valeo porte sur plusieurs domaines. L’un<br />

des enjeux concerne la stratégie produit, laquelle est clairement<br />

détaillée dans une roadmap prévue pour les années à<br />

venir. Celle-ci porte sur l’évolution des véhicules afin de bien<br />

comprendre le marché. Autre volet d’importance, le développement<br />

de solutions et de produits innovants, activité qui s’illustre<br />

par la propriété industrielle et de très nombreux brevets<br />

déposés. Enfin, la gestion des ressources et de la quarantaine<br />

de centre de R&D répartis dans le monde et chargés de mener<br />

des travaux de recherche appliquée, mais aussi de recherche<br />

fondamentale comme c’est le cas pour l’intelligence artificielle<br />

(IA), activité pour laquelle un centre de recherche (Valeo.AI)<br />

a vu le jour à Paris.<br />

Le groupe mène également des activités de recherche stratégique<br />

18 I IESSAIS & SIMULATIONS • • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin -- juillet novembre 2022 - décembre 2023


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Comment se positionne Valeo sur la « décarbonation<br />

» et le marché de l’électrique ?<br />

Source Valeo<br />

Chambre acoustique<br />

à travers des partenariats partout dans le monde et notamment<br />

en France, en Chine ou aux États-Unis, tout en s’appuyant sur un<br />

écosystème composé d’universités, de laboratoires et d’un réseau<br />

de start-up. Ces différents travaux aboutissent par exemple à des<br />

innovations majeures comme le lancement en 2026 du premier<br />

moteur sans terre rare en partenariat avec Renault Group, l’arrivée<br />

de la troisième génération de LiDAR (dont Valeo a été<br />

le premier à proposer des technologies disruptives) ou encore<br />

la création du premier balai d’essuie-glaces conçu à partir de<br />

matériaux renouvelables ou recyclés.<br />

Valeo a anticipé l’électrification à travers de nombreux investissements,<br />

dont les premiers remontent à plus de dix ans. Le groupe<br />

est très impliqué dans la décarbonation qui se traduit en particulier<br />

par un Plan visant la neutralité carbone en 2050 avec une<br />

réduction de 45% dès 2030 baptisé « CAP 50n ». Mais deux chiffres<br />

sont significatifs pour montrer la place de Valeo dans l’électrification<br />

des véhicules électriques : un véhicule sur deux en Europe et<br />

un véhicule sur trois dans le monde sont équipés d’une technologie<br />

d’électrification Valeo, de nos systèmes et nos composants,<br />

parfois même pour l’ensemble de leur groupe de propulsion. Aussi,<br />

le groupe a développé une offre dans le domaine de la micro-mobilité<br />

avec ses moteurs de 48 volts utilisés pour les vélos électriques<br />

mais également pour la Citroën Ami.<br />

Valeo a donc pu prendre le virage de l’électrique avec une<br />

présence très forte en raison des nombreux investissements<br />

en équipements, en expertise et dans le domaine du logiciel.<br />

Aujourd’hui, 8 000 de 20 000 ingénieurs du groupe travaillent<br />

sur le développement de logiciels appliqués notamment à l’électrification<br />

et aux systèmes d’aide à la conduite.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I19I


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Source Valeo<br />

Site de Bobigny<br />

Plus précisément, en quoi cette nouvelle donne<br />

impacte-t-elle le domaine des essais ?<br />

Pour la R&D, cela a été une évolution majeure dans la mesure où<br />

il a aussi fallu s’adapter aux nouveaux cas d’usage et aux nouvelles<br />

technologies embarquées désormais dans l’automobile. Mais Valeo<br />

est un groupe qui vient de fêter son centième anniversaire, soit<br />

un siècle d’expérience et une présence dans tous les compartiments<br />

du véhicule.<br />

Afin de suivre le train en marche, notre objectif est clair : réduire le<br />

nombre d’essais physiques et simuler toujours plus en amont afin<br />

d’augmenter la quantité de modèles tout en réduisant les temps<br />

de développement. Nous nous dirigeons donc vers plus de modélisation<br />

grâce à des puissances de calcul qui existent aujourd’hui<br />

et une utilisation croissante de l’intelligence artificielle ; celle-ci<br />

doit notamment nous aider à absorber cette quantité de données<br />

acquises depuis de nombreuses années et proposer aux clients des<br />

modèles de simulation numérique rapidement.<br />

Quelle place prend le numérique dans vos métiers ?<br />

Désormais, toute la chaîne de l’automobile se digitalise, du fournisseur<br />

de matière au constructeur de voiture. Si bien que chaque<br />

maillon de cette chaîne a un objectif commun : accélérer les temps<br />

de développement ; alors que jusqu’à maintenant il fallait trois à<br />

quatre ans en Europe pour développer un nouveau modèle d’automobile,<br />

aujourd’hui, en Chine, une année suffit pour mettre au<br />

point un véhicule et le lancer sur le marché. D’ailleurs, les constructeurs<br />

chinois nous ont fait considérablement accélérer nos cycles,<br />

d’où le besoin de simuler et de limiter les boucles de validation.<br />

Avec le calcul haute performance (HPC), il est désormais possible<br />

de faire en cinq minutes ce qui prenait plusieurs semaines il y<br />

a encore quelques années. Et cette rapidité d’exécution est d’autant<br />

plus pertinente que les constructeurs souhaitent aujourd’hui<br />

accéder aux modèles afin de les intégrer dans leur chaîne de développement.<br />

On voit aussi que les véhicules sont aujourd’hui de plus en plus<br />

connectés et automatisés, ce qui nécessite de plus en plus de développement<br />

logiciel. Nous avons aujourd’hui plus de 8 000 ingénieurs<br />

qui se consacrent entièrement au développement et au test<br />

de ces solutions. Nous travaillons en partenariat avec les constructeurs<br />

sur ces sujets, allant même jusqu’à co-localiser nos équipes<br />

comme pour le Software Defined Vehicle de Renault.<br />

Est-ce la mort du prototype ?<br />

Cette chaîne de développement n’est pas encore 100 % digitale.<br />

À ce jour, le reste utilisé pour valider les interfaces physiques,<br />

à la différence que celui-ci, est désormais imprimé en 3D, une<br />

technologie qui nous aide énormément pour construire des<br />

prototypes rapidement, valider une chaîne d’assemblage ou<br />

des cas d’usage. Aussi, le prototype digital permet également<br />

de valider tout ce qui concerne les interfaces homme-machine,<br />

notamment à l’intérieur du véhicule pour l’éclairage ou encore<br />

l’ergonomie du tableau de bord. L’usage de la simulation comme<br />

la solution de jumeau numérique que nous proposons en partenariat<br />

avec NVidia, nous permet par exemple de valider des<br />

intérieurs de véhicules avec le styliste. Nous avons également<br />

des outils de simulation pour la partie powertrain basées sur<br />

l’outil Opal-RT.<br />

Que représente l'hydrogène chez Valeo ? Est-ce aussi<br />

un axe de développement majeur ?<br />

20 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - juillet - novembre 2022 - décembre 2023


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Les différents types d’énergie, quels qu’ils soient, font appel à<br />

une même motorisation, entraînée par un moteur électrique.<br />

Dans ce cadre, nous développons l’ensemble des composants<br />

utilisables pour entraîner ses moteurs. Néanmoins, selon nous,<br />

le meilleur type d’énergie pour l’automobile reste électrique, car<br />

pour une même énergie consommée de 15 kWh, celui-ci peut<br />

atteindre une autonomie de 100 km contre 35 pour l’hydrogène.<br />

Valeo est en revanche très présent dans le domaine<br />

des véhicules autonomes…<br />

Oui, notre expérience remonte à plus de trente ans avec le lancement<br />

du premier capteur à ultrasons, puis des systèmes de<br />

parking autonome. Nous développons aujourd’hui des technologies<br />

destinées aux véhicules autonomes allant du niveau 2 au<br />

niveau 5, en particulier avec des partenaires présents à la fois<br />

en Europe, en Chine et aux États-Unis dans le but de proposer<br />

des capteurs à ultrasons, des LiDAR, des systèmes de vision<br />

intérieure et extérieure, de calcul ainsi que des logiciels. Nous<br />

disposons également d’une piste d’essai dédiée aux technologies<br />

d’autonomisation des véhicules à Prague.<br />

À quoi ressemblera demain le domaine des essais avec l'IA ?<br />

Source Valeo<br />

Piste d’essais Valeo des aides à la conduite et ses systèmes<br />

e-thermiques, située à Milovice, près de Prague<br />

Elle représente une opportunité d’accélération énorme pour<br />

le monde industriel, y compris chez Valeo où nous l’utilisons<br />

deplusieurs manières, et pas seulement en R&D. Concernant<br />

nos métiers, l’IA nous permet d’accélérer le développement<br />

logiciel, de développer des modèles et du design génératif sur<br />

des pièces mécaniques mais aussi de générer des modèles de<br />

simulation plus robustes et d’anticiper les premiers modes de<br />

défaillance dès le design. Surtout, ce qu’il y a de fascinant avec<br />

l’IA, c’est qu’elle va encore évoluer à pas de géant avec des outils<br />

toujours plus performants… et que l’on ne se privera pas d’utiliser.<br />

L’intelligence artificielle, c’est la grosse révolution du moment.<br />

Propos recueillis par Olivier Guillon<br />

Amtechdata distribue des pots vibrants<br />

pour essais de vibrations mécaniques<br />

• Pots vibrants Sentek Dynamics de 20 N à 400 kN<br />

Domaines d’application : Aéronautique, Espace, Automobile,<br />

Equipements, Bâtiment, Transports, Ferroviaire, Télécoms, Informatique,<br />

Agro-alimentaire, Laboratoires d’essais, Centres de Recherche,<br />

Universités et Écoles<br />

• Amplificateurs de puissance pour rénover tous types<br />

d’anciens pots vibrants<br />

• Consoles de pilotage<br />

• Accéléromètres<br />

• Prestations de service<br />

www.amtechdata.com<br />

Analyse de besoins<br />

AmtechData peut étudier vos besoins en termes de moyens d’essais<br />

vibro-acoustiques et d’environnement mécanique et climatique et les<br />

traduire en projets de solutions techniques matérielles et logicielles.<br />

Rédaction de cahier des charges<br />

AmtechData vous propose de rédiger les spécifications techniques<br />

nécessaires avant toute consultation de fournisseurs d’équipements<br />

d’essai vibro-acoustiques.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• N°<strong>154</strong> SIMULATIONS • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2023 2022 I21I


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

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ESSAIS & SIMULATIONS<br />

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Le magazine papier<br />

ACQUISITION DE DONNÉES<br />

Quelles applications<br />

des instruments DAQ<br />

pour l’automobile ?<br />

Le fabricant Dewesoft aident les fabricants<br />

à concevoir et à construire des voitures,<br />

des camions et des motos plus sûrs et plus<br />

performants. Mais avec quels instruments<br />

exactement ? Voici un tour d’horizon des<br />

systèmes DAQ que propose le spécialiste<br />

des acquisition de données à un secteur en<br />

proie à une concurrence redoutable.<br />

Le kiosque digital<br />

Le site web<br />

L’appli<br />

Téléchargez<br />

l’application<br />

MRJ Presse<br />

Automobile avec empilement de modules Krypton<br />

www.essais-simulations.com<br />

Tous les grands constructeurs automobiles du monde<br />

utilisent les systèmes DAQ Dewesoft, notamment<br />

Ford, General Motors, Mercedes, BMW, Audi,<br />

Volvo, Renault et Tesla. Les ingénieurs d'essai font<br />

confiance aux instruments Dewesoft en raison de leur conception<br />

compacte et robuste, y compris les modèles qui sont certifiés<br />

pour les chocs et les vibrations élevés, les températures<br />

extrêmes, et parce qu'ils sont étanches.<br />

22 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin -- juillet novembre 2022 - décembre 2023<br />

_AUTOPROMO_05H.indd 1 02/10/2020 11:50


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Sirius R8RT avec quatre affiches (banc d'essai routier)<br />

ESSAIS SUR LA DYNAMIQUE DES VÉHICULES<br />

Les instruments DAQ de Dewesoft jouent un rôle crucial dans<br />

l'évaluation des caractéristiques de maniabilité, de stabilité et<br />

de performance des véhicules motorisés. Ceux-ci mesurent des<br />

paramètres tels que l'accélération, la décélération, la vitesse de<br />

lacet, le tangage, le roulis, l'angle de braquage, le déplacement<br />

de la suspension et les forces exercées sur les pneus.<br />

L’ensemble de ces données aide les ingénieurs à analyser le<br />

comportement du véhicule et à effectuer les ajustements nécessaires<br />

afin d’améliorer les performances et la sécurité.<br />

ESSAIS SUR LA DYNAMIQUE DES VÉHICULES<br />

Ces instruments ont la possibilité d’enregistrer des données de<br />

capteurs physiques ainsi que des données numériques provenant<br />

de CAN, CAN FD, FlexRay, GNSS, capteurs IMU, capteurs<br />

codeurs et tachymétriques et caméras vidéo – le tout avec une<br />

synchronisation qui se veut optimale. Voici quelques-unes des<br />

principales applications pour lesquelles les instruments DAQ<br />

de Dewesoft sont utilisés<br />

CesLes instruments DAQ de Dewesoft jouent un rôle crucial<br />

dans l'évaluation des caractéristiques de maniabilité, de stabilité<br />

et de performance des véhicules motorisés. Ceux-ci mesurent<br />

des paramètres tels que l'accélération, la décélération, la vitesse<br />

de lacet, le tangage, le roulis, l'angle de braquage, le déplacement<br />

de la suspension et les forces exercées sur les pneus.<br />

L’ensemble de ces données aide les ingénieurs à analyser le<br />

comportement du véhicule et à effectuer les ajustements nécessaires<br />

afin d’améliorer les performances et la sécurité.<br />

•<br />

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<strong>Essais</strong> & Simulation-2023.indd 1 31.08.2023 13:39:45<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I23 I


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Automobile avec Sirius-XHS-PWR<br />

