Brevet FR3082305A1 — publié le 20191213

DISPOSITIF ET METHODE DE TEST DE PROPAGATION SONORE [0001] La présente invention concerne de manière générale un dispositif de test de propagation sonore d'une pièce automobile, et une méthode de test de propagation sonore d'une telle pièce automobile. [0002] Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs de test de propagation sonore pour caractériser la propension d'une pièce à transmettre des bruits, et pour tester cette pièce équipée d'une pièce d'isolation phonique. Le document FR2975181 B1 décrit une installation dédiée aux tests de _ propagation sonore. Cependant, la mesure peut toutefois ne pas être assez précise et perturbée par les caractéristiques de l'équipement lui-même. [0003] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un dispositif et une méthode de test de propagation sonore qui aboutissent à des mesures précises et fiables, représentatives de la pièce à tester et de son éventuelle insonorisation. [0004] Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de test de propagation acoustique d'une pièce à tester, comprenant : - la pièce à tester, - un caisson d'émission comprenant au moins une source de bruit, - un caisson de mesure comprenant au moins un enregistreur de bruit, - une paroi de séparation agencée pour supporter la pièce à tester et séparant le caisson d'émission du caisson de mesure, caractérisé en ce que la paroi de séparation comprend des moyens d'isolation phonique, agencés pour épouser les contours de la pièce à tester et recouvrant la paroi de séparation. Selon l'invention, les moyens d'isolation phonique sont prévus de sorte à ce qu'uniquement ou majoritairement la pièce à tester propage vers le caisson de mesure un spectre sonore généré par ladite au 2 moins une source de pression de bruit. Autrement dit, les moyens d'isolation phonique sont prévus pour recouvrir toutes les parties non désirées du dispositif (tout ce qui n'est pas la pièce à tester), pour que ce soit la pièce à tester qui transmette la majorité du bruit vers le caisson de mesure, dans une 5 plage de fréquences allant de 500 Hz à 10000 Hz. [0005] Avantageusement, les moyens d'isolation phonique comprennent du feutre. On peut prévoir tout type de feutre, ou matériau similaire absorbant (mousse...). [0006] Avantageusement, les moyens d'isolation phonique 10 comprennent au moins une couche, et de préférence cinq couches, de feutre d'une épaisseur comprise dans une plage de valeurs allant de 15 mm à 25 mm, avec une masse surfacique comprise dans une plage de valeurs allant de 0.5 Kg/m2 à 2.5 Kg/m2 pour 20 mm d'épaisseur. De préférence, une couche de feutre présente une épaisseur d'environ 20 mm (entre 18 mm et 22 mm par 15 exemple) et/ou une masse surfacique de 1 Kg/m2 environ (entre 0.8 et 1.2 Kg/m2) pour 20 mm d'épaisseur. Du feutre amortit correctement les sons, et une couche de 20 mm d'épaisseur par exemple est aisée à découper pour bien ajuster l'isolation phonique aux contours de la pièce à tester. [0007] Avantageusement, les moyens d'isolation phonique 20 comprennent au moins une couche, et de préférence trois couches, de matériau polymère comprenant par exemple de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), d'une épaisseur d'au moins 2 mm et avec une masse surfacique comprise dans une plage de valeurs allant de 2.5 Kg/m2 à 7.5 Kg/m2 pour 3 mm d'épaisseur. De préférence, une couche de matériau polymère 25 présente une épaisseur d'environ 3 mm (entre 2.5 mm et 3.5 mm par exemple) et/ou une masse surfacique de 5 Kg/m2 environ (entre 4.5 et 5.5 Kg/m2). Une telle couche de matériau polymère (EPDM) constitue une masse lourde, qui, posée sur le feutre permet encore de mieux isoler les sons. [0008] Avantageusement, les moyens d'isolation phonique présentent une épaisseur d'au moins 35 mm et préférentiellement d'au moins 3 60 mm. En particulier, on peut prévoir au moins 35 mm de feutre ayant 1 Kg/m2 de masse surfacique pour 20 mm d'épaisseur et une couche de matériau polymère (EPDM) de 3 mm d'épaisseur et 5 Kg/m2 de masse surfacique pour 3 mm d'épaisseur. 