Brevet FR2959717A1 — publié le 20111111

DISPOSITIF ET PROCEDE POUR LA SUPERVISION DE L'ETAT D'ENDOMMAGEMENT D'UN DISQUE DE FREIN L'invention concerne un dispositif et un procédé pour la supervision continue de l'état d'endommagement d'un disque de frein dans un véhicule 5 automobile. A l'heure actuelle, les pièces de freinage sont dimensionnées pour offrir, à tout utilisateur d'un véhicule automobile, une durée de vie minimale, même si ledit utilisateur sollicite lesdites pièces de manière particulièrement sévère. En pratique, les dispositifs de freinage destinés aux véhicules de 10 série sont dimensionnés en regard d'un utilisateur les sollicitant particulièrement sévèrement, selon une pratique que seul 1/50000ème des utilisateurs n'excède en terme de sévérité des sollicitations. Cette démarche conduit à un surdimensionnement des dispositifs de freinage, lequel engendre de la masse embarquée injustifiée pour la très 15 grande majorité des utilisateurs, avec des conséquences sur la consommation énergétique des véhicules concernés. Pour résoudre cet inconvénient sans engendrer de conséquence sur la fiabilité des systèmes de freinage, l'invention propose de superviser l'endommagement des récepteurs de freinage et plus particulièrement des 20 disques de frein de sorte à avertir l'utilisateur de tout risque de défaillance consécutive à l'endommagement de cet organe mécanique. Ainsi, il est possible de dimensionner ces récepteurs en regard de la pratique de freinage d'un utilisateur moyen et non d'un utilisateur extrême, tout en conservant des coefficients de sécurité suffisants. 25 Cependant, un disque de frein est soumis au cours de sa durée de vie à des sollicitations thermomécaniques très variées engendrant une fatigue de celui-ci à la fois dans le domaine polycyclique et dans le domaine oligocyclique. On désigne par fatigue oligocyclique un mode d'endommagement d'une éprouvette soumise à des sollicitations répétées dont l'intensité conduit à la ruine ou la rupture de celle-ci après un nombre de cycles inférieur à 50000. On désigne par fatigue polycyclique un mode d'endommagement d'une éprouvette soumise à des sollicitations répétées dont l'intensité conduit à la rupture de celle-ci pour un nombre de cycle supérieur à 50000, en pratique compris entre 105 et 10' cycles. D'un point de vue microscopique la fatigue polycyclique se produit par l'initiation et la propagation de fissures sans modification sensible de l'état de contrainte macroscopique de l'éprouvette sur au moins une très grande partie de la durée de vie de celle-ci, il y a adaptation élastique de la sollicitation globale. Dans le cas de la fatigue oligocyclique, il y a accommodation de la sollicitation globale par plastification ou modification de son état de contrainte interne sur au moins une partie de la durée de vie de l'éprouvette. Par ailleurs, un disque de frein peut être soumis ponctuellement à des contraintes thermomécaniques suffisamment sévères pour plastifier localement la matière et modifier sensiblement l'état de contrainte résiduel dans celui-ci. A l'échelle de l'éprouvette, et pour le domaine de la fatigue polycyclique, il est connu de faire correspondre un taux d'endommagement à un niveau de sollicitation répété sur un certain nombre de cycles. Ce taux d'endommagement est le rapport entre le nombre de cycles effectués à un niveau de chargement périodique donné, par le nombre de cycles qui entraîne la rupture de l'éprouvette sous ce même chargement périodique. Ces dommages sont cumulatifs et ce principe et connu sous le nom de «règle de M i n e r-Palmgreen ». La sollicitation considérée peut être mécanique, thermique ou thermomécanique dès lors qu'elle reste dans le domaine de la fatigue polycyclique. Ainsi, en identifiant, à l'aide d'essais sur éprouvette, la courbe d'endurance attribuée à un matériau en fatigue polycyclique, laquelle donne pour chaque niveau de sollicitation périodique le nombre de cycles jusqu'à la rupture sous ce même niveau de chargement, il est possible de calculer à l'aide de la règle de Miner-Palmgreen la durée de vie d'une éprouvette soumise à des niveaux de sollicitation périodiques variables, en additionnant les taux d'endommagement engendrés pour chaque cycle à chaque niveau de sollicitation périodique. La durée de vie est atteinte lorsque la somme des endommagements est égale à 1. Par extension, ce principe permet de calculer, par simulation, l'endommagement d'une pièce soumise à des cycles de sollicitation variables, ou de superviser l'état d'endommagement d'une pièce en mesurant les cycles de sollicitation auxquelles elle est soumise, dès lors que celle-ci reste sollicitée dans le domaine de la fatigue polycyclique. Toutefois, ce principe n'est pas applicable de manière opérationnelle 15 à la supervision embarquée de l'état d'endommagement d'un disque de frein. Tout d'abord à cause de la complexité des cycles de sollicitations de cet organe mécanique tournant, lesquels sont difficiles à mesurer en temps réel et nécessiteraient l'installation de capteurs spécifiques et de chaînes d'acquisition dédiées dont la fiabilité