ESSAIS SUR LES GROUPES MOTOPROPULSEURS ET<br />

LA COMBUSTION<br />

Les instruments Dewesoft sont aussi largement utilisés dans le<br />

but d’évaluer les performances et l'efficacité des moteurs, des<br />

transmissions et des composants de la chaîne cinématique. Ils<br />

mesurent des paramètres tels que le couple, la vitesse de rotation,<br />

les vibrations de torsion, l'analyse de la combustion, la<br />

puissance, les émissions de gaz d'échappement, la température<br />

et la pression des fluides.<br />

Ces données permettent aux ingénieurs d'optimiser les systèmes<br />

de transmission, d'améliorer le rendement énergétique et de<br />

garantir la conformité aux normes d'émission.<br />

TESTS DE BRUIT, DE VIBRATION ET D’ACOUSTIQUE<br />

(NVH)<br />

Les instruments Dewesoft sont compatibles avec tous les principaux<br />

types de microphones, ce qui les rend idéaux pour ces<br />

applications. Les essais NVH se concentrent sur l'analyse et la<br />

réduction des niveaux de bruit et de vibration dans les véhicules.<br />

Les signaux acoustiques, les données de vibration et<br />

d'autres paramètres pertinents sont enregistrés par les instruments<br />

DAQ DualCore Sirius avec une plage dynamique particulièrement<br />

élevée.<br />

Les ingénieurs utilisent ces données afin d’identifier les sources<br />

de bruit, étudier les caractéristiques des vibrations et développer<br />

des stratégies pour réduire les bruits et les vibrations<br />

indésirables dans le but d'améliorer le confort de conduite et<br />

la qualité du véhicule.<br />

ESSAIS ENVIRONNEMENTAUX<br />

Les véhicules à moteur doivent parfaitement fonctionner quel<br />

que soit l'environnement, du froid glacial au-dessus du cercle<br />

polaire arctique aux déserts les plus chauds du monde, et du<br />

niveau de la mer aux montagnes où l'air est raréfié. Les ingénieurs<br />

effectuent ces essais par temps chaud et froid dans le<br />

monde entier, mesurant les performances des véhicules dans des<br />

conditions extrêmes de température, d'humidité et de pression.<br />

été conçus et construits spécifiquement pour être utilisés dans<br />

les conditions météorologiques et les environnements les plus<br />

difficiles. Les données qu'ils recueillent aident ainsi les ingénieurs<br />

à évaluer les performances et la durabilité des composants<br />

dans diverses conditions météorologiques et à optimiser<br />

les conceptions en conséquence.<br />

ESSAIS DE VÉHICULES ÉLECTRIQUES ET HYBRIDES<br />

Les instruments Dewesoft se montrent également essentiels<br />

pour tester et optimiser les systèmes de propulsion électriques<br />

et hybrides. Ils contrôlent les performances de la batterie, l'efficacité<br />

du moteur, les caractéristiques de charge, la consommation<br />

d'énergie et l'efficacité du freinage par récupération.<br />

Ces données permettent aux ingénieurs d'évaluer et d'améliorer<br />

l'efficacité, l'autonomie et les performances globales des<br />

véhicules électriques et hybrides. Les systèmes d'acquisition<br />

de données Sirius XHS combinent un taux d'échantillonnage<br />

et une plage dynamique élevés qu’exigent les applications de<br />

moteurs électriques d'aujourd'hui.<br />

ESSAIS SUR PISTE EN CONDITIONS RÉELLES ET<br />

ESSAIS DE CHARGE SUR ROUTE<br />

Enfin, on retrouve les instruments Dewesoft dans les essais sur<br />

piste pour mesurer des paramètres tels que la vitesse, l'accélération,<br />

les temps au tour, les distances de freinage et le comportement<br />

des pneus. Ces données permettent aux ingénieurs et aux<br />

conducteurs d'évaluer et d'optimiser la dynamique du véhicule,<br />

d'affiner les réglages de la suspension et d'analyser les ressentis<br />

du conducteur afin d'améliorer les performances sur la piste. Ils<br />

sont également utilisés pour collecter ces données et les retransmettre<br />

à un banc d'essais routiers à quatre rouleaux, où les véhicules<br />

peuvent être virtuellement conduits sur des milliers de<br />

kilomètres sous le contrôle d'un ordinateur.<br />

Les instruments DAQ Dewesoft jouent ainsi un rôle essentiel<br />

dans d'innombrables applications d'essais automobiles, en<br />

capturant des données très précises, à large bande passante et<br />

à plage dynamique élevée. La technologie Dewesoft permet<br />

aux ingénieurs d'essais automobiles de mieux comprendre les<br />

performances des véhicules dans un large éventail de conditions,<br />

afin de faire progresser le développement des véhicules<br />

motorisés de toutes sortes.<br />

Pierre Weber<br />

Les modèles robustes comme Krypton et Sirius waterproof ont<br />

24 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

ACQUISITION DE DONNÉES<br />

IPG Automotive lance Virto, une série<br />

d’applications visant à démocratiser la simulation<br />

IPG Automotive est expert dans le domaine des essais virtuels de conduite, pour des applications de<br />

type véhicule autonome, systèmes d’aide à la conduite (ADAS), groupe motopropulseur et dynamique<br />

du véhicule.<br />

En tant que leader mondial de la<br />

technologie de tests virtuels, IPG<br />

Automotive développe des solutions<br />

de simulation innovantes<br />

pour le développement des véhicules. Il s’agit<br />

des logiciels CarMaker pour l’automobile,<br />

TruckMaker pour les camions et MotorcycleMaker<br />

pour les deux roues. Conçus pour<br />

une utilisation aisée, ces logiciels peuvent être<br />

appliqués tout au long du processus de développement<br />

des véhicules, depuis la preuve de<br />

concept (Model-in-the-loop) jusqu’à la validation<br />

(Hardware-in-the-loop).<br />

Cette année, IPG Automotive vient de lancer<br />

sur le marché sa dernière innovation, Virto,<br />

une nouvelle série d’applications démocratisant<br />

la simulation système et qui permet<br />

la simulation grande échelle pour répondre<br />

aux challenges du software-defined-vehicle.<br />

Virto est un ensemble d’applications web<br />

évolutives et connectées au cloud qui permet<br />

de :<br />

• Gérer le workflow pour le développement<br />

de véhicules virtuels, en automatisant<br />

le pipeline de simulation,<br />

• Réduire le temps de développement, en<br />

centralisant la gestion des paramètres et<br />

des modèles de simulation, ainsi que<br />

les données relatives aux véhicules et<br />

aux scénarios,<br />

• Connecter les équipes dans un environnement<br />

collaboratif entre les différentes<br />

parties prenantes de développement, de<br />

test et validation.<br />

Chaque application individuelle peut être<br />

intégrée dans une chaîne d’outils existante<br />

sur le site du client pour rendre la simulation<br />

accessible à tous. Dans une vision de développement<br />

continu, la plateforme permet<br />

ainsi à des personnes non-expertes en simulation<br />

d’en tirer profit, en obtenant très rapidement<br />

des résultats. Virto c’est aussi une<br />

réduction du temps nécessaire aux essais<br />

virtuels, en exécutant des scénarios de simulation<br />

en parallèle dans le cloud.<br />

Your Virtual Vehicle<br />

Development Tool Suite<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I25I


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

AVIS D’EXPERT<br />

Jan Großmann<br />

Jan Großmann (Dipl. -Ing. (FH)) travaille chez Vector<br />

depuis 2011 et, en tant que chef de produit, il est<br />

responsable de la solution Vector E-Mobility Testing<br />

Solution dans le domaine des réseaux et des systèmes<br />

Tests intelligents de conformité et d'interopérabilité<br />

pour véhicule électrique et borne de recharge<br />

La disponibilité d'un réseau dense de bornes de recharge rapide est un facteur décisif pour<br />

l'acceptation de l'e-mobilité. Assurer l'interopérabilité entre les véhicules électriques et<br />

les stations de recharge tend encore aujourd'hui à être sous-estimé, de sorte que des tests<br />

complets dans ce domaine sont indispensables aux constructeurs automobiles.<br />

Jusqu'à présent, la pratique courante consistait à tester<br />

les véhicules manuellement en utilisant le plus grand<br />

nombre possible de stations de recharge réelles. Compte<br />

tenu du nombre croissant de véhicules électriques et de<br />

stations de recharge différents, cette façon de procéder atteint<br />

aujourd'hui ses limites. Les fabricants et les fournisseurs ne<br />

peuvent atteindre leurs objectifs plus rapidement, à moindre<br />

coût et avec une couverture d'essai considérablement plus<br />

importante que s'ils utilisent un système d'essai approprié qui<br />

permet des essais de conformité automatisés basés sur des<br />

normes internationales.<br />

L'utilisation de la recharge en courant continu à haute puissance<br />

est prévue pour la recharge rapide des véhicules électriques le<br />

long des autoroutes et des voies rapides. Ce type de recharge<br />

publique est incomparablement plus complexe que la recharge<br />

d'un véhicule électrique à domicile, dans votre garage, à l'aide<br />

d'une boîte murale typique où le courant passe par votre propre<br />

compteur électrique. En Europe et aux États-Unis principalement,<br />

le CCS (Combined Charging System) sert de norme<br />

générale pour la recharge rapide en courant continu. Diverses<br />

entreprises et organisations ont donné vie à la CharIN (Charging<br />

Interface Initiative e.V.), dont la mission est de poursuivre<br />

le développement du CCS et d'en faire une norme mondiale<br />

pour la recharge des véhicules électriques alimentés par batterie.<br />

Les différents domaines de responsabilité sont répartis entre<br />

cinq groupes de discussion, auxquels les membres apportent<br />

leur expertise et leur force de travail. Le Focus Group Conformance<br />

Test & Interoperability est, entre autres, chargé de créer<br />

des spécifications pour le matériel et les logiciels d'essai qui<br />

peuvent être utilisés par les fabricants de véhicules et de stations<br />

de recharge pour tester automatiquement la conformité de leurs<br />

produits à la norme CCS.<br />

26 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

Source : Vector Informatik GmbH<br />

DU PARC DE RECHARGE AUX ÉVÉNEMENTS DE TEST<br />

MONDIAUX<br />

En utilisant des systèmes de test qui correspondent à ces spécifications,<br />

les fabricants de véhicules et de stations de recharge<br />

sont désormais en mesure de tester leurs produits sans avoir<br />

à recourir à des tests manuels laborieux. Les tests manuels,<br />

qui étaient courants jusqu'à présent, ne seront plus possibles à<br />

l'avenir en raison du nombre croissant de véhicules électriques<br />

et de la variété des différentes stations de recharge. Pour une<br />

couverture à 100 %, chaque véhicule électrique devrait être<br />

testé avec toutes les stations de recharge possibles et imaginables<br />

(figure 1). Les grands équipementiers entretiennent à<br />

cette fin des "parcs de charge" avec une sélection de stations<br />

de charge représentatives. Des évènements dédiés, au cours<br />

desquels les fabricants de véhicules électriques et de stations<br />

de recharge se réunissent pour tester leurs produits contre le<br />

plus grand nombre possible d'autres produits, sont également<br />

organisées régulièrement dans le monde entier. Dans les cas<br />

les plus simples, ces événements ne concernent que le niveau<br />

électronique de l'ECU, mais ils peuvent également concerner<br />

des véhicules entiers et des stations de recharge. Cela demande<br />

beaucoup d'efforts, entraîne des coûts élevés et dépasse les capacités<br />

des petits fabricants et fournisseurs en particulier.<br />

C'est pourquoi l'avenir appartient aux tests de conformité que<br />

les entreprises peuvent facilement exécuter dans leurs propres<br />

laboratoires. Les développeurs testent leur produit réel par<br />

rapport à un système de test correspondant précisément aux<br />

spécifications du test de conformité et d'interopérabilité du<br />

groupe de discussion CharIN pour le matériel et le logiciel<br />

(figure 2). C'est la seule façon de gérer la complexité du CCS.<br />

Le CCS est un système puissant qui traite une variété de modes<br />

de charge différents pour la charge en courant continu et en<br />

courant alternatif et qui doit prendre en compte simultanément<br />

plusieurs normes, telles que DIN70121, ISO 15118 et<br />

IEC61851-1.<br />

STRESS POUR L'ÉLECTRONIQUE DE CHARGE : INSER-<br />

TION D'ERREURS<br />

Les tests de conformité automatisés permettent également de<br />

couvrir systématiquement les cas d'erreur. Dans ce contexte,<br />

par exemple, vous devez vérifier si l'électronique de charge<br />

présente également le comportement spécifié par la norme si<br />

l'équipement ne respecte pas le timing requis ou envoie des<br />

messages avec un contenu incorrect, etc. Les erreurs ne peuvent<br />

pas être introduites intentionnellement par des tests manuels<br />

avec des contreparties réelles, car en général, seuls les bons cas<br />

sont testés. Les séquences et le contenu des messages, les paramètres<br />

de charge et d'autres conditions marginales ne peuvent<br />

être modifiés de manière flexible que par simulation à l'aide de<br />

systèmes d'essai.<br />

En tant qu'objectif à plus long terme, le CCS s'efforce de parvenir<br />

à une charge pratique selon le principe de la prise et de la<br />

charge. Dans ce cas, il suffit de brancher le véhicule à la station<br />

de recharge à l'aide d'une prise, après quoi toutes les opérations<br />

nécessaires - telles que l'identification, la facturation, la<br />

négociation des tarifs d'électricité, etc. - sont effectuées automatiquement.<br />