5 [0009] Avantageusement, la paroi de séparation est une tôle métallique qui présente une épaisseur d'au moins 2 mm, et préférentiellement d'au moins 3 mm. En particulier, la tôle métallique est en acier ou en aluminium. [0010] Avantageusement, le dispositif de test comprend au moins 10 un joint en mastic qui est agencé : - entre au moins une paroi latérale du dispositif de test et une partie de la périphérie des moyens d'isolation phonique de la paroi de séparation, et de préférence sur toute la périphérie des moyens d'isolation phonique, et/ou 15 - entre les moyens d'isolation phonique et une partie de la périphérie de la pièce à tester, et de préférence sur toute la périphérie de la pièce à tester. Un tel joint en mastic (du silicone ou du polyuréthane par exemple) permet de combler tous les jeux, espaces ou orifices, et éviter tout trajet de fuite vers le caisson de mesure pour le son émis dans le caisson d'émission. 20 [0011] Avantageusement, la pièce à tester comprend au moins un orifice, et le dispositif de test comprend au moins un bouchon agencé dans ledit au moins un orifice, le bouchon comprenant de préférence un joint en mastic. Le bouchon de la mise en oeuvre ci-dessus (une pièce massive avec du mastic, ou du mastic seul) permet de limiter les fuites sonores au travers 25 des orifices de la pièce à tester qui forment une communication entre le caisson d'émission et le caisson de mesure. [0012] Avantageusement, le caisson de mesure est un caisson anéchoïque. 4 [0013] Avantageusement, le caisson de mesure comprend quatre microphones. Cette mise en oeuvre permet de traiter le signal reçu en faisant par exemple une moyenne. [0014] Avantageusement, le caisson d'émission comprend une 5 pluralité de haut-parleurs, tels que par exemple neuf haut-parleurs agencés pour émettre des sons d'une fréquence supérieure à 2000 Hz, en particulier dans une plage de fréquences allant de 2500 Hz à 10000 Hz, et quatre haut-parleurs agencés pour émettre des sons d'une fréquence comprise dans une plage de valeurs allant de 20 Hz à 2500 Hz, en particulier dans une plage de 10 fréquences allant de 400 Hz à 2500 Hz. Les haut-parleurs sont préférentiellement agencés à 150 mm ± 30 mm de la paroi de séparation. [0015] Avantageusement, la pièce à tester présente une géométrie en trois dimensions. En d'autres termes, la pièce à tester est la pièce ou une partie de la pièce qui sera implantée dans le véhicule. On peut 15 envisager de tester par exemple une partie d'un bloc moteur, ou une partie de paroi d'habitacle. Il peut s'agir d'une pièce série, d'une pièce prototype, ou même d'une maquette réalisée par exemple par impression 3D. [0016] Avantageusement, la pièce à tester est équipée d'une pièce d'insonorisation qui présente une géométrie en trois dimensions. 20 Autrement dit, la pièce d'insonorisation est la pièce d'insonorisation ou une partie de la pièce d'insonorisation qui sera implantée dans le véhicule. Il peut s'agir d'une pièce série, d'une pièce prototype, ou même d'une maquette réalisée par exemple par impression 3D. [0017] Un deuxième aspect de l'invention concerne une méthode 25 de test de propagation sonore d'une pièce à tester, comprenant les étapes consistant à : - fournir un caisson d'émission comprenant au moins un générateur de bruit, - fournir un caisson de mesure comprenant au moins un enregistreur de bruit, - fournir une paroi de séparation agencée entre le caisson d'émission et le 30 caisson de mesure, 5 - fixer une pièce à tester sur la paroi de séparation, - positionner des moyens d'isolation phonique sur la paroi de séparation, qui épousent les contours de la pièce à tester et qui recouvrent la paroi de séparation. 5 [0018] Avantageusement, la méthode de test comprend : - une étape de mesure de bruit de fond, avec la pièce à tester montée sur la paroi de séparation, et des systèmes d'amplification en fonctionnement, sans génération de bruit, - une étape de mesure de référence avec la pièce à tester montée sur la paroi 10 de séparation et génération d'un bruit blanc, - une étape de mesure de caractérisation avec la pièce à tester équipée d'une pièce d'insonorisation et génération du bruit blanc. [0019] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée 15 qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe d'un dispositif de test de propagation sonore selon l'invention, pour tester une pièce à tester de véhicule ; 20 - la figure 2 représente un détail du dispositif de test de la figure 1 - la figure 3 représente une vue d'une paroi de séparation du dispositif de test de la figure 1, qui supporte la