sur des véhicule de série serait 20 onéreuse à obtenir. Mais également par le niveau des sollicitations auxquelles est soumis cet organe. En effet, il est généralement admis que la règle de Milner-Palmgreen n'est pas applicable en présence de phénomènes de plastification locale, de modifications de l'état de contrainte résiduel ou d'effets de rochet ou de cumul de déformations permanentes. Or, les 25 sollicitations auxquelles est soumis un disque de frein sont de nature à déclencher ces phénomènes. De plus les sollicitations subies par le disque de frein peuvent se trouver dans des plages correspondant à la fatigue polycyclique et à la fatigue oligocyclique selon la position spatiale de la zone étudiée sur le disque ou selon l'instant considéré de l'évènement de freinage. Il existe donc un besoin pour un procédé et un dispositif de supervision, adaptés à une utilisation sur véhicule de série, aptes à évaluer de manière continue l'état d'endommagement d'un disque de frein soumis à des sollicitations de divers degrés de sévérité et à avertir le conducteur du véhicule lorsque le taux d'endommagement du disque atteint un seuil critique. Pour résoudre ce besoin de l'art antérieur l'invention propose un dispositif pour la supervision continue de l'état d'endommagement d'un disque de frein d'un véhicule comprenant : - des moyens transducteurs aptes à délivrer une mesurande, dite macroscopique, quantifiant l'intensité d'un évènement de freinage ; et - un calculateur apte à l'acquisition et au traitement de la mesurande; et - une mémoire accessible en lecture par le calculateur comprenant 15 une relation empirique reliant le niveau de la mesurande à un taux d'endommagement du disque de frein; et - une mémoire accessible en lecture et en écriture par le calculateur apte à sauvegarder le cumul des endommagements occasionnés par chaque événement de freinage; et 20 - un module d'alerte apte à scruter la mémoire accessible en lecture et en écriture et à déclencher une alerte lorsque le cumul des taux d'endommagements atteint un seuil déterminé. Par « mesurande macroscopique » on entend un signal proportionnel à un paramètre physique qui ne permet pas de qualifier et de 25 quantifier directement la sollicitation à laquelle est soumis le disque de frein durant un événement de freinage. C'est à dire que ce paramètre qualifie et quantifie l'intensité ou la sévérité de l'évènement de freinage mais ne qualifie pas directement la nature de la sollicitation subie par le disque de frein, celle-ci pouvant être thermique, mécanique ou thermomécanique avec des degrés divers selon la zone considérée sur ce disque, et ne quantifie pas non plus l'intensité ou la fréquence de cette sollicitation. Il s'agit donc d'un paramètre très intégré, facile à acquérir et peu sensible aux perturbations parasites. Dans la plupart des cas, cette mesurande macroscopique est déjà disponible dans le système de supervision d'un véhicule moderne et utilisée par les divers dispositifs d'assistance à la conduite tels que les dispositifs antiblocage des roues, les dispositifs anti-patinage, de correction de trajectoire, de changement de vitesse automatique ou de calcul de la consommation, sans que cette liste ne soit limitative. Le taux d'endommagement associé à cette mesurande macroscopique est déduit d'une relation empirique. Ce type de relation empirique est analogue à ce qui est communément appelé « loi d'endommagement », laquelle relie le taux d'endommagement à un niveau de sollicitation de la matière. Ici, il n'y a pas, au niveau de ce dispositif embarqué, de calcul de la sollicitation de la matière constituant le disque de frein, ce qui aurait nécessité une puissance de calcul hors d'atteinte des calculateurs embarqués actuels, et le dispositif peut s'intégrer facilement dans un véhicule automobile moderne muni d'un calculateur. Finalement, le dispositif peut être facilement amélioré en changeant la forme de la loi empirique, ou la valeur du seuil critique, sans modifier le dispositif de supervision du véhicule. Ce dispositif peut être mis en oeuvre selon des modes de réalisation 25 avantageux, exposés ci-après, lesquels peuvent être considérés individuellement ou en combinaison. Avantageusement la mesurande macroscopique est proportionnelle à une grandeur physique appartenant à un groupe comprenant l'énergie cinétique du véhicule au moment du freinage, la vitesse du véhicule avant et après freinage. Avantageusement également la mesurande macroscopique est proportionnelle à une grandeur physique appartenant à un groupe comprenant la température initiale du disque de frein, le couple de freinage, la pression de freinage et la puissance de freinage. Dans tous les cas il s'agit d'une grandeur physique moyennée et intégrée sur la durée de l'événement de freinage ou sur un instant immédiatement antérieur ou postérieur audit événement. L'invention repose sur l'identification d'un indicateur d'endommagement relatif au disque de frein. Par indicateur d'endommagement, on entend la sélection d'un paramètre physique pertinent quantifiant l'intensité d'un événement de freinage et