À l'avenir, il existera également une certification<br />

de produit attestant qu'un véhicule peut être rechargé à n'importe<br />

quelle station de recharge certifiée. Cette certification est<br />

promue par CharIN. Au cours du processus de certification,<br />

des sociétés de test et des partenaires de test seront impliqués et<br />

soumettront l'objet du test à tous les tests prescrits par CharIN.<br />

INSTRUCTIONS POUR DES SYSTÈMES DE TEST<br />

CONFORMES AUX NORMES<br />

Le test d'une variété de fonctions différentes commence dans<br />

les départements de développement bien avant la date de test<br />

officielle. Les documents fournis par CharIN contiennent des<br />

instructions détaillées sur la manière dont le matériel et le logiciel<br />

d'un système de test approprié peuvent être mis en œuvre,<br />

sur les fonctions requises et sur les tests nécessaires parmi des<br />

centaines de tests possibles. Quiconque dispose de l'expertise<br />

correspondante et veut faire l'effort peut développer un<br />

système de test CCS CharIN (CCTS) (Figure 2). Ceci étant, il<br />

n'y a pas « un seul CCTS » - les implémentations individuelles<br />

peuvent différer les unes des autres dans de nombreux détails,<br />

qu'il s'agisse de l'interface utilisateur du côté du logiciel ou de<br />

l'équipement matériel en fonction du système sous test (SUT).<br />

L'unité d'alimentation permet un grand nombre de variations<br />

possibles, par exemple. L'utilisation d'un bloc d'alimentation<br />

avec une puissance de charge relativement faible est suffisante<br />

pour tester la communication. Dans la pratique, cependant,<br />

les exigences des clients dans ce domaine diffèrent considérablement<br />

les unes des autres. C'est pourquoi la spécification du<br />

CCTS ne couvre intentionnellement que les exigences minimales<br />

d'un système de test.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I27I


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

En principe, les logiciels de<br />

test et les CCTS de ce type sont<br />

conçus de manière à permettre<br />

des tests à chaque niveau d'intégration<br />

du processus de développement<br />

(figure 3). Lors du<br />

développement du logiciel au<br />

premier niveau, le plus bas,<br />

le matériel n'est pas encore<br />

impliqué, mais les cas de test<br />

peuvent déjà être utilisés pour<br />

vérifier que le code intégré ne<br />

contient pas d'erreurs, indépendamment<br />

de tout matériel. Au<br />

niveau suivant, c'est au tour de<br />

l'échantillon A ou B de l'ECU. Le<br />

matériel de communication est<br />

connecté et la communication<br />

par courant porteur en ligne (CPL), la modulation de largeur<br />

d'impulsion (MLI ou PWM), etc. peuvent être testées, mais<br />

cela se fait toujours sans flux d'énergie. Au troisième niveau, la<br />

présérie ou la série est testée. L'ensemble du dispositif d'essai du<br />

CCTS, y compris l'unité d'alimentation avec une source de haute<br />

tension, est nécessaire. Lorsque le véhicule demande de l'énergie,<br />

le système d'essai peut effectivement fournir de l'énergie, ce<br />

qui représente un processus de charge complet. Dans tous les<br />

cas, les essais précoces sont payants, car le dépannage devient<br />

plus coûteux au fur et à mesure que l'erreur est découverte.<br />

SOLUTION DE TEST DISPONIBLE AVEC UN GRAND<br />

NOMBRE DE CAS DE TEST DANS LE CODE SOURCE<br />

Vector contribue au Focus Group Conformance Test & Interoperability<br />

et propose des cas de test pour tester la conformité<br />

et assurer l'interopérabilité avec le produit CANoe Test<br />

Package EV. Ces cas de test sont entièrement orientés vers les<br />

spécifications de test existantes des protocoles individuels de<br />

la norme CCS et de leurs amendements par CharIN et s'intègrent<br />

parfaitement dans la chaîne d'outils de test existante<br />

de Vector. Le nouvel ensemble de tests est basé sur l'option<br />

CANoe SmartCharging et l'éditeur de tests vTESTstudio et<br />

comprend un grand nombre de tests individuels disponibles<br />

dans le code source.<br />

Figure 1 : Garantir l'interopérabilité des véhicules électriques et des stations de<br />

recharge - aujourd'hui et demain.<br />

Source : Vector Informatik GmbH<br />

varier non seulement en<br />

ce qui concerne le niveau<br />

de puissance final. Dans<br />

un cas, par exemple, des<br />

tensions de charge allant<br />

jusqu'à 600 V sont suffisantes,<br />

alors que dans un<br />

autre cas, une tension<br />

de 1 000 V est nécessaire.<br />

Vector est donc en<br />

mesure de fournir tous<br />

les composants nécessaires<br />

à partir d'une<br />

source unique.<br />

La solution Vector<br />

E-Mobility Testing Solution<br />

prend également en<br />

charge l'interface CharIN. Il s'agit d'une interface qui permet<br />

de combiner le matériel et le logiciel CCTS de différents fabricants.<br />

Ainsi, la solution Vector E-Mobility Testing Solution peut<br />

être utilisée avec du matériel tiers si celui-ci prend également<br />

en charge l'interface CharIN et fournit les pilotes correspondants.<br />

L'utilisateur peut non seulement continuer à utiliser le<br />

matériel disponible ou préféré, mais il n'a pas besoin d'acheter<br />

un nouveau matériel coûteux.<br />

UTILISATION FACILE ET FLUX D'OUTILS<br />

TRANSPARENT<br />

L'utilisation et la chaine d'outils du CANoe Test Package EV<br />

suivent la philosophie des produits Vector et sont simples et clairement<br />

structurés. L'utilisateur génère une unité de test en appuyant<br />

sur un bouton à l'aide de l'éditeur de test vTESTstudio. Celle-ci<br />

est ensuite chargée dans CANoe, qui joue le rôle d'instance d'exécution<br />

et contrôle le matériel de test. À la fin de chaque essai, le<br />

système génère automatiquement un rapport d'essai (figure 4).<br />

Comme les scripts de test sont disponibles en code source, l'utilisateur<br />

peut non seulement comprendre exactement ce qui se passe<br />

En tant que système modulaire pour les tests HIL, le matériel de<br />

test VT System avec la carte fille VT7870 est disponible. Cette<br />

dernière est responsable de la communication de charge via CPL<br />

et PWM. Les cas de test peuvent être exécutés immédiatement<br />

sur le système VT. Sur demande, Vector peut faire évoluer le<br />

système VT vers un CCTS complet avec une unité de puissance<br />

supplémentaire. L'électronique de puissance est toujours conçue<br />

individuellement pour chaque client, car les exigences peuvent<br />

Figure 2 : Réalisation d'un test de conformité sur un véhicule réel à l'aide<br />

d'un système de test CCS, en l'occurrence celui de Vector. Source : Vector<br />

Informatik GmbH<br />

28 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


ESSAIS ET MODÉLISATION<br />

dans chaque cas, mais aussi adapter les tests à l'environnement<br />

de test existant si nécessaire, par exemple - une fois de plus avec<br />

vTESTstudio. Les tests à exécuter peuvent être facilement sélectionnés<br />

d'un clic de souris. Ce flux de travail simple est identique<br />

à tous les niveaux de développement avec les mêmes outils, qu'il<br />

s'agisse de tests de logiciels, de tests de l'ECU avec le système VT<br />

ou de tests des préséries/séries finies en liaison avec l'ensemble du<br />

CCTS. Outre CANoe, l'outil logiciel vVIRTUALtarget est utilisé<br />

pour tester le code intégré. Même lorsque des essais généraux de<br />

véhicules non liés à l'e-mobilité sont effectués, les mêmes outils sont<br />

toujours utilisés et les processus sont analogues, ce qui a un effet<br />

positif sur les coûts d'investissement.<br />

PRISE EN CHARGE DES NORMES INTERNATIONALES<br />

CCS, GB/T ET CHADEMO<br />

Figure 3 : Des cas de test identiques peuvent être appliqués à différents niveaux d'intégration. Source : Vector<br />

Informatik GmbH<br />

nisseurs de véhicules de l'essai laborieux et chronophage de leurs<br />

produits avec de vraies stations de recharge et fournit également<br />

des résultats d'essai nettement plus détaillés. Elle est extrêmement<br />

flexible dans son adaptation aux exigences des clients et fonctionne<br />

également avec le matériel d'essai d'autres fabricants via l'interface<br />

CharIN. La prise en charge des normes actuelles est continuellement<br />

élargie, et les cas de test existants sont toujours mis à jour en fonction<br />

de la disponibilité et de la publication des spécifications de test<br />

Le CANoe Test Package EV est continuellement développé pour<br />

prendre en charge toutes les normes de charge mondiales. Outre<br />

le CCS, il s'agit principalement de la norme chinoise GB/T et de<br />

la norme CHAdeMO, d'origine japonaise. La nature modulaire<br />

de la solution Vector permet aux utilisateurs d'assembler le<br />

système de test qu'ils souhaitent, en fonction de leurs besoins,<br />

et de n'utiliser que les options et les normes de charge dont ils ont<br />

réellement besoin. Outre CANoe avec l'option smart charging<br />

et vTESTstudio, le CCS nécessite également l'option CANoe<br />

Ethernet, car la communication CCS utilise le protocole Ethernet<br />

basé sur les courants porteurs. Le GB/T, quant à lui, utilise le<br />

protocole J1939 pour la communication, pour lequel l'option<br />

CANoe J1939 doit être utilisée. CHAdeMO ne nécessite aucune<br />

option suplémentaire.<br />

CONCLUSION ET PERSPECTIVES<br />

La solution d'essai présentée ici libère les constructeurs et les four-<br />

Figure 3<br />

Le flux de travail de CANoe Test Package EV avec les outils vTESTstudio et<br />

CANoe from Vector.<br />

Source : Vector Informatik GmbH<br />

correspondantes. Les normes de charge CCS, GB/T, CHAdeMO et<br />

NACS sont déjà prise en charge. D’autres suivront dans les versions<br />

ultérieures du CANoe Test Package EV.<br />

Un ensemble de tests pour les essais des stations de charge est également<br />

publié par Vector.<br />

Il s’agit du CANoe Test Package EVSE supportant les normes CCS<br />

(ISO 15118) et GB/T. La procédure d'essai des stations de recharge<br />

est largement identique à celle décrite ici pour les véhicules électriques,<br />

et les mêmes outils sont utilisés.<br />

Jan Großmann (Vector)<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I29I


DOSSIER<br />

L'INTERVIEW<br />

L’hydrogène en route pour passer à l’ère<br />

industrielle<br />

Philippe Boucly<br />

Président de France Hydrogène depuis 2017 (association<br />

auparavant baptisée Afhypac)<br />

Le président de France Hydrogène fait un<br />

point d’étape de la filière et revient sur les<br />

enjeux d’un domaine devenu pleinement<br />

stratégique alors que la décarbonation et<br />

la réindustrialisation sont engagées, dans<br />

un contexte de tensions toujours très vives<br />

sur le marché de l’énergie. Pour ce faire – et<br />

réduire notamment les coûts de production,<br />

l’hydrogène doit passer au stade industriel.<br />

été reconnu comme une technologie stratégique, comme<br />

comme une technologie stratégique, comme l’un des<br />

moyens de décarboner l'économie française et de contribuer<br />

à la réindustrialisation. L’engouement ne faiblit pas :<br />

France Hydrogène a recensé l’an dernier 250 projets portés<br />

par différents porteurs de projets en France.<br />

DEPUIS LA CRISE SANITAIRE, LES REGARDS SONT<br />

TOURNÉS VERS L'HYDROGÈNE, EN PARTICULIER<br />

L'HYDROGÈNE VERT. SELON VOUS, L'ENGOUEMENT<br />

EST-IL TOUJOURS LE MÊME ?<br />

Le développement de l'hydrogène a reçu une première<br />

impulsion lors de la publication du plan Hulot en juin<br />

2018. Avec la publication le 8 septembre 2020 de la stratégie<br />

hydrogène française, l'hydrogène a véritablement<br />

L’engouement ne faiblit pas : France Hydrogène a recensé l’an<br />

dernier 250 projets portés par différents porteurs de projets en<br />

France (source : iStock - © Petmal)<br />

LES PROJETS INDUSTRIELS SE MULTIPLIENT ; QUELS<br />

SONT, EN FRANCE, LES PLUS EMBLÉMATIQUES D'ENTRE<br />

EUX ?<br />

30 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

lité lourde ou intensive. La mobilité lourde, c'est-à-dire les<br />

bus, les camions, les bennes à ordures pour les collectivités,<br />

les trains (pour les lignes qui ne sont pas électrifiées),<br />

les bateaux (à la fois le maritime et le fluvial) et les avions.<br />

Parmi les grands enjeux de la filière, répondre à la demande de<br />

compétences, en particulier les chefs de projet, les développeurs<br />

d'affaires et les techniciens pour la réalisation d'essais. (source :<br />

Plastic Omnium)<br />

Question difficile dans la mesure où il y a beaucoup de projets<br />

emblématiques dans les différents domaines. Air Liquide a<br />

annoncé récemment le lancement de son projet Normand’Hy<br />

à Port-Jérôme pour installer un électrolyseur de 200 mégawatts<br />

afin de produire 84 tonnes d’hydrogène propre par jour. La<br />

moitié de la production sera vendue à TotalEnergies afin de lui<br />

permettre de décarboner sa production de pétrole à Gonfreville.<br />

On peut également citer le projet du cimentier Vicat à Montalieu<br />

qui consiste à installer un électrolyseur de 200 mégawatts<br />

pour produire de l'oxygène et faire de l'oxy-combustion dans<br />

son four de cimenterie et produire du méthanol par combinaison<br />

de l'hydrogène de l’électrolyseur et du CO2 capté sur la<br />

cheminée du four de cimenterie. L'objectif est de produire 120<br />

000 tonnes de méthanol par an.<br />

Aussi, les projets de la start-up Elyse Energy sont également<br />

intéressants : production de SAF (Sustainable Aviation fuels)<br />

à Lacq et de e-méthanol dans l'Isère. Le projet de Gravit’Hy à<br />

Fos consiste à remplacer par de l'hydrogène le coke nécessaire<br />

à la réduction du minerai de fer et contribuer ainsi à réduire<br />

les émissions de gaz à effet de serre de la sidérurgie.<br />

Actuellement, une cinquantaine de bus à hydrogène<br />

circulent en France. Des collectivités commencent à s'équiper<br />

en bennes à ordures à hydrogène, des sociétés telles que<br />

la société Hyliko proposent des services complets autour du<br />

camion » Truck as a service » et une coalition rétrofit s'est<br />

formée de façon à accélérer le passage des camions à l'hydrogène,<br />

le rétrofit se faisant soit avec une pile à combustible<br />

soit avec un moteur à combustion interne à hydrogène<br />

(la société EHM vient de proposer un modèle de moteur<br />

à 5 temps à hydrogène). Par ailleurs, quatre régions ont<br />

commandé des trains à hydrogène auprès d’Alstom. Des<br />

barge fluviales ou maritimes, des bateaux de pêche ainsi que<br />

des navettes portuaires sont en cours de conception ou d’essais.<br />

Airbus travaille à un avion à hydrogène tandis qu’un<br />

certain nombre de start-up à la mise au point d’avions de<br />

plus petite taille que les moyens-courriers envisagés par<br />

Airbus.<br />

À QUELLES PROBLÉMATIQUES DE DÉVELOPPEMENT EST<br />

CONFRONTÉ L'HYDROGÈNE ?<br />

L'enjeu majeur est la recherche de compétences. Les métiers les<br />

plus demandés sont en particulier les chefs de projet, les développeurs<br />

d'affaires et les techniciens pour la réalisation d'essais.<br />

Autre enjeu, la mise au point de technologies qui pour certaines<br />

sortent du laboratoire : il s'agit de faire œuvre de pionnier et<br />

assurer le changement d'échelle.<br />

Il s'agit également d'effectuer des essais de longue durée, des<br />

tests de terrain et en particulier l’adaptation au milieu maritime,<br />

afin de donner toutes les garanties sur la fiabilité des installations.<br />

Enfin des réflexions sont menées sur la mise en commun<br />

des installations de test afin d'accélérer la mise sur le marché<br />

QUE REPRÉSENTE L'HYDROGÈNE DANS LE<br />

DOMAINE DE L'AUTOMOBILE ET DES TRANSPORTS<br />

TERRESTRES ?<br />

L'usage de l'hydrogène dans la mobilité procure des avantages<br />

que la batterie ne peut pas fournir. La mobilité hydrogène<br />

apporte le meilleur des deux mondes : aucun rejet de<br />

polluant, simplement de l'eau ainsi qu’un temps de recharge<br />

et une autonomie comparables à ceux du moteur thermique.<br />

Nous considérons que dans les conditions actuelles,<br />

il faut, conformément à la stratégie nationale présentée en<br />

septembre 2020, réserver l'usage de l'hydrogène à la mobi-<br />

Selon Philippe Boucly, il faut, conformément à la stratégie<br />

nationale présentée en septembre 2020, réserver l'usage de<br />

l'hydrogène à la mobilité lourde ou intensive (source : BOSCH)<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I31 I


