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 €
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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 />
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Jérémie Roboh<br />
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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 />
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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 />
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Toute reproduction, totale ou partielle,<br />
est soumise à l’accord préalable de la<br />
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Partenaires du magazine<br />
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°<strong>154</strong> • octobre - novembre - décembre 2023 I1
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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 />
•<br />
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•<br />
<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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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
Simulez des designs,<br />
des dispositifs et<br />
des procédés réels<br />
avec COMSOL<br />
Multiphysics ®<br />
Innovez<br />
plus vite.<br />
Testez davantage votre design<br />
avant le prototypage.<br />
Innovez<br />
mieux.<br />
Analysez les prototypes<br />
virtuels et développez un<br />
prototype physique à partir du<br />
design le plus performant.<br />
Innovez grâce<br />
à la simulation<br />
multiphysique.<br />
Basez vos choix de conception<br />
sur des résultats précis grâce<br />
à un logiciel qui vous permet<br />
d’étudier sans limitation de<br />
multiples effets physiques en<br />
un seul modèle.<br />
Pile à combustible PEM non isotherme<br />
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en savoir plus<br />
comsol.fr/feature/<br />
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