la fonction empirique univoque d'endommagement liant l'intensité de ce paramètre physique au taux d'endommagement produit, laquelle fonction permet une évaluation cumulative de cet endommagement. La fonction d'endommagement doit couvrir de manière continue le domaine polycyclique et le domaine oligocyclique. A cette fin l'invention concerne également un procédé pour la construction d'un indicateur d'endommagement d'un disque de frein 20 comprenant les étapes consistant à : a) effectuer des essais de caractérisation incluant des essais en fatigue polycyclique et oligocyclique sur des éprouvettes lisses constituées du même matériau que le disque de frein de sorte à identifier les lois de comportement ainsi que les lois d'endurance 25 dudit matériau pour un ensemble de sollicitations; et b) construire un modèle thermomécanique du disque de frein, des éléments de freinage et de leurs liaisons avec la structure du véhicule; et 6 c) solliciter le modèle construit à l'étape b) par une pluralité de séquences correspondant à des champs de sollicitation engendrés par des événements de freinage quantifiés par différents niveaux d'un paramètre physique macroscopique quantifiant l'intensité de l'événement de freinage; et d) établir, par un critère d'endommagement élémentaire, l'endommagement local du disque de frein produit par chaque séquence de sollicitation de l'étape c). Ainsi, la construction de l'indicateur d'endommagement repose sur la simulation du comportement du dispositif de freinage. Il permet par conséquent la réalisation d'un très grand nombre d'essais virtuels aptes à établir un criblage statistique des paramètres physiques macroscopiques significatifs et l'identification des relations d'endommagement associées, ceci avec une validité statistique suffisante dans un temps raisonnable, en utilisant au besoin des routines automatiques et connectées directement au modèle pour le dépouillement des résultats. Ces essais virtuels peuvent en outre être réalisés avant le lancement d'un véhicule, à partir de sa maquette numérique. Compte tenu de la complexité des phénomènes physiques en 20 présence, de tels modèles statistiques ne pourraient simplement pas être obtenus à partir d'essais physiques instrumentés. Parallèlement, la simulation permet d'estimer l'endommagement global à partir d'un critère d'endommagement élémentaire, fondamentalement lié au comportement de la matière à l'échelle 25 microscopique ou mésoscopique, lequel critère d'endommagement n'est généralement pas non plus accessible par des essais physiques instrumentés. L'invention repose également sur la définition d'un critère d'endommagement élémentaire apte à rendre compte des endommagements produits par les différents types de sollicitations auxquelles peut être soumis un disque de frein. Avantageusement ce critère d'endommagement élémentaire est basé sur la densité de déformation plastique dissipée et stabilisée. Le choix d'un critère d'endommagement élémentaire, valable à l'échelle microscopique ou mésoscopique, nécessite pour sa mise en oeuvre un modèle de simulation apte à rendre compte de la sollicitation de la matière à cette échelle. Avantageusement le modèle construit à l'étape b) est un modèle thermomécanique par éléments finis. Ce type de modèle permet par l'association d'un maillage, de lois de comportement adaptées pour les différents matériaux et éléments le constituant, ainsi que des conditions aux limites et chargements de réaliser l'intégration entre les échelles d'observation microscopiques, mésoscopiques et macroscopiques, et de prendre en compte des singularités géométriques des pièces en présence. Avantageusement le procédé comprend une étape consistant à établir une relation empirique entre le niveau du paramètre physique macroscopique et l'endommagement d'au moins une zone du disque de frein. Cette relation empirique n'est pas une courbe d'endurance. Sa validité se limite au dispositif étudié dans son environnement précis. Si nécessaire, le modèle empirique établi une relation entre plusieurs paramètres physiques macroscopiques et l'endommagement d'au moins une zone du disque de frein. Avantageusement ce modèle empirique et un modèle d'ordre 1 c'est à dire qu'il établit une relation entre la valeur d'un ou plusieurs paramètres physiques macroscopiques et le taux d'endommagement d'une zone du disque de frein sans tenir compte d'une interaction éventuelle entre lesdits paramètres physiques. Ainsi, le modèle peut facilement être amélioré ultérieurement en modifiant le poids des paramètres physiques dans la relation empirique à la lumière d'un retour d'expériences par exemple. Les indicateurs d'endommagement étant identifiés, le dispositif de supervision peut être mis en oeuvre selon un procédé comprenant les étapes consistant à : - détecter un événement de freinage; et - déclencher l'acquisition d'au moins une mesurande macroscopique depuis un temps précédant immédiatement la survenue de l'événement de freinage; et - détecter la fin de l'événement de freinage; et - terminer l'acquisition de l'au moins une mesurande macroscopique dans un temps