DOSSIER<br />

QUELS SONT LES GRANDS CHANTIERS À VENIR POUR<br />

FRANCE HYDROGÈNE ?<br />

Ils sont de trois ordres. Le premier consiste, pour les<br />

porteurs de projet, à donner de la visibilité sur la ressource<br />

en électricité et son prix sur une période de dix à quinze<br />

ans. Ensuite, il s’agit de compléter la législation et la réglementation<br />

relative à l'hydrogène. L'hydrogène est encore<br />

trop souvent considéré comme un produit chimique : il<br />

doit acquérir au plus vite le statut de vecteur énergétique<br />

d'où des réglementations à créer ou à adapter. Enfin, le<br />

troisième chantier porte sur les dispositifs de formation ;<br />

il fait suite aux travaux réalisés par France Hydrogène en<br />

2021 (référentiel métier), en 2022 (adaptation des métiers<br />

aux spécificités de l'hydrogène) et plus récemment au projet<br />

DEF’HY (identifier l'ensemble des formations disponibles<br />

et établir des recommandations pour améliorer les dispositifs<br />

de formation).<br />

L'HYDROGÈNE SEMBLE ENCORE SOUFFRIR DE SON<br />

COÛT EN MATIÈRE D'INSTALLATIONS ET D'UNE<br />

RÉPUTATION PARFOIS D'ÊTRE UNE MOLÉCULE<br />

PRÉSENTANT DES DANGERS. QUE RÉPONDEZ-VOUS<br />

AUX DÉTRACTEURS DE L'HYDROGÈNE ?<br />

Il est vrai que le coût des technologies de l'hydrogène est<br />

encore élevé en raison de la faible massification et d’une<br />

industrialisation qui a à peine commencé en France. C'est<br />

pourquoi, après une phase marquée par le développement<br />

de démonstrateurs financés par L’Europe, par l'Ademe<br />

et/ou par les collectivités, il faut aller maintenant vers la<br />

constitution d'écosystèmes territoriaux d'envergure. Pour<br />

ce faire, il faut mutualiser les usages entre la mobilité et<br />

l'industrie de façon à massifier et bénéficier des effets de<br />

taille. La construction de gigafactories pour la production<br />

massive d’électrolyseurs, de piles à combustible, de réservoirs<br />

d’hydrogène pour la mobilité ainsi que de véhicules,<br />

va permettre également de passer à l'échelle industrielle<br />

et de réduire les coûts.<br />

En matière de sécurité, il est important de rappeler que<br />

toute utilisation d’énergie présente des dangers et des<br />

risques. S’agissant de l’hydrogène, les approches de maitrise<br />

des risques doivent tenir compte de ses propriétés physico-chimiques.<br />

Aussi, l’hydrogène est utilisé en grandes<br />

quantités depuis plusieurs décennies dans l’industrie (raffinage,<br />

ammoniac, chimie) ; ce n’est donc pas un gaz nouveau<br />

pour les industriels. Pour l’industrie, la substitution d’hydrogène<br />

issu du vaporeformage par de l’hydrogène électrolytique,<br />

généralement au sein de plateformes chimiques/<br />

industrielles qui en utilisent déjà, présente peu d’enjeux<br />

nouveaux en matière de sécurité. Un des défis consistera en<br />

revanche à maitriser les technologies d’électrolyse de très<br />

Afin de résoudre<br />

le problème lié<br />

aux coûts encore<br />

élevés de l’hydrogène,<br />

il est<br />

essentiel de<br />

mutualiser les<br />

usages entre la<br />

mobilité et l'industrie<br />

(DR)<br />

forte puissance (supérieures à 100 MW) pour lesquelles<br />

on dispose encore peu de retours d’expérience.<br />

L’enjeu en matière de sécurité se situe principalement au<br />

niveau du déploiement des nouveaux usages, notamment<br />

dans la mobilité pour laquelle les infrastructures de production<br />

et de distribution seront plus petites et également plus<br />

diffuses, ce qui multipliera le nombre d’installations et<br />

donc augmentera nécessairement les risques. Les technologies<br />

(électrolyseurs, stockages et réservoirs composites,<br />

compresseurs, stations de distribution, piles à combustible…)<br />

disposent encore peu de retours d’expérience quant<br />

à leur utilisation en conditions réelles, hors des démonstrateurs.<br />

Il est possible en revanche de s’appuyer sur l’expérience<br />

d’autres filières comme le GNV par exemple, qui<br />

utilise des technologies similaires (réservoirs composites)<br />

et des hautes pressions (supérieures à 200 bar).<br />

Aussi, comme pour toute nouvelle énergie qui se développe<br />

(comme celle des batteries), il faut veiller à recenser<br />

efficacement les accidents/incidents et analyser/profiter de<br />

ce retour d’expérience pour améliorer nos connaissances<br />

et en tirer des leçons afin d’adapter nos pratiques et, in<br />

fine, les règlementations et les normes associées. Il faut<br />

également mettre en place les canaux de partage entre les<br />

différentes filières (industrie, mobilité routière, fluviale,<br />

maritime, aérienne…) afin que les connaissances et les<br />

bonnes pratiques acquises dans l’un des secteurs puissent<br />

bénéficier aux autres, sur les hypothèses de défaillance<br />

d’équipements et de composants, ou encore sur les mesures<br />

de maitrise et de gestion des risques mises en place. Enfin,<br />

on doit s’assurer de développer en parallèle les formations,<br />

les habilitations et les certifications pour les personnels<br />

amenés à manipuler les technologies utilisant l’hydrogène.<br />

C’est en particulier sur ces points que France Hydrogène<br />

travaille.<br />

Propos recueillis par Olivier Guillon<br />

32 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - juillet - novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

ÉVÉNEMENT<br />

La mesure pour le déploiement de l’hydrogène :<br />

aperçu des dernières innovations au symposium<br />

Gas Analysis 2024<br />

Le Symposium GAS Analysis, évènement de référence pour tous les acteurs de l’analyse de<br />

gaz (industriels, experts, décideurs réglementaires, responsables techniques, laboratoires de<br />

recherche, chercheurs, utilisateurs...) signera sa deuxième édition en France du 30 janvier au<br />

1er février 2024, à Paris Porte de Versailles, après le succès de 2022 (plus de 240 participants<br />

de vingt-trois pays). Le CFM sera à nouveau l'organisateur de ce symposium qui aura lieu en<br />

partenariat avec le salon Hyvolution.<br />

Hyvolution, permet de porter le sujet de l’hydrogène dans toute<br />

la communauté de l’analyse de gaz et de bénéficier des expertises<br />

du domaine pour répondre aux problématiques actuelles<br />

liées à l’hydrogène. ents sensibles, embarqués sur les navires<br />

de guerre, ont une<br />

UN LARGE PROGRAMME DE CONFÉRENCES ORALES ET<br />

DE NOMBREUX POSTERS<br />

Lauryanne Teulon<br />

Chargée de mission technique au Collège français de<br />

métrologie (CFM)<br />

Dans un contexte où le développement de l’hydrogène<br />

décarboné répond à des enjeux environnementaux,<br />

technologiques et économiques pour accélérer la<br />

transition énergétique, les problématiques liées à<br />

l’analyse de la pureté de l’hydrogène prennent de plus en plus<br />

d’ampleur. Le salon Hyvolution est un salon au service de l’hydrogène<br />

qui est en pleine expansion avec un positionnement<br />

sur les marchés de la mobilité, de l’industrie et de l’énergie. L’organisation<br />

conjointe des deux évènements, GAS Analysis et<br />

Le symposium GAS Analysis proposera un programme de<br />

conférences orales et posters, de tutoriels, une aire d’exposition<br />

ainsi que des évènements conviviaux pour réseauter. Le<br />

programme détaillé sera dévoilé au début du mois d’octobre<br />

2023. Le programme de synthèse présenté ci-contre est construit<br />

autour de grands axes thématiques : la métrologie des gaz, les<br />

innovations industrielles, la qualité de l’air et la transition<br />

énergétique avec un volet spécifiquement dédié à l’hydrogène<br />

le premier jour du congrès. Une quinzaine de présentations<br />

orales y seront réalisées pour présenter les dernières innovations<br />

sur le sujet et aborder les problématiques qu’il reste à lever<br />

autour de l’hydrogène.<br />

La société Siemens présentera par exemple un analyseur de la<br />

densité de gaz qui peut être utilisé pour évaluer la pureté de<br />

l’hydrogène dans le cadre de sa production par électrolyse. En<br />

effet, afin d’être utilisé dans une pile à combustible l’hydrogène<br />

doit être purifié, liquéfié ou pressurisé et stocké. L’analyse de<br />

la qualité de l’hydrogène et sa surveillance doivent se faire<br />

tout au long de la chaîne de production et de distribution. Il<br />

est particulièrement important de valider sa pureté qui a un<br />

impact direct sur les performances et les durées de vie des piles<br />

à combustibles. Lorsque des impuretés sont présentes dans<br />

l’hydrogène, la densité du mélange en est impactée, elle peut être<br />

analysée. L’instrument présenté ici a pour objectif de contrôler<br />

la pureté du gaz à l’échelle industrielle.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I33I


DOSSIER<br />

Pour sa part, le VSL – l’Institut national de métrologie<br />

aux Pays-Bas – présentera sur la même thématique un<br />

analyseur de gaz basé sur une technologie laser et LED.<br />

L’instrument en question est capable de détecter des impuretés<br />

dans l’hydrogène avec des concentrations de l’ordre<br />

du nmol/mol en accord avec la norme ISO 14687 : 2019.<br />

Celle-ci spécifiant les caractéristiques minimales de qualité<br />

de l'hydrogène en tant que carburant pour une utilisation<br />

dans des applications de transport. Des résultats caractérisant<br />

des impuretés particulièrement difficiles à quantifier<br />

seront présentés : formaldéhyde, dichlore, chlorure d’hydrogène,<br />

ammoniaque.<br />

VERS DES ÉMISSIONS « ZÉRO CARBONE »<br />

Dans le cadre de sa stratégie de transition vers l’émission<br />

zéro carbone, le groupe Engie vise à développer la filière<br />

hydrogène pour la mobilité. Ceci en s’appuyant sur le mode<br />

de production par électrolyseur combiné à l’utilisation<br />

d’énergie renouvelable. Dans ce contexte, il est nécessaire<br />

de réaliser des contrôles qualité de l’hydrogène afin de<br />

vérifier sa conformité pour une utilisation comme carburant<br />

automobile. ENGIE fera ainsi une présentation de sa<br />

méthodologie, développée en interne, pour réaliser des<br />

contrôle qualité de l’hydrogène directement en station de<br />

ravitaillement.<br />

SYNERGIES ÉVIDENTES AVEC HYVOLUTION<br />

De nombreux autres sujets seront abordés dans le<br />

programme de GAS Analysis avec la présence d’experts<br />

internationaux sur le sujet de l’hydrogène et plus globalement<br />

de l’analyse de gaz. Martine Carré, directrice scientifique<br />

dans les sciences analytiques pour Air Liquide, l’une<br />

des co-présidentes du symposium GAS Analysis nous<br />

donne ses motivations dans l’organisation et la réalisation<br />

de cet évènement :<br />

« Je suis fière de co-présider cet évènement avec Annarita<br />

Baldan membre de l'Institut de métrologie des Pays-Bas.<br />

C'est en effet un congrès international sur l'analyse des gaz,<br />

sujet d'importance pour Air Liquide qui en plus de sponsoriser<br />

l'événement, s'implique dans le comité scientifique et le<br />

comité d'organisation. De nombreux sujets sont liés à l'analyse<br />

des gaz par exemple la mesure des gaz à effet de serre<br />

dans l'atmosphère mais aussi la qualité des gaz liés à l'énergie<br />

comme le biogaz et l'hydrogène. C'est l'une des raisons<br />

qui nous ont incité à programmer ce congrès en parallèle de<br />

Hyvolution car des synergies sont évidentes. »<br />

Dans une optique de validation des stations de ravitaillement<br />

en hydrogène, le NPL donnera quant lui une conférence<br />

sur le projet MetroHyve 2. Ce projet a pour objectif<br />

de développer des matériaux de référence certifiés pour<br />

évaluer la qualité de l’hydrogène en se concentrant notamment<br />

sur les contaminants instables dans l’hydrogène.<br />

L’institut national de recherche en métrologie en Italie<br />

donnera pour sa part une présentation sur un système<br />

permettant de générer de la vapeur d’eau dans l’hydrogène<br />

de façon traçable afin de réaliser des étalonnages. Le<br />

système en question permet de générer un flux d’hydrogène<br />

humide avec une fraction d’eau de 0,5 µmol/mol à<br />

50µmol/mol pour différentes pressions.<br />

Le projet Prometh2o fera également l’objet d’une session<br />

dédiée en parallèle du programme de GAS Analysis. Ce<br />

projet européen, qui rassemble dix-neuf partenaires sous<br />

la coordination de l’INRIM, a pour objectif d’optimiser les<br />

mesures de traces d'eau dans les gaz d’ultra haute pureté<br />

(UHP) et d’améliorer la traçabilité au Système International<br />

d'unités. Les résultats du projet pourront être déployés<br />

pour le déploiement de l’hydrogène en parallèle des autres<br />

gaz étudiés.<br />

Lauryanne Teulon (Collège français de métrologie - CFM)<br />

EN SAVOIR PLUS ><br />

https://www.gasanalysisevent.com/<br />

Les inscriptions en ligne au symposium Gas Analysis<br />

2024 ouvriront en novembre 2023 ici<br />

https://www.gasanalysisevent.com/registration<br />

34 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - juillet - novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

