Brevet FR3016696A1 — publié le 20150724

PROCEDE DE DETECTION ANTICIPE DE L'EMERGENCE DE BRUITS PARASITES SUR UN COMPOSANT D'UN VEHICULE AUTOMOBILE. Domaine de l'invention La présente invention concerne d'une manière générale le domaine de l'amélioration du confort sonore à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule automobile. Elle se rapporte tout particulièrement à un procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites sur un composant de l'habitacle d'un tel véhicule automobile. Arrière-plan de l'invention Les progrès intervenus depuis une vingtaine d'années dans le domaine de l'acoustique automobile ont permis d'agir efficacement contre les principales sources de bruits à l'intérieur de l'habitacle des véhicules constituées par les bruits moteur, les bruits de roulement, les bruits aérodynamiques et les bruits liés à l'excitation de la route. Ces améliorations ayant entrainé une réduction considérable de l'intensité sonore du bruit de fond dans l'habitacle, ont eu également 20 pour conséquence secondaire de faire émerger les bruits parasites autrefois couverts par ce bruit de fond. Ces bruits parasites indésirables ou BSR en anglais (Buzz, Squeak et Rattle) ont aujourd'hui un impact particulièrement négatif sur le niveau de qualité ressenti par les utilisateurs, ces derniers les 25 interprétant souvent à tort comme le signe d'un disfonctionnement imminent ou d'un défaut représentatif d'un véhicule de qualité médiocre. Jusqu'à une période récente, les constructeurs automobiles ne prenaient pas autant en compte cette problématique des bruits parasites 30 au cours du processus de développement des véhicules, certains tentant de les limiter après coup en ajoutant des dispositifs « curatifs » couteux et souvent peu efficaces. Désormais, et afin de limiter l'émergence de tels bruits parasites dans l'habitacle, leur détection est pleinement intégrée dans la phase de développement. La demande de brevet coréenne KR 2005049774 divulgue ainsi un procédé de détection de bruits parasites par l'intermédiaire d'un détecteur piézo-électrique mesurant successivement le bruit au niveau de plusieurs zones d'un composant du véhicule. Ce type de procédé ne permet cependant pas d'obtenir des résultats suffisamment représentatifs de la réalité des bruits parasites qui seront ressentis par les occupants du véhicule. A l'heure actuelle, la méthodologie la plus efficace consiste à réaliser des essais vibratoires sur certains composants situés à l'intérieur de l'habitacle du véhicule tels que les portières, les sièges ou encore la planche de bord. Ces essais sont réalisés à l'aide de pots vibrants appliquant sur certaines zones prédéfinies de ce composant, des profils vibratoires représentatifs de différentes conditions de roulage. Ces profils vibratoires sont actuellement propres à chaque véhicule et à chaque composant testé. Ils se présentent sous la forme de signaux temporels mesurés sur véhicules ou de la densité spectrale de puissance (DSP) de ces signaux en fonction de la fréquence d'excitation à partir de laquelle on génère un signal aléatoire. La détection de bruits parasites s'effectue ensuite via une écoute subjective assurée par un opérateur. Leur caractérisation et leur niveau de criticité étant ensuite consignés dans une grille de cotation. Le fait que d'une part les profils vibratoires pour un même composant soient spécifiques à un véhicule donné, et que d'autre part la caractérisation des bruits parasites soit effectuée de manière subjective, ne permet toutefois pas de réaliser des études comparatives sur ce même composant entre plusieurs véhicules, à fortiori lorsque qu'ils sont développés sur des sites distincts. Objet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à remédier à cet inconvénient. Elle propose à cet effet un procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites sur un composant d'un véhicule automobile comportant les étapes suivantes : - détermination d'un profil vibratoire d'excitation générique pour ledit composant ; - application sur ledit composant et par l'intermédiaire d'un pot vibrant, d'un signal d'excitation aléatoire stationnaire gaussien généré à partir dudit profil vibratoire d'excitation générique ; - détection d'éventuels bruits parasites émis par ledit 10 composant pendant l'application dudit signal d'excitation généré par ledit pot vibrant ; ladite étape de détermination dudit profil vibratoire d'excitation générique comprenant les sous-étapes suivantes : - superposition de l'ensemble des différents profils vibratoires 15 d'excitation disponibles pour ce type de composant, chacun de ces profils ayant été établi pour un modèle de véhicule donné et dans des conditions de roulage particulières ; - génération d'un profil vibratoire d'excitation générique intermédiaire à partir desdits profils vibratoires d'excitation 20 superposés ; - optimisation sous contraintes dudit profil générique intermédiaire. Du fait qu'il soit déterminé en prenant en compte une multitude de profils vibratoires préexistants pour un même composant de véhicule, 25 le profil vibratoire d'excitation générique du procédé selon l'invention présente l'avantage d'être couvrant, autrement dit de détecter la totalité (ou du moins la quasi-totalité) des bruits parasites pouvant survenir sur un tel composant de n'importe quel modèle de véhicule automobile. 