suivant immédiatement la fin de l'événement de freinage; et - calculer à partir de la valeur des mesurandes macroscopiques et des relations empiriques en mémoire les taux d'endommagement de différentes zones du disque de frein. - scruter les valeurs de taux d'endommagement cumulées de chaque zone du disque de frein et les comparer à un seuil critique. Ce procédé peut être appliqué à partir de mesurandes 20 macroscopiques, de relations empiriques et de seuils différents selon le véhicule considéré et sur un même véhicule, selon les dispositifs de freinage avant et arrière. Avantageusement, le procédé comprend une étape consistant à enregistrer dans une mémoire du calculateur les valeurs des mesurandes 25 macroscopiques correspondant à chaque événement de freinage. Ainsi il est possible d'analyser et d'améliorer ultérieurement les modèles empiriques ou 10 15 la valeur des seuils critiques par un retour d'expérience notamment en accédant aux valeurs enregistrées et donc à l'historique des freinages lors des opérations d'entretien du véhicule par exemple. Cet historique permet également de mieux cerner le comportement des utilisateurs et d'utiliser ces informations pour définir le domaine de fonctionnement exploré lors des simulations. L'invention sera maintenant plus précisément décrite dans le cadre de modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, et des figures 1 à 7, dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement le comportement stabilisé dans le plan contrainte - déformation d'une éprouvette soumise à une sollicitation cyclique; - la figure 2 montre un exemple de modèle heuristique de comportement élasto-visco-plastique écrouissable utilisé pour représenter le comportement d'une matière sollicitée en fatigue ; - la figure 3 représente un exemple de fonction mathématique dans un repère logarithmique représentant l'évolution du nombre de cycles à rupture d'une éprouvette en fonction de l'énergie plastique dissipée sur un cycle de sollicitation stabilisé ; - la figure 4 représente en perspective une exemple de maillage d'un dispositif de freinage utilisé pour la construction d'un modèle en élément finis représentant le comportement dudit dispositif soumis à des sollicitations thermomécaniques ; - la figure 5 est un exemple de cartographie des contraintes 25 mécaniques dans un disque pour un évènement de freinage, obtenue à partir d'un modèle par éléments finis ; - la figure 6 est un exemple de tracé d'une fonction mathématique reliant l'intensité d'un paramètre physique macroscopique au nombre d'occurrences de ce paramètre à un niveau déterminé, 30 conduisant à la rupture du dispositif étudié ; - et la figure 7 est un organigramme d'un procédé d'évaluation de l'endommagement d'un disque de frein lors de chaque évènement de freinage. La présente invention repose sur le passage d'un niveau d'observation microscopique ou mésoscopique, auquel le comportement élémentaire de la matière peut être appréhendé par des modèles de comportements relativement simples, à une échelle d'observation macroscopique, ou globale, d'un organe mécanique dont le comportement global ne peut être prévu directement par le modèle de comportement élémentaire de la matière et dont les sollicitations élémentaires ne peuvent pas être mesurées directement en service. Plus particulièrement l'invention s'adresse à la prévision par un calculateur embarqué de l'état d'endommagement d'un disque de frein d'un véhicule. Le procédé et le dispositif décrits dans l'exemple de réalisation de l'invention pourront avantageusement être adaptés au calcul et à la supervision de l'endommagement de pièces chaudes soumises à des cycles de fatigue multiaxiale, couplant des phénomènes thermiques et mécaniques sur de plages de température étendues, et ce, dans les domaine de fatigue plastique ou oligocyclique et/ou de la fatigue polycyclique ou élastique, en conditions isothermes ou anisothermes. En effet, la demanderesse a pu mettre en évidence que contrairement aux préjugés de l'art antérieur, la formule générale de type : X.NI3= constante Où X est la valeur d'un paramètre physique représentatif de la sollicitation et N le nombre de cycles de sollicitation à ce niveau du paramètre physique et R un coefficient empirique, est valable continument du domaine oligocyclique au domaine polycyclique au niveau local, c'est-à-dire microscopique ou mésoscopique, à condition que le paramètre physique soit pertinent vis à vis du mécanisme d'endommagement. La présente invention repose sur l'observation qu'il est possible, de manière surprenante, d'utiliser cette relation au niveau global ou macroscopique, à l'échelle de l'organe mécanique, en mettant en oeuvre ladite relation avec un paramètre macroscopique, à condition d'être en mesure d'identifier un paramètre macroscopique représentatif de la sollicitation subie par l'organe mécanique considéré. La première étape pour la mise en oeuvre de la présente invention consiste à construire un indicateur d'endommagement de la pièce dont on souhaite réaliser la supervision. Cet indicateur d'endommagement est constitué de deux