ÉVÉNEMENT<br />

Stockage de l’hydrogène liquide : une meilleure<br />

connaissance des propriétés des matériaux à<br />

basse température<br />

Dans cet article technique, Jean-Pierre Monchau, président de Themacs Ingénierie, présente<br />

une méthode appliquée à des échantillons métalliques. Cette méthode vise à mieux<br />

comprendre la caractérisation et les propriétés des matériaux utilisées dans le stockage<br />

d’hydrogène liquide.<br />

Le stockage de l’hydrogène liquide est un enjeu majeur<br />

pour cette filière. L’avion à hydrogène comme le projet<br />

d’Airbus ZEROe en est un exemple. Pour cela, il sera<br />

nécessaire de maitriser des technologies qui n’ont pas<br />

été utilisées auparavant dans ce secteur. Si de grands acteurs<br />

de la filière spatiale maîtrise cette technologie, les enjeux pour<br />

celle du transport sont différents. Le réservoir du premier étage<br />

d’une fusée comme pour Ariane 5 doivent tenir moins d’une<br />

minute de vol, et son remplissage se fait au moment du tir.<br />

L’aviation civile doit pouvoir maintenir l’hydrogène liquide<br />

dans ses réservoirs sur une durée beaucoup plus longue, par<br />

exemple pour un avion stationné dans un aéroport. Les modélisations<br />

permettant d’optimiser le design ont ainsi besoin de<br />

valeurs fiables des propriétés de ces matériaux.<br />

LES RESSOURCES BIBLIOGRAPHIQUES<br />

La littérature sur le sujet est assez vaste. On peut se référer aux<br />

données du NIST ou de la Nasa. Il s’agit des données les plus<br />

récentes sur le sujet à basse température. Mais le problème<br />

de ces données sur les métaux sont issues de métaux pour<br />

lesquels l’état métallurgique n’est pas connu. Or les écarts entre<br />

des échantillons n’ayant pas la même histoire thermique peut<br />

atteindre 30% d’écart.<br />

Les données que l’on peut trouver actuellement sont les celles<br />

établies pendant les années 1960 et 1970 pour la conquête<br />

spatiale. Celles-c sont robustes mais ne concernent pas les<br />

nouveaux matériaux comme les composites modernes, les<br />

superalliages et les matériaux des pièces réalisées en fabrication<br />

additive pour lesquelles la méthode de fabrication intervient<br />

fortement dans ces propriétés. Pour ces matériaux, les données<br />

bibliographiques restent à produire.<br />

Alors pourquoi mesurer les propriétés des matériaux ? Les<br />

raisons ont partiellement été évoquées plus haut :<br />

- données incomplètes ou obsolètes<br />

- données ne concernant pas les nouveaux matériaux<br />

En outre, un élément essentiel pour sécuriser les<br />

approvisionnements est de pouvoir contrôler les matériaux et<br />

les pièces manufacturées utilisés en production.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I35I


DOSSIER<br />

LE CONTEXTE, L’HYDROGÈNE EST-IL UN GAZ À PART ?<br />

Les méthodes de liquéfaction sont bien maitrisées par les<br />

acteurs du domaine (ArianeGroup Espace, Air Liquide, …),<br />

pour la plupart des gaz. La principale différence réside dans<br />

son caractère explosif bien supérieur à celui du méthane.<br />

En cryogénie, il existe quatre fluides fréquemment produit<br />

et transporté : L’azote, l’oxygène, l’hélium et le gaz naturel<br />

(méthane). Pour l’azote, la chaine d’approvisionnement ne<br />

pose pas de problème majeur ; celui-ci est peu dangereux<br />

et représente un faible coût de production. Il est fréquemment<br />

utilisé dans de nombreux domaines (alimentaire,<br />

médical, industrie, établissement scientifique…).<br />

L’oxygène pose davantage de problèmes de sécurité mais<br />

tout comme l’azote, sa température de liquéfaction est assez<br />

élevée (autour de -200°C). Son usage, très important dans<br />

le secteur médical et l’industrie, font que les briques technologiques<br />

sont maitrisées.<br />

L’hélium pose en revanche plus de problèmes. La vaporisation<br />

intempestive notamment pour les applications<br />

supra-conductrices représente le risque majeur. Il est utilisé<br />

couramment pour refroidir les aimant supraconducteurs<br />

utilisés par exemple dans les IRM (rarement transporté).<br />

Un litre d'hélium liquide produit environ 700 litres d'hélium<br />

gazeux dans une rupture de la supra-conductivité<br />

(phénomène appelé quench). Ce risque est présent uniquement<br />

sur des installation fixes. La question du poids des<br />

éléments de sécurité n’est pas posée comme dans le secteur<br />

de l’aviation.<br />

: ce sont la conductivité thermique la capacité thermique<br />

(on la diffusivité) et la dilatation thermique. D’autre part, la<br />

conductivité thermique : les ingénieurs travaillant dans le<br />

domaine de la cryogénie utilisent deux grandeurs concernant<br />

la conductivité thermique :<br />

La valeur de la conductivité en fonction de la<br />

température k(T)<br />

L’intégrale de la conductivité en fonction de la<br />

température :<br />

La valeur en fonction de la température peut se mesurer<br />

par des méthodes stationnaires. Nous présentons une<br />

méthode que nous utilisons à Themacs Ingénierie pour<br />

des échantillons métalliques.<br />

PRINCIPE DE LA MESURE DE LA CONDUCTIVITÉ EN<br />

RÉGIME STATIONNAIRE<br />

Le dispositif alimente en tension une résistance chauffante.<br />

On effectue les mesures pour différentes puissances pour<br />

obtenir plusieurs points permettant une régression linéaire<br />

qui nous amènera à déterminer la conductivité du barreau<br />

étudié. L’expression de la conductivité thermique k est la<br />

suivante :<br />

Où L est la longueur du barreau, S sa surface (section<br />

du barreau), P la puissance relevée et ΔT la différence de<br />

température aux extrémités du barreau.<br />

Quant au GNL (Gaz Naturel Liquéfié), la température de<br />

liquéfaction est de -163°C. La question du transport dans<br />

les méthaniers est résolue par le bon ratio volume/surface<br />

et par des unités de liquéfaction présentes sur ces bâtiments.<br />

Enfin, l’hydrogène liquide représente un nouveau défi pour<br />

les ingénieurs. Il est inflammable et bien plus explosif que<br />

les hydrocarbures comme le GNL ; il faut descendre beaucoup<br />

plus bas pour le liquéfier, sa chaleur latente de vaporisation<br />

est de 454kJ/kg, similaire au GNL ( 510kJ/kg). En<br />

revanche, sa densité est faible une fois liquéfiée. Pour stocker<br />

la même énergie qu’avec du kérosène, on a besoin d’un<br />

volume beaucoup plus important. Il ne semble pas possible<br />

aujourd’hui d’envisager d’avoir une unité de liquéfaction<br />

de l’hydrogène embarqué sur l’avion (pour des raisons de<br />

poids principalement).<br />

INTÉGRATION DE LA CONDUCTIVITÉ THERMIQUE<br />

ENTRE DEUX TEMPÉRATURES<br />

On peut démontrer que le transfert thermique entre deux<br />

points respectivement à T1 et T2 séparés par un matériau<br />

de longueur L et de section S (cas typique d’un fil<br />

de connexion, d’une tige filetée de maintien, …) dont la<br />

conductivité en fonction de la température est k(T) est :<br />

Pour toutes ces raisons, il est essentiel de caractériser les<br />

matériaux utilisés. D’une part, les propriétés thermiques<br />

36 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

Afin de pouvoir tabuler ces valeurs, les données intégrées<br />

ont été établies pour T1 =Teb, la température d’ébullition<br />

de l’hélium (4K) :<br />

Ces intégrales sont disponibles pour de nombreux matériaux<br />

et mesurables pour des matériaux moins étudiés.<br />

Concernant les valeurs de conductivité thermique de<br />

différents matériaux, la Figure 2 représente la conductivité<br />

thermique en fonction de la température de matériaux<br />

fréquemment utilisés en cryogénie.<br />

LA CAPACITÉ THERMIQUE :<br />

La capacité thermique est constante au-dessus de la température<br />

de debye θd. Cette température est caractéristique<br />

du matériau. On observe expérimentalement que la capacité<br />

thermique au-dessus de cette température est de l’ordre<br />

de 3R (R=8.13J/mol/K). Ramené à la masse, on a donc une<br />

valeur approchée de la capacité thermique. En-dessous de<br />

cette température de Debye, les mécanismes de stockage<br />

de l’énergie changent.<br />

Pour les solides, la capacité thermique décroît avec la<br />

température. Les deux phénomènes qui contribuent à la<br />

capacité thermique à basse température sont les phonons<br />

et les électrons. En-dessous de 4K, la contribution électronique<br />

impose une variation linéaire de la capacité thermique<br />

alors qu’au-dessus de cette température, c’est les<br />

phonons qui imposent une variation en T3.<br />

On peut donc avoir une idée de la capacité thermique d’un<br />

solide à partir de la connaissance de sa température de<br />

Debye :<br />

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• 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 />

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ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I37I


DOSSIER<br />

LA DIFFUSIVITÉ THERMIQUE :<br />

Avec :<br />

C_v (J.mol -1 ) la capacité<br />

thermique<br />

R=8.13 J⁄mol⁄K<br />

LA DIFFUSIVITÉ THERMIQUE :<br />

T("\ "K) la température<br />

θ_D température de Debye<br />

Et "D\ " (θ_D⁄T):<br />

La diffusivité thermique est essentielle pour connaitre la<br />

dynamique de refroidissement. Elle est égale à :<br />

Pour tous les matériaux, les variations dimensionnelles sont<br />

liées à l’énergie stockée. Si la capacité thermique massique<br />

baisse, le coefficient de dilatation aussi. On comprend donc<br />

que les phénomènes de dilatations sont faibles en-dessous<br />

de 50K. Les matériaux cristallins et les alliages se<br />

dilatent moins que les matériaux amorphes. Les polymères<br />

ont des coefficients de dilatation bien plus élevés que les<br />

métaux. Les assemblages hétérogènes représentent de fait<br />

un problème important. On peut voir sur la Figure 4 que :<br />

l’inox 304 et le cuivre ont une dilatation similaire<br />

(il est donc possible de les braser ensemble en mettant si<br />

possible le cuivre à l’extérieur quand il s’agit d’un emmanchement<br />

par exemple)<br />

Les différentes nuances d’aluminium et l’alliage de<br />

titane ont une dilatation similaire<br />

Le G10 (composite verre-époxy) possède une<br />

variation dimensionnelle élevée et nécessite comme tous les<br />

composites des précautions particulières. Les composites<br />

ont fréquemment un coefficient de dilatation anisotrope.<br />

Pour mesurer les coefficients de dilatation, les méthodes<br />

optiques de mesures sont les plus utilisés (mesure de<br />

distance par interférométrie) car un système de mesure par<br />

contact modifie profondément la cartographie de température<br />

de l’échantillon. Les méthodes capacitives sont aussi<br />

très utilisées.<br />

Où k est la conductivité, Cp la capacité thermique et ρ la<br />

masse volumique du matériau. La diffusivité thermique<br />

peut se mesurer par des méthode flash ou des méthodes<br />

périodiques, mais la plupart du temps, on la calcule à partir<br />

des autres paramètres.<br />

DES OUTILS POUR CALCULER LES PROPRIÉTÉS<br />

THERMIQUES<br />

La résistance à la rupture, le module d’élasticité et la résistance<br />

au choc. Pour le module d’élasticité, celui-ci augmente<br />

généralement lorsqu’on se trouve à basse température. Le<br />

plus critique est de bien connaître la résistance au choc qui<br />

diminue fortement pour certains matériaux à très basse<br />

température. Peu de laboratoire ont la possibilité de réaliser<br />

ces mesures car la demande est faible et les investissements<br />

très coûteux.<br />

38 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

LA DIFFUSIVITÉ THERMIQUE<br />

Il est de plus en plus nécessaire de mesurer les propriétés thermiques des matériaux utilisés pour le stockage de l’hydrogène<br />

liquide. Les valeurs de la littérature sont insuffisantes. Les propriétés mécaniques dépendent grandement des conditions<br />

de fabrication. Pour cela, il sera nécessaire de produire des mesures notamment pour les essais de choc pour vérifier<br />

la fragilité des matériaux.<br />

Jean-Pierre Monchau, président de Themacs Ingénierie<br />

Références<br />

Ces données sont disponibles aussi dans un article compilant les différentes propriétés et un modèle permettant de les utiliser<br />

analytiquement :<br />

[1] Peter E. Bradley and Ray Radebaugh, « Properties of Selected Materials at Cryogemic Temperatures ».<br />

https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=913059<br />

[2] P. Duthil1 Institut de Physique Nucléaire d’Orsay, « Material Properties at Low Temperature », IN2P3-CNRS/Université de<br />

Paris Sud, Orsay, France<br />

https://cds.cern.ch/record/1973682/files/arXiv:1501.07100.pdf<br />

Dans les techniques de l’ingénieur plusieurs articles sont disponibles concernant la cryogénie et les propriétés des matériaux:<br />

[3] Bertrand Baudouy, Gérard Defresne, Patxi Duthil, Jean-Pierre Thermeau, « Propriétés des matériaux à basse température<br />

»,Techniques de l’ingénieur BE9811 V1<br />

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ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I39 I


DOSSIER<br />

PARTENARIAT<br />

Top Industrie et MTS Systems, partenaires<br />

dans le développement de nouveaux systèmes<br />

d’essais dédiés à l’hydrogène<br />

Face aux nombreux défis que<br />

poseront les développements<br />

de multiples technologies<br />

liées à l’hydrogène, les<br />

besoins en matière de<br />

moyens d’essais vont<br />

croissants. Par exemple, afin<br />

de répondre à la demande<br />

de systèmes d’essais de<br />

corrosion sous contrainte,<br />

les sociétés Top Industrie et<br />

MTS Systems collaborent<br />

technologiques et de la multiplication<br />

des usages qui en découleront. Mais<br />

l’expansion de cette filière ne peut<br />

être assurée que par un écosystème<br />

industriel solide, capable de fournir<br />

des modèles technico-économiques<br />

viables, portés par la proposition de<br />

systèmes pérennes et sûrs.<br />

En 2023, une quarantaine de<br />

pays des cinq continents<br />

ont défini une stratégie de<br />

développement de l’hydrogène.<br />

D’après l’Agence internationale<br />

de l’énergie (AIE) et la Banque<br />

mondiale, cela représenterait des<br />

investissements pour toute la chaîne<br />

de valeur (production, stockage, distribution<br />

et utilisation) de 125 milliards<br />

de dollars ou d’euros par an au cours<br />

des trois prochaines décennies. La<br />

demande d’hydrogène dans le monde<br />

passerait de moins de 90 millions de<br />

tonnes (2023) à 600 millions de tonnes<br />

(2050).<br />

Le déploiement massif de la molécule<br />

d’hydrogène entraînera des conséquences<br />

directes sur le tissu socio-économique,<br />

du fait des développements<br />

Source : https://www.catf.us/fr/2022/10/potential-pricing-regimes-global-low-carbon-hydrogen-market/<br />