pièce à tester ; - la figure 4 représente la paroi de séparation de la figure 3, qui porte la pièce à tester et qui est équipée de moyens d'isolation phonique ; 25 - la figure 5 représente une autre vue de la paroi de séparation de la figure 4, - la figure 6 représente la paroi de séparation des figures 3, 4 et 5, qui porte la pièce à tester équipée d'une pièce d'insonorisation du véhicule. [0020] La figure 1 représente un dispositif de test de propagation 30 sonore selon l'invention. Le dispositif de test forme une cabine de test 6 comprenant : - une pièce à tester 40 ; - un caisson d'émission 10 comprenant au moins une source de bruit, sous la forme d'une pluralité de haut-parleurs 11, 5 - un caisson de mesure 20 comprenant au moins un enregistreur de bruit, sous la forme d'une pluralité de microphones 21 - une paroi de séparation 30 agencée pour supporter la pièce à tester 40 et séparant le caisson d'émission 10 du caisson de mesure 20. [0021] Selon une caractéristique de l'invention, la paroi de 10 séparation 30 comprend des moyens d'isolation phonique 50, agencés pour épouser les contours de la pièce à tester 40 et recouvrant la paroi de séparation 30. [0022] En particulier, la pièce à tester 40 est par exemple une pièce ou une partie d'une pièce de véhicule automobile et il est prévu de la 15 fixer définitivement (par soudure par exemple) sur la paroi de séparation 30, qui est par exemple constituée par une tôle métallique. [0023] On peut prévoir par exemple une tôle métallique de quelques millimètres d'épaisseur pour former la paroi de séparation 30, par exemple au moins 2 mm, et de préférence 3 mm. On peut de préférence 20 prévoir de souder la pièce à tester 40 sur tout son pourtour avec la paroi de séparation 30. En alternative, on peut prévoir de souder sur quelques points la pièce à tester 40 sur la paroi de séparation 30, et appliquer un mastic (silicone ou polyuréthane) sur le reste du pourtour de la pièce à tester 40, de sorte à éviter tout passage libre (constituant un trajet de fuite) entre le caisson 25 d'émission 10 et le caisson de mesure 20. [0024] Par ailleurs, on peut prévoir de réaliser les moyens d'isolation phonique 50 avec du feutre ou un complexe de feutre - masse lourde et de les positionner sur la paroi de séparation 30, tout en suivant le contour de la pièce à tester 40, de sorte à pouvoir négliger la contribution de 30 ces parties sur la propagation sonore entre le caisson d'émission 10 et le 7 caisson de mesure 20. Dans le détail, on peut prévoir un jeu maximum entre le pourtour de la pièce à tester 40 et les moyens d'isolation phonique 50 de 10 mm maximum, et préférentiellement de 5 mm maximum. Idéalement, les moyens d'isolation phonique 50 épousent et touchent parfaitement la pièce à 5 tester 40. [0025] Comme le montre la figure 2, la paroi de séparation 30 est constituée d'une tôle de base 31, et peut comprendre un tôle complémentaire 32 verticale, pour boucher tout passage libre entre le caisson d'émission et le caisson de mesure. On peut prévoir de souder directement la pièce à tester 40 10 sur la paroi de séparation. [0026] De plus, les moyens d'isolation phonique peuvent comprendre du feutre 51, par exemple cinq couches de feutre d'une épaisseur d'environ 20 mm, avec une masse surfacique d'environ 1 Kg/m2. on peut ensuite prévoir un matériau élastomère plus lourd 52 (de l'éthylène-propylène- 15 diène monomère ou EPDM) de 3 mm d'épaisseur avec une masse surfacique d'environ 5 Kg/m2. [0027] La figure 2 représente également un joint 53 en mastic appliqué entre la pièce à tester et le reste des moyens d'isolation phonique 50, pour obturer tout passage de bruit, et solidariser les éléments entre eux. On 20 peut prévoir ce même joint 53 entre les parois des caissons et les moyens d'isolation phonique. [0028] La figure 3 représente la pièce à tester 40, soudée sur les tôles 31 et 32. Les figures 4 et 5 représentent les moyens d'isolation phonique 50 qui épousent parfaitement la pièce à tester 40 et recouvrent toutes les 25 parties de fixation du système (la paroi de séparation 30) dont on ne veut pas de transmission sonore. [0029] Par exemple, le caisson d'émission 10 (ou la petite cabine) se compose d'un caisson d'émission de dimensions intérieures d'environ 660 x 600 x 610 mm, contenant des hauts parleurs 11 (quatre haut-parleurs 