éléments : - l'identification d'un paramètre physique pertinent et facilement mesurable représentatif de la sévérité de la sollicitation de la pièce ; - l'identification d'une loi d'endommagement reliant ce paramètre physique à un taux d'endommagement de la pièce ou d'une partie de la 15 pièce. Ces deux éléments constituant l'indicateur d'endommagement sont indissociables et doivent être identifiés conjointement. Figure 1, la première étape consiste à identifier la loi de comportement élémentaire de la matière constituant la pièce ou une partie 20 de la pièce objet de la supervision. Par loi de comportement on entend une relation mathématique liant la sollicitation d'un volume élémentaire de matière, par exemple une contrainte mécanique, à la réponse de ce volume élémentaire à cette sollicitation, par exemple sa déformation, ceci, en fonction de la température, de la dynamique de sollicitation et de l'historique 25 des sollicitations. S'agissant de pièces sollicitées en fatigue, cette loi de comportement doit être identifiée pour des sollicitations cycliques. Figure 1 donne un exemple de comportement (3) dans un plan sollicitation (2) û réponse (1) d'un volume élémentaire de matière sollicité de manière cyclique, où la sollicitation est la contrainte et la réponse la déformation du volume élémentaire. Lors de ce cyclage la réponse du matériau dessine un cycle d'hystérésis (3). Ce comportement doit être évalué pour des sollicitations dans le domaine oligocyclique et/ou polycyclique. Ce cycle d'hystérésis témoigne de phénomènes dissipatifs d'énergie, l'énergie dissipée lors de chaque cycle de sollicitation (4Wp) étant proportionnelle à l'aire (30) du cycle d'hystérésis. Cette énergie dissipée résulte de phénomènes plastiques ou anélastiques irréversibles ou de phénomènes visqueux. En présence de phénomènes irréversibles le cycle d'hystérésis ne se stabilise qu'après un nombre plus ou moins important de cycles de sollicitation. Ces lois de comportement élémentaires sont obtenues par des essais instrumentés, réalisés sur des éprouvettes lisses, constituées de la matière à tester et sollicitées selon des modes de sollicitation simples tels que la traction-compression alternées. Ces essais sont pratiqués à différentes températures et/ ou différentes vitesses de sollicitations. La conduite de ces essais de caractérisation des matériaux permet d'identifier notamment une loi de comportement, laquelle loi doit être élastovisco-plastique écrouissable pour rendre compte du comportement hystérétique en sollicitation cyclique. Ces coefficients étant avantageusement évolutifs en fonction de la température. La figure 2 montre un exemple de modèle comportement heuristique répondant à ce critère. Lorsqu'un tel modèle est sollicité à son extrémité libre (110) par une force ou un déplacement imposés, la réponse de ce modèle présentera une contribution élastique (101) produisant une force de rappel proportionnelle à l'allongement imposé ou vice versa, une contribution visqueuse (102) produisant une force de réaction fonction de la dynamique de sollicitation, une contribution irréversible (104) symbolisée par un patin dont le glissement est déclenché pour un seuil d'effort donné et une contribution d'écrouissage (103) produisant une réaction proportionnelle au déplacement du patin (104). Un tel modèle heuristique permet par conséquent de représenter par des équations simples le comportement de la matière qu'il symbolise en reliant la réponse du modèle à sa sollicitation et à des constantes caractérisant ses différents éléments : - raideur des éléments ressort (101, 103) - seuil de glissement du patin (104) - viscosité de l'amortisseur (102) L'identification de ces quatre coefficients, éventuellement en fonction de la température, permet de représenter complètement le comportement complexe d'un volume élémentaire de matière soumis à des sollicitations cycliques et de prévoir les cycles d'hystérésis (3) obtenus pour différents niveaux de sollicitation. La connaissance des cycles d'hystérésis de la réponse d'un volume 15 élémentaire de matière permet de calculer l'énergie de déformation plastique dissipée dans celui-ci (4Wp, 30). Parallèlement, les essais réalisés sur éprouvette permettent de relier la quantité d'énergie de déformation plastique dissipée au cours d'un cycle de sollicitation, au nombre de répétitions de ce cycle admissible jusqu'à la 20 rupture ou un taux d'endommagement défini critique de l'éprouvette. Figure 3, selon un exemple de réalisation, la relation reliant la quantité d'énergie dissipée (30) dans un cycle stabilisé avec le nombre de cycles à rupture (40), est une droite dans un repère logarithmique, ce qui signifie que l'on peut relier le nombre de cycles à rupture N à la quantité 25 d'énergie dissipée au cours d'un cycle stabilisé 4Wps par une relation de type : (4Wps)Na= constante On notera que cette relation est indépendante de la nature de la sollicitation à laquelle est soumis le volume élémentaire de matière de sorte que celle-ci peut combiner sollicitation thermique et mécanique, laquelle peut se situer dans le domaine