30 Le procédé selon l'invention offre ainsi une meilleure détection des bruits parasites en comparaison des méthodes basées sur des signaux temporels (non stationnaires et non gaussiens) ou sur l'enveloppe des densités spectrales de puissance (DSP). En outre, un tel profil vibratoire d'excitation générique présente l'avantage de pouvoir être utilisé systématiquement pour les essais vibratoires devant être réalisés sur un même composant (une portière, un siège ou encore la planche de bord) de n'importe quel modèle de véhicule d'un constructeur automobile. Les résultats des essais réalisés sur divers modèles de véhicules peuvent ainsi être comparés entre eux de manière fiable, même si ces véhicules ont été développés sur des sites de développement différents. L'utilisation de ce profil vibratoire d'excitation générique permet 10 également de mesurer de manière objective l'évolution au cours du temps des défauts vibratoires sur le même composant d'un véhicule (essais de vieillissement). Selon des caractéristiques préférées du procédé selon l'invention, prises seules ou en combinaison : 15 - ledit profil vibratoire d'excitation générique intermédiaire est constitué de deux parties : une première partie dite basses fréquences correspondant aux fréquences inférieures ou égales à une fréquence intermédiaire comprise entre 20 et 30 Hz, et une seconde partie dite hautes fréquences correspondant aux fréquences supérieures 20 à ladite fréquence intermédiaire, lesdites première et seconde parties étant déterminées par des méthodes de traitement différentes des parties correspondantes desdits profils vibratoires d'excitation superposés ; - ladite première partie dudit profil générique intermédiaire 25 est formée en prenant, pour chaque pas de fréquence de la plage correspondante, la valeur moyenne des densités spectrales de puissance desdits profils vibratoires d'excitation superposés, ladite seconde partie correspondant à l'enveloppe de l'ensemble des pics de crêtes des différents profils vibratoires sur la plage de fréquences correspondante ; 30 - ladite étape d'optimisation sous contraintes du niveau du profil est différente pour les deux dites parties dudit profil générique intermédiaire ; - ladite étape d'optimisation sous contraintes consiste, pour ladite première partie dudit profil générique intermédiaire, à pondérer l'amplitude dudit profil générique intermédiaire sur la plage de fréquences correspondante hormis pour les deux valeurs extrêmes de cette plage pour lesquelles ladite amplitude dudit profil générique intermédiaire demeure inchangée ; - ladite étape d'optimisation sous contraintes consiste, pour ladite seconde partie dudit profil générique intermédiaire, à appliquer pour chaque pas de fréquence de la plage correspondante, une fonction de contraintes basée sur le pourcentage desdits profils vibratoires disponibles pour ce type de composant qui présentent des densités spectrales de puissance proches du pic de crête ; - ladite étape de détection est réalisée via une analyse psychoacoustique consistant à capter, par l'intermédiaire de microphones localisés à différentes zones dudit composant testé, les bruits générés lors de l'application dudit profil vibratoire d'excitation générique ; à identifier la présence et la criticité d'éventuels bruits parasites sur chacune desdites zones via un module de traitement des sons captés par lesdits microphones et à l'aide de descripteurs acoustiques prédéfinis tels que la rugosité, l'acuité et la sonie Zwicker N10 ; et à retranscrire les résultats obtenus dans une grille de cotation informatisée ; - ladite étape de détection est réalisée via une analyse subjective consistant à réaliser une écoute subjective via un opérateur des bruits générés lors de l'application dudit profil vibratoire d'excitation générique ; à détecter de manière subjective la présence, la localisation et la criticité d'éventuels bruits parasites sur ledit composant testé ; et à retranscrire les résultats obtenus dans une grille de cotation informatisée ; - ladite grille de cotation informatisée est constituée par un code couleur basé sur une échelle graduée ; et/ou - lesdites étapes d'application dudit profil vibratoire d'excitation générique et de détection d'éventuels bruits parasites sont reproduites plusieurs fois en appliquant à chaque fois un facteur de pondération différent audit profil vibratoire générique d'excitation. Brève description des dessins L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure unique représente un organigramme du procédé selon l'invention. Description détaillée d'un mode préféré de réalisation L'organigramme de la figure 1 détaille les différentes étapes du procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites sur