PHM HYBRIDE NEXTER, BASÉE<br />

SUR LES DONNÉES TECHNIQUES<br />

DU PROCESSUS DE QUALIFICATION<br />

DES ÉQUIPEMENTS CRITIQUES<br />

La compréhension du comportement<br />

de nombreux alliages et polymères en<br />

présence d’hydrogène dans des environnements<br />

complexes, voir extrêmes,<br />

représente la clé de voûte de la filière.<br />

En effet, il est bien connu que l’interaction<br />

de la plus petite molécule de la<br />

planète avec de nombreux matériaux,<br />

engendre des répercussions néfastes<br />

sur leurs propriétés mécaniques. À<br />

titre d’exemple, nous pouvons citer<br />

la corrosion sous contrainte pour les<br />

aciers, ou la perte des propriétés plastiques<br />

des polymères.<br />

L’étude de l’évolution de leurs propriétés<br />

physico-chimiques est menée de<br />

façon systémique, en fonction des<br />

usages envisagés. Il s’agit donc d’un<br />

processus évolutif, s’adaptant aux<br />

enjeux propres à chaque stade de développement<br />

et au degré de maturité de<br />

la filière. La réalisation de bancs d’essais<br />

mécaniques permettant aux chercheurs<br />

d’effectuer des mesures fiables<br />

40 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

sous hydrogène, reste à ce jour un<br />

enjeu majeur. Il est en effet nécessaire<br />

de définir chaque composant du banc,<br />

en fonction des conditions de température<br />

et de pression requises.<br />

À l’heure actuelle, l’attention est portée<br />

sur l’impact que pourrait avoir l’injection<br />

d’hydrogène sur les infrastructures<br />

des réseaux de gaz existants. La<br />

distribution de grandes quantités de<br />

H2 produites de façon centralisée,<br />

reste en effet une solution majeure<br />

vers la mise en place d’une filière<br />

rentable. De nombreuses études sont<br />

menées afin de comprendre quels<br />

sont les processus physico-chimiques<br />

à l’origine de la dégradation des aciers,<br />

l’étude de nouveaux alliages ou la<br />

prédiction de l’évolution d’un système<br />

dans un contexte donné.<br />

De nombreux défis notamment<br />

de sécurité liée à l’étanchéité des<br />

systèmes, apparaîtront avec l’éclosion<br />

des différentes technologies au service<br />

des usagers, et au fur et à mesure que<br />

la molécule sera intégrée dans l’écosystème<br />

urbain. Face à cette demande de<br />

nouveaux systèmes d’essais de corrosion<br />

sous contrainte, les sociétés Top<br />

Industrie et MTS Systems collaborent<br />

depuis quelques années pour proposer<br />

des solutions d’essais.<br />

Implanté à Vaux-le-Pénil (Seine-et-<br />

Marne), Top Industrie est une entreprise<br />

française créée en 1983 et<br />

spécialisée dans la fourniture d’équipements<br />

pour la R&D capables de<br />

travailler dans des conditions de<br />

température et de pression critiques.<br />

Présente dans le monde entier et<br />

leader sur le marché de la haute pression,<br />

la société évolue depuis plusieurs<br />

années vers une technologie d’intégration<br />

de systèmes complexes ; elle<br />

conçoit et produit aujourd’hui des<br />

installations complètes. Depuis les<br />

années 90, Top Industrie développe<br />

une large gamme de bancs d’essais sur<br />

mesure permettant de travailler à des<br />

pressions allant de quelques millibars<br />

à plusieurs milliers de bar.<br />

Quant à MTS Systems France, dont le<br />

siège social est situé à Créteil (Val-de-<br />

Marne), elle est la filiale française de<br />

la société américaine MTS Systems<br />

Corporation située à Minneapolis dans<br />

le Minnesota. Ce fournisseur mondial<br />

de solutions d’essais mécaniques, de<br />

fatigue, d’endurance et de simulation<br />

est présent dans le monde entier<br />

à travers ses filiales en Europe et en<br />

Asie. Présente dans l’Hexagone depuis<br />

1971, la filiale française emploie une<br />

cinquantaine de personnes et propose<br />

une large gamme de systèmes statiques<br />

et dynamiques, ainsi qu’un service<br />

de maintenance, de formation et de<br />

métrologie.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I41 I


DOSSIER<br />

Du fait de leurs expériences et activités<br />

respectives, les deux sociétés<br />

proposent des produits utilisés par<br />

les différents acteurs des industries<br />

mécanique, aéronautique, automobile,<br />

nucléaire et militaire, et contribuent<br />

également au développement en<br />

R&D pour l’étude et la qualification de<br />

nouveaux matériaux.<br />

PHM HYBRIDE NEXTER, BASÉE<br />

SUR LES DONNÉES TECHNIQUES<br />

DU PROCESSUS DE QUALIFICATION<br />

DES ÉQUIPEMENTS CRITIQUES<br />

Lorsque des matériaux métalliques ou<br />

composites sont sélectionnés pour des<br />

applications biomédical, génie civil,<br />

nucléaire, ou pour du transport de gaz<br />

ou de pétrole, il devient très important<br />

de tester leur résistance à la corrosion.<br />

Les environnements sous haute pression<br />

ou haute température menacent<br />

les métaux et certains composites de<br />

corrosion ou de fissuration.<br />

Top Industrie et<br />

MTS ont démarré<br />

une collaboration<br />

afin de développer<br />

une nouvelle gamme<br />

de machines d’essais<br />

dédiée H2, adaptée<br />

aux besoins des<br />

laboratoires dans les<br />

différents secteurs<br />

industriels. Les deux<br />

sociétés utilisent leurs<br />

compétences techniques<br />

mutuelles pour<br />

proposer des solutions<br />

qui répondent<br />

aux besoins des essais<br />

de corrosion sous<br />

contrainte.<br />

Top Industrie offre<br />

une large gamme de<br />

systèmes complètement<br />

automatisés<br />

permettant d’effectuer<br />

des essais en présence<br />

d’un mélange de gaz<br />

à différentes températures<br />

et pressions<br />

(-40°C à +200°C ;<br />

pression ambiante – 500 bars) en toute<br />

sécurité. La composition du mélange<br />

peut donc être ajustée de façon précise<br />

(mesure du taux d’humidité et d’oxygène<br />

– en ppm). L’instrumentation<br />

des autoclaves permets<br />

de gérer de façon aisée<br />

les cycles d’inertage, de<br />

charge du mélange de<br />

gaz et de purge ; ainsi<br />

que l’aspect sécurité des<br />

appareils : tests d’étanchéité,<br />

mesures de<br />

fuites…<br />

Les appareils sont<br />

conformes à toutes<br />

les normes en vigueur<br />

(DESP, Atex, directives<br />

machine) et permettent<br />

d’effectuer les essais<br />

sur de nombreux types<br />

d’éprouvettes : (cylindrique,<br />

CT – jusqu’à<br />

50 –, SENT – jusqu’à<br />

142 –…). Top Industrie<br />

offre une large gamme d’autoclaves<br />

polyvalents avec différentes capacités<br />

d’essais en termes de force, de température<br />

et de pression, ainsi que l’intégration<br />

de dispositifs de fixation pour<br />

toutes les géométries d’éprouvettes.<br />

L’utilisation d’un capteur de force<br />

interne ainsi que d’un système d’auto-compensation<br />

permettent d’augmenter<br />

la précision de mesure<br />

(s’affranchir de la friction des joints<br />

et de l’effet de pression).<br />

De son côté, MTS Systems propose<br />

son bâti de fatigue MTS Landmark qui<br />

fournit des résultats précis et reproductibles<br />

aussi bien pour des études<br />

de fatigue complexes que des essais de<br />

traction et de compression. La plage<br />

d’effort pour les essais de corrosion<br />

typiques s’étend de 5 kN à 100 kN,<br />

mais d’autres gammes peuvent être<br />

étudiées.<br />

À cela s’ajoute la gamme d’extensomètres<br />

à contact pouvant être utilisée<br />

aussi bien pour des applications<br />

cryogéniques que gazeuses. Selon les<br />

usages, il est également possible d’utiliser<br />

un extensomètre sans contact<br />

avec de la corrélation d’image. Dans ce<br />

cas, l’autoclave est équipé de fenêtres<br />

optiques.<br />

42 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

À la suite de ce premier retour,<br />

des industriels tel que GRTgaz,<br />

EDF ou des laboratoires de<br />

recherche tels que Sintef<br />

(Norvège), le Cetim et le Centre<br />

des matériaux Mines Paris-PSL<br />

(Chaire Messiah) ont également<br />

décidé d’investir dans ce type de<br />

système d’essais afin de répondre<br />

au mieux à leur besoins dans<br />

l’étude de l’évolution des propriétés<br />

mécaniques de différents<br />

matériaux dans une atmosphère<br />

constituée d’un mélange de gaz.<br />

Il est à prévoir qu’au vu du développement<br />

de l’hydrogène dans<br />

les différents secteurs industriels,<br />

ce type d’essais connaissent une<br />

forte expansion dans les années<br />

à venir.<br />

La mise en place de cette collaboration a abouti sur la réalisation de plusieurs<br />

projets ces dernières années. La première machine a été fabriquée selon les spécifications<br />

du CEA qui a apporté son retour d’expérience à Top Industrie.<br />

Andrea Micheletti (Top Industrie)<br />

Sylvain Nicole (Top Industrie)<br />

Rémi Crenon (MTS Systems)<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I43I


DOSSIER<br />

RETOUR D’EXPÉRIENCE<br />

La conception générative accélère le<br />

développement des piles à combustible à<br />

hydrogène<br />

Comme solution alternative aux groupes motopropulseurs électriques à batterie, Toyota<br />

poursuit le développement de piles à combustible hydrogène-oxygène pour alimenter voitures,<br />

poids lourds voire villes entières, en énergie. Afin d’accélérer le processus de R&D des plaques<br />

d'écoulement de ces piles à combustible, le Toyota Research Institute of North America (Trina)<br />

a mis au point une nouvelle méthodologie basée sur la simulation.<br />

«<br />

Tout-électrique ». Cette expression<br />

est devenue la devise<br />

de tous ceux qui souhaitent<br />

réduire la dépendance<br />

mondiale aux combustibles fossiles.<br />

Cet impératif d’électrification est déjà<br />

présent autour de nous, notamment<br />

avec les véhicules électriques hybrides<br />

(HEV) et les véhicules électriques à<br />

batterie (BEV) désormais familiers sur<br />

nos routes. Cependant, alors que de<br />

nombreux constructeurs automobiles<br />

augmentent leur production de véhicules<br />

hybrides et électriques à batterie,<br />

une entreprise se consacre au développement<br />

de voitures électriques dont<br />

le stockage de l'énergie ne repose<br />

pas principalement sur les batteries.<br />

Ces voitures embarquent de l'hydrogène,<br />

qui combiné à l'oxygène de l'air<br />

à l'intérieur d'une pile à combustible,<br />

produit de l'électricité.<br />

L’entreprise qui suit cette voie alternative,<br />

c’est Toyota. La commercialisation<br />

des véhicules à hydrogène se heurte à<br />

de nombreux obstacles, mais s’il y a<br />

un constructeur automobile capable<br />

de faire rouler le monde à l’hydrogène,<br />

c’est bien le leader mondial du<br />

secteur. Toyota consacre d'importantes<br />

ressources financières, matérielles et<br />

humaines à la recherche sur les piles à<br />

combustible, et sait que le chemin du<br />

développement de ces véhicules sera<br />

long et qu’ils n’en sont qu’au début. La<br />

vision de l'entreprise va bien au-delà<br />

des voitures ; elle prévoit l'émergence<br />

d'une « société de l'hydrogène » à<br />

l’échelle mondiale. Dans cette société,<br />

les moteurs, les systèmes de chauffage<br />

et les générateurs fonctionnant aux<br />

combustibles fossiles seraient remplacés<br />

par des piles à combustible qui<br />

produisent de l'électricité à partir de<br />

l'hydrogène. Les moyens mis en œuvre<br />

par Toyota pour atteindre cet objectif<br />

sont tels, qu’ils ont choisi la ville<br />

japonaise de Susono comme banc d'essai<br />

de leur technologie à hydrogène, et<br />

qu’ils perfectionnent leur méthodologie<br />

de conception générative pour<br />

optimiser les performances des piles<br />

à combustible.<br />

LA SIMULATION AU SERVICE DE LA<br />

CONCEPTION GÉNÉRATIVE<br />

Le Toyota Research Institute of North<br />

America (Trina) a mis au point une<br />

méthodologie de conception générative<br />

fondée sur la simulation et l'a<br />

appliquée à la conception de plaques<br />

d’écoulements à microcanaux, qui<br />

orientent le mouvement des fluides<br />

réactifs dans les microréacteurs que<br />

sont les piles à combustible hydrogène-oxygène.<br />

Bien qu'une grande<br />

partie de la R&D de Toyota sur les<br />

piles à combustible soit confidentielle,<br />

l'équipe Trina a néanmoins<br />

publié un article dans le Chemical<br />

Engineering Journal sur son processus<br />

de « conception inverse » basé<br />

sur la simulation. L'application de<br />

ce protocole aux plaques d'écoulement<br />

a abouti à quatre designs différents<br />

de microcanaux (figure 1).<br />

44 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin -- juillet novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