polycyclique ou oligocyclique. Ainsi, à partir de l'identification d'un nombre réduit de coefficients caractéristiques, il est possible de représenter le comportement d'un volume élémentaire de matière soumis à des sollicitions statiques, dynamiques et périodiques et de prévoir l'endommagement de ce volume de matière élémentaire. Alternativement d'autres paramètres physiques ou indicateurs d'endommagement connus de l'homme du métier tels que Manson-Coffin, Skelton etc ... peuvent être utilisés en fonction, notamment, de la nature majoritaire des sollicitations subies par la pièce dont on souhaite superviser l'état d'endommagement. Par exemple, lorsque la sollicitation est accommodée élastiquement et que l'hystérésis n'est pas mesurable. Le comportement d'un volume élémentaire de matière étant identifié, selon un exemple de réalisation de l'invention, un modèle de comportement par éléments finis est utilisé pour prévoir la réponse globale du dispositif ou de la pièce dont on désire réaliser la supervision. Figure 4, selon un exemple de réalisation un modèle par éléments finis considère le comportement de l'ensemble du dispositif de freinage. Ce modèle est représenté graphiquement par le maillage du dispositif de freinage (200) intégrant par exemple, le disque de frein (210), l'étrier (230) les plaquettes (240), le moyeu et son roulement (220) et le pivot (250). Aux éléments finis correspondant à ces différents éléments sont associées des lois de comportement adaptées, par exemple une loi de comportement élasto-visco-plastique ecrouissable pour le disque de frein (210), ou une loi de comportement anélastique pour les plaquettes (240). Les autres éléments tels que l'étrier (230) le moyeu (220) ou le pivot (250) intervenant plus particulièrement par leur influence sur la raideur du système et la génération de vibrations et de sollicitations périodiques du disque (210) sont associés à des lois de comportement élastiques, qui qualifient essentiellement leur raideur. Des lois de comportement d'interface permettent de tenir compte du frottement notamment entre les plaquettes et le disque celles-ci pouvant être modifiées par des coefficients permettant de simuler l'usure. Des coefficients correctifs, identifiés empiriquement, permettent également la prise en compte des procédé utilisés pour la fabrication du disque telle que la fonderie et/ou l'usinage, et ainsi de tenir compte de l'influence de ces procédés sur l'écart des caractéristiques de la pièce par rapport aux caractéristiques identifiées sur éprouvettes lisses. A partir du niveau des paramètres physiques macroscopiques tels que les vitesses de début et de fin de freinage, le temps de freinage, l'énergie cinétique du véhicule au moment du freinage ou encore la pression de freinage, il est possible de spécifier des conditions de chargement du modèle de calcul par éléments finis, à savoir : - une partition d'ordre thermique établie à partir d'un calcul temporel, générée par les conditions de température initiale, les lois de flux thermiques générés aux interfaces de frottement et les lois de flux conductifs dans la matière, convectifs et radiatifs avec l'environnement. - une partition d'ordre mécanique établie à partir d'un calcul mécanique non linéaire, générée par le torseur des efforts induits par l'étrier de frein sous pression et couple de freinage, ainsi que la raideur des organes participatifs. Le modèle de calcul numérique par éléments finis doit être suffisamment déterministe, prédictif et corrélé par rapport à des essais physiques pour permettre de quantifier avec précision l'endommagement du disque de frein. Ainsi une phase avantageuse de corrélation et de mise au point du modèle de calcul éléments finis est conduite par : - des mesures mécaniques, avec capteurs de pression aux interfaces de contact garniture/disque, jauges de déformation et capteurs de déplacements ; - des mesures thermiques, par thermocouples noyés et caméra 5 optiques infrarouges Avant de finaliser le modèle et de l'utiliser pour la conduite d'expériences virtuelles. Un plan d'expériences virtuelles est alors conduit par simulation en considérant différents cas de chargement du modèle, lesquels correspondent 10 à une gamme déterminées d'évènements de freinage. A titre d'exemple non limitatif, les conditions du plan d'expériences sont déterminées à partir de données de freinages normalisés ou orientés clientèles, à savoir: - des freinages longs type descente de montagne ; - des freinages courts incidentels, exceptionnels ou d'urgence ; 15 - des freinages sur parcours autoroutiers et domaine urbain. Figure 5, selon un exemple de résultat le modèle de calcul par élément fini permet de dresser la cartographie de l'intensité des contraintes sollicitant le disque de frein à tout instant d'un évènement de freinage déterminé dans différentes zones (210,211,220) du disque. 