un composant d'un véhicule automobile selon l'invention. La première étape 100 de ce processus consiste à déterminer un profil vibratoire d'excitation générique pour chaque type de composant, le terme « générique » signifiant ici que ce profil n'est pas spécifique à un modèle particulier de véhicule mais qu'il est au contraire destiné à être utilisé avec une multitude de modèles différents correspondant par exemple à la gamme d'un constructeur automobile sur l'ensemble des destinations de commercialisation des véhicules. Cette étape 100 se décompose en plusieurs sous-étapes successives décrites ci-après. La première sous-étape 110 consiste à superposer l'ensemble des différents profils vibratoires disponibles pour ce type de composant, chacun de ces profils ayant été établi pour un modèle de véhicule donné et dans des conditions de roulage particulières (roulage sur pistes référencées). Ces profils vibratoires sont généralement établis sur une plage de fréquences comprise entre 5 et 120 Hz (les fréquences d'excitation inférieures à 5Hz ne pouvant être jouées sur pot vibrant, tandis que les fréquences d'excitation supérieures à 120Hz peuvent faire entrer en résonnance les bâtis supports sur lesquels le composant est testé). De préférence, un traitement statistique est ensuite opéré sur ces profils vibratoires afin d'écarter ceux présentant des fréquences d'excitations trop atypiques. Le processus se poursuit par une deuxième sous-étape 120 de génération d'un profil générique intermédiaire à partir des profils vibratoires superposés. Ce profil générique intermédiaire est constitué de deux parties : une première partie basses fréquences (BF) correspondant aux fréquences inférieures ou égales à une fréquence intermédiaire, et une seconde partie hautes fréquences (HF) correspondant aux fréquences supérieures à cette fréquence intermédiaire, ces deux parties BF et HF étant déterminées par des méthodes de traitement différentes des parties correspondantes des profils vibratoires superposés. La fréquence intermédiaire est choisie entre 20 et 30 HZ, celle-ci étant de préférence fixée à 25 Hz Ce point de jonction entre les 2 plages de fréquences correspondant à une antirésonance. La première partie BF du profil générique intermédiaire, qui intègre cette fréquence intermédiaire, est formée en prenant pour chaque pas de fréquence de la plage correspondante, la valeur moyenne des densités spectrales de puissance (DSP) des différents profils vibratoires superposés. La seconde partie HF de ce profil générique intermédiaire correspond à l'enveloppe de l'ensemble des pics de crêtes (« Peak Hold » en anglais) des différents profils vibratoires sur la plage de fréquences correspondante. De préférence, cette seconde partie HF passe par des points prédéterminés pour certaines valeurs de fréquences correspondant à des anti-résonnances. Le profil générique intermédiaire ainsi obtenu doit alors être minoré via un processus d'optimisation sous contraintes (troisième sous-étape 130) afin que la valeur efficace (RMS) du signal généré par le pot vibrant à partir de ce profil vibratoire ne soit pas trop sévère en comparaison de celles des signaux générés par un tel pot vibrant à partir de profils vibratoires spécifiques. Cette étape d'optimisation sous contraintes est réalisée de manière différente pour les deux parties de ce profil générique intermédiaire. Pour la 1ère partie BF l'optimisation sous contraintes consiste à pondérer l'amplitude du profil générique intermédiaire sur la plage de fréquences correspondante hormis pour les deux valeurs extrême de cette plage pour lesquelles l'amplitude du profil générique intermédiaire demeure inchangée. Pour ce faire, différents algorithmes d'optimisation connus pourront être utilisés. Pour la seconde partie HF le processus d'optimisation est plus complexe d'autant que celle-ci est découpée en sous plages de fréquences. On effectue ensuite une phase de minimisation de la valeur RMS en appliquant pour chaque pas de fréquence, une fonction de contraintes basée sur le pourcentage des profils vibratoires disponibles pour ce type de composant qui présentent des densités spectrales de puissance proches du pic de crête (par exemple, à hauteur d'un seuil minimum fixé à 80% de ce pic de crête). Lorsque un certain pourcentage de profils disponibles dépassant ce seuil est atteint pour un pas de fréquence (par exemple : 60%), la valeur de la densité spectrale de puissance du profil générique intermédiaire ne sera pas modifiée sur ce pas de fréquence A l'inverse, lorsque ce pourcentage n'est pas atteint par un nombre suffisant de profils disponibles, la valeur de la densité spectrale de puissance de ce profil générique intermédiaire sera réduite de X% sur ce pas de fréquence. Il convient également de noter que les points du profil générique intermédiaire correspondant à des antirésonances ne sont pas modifiés par le processus d'optimisation. Ainsi, au terme de cette première étape 100, un profil vibratoire d'excitation générique est établi. Il sera ensuite validé par