Chacun des quatre<br />

designs présente ses<br />

propres avantages et<br />

tous surpassent les<br />

modèles de référence<br />

existants au regard<br />

des paramètres clés.<br />

Tout aussi important,<br />

ils illustrent la puissance<br />

du processus.<br />

Trina démontre que<br />

la conception générative<br />

résultant de la<br />

simulation accélère<br />

l'innovation, même<br />

quand l'objectif final<br />

du projet se situe dans<br />

un avenir lointain.<br />

« Nous pensons que<br />

l’approche par conception<br />

inverse peut révolutionner<br />

les pratiques<br />

actuelles de conception,<br />

déclare Yuqing Zhou,<br />

chercheur au Trina.<br />

Nous ouvrons la voie à<br />

la prochaine étape d'un<br />

long voyage, même si<br />

nous ne savons pas<br />

précisément où ce<br />

voyage nous mènera ».<br />

Figure 2. Schéma des principaux composants<br />

d'un véhicule alimenté par une pile à hydrogène.<br />

Image du domaine public, via le département<br />

de l'Énergie des États-Unis.<br />

Si une pile à combustible hydrogène-oxygène<br />

peut sembler un moyen<br />

original d'alimenter une voiture en<br />

électricité (figure 2), la technologie<br />

elle-même n'est pas nouvelle et son<br />

fonctionnement est d’une simplicité<br />

remarquable. La figure 3 présente les<br />

principes fondamentaux du fonctionnement<br />

d'une pile à combustible générique.<br />

Figure 1. Résultats de simulation du modèle<br />

de l'équipe Trina, réalisé à l'aide du logiciel<br />

Comsol Multiphysics, montrant la distribution<br />

de pression résultant de quatre designs différents<br />

de microcanaux.<br />

DES OPTIONS DE<br />

MOTORISATION<br />

PLUS PROPRES<br />

Avec un tel esprit<br />

d'ouverture, on<br />

comprend pourquoi<br />

Toyota poursuit<br />

depuis des décennies<br />

ses recherches sur les<br />

piles à combustible,<br />

alors que la plupart<br />

des constructeurs<br />

automobiles se sont<br />

engagés exclusivement<br />

sur la voie des<br />

batteries pour alimenter<br />

les véhicules électriques.<br />

Comme l'a déclaré le président<br />

Akio Toyoda lors d'une interview<br />

en novembre 2022 : « Voyez Toyota<br />

comme un grand magasin proposant<br />

toutes les motorisations existantes ».<br />

Figure 3. Schéma d'une pile à combustible<br />

générique. Une plaque d'écoulement distribue<br />

l'hydrogène gazeux vers l'empilement<br />

anode-électrolyte-cathode, tandis que l'autre<br />

plaque alimente la pile en oxygène et évacue<br />

l'eau. Remarque : Bien que cette illustration<br />

montre la plaque de combustible côté<br />

oxygène sur le dessus de l'empilement et la<br />

plaque côté hydrogène en dessous, l'orientation<br />

réelle d'une pile à combustible peut<br />

varier.<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I45I


DOSSIER<br />

Lorsque l'hydrogène gazeux traverse l'anode, il rencontre un<br />

catalyseur qui le scinde en ions hydrogène et en électrons. Alors<br />

que les ions hydrogène migrent dans l'électrolyte pour atteindre<br />

la cathode, les électrons se déplacent dans un conducteur situé<br />

à l'extérieur de la pile à combustible. C'est ce courant électrique<br />

qui peut être exploité à des fins utiles.<br />

Lorsque l'oxygène gazeux de l'air traverse la cathode, il<br />

rencontre les ions d'hydrogène et les électrons de retour à la<br />

surface de la cathode. Les molécules d'oxygène se séparent et se<br />

lient aux ions d'hydrogène et aux électrons pour former de l'eau.<br />

TRAJECTOIRE DU RÉACTIF SUR LA PLAQUE<br />

D'ÉCOULEMENT<br />

Tant que l'hydrogène et l'oxygène circulent, une pile à combustible<br />

continue de produire un courant électrique. Ce sont les<br />

plaques d'écoulement de la pile qui participent à la distribution<br />

de ces gaz essentiels. Chaque plaque comprend à la fois<br />

une structure à microcanaux et une sous-couche poreuse.<br />

Quand l'hydrogène se déplace dans les canaux de la plaque<br />

côté anode, il est également poussé à travers la sous-couche<br />

vers l'anode. Dans le même temps, l'air est conduit à travers la<br />

plaque d'écoulement cathodique. L'air et l'eau sont échangés<br />

à travers la couche de matériau poreux du côté cathode, et la<br />

plaque évacue ensuite l'excès d'air et d'eau de l'empilement de<br />

cellules. La figure 4 présente un schéma simplifié du processus<br />

du côté cathode.<br />

des écoulements, et la relation avec un transfert de chaleur optimal,<br />

sont directement liées au design de la structure d’écoulement,<br />

ce qui est primordial pour assurer le bon contrôle des réactions<br />

chimiques ».<br />

Ainsi, les deux principaux objectifs de la conception des plaques<br />

d'écoulement des piles à combustible visent à maximiser l'écoulement<br />

du fluide dans les microcanaux de la plaque et à travers<br />

la couche de matériau poreux, afin de fournir une quantité<br />

suffisante de réactif à l'électrode. Le premier objectif consiste<br />

à diminuer la résistance à l'écoulement du réactif, tandis que<br />

le second vise à améliorer la conversion du réactif et l'uniformité<br />

de la réaction sur l’ensemble de la surface de l'électrode.<br />

Enfin vient la simulation hybride. Elle est utilisée principalement<br />

lors des phases d’évaluation finale avant la qualification<br />

d’une nouvelle fonctionnalité. Dans ce cas, les essais réalisés<br />

sur notre polygone d’essais mettent en œuvre des moyens réels<br />

et des moyens de simulation pour simuler, typiquement, des<br />

menaces ou d’autres systèmes d’armes absents.<br />

LA CONCEPTION INVERSE : UN PROCESSUS PLUS SIMPLE<br />

POUR GÉNÉRER DES FORMES COMPLEXES<br />

La disposition physique des microcanaux joue un rôle important<br />

et contribue à ce que la plaque d'écoulement remplisse<br />

ses objectifs de performance. Historiquement, les designs de<br />

microcanaux suivent des modèles classiques, comme le serpentin<br />

(figure 5 à gauche). Des formes plus complexes pourraient<br />

en améliorer les performances, mais l'augmentation de la<br />

Figure 4. Schéma simplifié du déplacement du fluide à travers la<br />

plaque d'écoulement côté cathode d'une pile à combustible. Une<br />

structure à microcanaux (représentée en gris foncé) définit le<br />

chemin dans lequel le fluide réactif (dans ce cas, l'air) se déplace de<br />

l’entrée vers la sortie. Au fur et à mesure que le fluide s'écoule, une<br />

partie est détournée de l'écoulement, à travers la couche de matériau<br />

poreux, vers la surface de la cathode.<br />

Dans l'article consacré à ce projet, l'équipe Trina explique que<br />

« l'uniformité du temps de séjour des fluides ou la distribution<br />

Figure 5. Les designs existants de microcanaux d'écoulement<br />

suivent des schémas simples, tels que le serpentin illustré à gauche.<br />

Des canaux plus élaborés (à droite) pourraient distribuer le fluide à<br />

travers la couche de matériau poreux de manière plus efficace, mais<br />

un design plus complexe peut également rendre la conception et la<br />

fabrication plus difficile.<br />

46 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

complexité du design accroît le temps nécessaire pour définir,<br />

fabriquer, tester et ajuster celui-ci.<br />

M. Zhou et ses collègues ont réalisé qu'avant d'essayer d'optimiser<br />

leurs designs, ils devaient d'abord optimiser le processus de<br />

conception. Pour trouver une solution de forme plus complexe<br />

(et plus performante) à leur problème, l'équipe Trina a élaboré<br />

sa méthode de conception inverse basée sur la simulation. Leur<br />

méthodologie ne définit pas les formes avant les essais, mais<br />

fixe des paramètres clés et demande ensuite aux algorithmes<br />

de générer des formes qui répondent à ces paramètres. Cette<br />

approche est connue sous les noms de conception générative,<br />

d'optimisation topologique et de conception inverse.<br />

« Nous cherchions un moyen efficace d’approximer ce qu'une<br />

simulation plus complexe révèlerait. Nous avons volontairement<br />

simplifié une partie de la modélisation, pour au final explorer<br />

rapidement des pistes de conception plus élaborées », déclare<br />

M. Zhou.<br />

Pour illustrer son propos, M. Zhou évoque les conceptions<br />

complexes de microcanaux de la figure 5 (à droite). « Certaines<br />

personnes utilisent l'optimisation topologique pour des problèmes<br />

de ce type et obtiennent des designs comportant parfois 10 canaux.<br />

Cela s'explique par le fait qu'ils demandent à leur algorithme de<br />

déterminer à l'avance l'emplacement exact de chaque élément<br />

physique des canaux, ce qui nécessite beaucoup de puissance et<br />

de temps de calcul pour obtenir une conception complexe comme<br />

celle que nous voyons ici ».<br />

TRADUIRE PLUS RAPIDEMENT LES RÉSULTATS<br />

SOUHAITÉS EN FORMES INNOVANTES<br />

Comment l'équipe Trina a-t-elle généré efficacement de meilleurs<br />

designs de microcanaux grâce à cette méthodologie ?<br />

Tout d'abord, ils ont simulé des trajectoires idéales d'écoulement<br />

à travers le matériau poreux anisotrope existant (figure<br />

6 à gauche) ; puis ils ont extrait les valeurs qui décrivaient le<br />

comportement idéal du fluide. Ensuite, ils ont introduit ces<br />

valeurs dans une autre simulation, qui a généré les formes<br />

de microcanaux qui induiraient ce comportement (figure 6 à<br />

droite). Ils ont donc défini l'effet qu'ils voulaient produire avant<br />

de commencer à concevoir. Cette séquence décrit ce qu’est l'inversion<br />

dans la conception inverse.<br />

Comme l’explique l'article de recherche de l'équipe Trina, « en<br />

abandonnant la modélisation explicite des canaux pendant la<br />

phase d'optimisation, qui nécessite un grand nombre d'évaluations<br />

de fonctions, la physique à l'intérieur d'un milieu poreux<br />

anisotrope est appréhendée à l'aide d'une discrétisation à maillage<br />

relativement grossier du domaine de conception ».<br />

Figure 6. Illustration des trajectoires d'écoulement souhaitées à<br />

travers le matériau poreux (à gauche). Image de simulation des<br />

formes de microcanaux qui permettront au fluide de suivre les<br />

trajectoires souhaitées (à droite).<br />

M. Zhou explique que « notre modèle Comsol du matériau<br />

poreux ne comporte que deux valeurs de matériau et un maillage<br />

grossier. Nous implémentons une optimisation basée sur la<br />

sensibilité à partir des équations de Navier-Stokes et d'advection-réaction-diffusion.<br />

Nous supposons que l'écoulement du<br />

fluide dans le milieu poreux est stationnaire, incompressible et<br />

laminaire, et que les réactions chimiques souhaitées se produisent<br />

proportionnellement à la concentration des réactifs. Nous effectuons<br />

ces simulations pour obtenir une distribution optimale de<br />

l'orientation de l'écoulement des fluides à travers les pores. Ce<br />

processus nous donne des résultats précieux et réduit considérablement<br />

la complexité des calculs ».<br />

M. Zhou qualifie d'homogénéisation cette partie du processus<br />

global de conception. Après avoir établi un modèle de trajectoires<br />

idéales du fluide à travers les pores de la plaque, l'étape<br />

suivante est la déshomogénéisation. Cette étape consiste à définir,<br />

à l'aide d'équations, les formes des microcanaux qui forceront<br />

le fluide à suivre ces trajectoires optimales.<br />

DES DESIGNS CONÇUS POUR MAXIMISER LE FLUX, LA<br />

RÉACTION, OU LES DEUX<br />

L'étape de déshomogénéisation est nécessaire, précise M. Zhou,<br />

car « nous ne pouvons pas fabriquer un matériau poreux idéal<br />

dont chaque pore serait conçu individuellement. Nous devons<br />

définir des parois et des canaux pour diriger le fluide à travers<br />

les pores de façon à nous rapprocher de la solution idéale. Pour<br />

générer ce design, nous utilisons Comsol Multiphysics afin de<br />

résoudre une équation aux dérivées partielles (EDP) adaptée<br />

à la génération de formes. Le logiciel nous offre également des<br />

fonctionnalités graphiques de visualisation des résultats ».<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I47I


DOSSIER<br />

« La plupart des microréacteurs<br />

commercialisés utilisent un design quelque<br />

peu similaire au "design d'écoulement"<br />

», ajoute M. Zhou. Mais les structures<br />

naturelles qui distribuent des fluides<br />

réactifs - comme les feuilles, les poumons<br />

et les vaisseaux sanguins - ressemblent<br />

davantage aux formes de la figure 8.<br />

Figure 7. Quatre graphiques décrivant différents aspects du design des microcanaux<br />

pour l'optimisation de l'écoulement. Dans toutes les figures, le fluide s'écoule<br />

de l'entrée (en haut à gauche) vers la sortie (en bas à droite). En haut à gauche : les<br />

vecteurs d'orientation de l'écoulement souhaités à travers le matériau poreux. En<br />

haut à droite : trajectoires dans le microcanal susceptibles d'engendrer les vecteurs<br />

souhaités. En bas à gauche : un design de microcanal déshomogénéisé. En bas à<br />

droite : une image de simulation de la sous-couche montrant la distribution de la<br />

concentration en réactifs.En bas à droite : une image de simulation de la sous-couche<br />

montrant la distribution de la concentration en réactifs.<br />

À propos du design de la figure 7, M. Zhou précise : « Nous l'appelons le "design<br />

d'écoulement" parce qu'il conduit à la plus petite perte de charge sur l'ensemble de<br />

la surface du champ d'écoulement. Le modèle a généré des trajectoires relativement<br />

parallèles et droites, sans trop de ramifications latérales ».<br />

Si ce design assure un bon écoulement du fluide à travers la plaque, il ne permet pas de<br />

distribuer uniformément le réactif à travers la couche de matériau poreux. La simulation<br />

montre une concentration de réactifs plus faible (en vert et en bleu dans l'image en<br />

bas à droite de la figure 7) à la sortie du dispositif, ce qui limite l'homogénéité de la<br />

réaction et donc la puissance de sortie de la pile à combustible.<br />

Qu’en serait-il si les facteurs de pondération de l'équation directrice étaient ajustés pour<br />

privilégier l'uniformité de la réaction plutôt que le débit ? Le modèle générerait alors un<br />

design comme celui illustré par la figure 8, que M. Zhou appelle le « design de réaction<br />

». Désormais, les concentrations de réactifs sont élevées (figure 8 en bas à droite, en<br />

rouge et en orange), ce qui indique une plus grande quantité de réactifs disponibles à<br />

l’utilisation. Les formes complexes des microcanaux du "design de réaction" peuvent<br />

sembler familières aux étudiants en biologie.<br />

« Les ingénieurs préfèrent peut-être utiliser<br />

des canaux droits sans ramification<br />

latérale, mais la nature choisit le "design<br />

de réaction" ». Le document de recherche<br />

de l'équipe Trina indique que si certains<br />

ont déjà expérimenté des formes inspirées<br />

de la nature, fractales ou hiérarchiques,<br />

choisie a priori pour des canaux<br />

d’écoulement, « c’est la première fois que<br />

des écoulements ramifiés à grande échelle<br />

sont découverts à l'aide d'une approche<br />

par conception inverse sans présupposer<br />

certaines structures ».<br />

CRÉER L’AVENIR PLUTÔT QUE<br />

D'ESSAYER DE LE PRÉDIRE<br />

Outre la comparaison « écoulement/<br />

réaction » illustrée ci-dessus, Trina<br />

a produit deux autres designs (non<br />

illustrés) qui combinent les avantages<br />

des figures 7 et 8. Il est intéressant de<br />

noter que chacune des quatre versions<br />

de Trina a dépassé les conceptions<br />

classiques de référence sur les principales<br />

mesures de performance fluide-réaction.<br />

Un autre modèle fabriqué et testé<br />

expérimentalement par l'équipe Trina<br />

est présenté à la figure 9.<br />

Figure 8. Quatre graphiques illustrant différents<br />

aspects du design d'un microcanal<br />

optimisé pour la réaction. Cette option<br />

présente un mélange d'"artères" primaires<br />

et de "capillaires" secondaires. Les artères<br />

assurent le débit global vers la sortie, tandis<br />

que les capillaires permettent une distribution<br />

plus large des réactifs vers l'électrode.<br />

Dans toutes les figures, le fluide s'écoule de<br />

l'entrée (en haut à gauche) vers la sortie (en<br />

bas à droite).<br />

48 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - juillet - novembre 2022 - décembre 2023