20 La loi de comportement de la matière constituant le disque de frein permet la prise en compte de l'endommagement par le calcul. Par exemple, pour chaque évènement de freinage la densité d'énergie de déformation plastique dissipée et stabilisée dans chaque maille du modèle par éléments finis est obtenue, puis, par le calcul, à partir de la courbe de durée de vie (40) 25 d'un volume élémentaire de matière, le taux d'endommagement cumulé est déterminé. Ainsi pour chaque maille du modèle du disque de frein il est possible de déterminer le cumul des endommagements successifs produits sur ladite maille par les évènements de freinage successifs du plan d'expériences virtuelles. Figure 6, il est ainsi possible d'identifier un taux d'endommagement pour chaque zone du disque (210), avec une précision topographique fonction de la finesse du maillage. Une courbe (400) pour chacune des zones critiques du disque, notamment les zones de concentration de contraintes telles que la gorge (211), relie le niveau d'un paramètre physique macroscopique agrégé Xp , au nombre de cycles (100) nécessaire pour aboutir à l'endommagement critique de la zone considérée. En pratique il y a plusieurs paramètres physiques macroscopiques X, qui peuvent être pertinents pour qualifier un évènement de freinage et qui présentent une corrélation avec le niveau d'endommagement du disque de frein dans différentes zones de celui-ci. La conduite du plan d'expériences virtuelles permet, par des méthodes de traitement statistique classiques de cribler ces paramètres, c'est-à-dire de définir pour chaque zone du disque les paramètres physiques macroscopiques dont la corrélation avec le degré d'endommagement est la plus significative et d'identifier, par régression linéaire les relations (400) liant le niveau de ces paramètres physiques macroscopiques caractérisant l'évènement de freinage au dommage partiel produit dans la zone considérée du disque. A l'issue de ce plan d'expériences on obtient par conséquent pour chaque zone du disque : - un paramètre physique macroscopique agrégé X0= f(X,)(j=l..n) fonction de n paramètres physiques macroscopiques parmi lesquels, l'énergie cinétique du véhicule avant et après freinage, la pression de freinage ou la température initiale du disque de frein sans que cette liste ne soit limitative. - Une relation empirique N=g(Xo) identifiant une fonction g(Xo) (400) reliant le nombre d'occurrences du paramètre physique macroscopique agrégé à la dégradation critique de la zone du disque de frein considérée Le dommage partiel dp produit par un évènement de freinage, caractérisé par un niveau du paramètre physique macroscopique agrégé est donné par la 5 relation : Et le dommage D, cumulatif, produit dans cette même zone du disque par k évènements de freinage successifs est donné par : k D= dp 10 L'endommagement critique théorique est atteint pour la zone considérée lorsque D est égal à 1. La connaissance de ces fonctions (f(,)) , g(Xo)) permet de construire le procédé et le dispositif de supervision de l'endommagement d'un disque de frein. 15 Figure 7, selon un exemple de réalisation, le procédé de supervision (500) comprend en première étape (510) la détection d'un évènement de freinage, cette détection peut par exemple être réalisée par la détection d'une augmentation de la pression dans les vérins appliquant les plaquettes sur le disque ou par tout autre dispositif approprié. La détection de cet 20 évènement de freinage déclenche l'acquisition (511) de mesurandes macroscopiques délivrées par des capteurs évaluant le niveau de paramètres physiques macroscopiques (X) pertinents. Le protocole d'acquisition peut comprendre avantageusement un pré-déclenchement et une post-acquisition de sorte à connaître les valeurs desdites mesurandes 25 dans les instants précédant ou suivant immédiatement l'évènement de freinage. 1 Pour chaque zone définie du disque, la valeur du paramètre physique macroscopique agrégé (Xp) est calculée (521 à 524) à partir de la valeur des mesurandes macroscopiques à l'aide de la fonction empirique (f(,)) attachée à cette zone. A partir d'une relation mathématique empirique (g-'(Xo)) stockée en mémoire (540) pour chaque zone de disque considérée, la valeur numérique dp, caractéristique de l'endommagement produit dans la zone considérée du disque par l'évènement de freinage, est calculée (530). Cette valeur numérique caractéristique de l'endommagement dp est ajoutée à la somme des valeurs numériques caractéristiques de l'endommagement calculées, dans cette même zone du disque, pour les évènements de freinage précédant, et le total est enregistré dans une mémoire (550). La valeur numérique du dommage partiel (dp) cumulé, enregistrée en mémoire, est comparée (570) à une valeur critique également enregistrée en mémoire (560). Si la valeur cumulée des dommages partiels (Edp) est supérieure à cette valeur critique (580), alors, une alarme est déclenchée (590), par exemple, par l'allumage d'un voyant sur le tableau de bord du véhicule ou par la diffusion d'un message à l'affichage de l'ordinateur de bord. Dans le cas contraire, le dispositif est remis en veille jusqu'à l'évènement de freinage suivant. La valeur critique du dommage cumulée est normalement égale à 1 mais peut être ajustée à une valeur supérieure ou inférieure à 1 en fonction du retour d'expérience sur