l'intermédiaire d'un essai physique sur pot vibrant. A l'issue de cette étape, le profil est conservé en l'état ou modifié en appliquant éventuellement un facteur correctif d'amplitude sur tout ou partie du spectre. Si ce facteur correctif n'est pas suffisant, on modifiera légèrement la forme du profil vibratoire générique voire on reprendra la phase d'optimisation sous contraintes. Le procédé se poursuit alors par une deuxième étape 200 consistant à appliquer sur le composant correspondant d'un véhicule automobile et par l'intermédiaire d'un pot vibrant, un signal d'excitation aléatoire stationnaire gaussien généré à partir de ce profil vibratoire d'excitation générique. Le signal d'excitation aléatoire obtenu est stationnaire gaussien alors que les signaux d'origines n'ont pas ces caractéristiques. Simultanément à cette deuxième étape 200 au cours de laquelle le profil vibratoire est joué par un pot vibrant, le procédé comprend une étape de détection d'éventuels bruits parasites émis par ce composant pendant l'application du signal d'excitation généré par le pot vibrant (300). Cette détection de bruits parasites est réalisée de préférence via une analyse psychoacoustique consistant à : - capter, par l'intermédiaire de microphones localisés à différentes zones du composant testé (celles désignées comme étant les plus sensibles aux bruits parasites en fonction notamment des retours d'expérience accumulés sur des essais précédents), les bruits générés lors de l'application du profil vibratoire générique sur ce composant ; - identifier la présence et la criticité d'éventuels bruits parasites sur chacune de ces zones via un module de traitement des sons captés par les microphones et à l'aide de descripteurs acoustiques évolués prédéfinis tels que la rugosité, l'acuité et la sonie Zwicker N10 (chacun de ces descripteurs étant par exemple associé à un seuil au- delà duquel un bruit parasite sera jugé critique) ; et - retranscrire les résultats obtenus dans une grille de cotation objective informatisée. Cette utilisation de descripteurs psychoacoustiques couplée à un catalogue de défauts permet d'obtenir une évaluation particulièrement fiable de la criticité du défaut vibratoire détecté. Lorsque le banc d'essais ne dispose pas des moyens adéquats pour réaliser un enregistrement audio dans de bonnes condition, cette étape 300 de détection d'éventuels bruits parasites peut être réalisée de manière plus classique par une analyse subjective consistant à : - réaliser une écoute subjective par un opérateur spécialisé, des bruits générés lors de l'application du profil vibratoire sur ce composant ; - détecter de manière subjective la présence, la localisation et la criticité d'éventuels bruits parasites sur le composant testé ; et - retranscrire les résultats obtenus dans une grille de cotation subjective informatisée. Afin d'améliorer l'efficacité du procédé selon l'invention, les étapes 200 et 300 décrites en détails ci-avant sont reproduites plusieurs fois (de préférence à trois reprises) en appliquant à chaque fois un facteur de pondération différent au profil vibratoire générique d'excitation déterminé à l'étape 100, et par exemple égal successivement à -3dB, -6dB et -12dB. Le fait de jouer le profil vibratoire générique d'excitation à plusieurs niveaux d'amplitude permet d'extrapoler le comportement du composant testé à différents conditions de roulage (revêtements routiers) et d'exciter différentes typologies de défauts (des effets non-linéaires importants pouvant être constatés sur certains composants testés). Cela donne l'assurance que la quasi-totalité des éventuels bruits parasites risquant de survenir lors de l'utilisation du véhicule soient bien détectés. D'autre part, cette répétition permet également d'améliorer la cotation de la criticité d'un bruit parasite détecté : l'apparition ou non de ce bruit à des niveaux différents permettant d'avoir une information complémentaire pour relativiser cette criticité et de limiter les aléas en cas d'écoute subjective. Ainsi, la disparition de ce bruit parasite pour un niveau vibratoire d'excitation moindre aura tendance à en relativiser la gravité puisque la probabilité que ce bruit apparaisse en condition de roulage réel est particulièrement faible. De même un bruit obtenu pour de forts niveaux vibratoires d'excitations sera à relativiser car les sollicitations sur route ouverte pour ces niveaux de sollicitations ne sont pas stationnaires. Inversement, un bruit parasite ressenti quel que soit le niveau d'amplitude vibratoire d'excitation sera considéré comme particulièrement critique. Ces étapes peuvent également être reproduites à différentes phases d'un essai de vieillissement, ce qui permet d'évaluer la sensibilité d'un composant aux bruits parasites en fonction de ce vieillissement. De la même manière, elles peuvent aussi reproduites dans une enceinte thermique afin d'évaluer l'évolution de la sensibilité d'un tel composant en fonction de la température. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe également toutes les variantes d'exécution à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites sur un composant d'un véhicule automobile comportant les étapes suivantes : - détermination d'un profil vibratoire d'excitation générique pour ledit composant (100) ; - application sur ledit composant et par l'intermédiaire d'un 10 pot vibrant, d'un signal d'excitation aléatoire stationnaire gaussien généré à partir dudit profil vibratoire d'excitation générique (200) ; - détection d'éventuels bruits parasites émis par ledit composant pendant l'application dudit signal d'excitation généré par ledit pot vibrant (300) ; 15 ladite étape de détermination dudit profil vibratoire d'excitation générique (100) comprenant les sous-étapes suivantes : - superposition de l'ensemble des différents profils vibratoires d'excitation disponibles pour ce type de composant, chacun de ces profils ayant été établi pour un modèle de véhicule donné et dans des 20 conditions de roulage particulières (110) ; - génération d'un profil vibratoire d'excitation générique intermédiaire à partir desdits profils vibratoires d'excitation superposés (120) ; - optimisation sous contraintes dudit profil générique 25 intermédiaire (130). 2. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit profil vibratoire d'excitation générique intermédiaire est constitué de deux parties : une première partie dite basses fréquences correspondant aux 30 fréquences inférieures ou égales à une fréquence intermédiaire comprise entre 20 et 30 Hz, et une seconde partie dite hautes -fréquences correspondant aux fréquences supérieures à ladite fréquence intermédiaire, lesdites première et seconde parties étant déterminéespar des méthodes de traitement différentes des parties correspondantes desdits profils vibratoires d'excitation superposés. 3. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première partie dudit profil générique intermédiaire est formée en prenant, pour chaque pas de fréquence de la plage correspondante, la valeur moyenne des densités spectrales de puissance desdits profils vibratoires d'excitation superposés, et en ce que ladite seconde partie correspond à l'enveloppe de l'ensemble des pics de crêtes des différents profils vibratoires sur la plage de fréquences correspondante. 4. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite étape d'optimisation sous contraintes du niveau du profil est différente pour les deux dites parties dudit profil générique intermédiaire. 5. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite étape d'optimisation sous contraintes (130) consiste, pour ladite première partie dudit profil générique intermédiaire, à pondérer l'amplitude dudit profil générique intermédiaire sur la plage de fréquences correspondante hormis pour les deux valeurs extrêmes de cette plage pour lesquelles ladite amplitude dudit profil générique intermédiaire demeure inchangée. 6. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite étape d'optimisation sous contraintes (130) consiste, pour ladite seconde partie dudit profil générique intermédiaire, à appliquer pour chaque pas de fréquence de la plage correspondante, une fonction de contraintes basée sur le pourcentage desdits profils vibratoires 30 disponibles pour ce type de composant qui présentent des densités spectrales de puissance proches du pic de crête. 7. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce queladite étape de détection (300) est réalisée via une analyse psychoacoustique consistant à : capter, par l'intermédiaire "de microphones localisés différentes zones dudit composant testé, les bruits générés lors de l'application dudit profil vibratoire d'excitation générique ; - identifier la présence et la criticité d'éventuels bruits parasites sur chacune desdites zones via un module de traitement des sons captés par lesdits microphones et à l'aide de descripteurs acoustiques prédéfinis tels que la rugosité, l'acuité et la sonie Zwicker N10 ; et - retranscrire les résultats obtenus dans une grille de cotation informatisée. 8. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite étape de détection (300) est réalisée via une analyse subjective consistant à : - réaliser une écoute subjective via un opérateur des bruits générés lors de l'application dudit profil vibratoire d'excitation générique ; - détecter de manière subjective la présence, la localisation et la criticité d'éventuels bruits parasites sur ledit composant testé ; et - retranscrire les résultats obtenus dans une grille de cotation informatisée. 9. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite grille de cotation informatisée est constituée par un code couleur basé sur une échelle graduée. 10. Procédé de détection anticipé de l'émergence de bruits parasites selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdites étapes d'application dudit profil vibratoire d'excitation générique (200) et de détection d'éventuels bruits parasites (300) sont reproduites plusieurs fois en appliquant à chaque fois un facteur de pondération différent audit profil vibratoire générique d'excitation.