DOSSIER<br />

Figure 9. Prototype de plaque d'écoulement en métal usiné, basé sur l'un des designs générés par<br />

l’équipe du Trina.<br />

Alors, quel est le design optimal d'une<br />

plaque d'écoulement ? Il n'y en a pas,<br />

tout comme il n'y a pas de technologie<br />

idéale pour remplacer les véhicules à<br />

essence. « De notre point de vue, nous<br />

avons réussi en proposant à nos ingénieurs<br />

plusieurs options pertinentes à<br />

considérer », souligne M. Zhou.<br />

Trina fait partie d'un vaste réseau<br />

d'équipes de R&D de Toyota qui<br />

travaillent au développement d'une «<br />

société de l'hydrogène ». L'entreprise<br />

ne cesse d’améliorer l'autonomie et les<br />

performances des voitures à hydrogène<br />

baptisées Mirai, un mot japonais qui<br />

signifie « l'avenir » ou, littéralement,<br />

« pas encore arrivé ». Peut-être que<br />

dans un monde qui n'est pas encore<br />

arrivé, nous vivrons dans des villes<br />

sans pollution, équipées d'infrastructures<br />

de distribution d'hydrogène et de<br />

voitures, camions, trains et bâtiments<br />

alimentés par des piles à combustible.<br />

Même si nous ne sommes pas sûrs d'atteindre<br />

cet objectif, nous qui vivons<br />

actuellement dans une société où le<br />

pétrole est omniprésent, nous pouvons<br />

néanmoins nous inspirer des efforts<br />

accomplis par Toyota pour atteindre<br />

le Mirai*.<br />

Pour finir, Yuqing Zhou nous livre un<br />

conseil qui le guide, lui et ses collègues<br />

: « Notre responsable scientifique<br />

nous a dit "Nous devons cesser d'essayer<br />

de prédire l'avenir et nous efforcer de<br />

le créer ».<br />

Les quatre principaux contributeurs du projet. De gauche à droite : Ercan M. Dede, Tsuyoshi Nomura, Yuqing Zhou et Danny J. Lohan. M. Nomura est<br />

rattaché au Toyota Central R&D Labs au Japon. Les autres travaillent au Toyota Research Institute of North America.<br />

Toyota Mirai est une marque déposée de Toyota Motor Corporation.*<br />

ESSAIS & SIMULATIONS ESSAIS &• SIMULATIONS N°<strong>154</strong> • octobre • N°<strong>154</strong> - novembre • mai -- juin décembre - juillet 2022 2023 I49 I


DOSSIER OUTIL<br />

RENDEZ-VOUS<br />

Journée technique ASTE, le 22 novembre<br />

chez ArianeGroup<br />

L’ASTE organise le 22 novembre 2023 chez ArianeGroup aux Mureaux (78) une journée<br />

technique sur le thème : « Utilisation hybride des essais et du calcul pour des applications<br />

industrielles ».<br />

COMPÉTENCES<br />

Formation SAFI - Statistical<br />

Analysis For Industry<br />

AU PROGRAMME DE LA JOURNÉE<br />

Matin : présentation de l'ASTE et<br />

d'ArianeGroup et présentations techniques<br />

:<br />

- Siemens - Simulateur acoustique pour<br />

le développement NVH des véhicules<br />

hybrides.<br />

- HBK - How to effectively create<br />

and validate automotive sub-system<br />

models using a hybrid test-simulation<br />

approach.<br />

- ArianeGroup - Eikosim - Construire<br />

la crédibilité des modèles de simulation<br />

: quel gain attendre de la fusion de<br />

données essais-simulations ? L'exemple<br />

du dispenseur Galileo Ariane 6 chez<br />

ArianeGroup.<br />

- MatchID NV - Méthodologie de<br />

comparaison essais-simulations pour<br />

mesures par corrélation d’images<br />

Après-midi : Visite du site d’Ariane-<br />

Group<br />

EN SAVOIR PLUS ><br />

Informations et inscriptions : Patrycja<br />

Perrin (pperrin@aste.asso.fr, 01 61 38 96 32<br />

Depuis le mois de septembre 2023,<br />

l’ASTE propose en partenariat avec<br />

le campus européen de Bradford, les<br />

sessions de formation « Statistical<br />

Analysis For Industry » (SAFI).<br />

Introduction to Python with Google<br />

Colab/Introduction à Python avec<br />

Google Colab (SAFI-M0)<br />

Durée : 7h (1jour)<br />

- Tarifs : Non Membre (HT) : 700 € –<br />

Membre ASTE (HT) : 560 € – Membre<br />

Consortium SAFI (HT) : 400 €<br />

Prochaine session : 5/03/2024<br />

Statistics for Engineering/Statistiques<br />

pour l’ingénierie (SAFI-M1)<br />

Durée : 35 heures (5 jours)<br />

Tarifs : Non Membre (HT) : 3000 € –<br />

Membre ASTE (HT) : 2500 € – Membre<br />

Consortium SAFI (HT) : 2000 €<br />

Prochaine session : 13-14-20-21-<br />

22/03/2024<br />

Reliability Engineering (SAFI-M3)<br />

Durée : 35 heures (5 jours)<br />

Tarifs : Non Membre (HT) : 3000 € –<br />

Membre ASTE (HT) : 2500 € – Membre<br />

Consortium SAFI (HT) : 2000 €<br />

Prochaine session : 11-12-18-19-<br />

20/10/2023<br />

Robust Engineering / Ingénierie<br />

Robuste (SAFI-M5)<br />

Durée : 35 heures (5 jours)<br />

Tarifs : Non Membre (HT) : 3000 € –<br />

Membre ASTE (HT) : 2500 € – Membre<br />

Consortium SAFI (HT) : 2000 €<br />

Prochaine session : 2023 - nous<br />

consulter; 2024 : 27-28/03 et 10-11-<br />

12/04/2024<br />

Statistical Applications of Industrial Big<br />

Data /Applications statistiques du Big<br />

Data dans l’industrie (SAFI-M6)<br />

Durée : 35 heures (5 jours)<br />

TARIFS : Non Membre (HT) : 3000 € –<br />

Membre ASTE (HT) : 2500 € – Membre<br />

Consortium SAFI (HT) : 2000 €<br />

Prochaine session : 5-6-12-13-<br />

14/06/2024<br />

Industrial Big Data Analysis and<br />

Mining / Analyse et exploration des big<br />

data dans le secteur industriel (SAFI<br />

M8) Durée : 35 heures (5 jours)<br />

Tarifs : Non Membre (HT) : 3000 € –<br />

Membre ASTE (HT) : 2500 € – Membre<br />

Consortium SAFI (HT) : 2000 €<br />

Prochaine session : Nous consulter<br />

EN SAVOIR PLUS ><br />

Informations et inscriptions : Patrycja<br />

Perrin (pperrin@aste.asso.fr, 01 61 38 96 32<br />

50 I IESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • N°<strong>154</strong> • mai • octobre - juin - - juillet novembre 2022 - décembre 2023


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 />

B<br />

IUT du Limousin<br />

3 1 650 €<br />

MV2 3 1 650 €<br />

DOSSIER<br />

25-27 avril<br />

et 05-07<br />

septembre<br />

02-04 mai<br />

et 12-14 septembre<br />

Application au domaine industriel (*) MV3 B SOPEMEA (78) 3 1 650 €<br />

28-30 mars<br />

et 10-12 octobre<br />

Chocs mécaniques : mesures, spécifications, essais<br />

et analyses de risques (*)<br />

MV4<br />

S<br />

Christian LALANNE ou Etienne<br />

CAVRO, Michel GIBERT ou<br />

Frédéric CHOIN et Yvon MORI<br />

3 1 650 € 21-23 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<br />

Bruno COLIN (78)<br />

3 1 650 € 03-05 octobre<br />

Pilotage des générateurs de vibration :<br />

principes utilisés et applications<br />

PV S SOPEMEA (78) 3 2 100 € 21-23 novembre<br />

Analyse modale expérimentale et<br />

Initiation aux calculs de structure et essais<br />

AM<br />

S<br />

SOPEMEA ou AIRBUS D&S<br />

(31)<br />

3 1 650 € 14-16 novembre<br />

Climatique<br />

Les fondamentaux des essais climatiques CL B SOPEMEA (78) 2 1 250 € 28-29 novembre<br />

Personnalisation Environnement<br />

Prise en compte de l’environnement mécanique<br />

(norme NFX-50144-3)<br />

Principes de personnalisation de base (*)<br />

P1<br />

S<br />

Bruno COLIN et Pascal LELAN<br />

(78)<br />

3 1 650 € 14-16 novembre<br />

Prise en compte de l’environnement mécanique<br />

(norme NFX-50144-3)<br />

Principes de personnalisation avancées (*)<br />

P2<br />

S<br />

Bruno COLIN et Pascal LELAN<br />

(78)<br />

3 1 650 € 28-30 novembre<br />

Mesure<br />

Extensomètrie : collage de jauge, analyse des résultats<br />

et de leur qualité<br />

M1 S Raymond BUISSON (78) 3 1 650 € 05-07 décembre<br />

Concevoir, réaliser, exploiter une campagne<br />

de mesures (*)<br />

M2<br />

B<br />

Pascal LELAN et Bruno COLIN<br />

(78)<br />

3 1 650 € 05-07 décembre<br />

Fiabilité et <strong>Essais</strong><br />

Les essais accélérés et aggravés (*) E1 S Alaa CHATEAUNEF (78) 2 1 250 € 05-07 décembre<br />

Analyse de cause de défaillance (RCA)<br />

sur cartes électroniques (*)<br />

E2 S SERMA (78) 2 1 250 € à confirmer<br />

Thermométrie<br />

Thermométrie pour les essais vide thermique (*) T S Alain BETTACCHIOLI (78) 1 950 € A définir<br />

Batterie<br />

Stockage énergie électrique : batteries (*) B B SERMA (78) 1,5 1 000 € à confirmer<br />

Formations 2023<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • mai - juin - juillet 2022 I51


INDEX<br />

Au sommaire du prochain numéro :<br />

DOSSIER<br />

Spécial Guide des laboratoires d’essais<br />

Ce numéro de fin d’année mettra en lumière les grands laboratoires<br />

d’essais en France, leurs savoir-faire, leurs moyens et leurs applications.<br />

ESSAIS ET MODELISATION<br />

© Thiot - Jupiter FI5A2900<br />

Focus sur les bureaux d’études<br />

Répondre aux problématiques de simulation et de calculs et, surtout,<br />

concilier les données d’essais, c’est tout le travail des bureaux d’études<br />

MESURES ET CONTRÔLE QUALITÉ<br />

Mesures et Métrologie 4.0<br />

Dans le domaine de la métrologie « du futur », quelles solutions offrent<br />

aujourd'hui le marché aux industriels des essais et de la production ?<br />

Liste des entreprises citées et index des annonceurs<br />

AIRBUS.......................................................................... 35<br />

ALLIANTECH.................................. 7 et 2 e de couverture<br />

AMTECHDATA…............................................................ 21<br />

ARIANEGROUP............................................................. 50<br />

ASTE......................................................... 16, 37, 50 et 51<br />

BILZ VIBRATION........................................................... 14<br />

BRUITPARIF.................................................................... 7<br />

COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE (CFM).......... 33<br />

COMSOL........................................44 et 4 e de couverture<br />

DB VIB..................................................3 e de couverture<br />

DAES........................................... 11 (publi-communiqué)<br />

DEWESOFT............................................................ 2 et 22<br />

DJB INSTRUMENTS..................................................... 43<br />

EIKOSIM........................................................................ 41<br />

FRANCE HYDROGÈNE................................................. 30<br />

GAS ANALYSIS.............................................................. 33<br />

IPG AUTOMOTIVE......................................................... 25<br />

MENOVA.......................................................................... 4<br />

M+P INTERNATIONAL................................................. 23<br />

MTS SYSTEMS.............................................................. 40<br />

MVB ENGINEERING (ACOEM)............................ 12 et 19<br />

OROS................................................................................ 9<br />

PHALANX...................................................................... 39<br />

RENAULT......................................................................... 7<br />

SOCITEC........................................................................ 15<br />

THEMACS INGÉNIERIE................................................ 35<br />

TOP INDUSTRIE............................................................ 40<br />

TOTALENERGIES ONETECH........................................ 12<br />

TOYOTA.......................................................................... 44<br />

VALEO............................................................................ 18<br />

VECTOR...................................... 26 (publi-communiqué)<br />

VIB&TEC............................................................... 13 et 14<br />

LE CHIFFRE À RETENIR<br />

460<br />

Voici le nombre de membres que réunit aujourd’hui France<br />

Hydrogène, association qui affiche une santé de fer… un<br />

dynamisme « qui résulte de l'intérêt très fort de la société<br />

pour le développement des technologies de l’hydrogène afin de<br />

lutter contre le changement climatique et de décarboner notre<br />

économie », explique Philippe Boucly, président de ladite<br />

structure. Pour rappel, l’association comptait 80 membres<br />

en 2018 et 120 en 2019. La répartition des membres est la<br />

suivante : plus de 110 grands groupes, plus de 200 PME-<br />

PMI et start-up mais aussi tous les centres de recherche<br />

qui travaillent sur l'hydrogène en France ainsi que des<br />

collectivités territoriales (en particulier toutes les régions<br />

de France métropolitaine).<br />

>> cf. « L’interview » en pages 30 à 32 du magazine<br />

Retrouvez nos anciens numéros sur :<br />

www.essais-simulations.com<br />

52I ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • octobre - novembre - décembre 2023


MOYENS<br />

D’ESSAIS<br />

DOSSIER<br />

Conception & réalisation de vos<br />

moyens d’essais<br />

Solutions clés en main : toutes servitudes incluses :<br />

bancs à rouleaux, ventilation, climatisation, éclairage, automatismes,<br />

sécurisation des accès..<br />

Salles anéchoïques<br />

Salles semi-anéchoïques<br />

Salles calmes<br />

Salles réverbérantes<br />

Souffleries<br />

contact.ingenierie@dbvib.com<br />

www.dbvib-ingenierie.com<br />

ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • mai - juin - juillet 2022 I53<br />

04 74 16 28 80


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des dispositifs et<br />

des procédés réels<br />

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plus vite.<br />

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avant le prototypage.<br />

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mieux.<br />

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virtuels et développez un<br />

prototype physique à partir du<br />

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