le fonctionnement du dispositif en service. La démarche décrite ici pour une zone du disque de frein est 25 appliquée pour chaque zone du disque sélectionnée pour la supervision. La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, elle permet la supervision continue de l'endommagement d'un élément mécanique soumis à des sollicitations complexes, tel qu'un disque de frein, en n'utilisant que des informations macroscopiques déjà disponibles dans les véhicules modernes et sans besoin d'accroitre la puissance de calcul de l'ordinateur de bord. Ainsi le dispositif et le procédé objets de l'invention peuvent-il être implémentés sur de nombreux véhicules existants. REVENDICATIONS1. Dispositif pour la supervision continue de l'état d'endommagement d'un disque de frein d'un véhicule caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens transducteurs aptes à délivrer une mesurande, dite macroscopique, quantifiant l'intensité d'un évènement de freinage ; et -un calculateur apte à l'acquisition et au traitement de la mesurande ; et - une mémoire accessible en lecture par le calculateur comprenant une relation empirique reliant le niveau de la mesurande à un taux d'endommagement du disque de frein ; et - une mémoire accessible en lecture et en écriture par le calculateur apte à sauvegarder le cumul des endommagements occasionnés par chaque évènement de freinage ; et - Un module d'alerte apte à scruter la mémoire accessible en lecture et en écriture et à déclencher une alerte lorsque le cumul des taux d'endommagement atteint un seuil déterminé. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mesurande macroscopique est proportionnelle à une grandeur physique appartenant à un groupe comprenant l'énergie cinétique du véhicule au moment du freinage, la vitesse du véhicule avant et après freinage. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que lamesurande macroscopique est proportionnelle à une grandeur physique appartenant à un groupe comprenant la température initiale du disque de frein, le couple de freinage, la pression de freinage et la puissance de freinage. 4. Procédé pour la construction d'un indicateur d'endommagement d'un disque de frein pour le dispositif de la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : a) effectuer des essais de caractérisation incluant des essais en fatigue polycyclique et oligocyclique sur des éprouvettes lisses constituées du même matériau que le disque de frein de sorte à identifier les lois de comportement (100) et les lois d'endurance (40) dudit matériau pour un ensemble de sollicitations; et b) construire un modèle thermomécanique (200) du disque de frein (210), des éléments de freinage (230,240) et de leurs liaisons (250,220) avec la structure du véhicule ; et c) solliciter le modèle construit à l'étape b) par une pluralité de séquences correspondant à des champs de sollicitation engendrés par des évènements de freinages quantifiés par différents niveaux d'une mesurande macroscopique selon l'une quelconque des revendications 2 et 3 ; et d) établir, par un critère d'endommagement élémentaire, l'endommagement local du disque de frein produit par chaque séquence de sollicitation de l'étape c). 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que le critère d'endommagement élémentaire est basé sur la densité de déformation plastique dissipée et stabilisée (30). 6. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que le modèle (200) construit à l'étape b) est un modèle thermomécanique par éléments finis. 7. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape e) consistant à établir une relation empirique (400) entre le niveau d'une mesurande macroscopique et l'endommagement d'au moins une zone du disque de frein. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que le modèle empirique établi une relation d'ordre 1 entre plusieurs mesurandes macroscopiques et l'endommagement d'au moins une zone du disque de frein. 9. Procédé pour la supervision continue d'un disque de frein avec un dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - détecter (510) un événement de freinage; et - déclencher (511) l'acquisition d'au moins une mesurande macroscopique depuis un temps précédant immédiatement la survenue de l'événement de freinage - détecter la fin de l'événement de freinage - terminer l'acquisition de l'au moins une mesurande dans un temps suivant immédiatement la fin de l'événement de freinage - calculer (530) à partir de la valeur des mesurandes macroscopiques et des relations empiriques en mémoire (540) les taux d'endommagement de différentes zones du disque de frein- stocker (550) en mémoire les taux d'endommagement obtenus pour chaque zone du disque de frein et le cumul de l'endommagement pour chacune de ces zones ; et - scruter (570) les valeurs de taux d'endommagement cumulées de chaque zone du disque de frein et les comparer (580) à un seuil critique (560). 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend une étape consistant à stocker dans une mémoire du calculateur les valeurs des mesurandes macroscopiques correspondant à chaque événement de freinage.