30 agencés pour émettre des sons d'une fréquence comprise dans une plage de 8 valeurs allant de 20 Hz à 2500 Hz, en particulier dans une plage de fréquences allant de 400 Hz à 2500 Hz, et neuf haut-parleurs agencés pour émettre des sons d'une fréquence supérieure à 2000 Hz, en particulier dans une plage de fréquences allant de 2500 Hz à 10000 Hz) disposés à 150mm du haut du 5 caisson (ou de la paroi de séparation 30). Le caisson de mesure 20 peut être un caisson anéchoïque de dimensions intérieures (sans mousses) d'environ 720 mm x 720 mm x 760 mm contenant 4 microphones 21 pour moyenner le niveau acoustique dans le caisson de mesure 20. Ces deux caissons sont séparés par la paroi de séparation 30, une tôle, sur laquelle un bloc moteur 10 coupé en deux est soudé. [0030] Un masquage acoustique composé de plusieurs couches de feutre 51 - masse lourde 52 vient ensuite masquer la partie tôle plane ainsi que toutes parties non désirables pour pouvoir considérer leur rayonnement négligeable. En conséquence, il est apparent que le dispositif de test en 15 question permet de tester une pièce à tester 40 qui est une pièce dont la géométrie est en trois dimensions, et qui est une pièce ou une partie de pièce réelle. La mesure est représentative de la configuration véhicule, et la pièce à tester 40 peut être testée rapidement seule. [0031] Le fonctionnement de ce dispositif de test est valable de 20 500 à 10 kHz. Des échantillons d'insonorisant ou des pièces d'insonorisation 41 du véhicule peuvent être mis contre la pièce à tester 40 et épousent parfaitement les formes de la pièce à tester 40, comme le montre la figure 6. [0032] La mesure peut se dérouler en trois étapes. Tout d'abord une mesure de bruit de fond de l'installation est réalisée, cette étape est 25 réalisée avec tous les systèmes d'amplification allumés, avec la pièce à tester 40 dans la cabine mais sans la pièce d'insonorisation que l'on souhaite caractériser. Ensuite on vient faire une mesure de référence, pour cela on laisse l'installation dans la même configuration que pour le bruit de fond et on vient appliquer un bruit blanc dans les haut-parleurs 11 (on entend ici par bruit 30 blanc une réalisation d'un processus aléatoire dans lequel la densité spectrale 9 de puissance est la même pour toutes les fréquences de la bande passante). Enfin on met une pièce d'insonorisation 41 à caractériser en place et on refait la mesure. On obtient donc le gain apporté par le matériau en soustrayant le niveau en dB obtenu lors de la mesure de référence de la pièce à tester 40 à 5 nu. [0033] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS1. Dispositif de test de propagation acoustique d'une pièce à tester (40), comprenant : - la pièce à tester (40), - un caisson d'émission (10) comprenant au moins une source de bruit, - un caisson de mesure (20) comprenant au moins un enregistreur de bruit, - une paroi de séparation (30) agencée pour supporter la pièce à tester (40) et séparant le caisson d'émission (10) du caisson de mesure (20), caractérisé en ce que la paroi de séparation (30) comprend des moyens 10 d'isolation phonique (50), agencés pour épouser les contours de la pièce à tester (40) et recouvrant la paroi de séparation (30). 2. Dispositif de test selon la revendication précédente, dans lequel les moyens d'isolation phonique (50) comprennent au moins une couche, et de préférence cinq couches, de feutre (51) d'une épaisseur comprise dans une 15 plage de valeurs allant de 15 mm à 25 mm, avec une masse surfacique comprise dans une plage de valeurs allant de 0.5 Kg/m2 à 2.5 Kg/m2 pour 20 mm d'épaisseur. 3. Dispositif de test selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens d'isolation phonique (50) comprennent au moins une 20 couche, et de préférence trois couches, de matériau polymère (52) comprenant par exemple de l'éthylène-propylène-diène monomère, d'une épaisseur d'au moins 2 mm et avec une masse surfacique comprise dans une plage de valeurs allant de 2.5 Kg/m 2 à 7.5 Kg/m2 pour 3 mm d'épaisseur. 4. Dispositif de test selon l'une des revendications précédentes, 25 dans lequel les moyens d'isolation phonique (50) présentent une épaisseur d'au moins 35 mm et préférentiellement d'au moins 60 mm. 5. Dispositif de test selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la paroi de séparation (30) est une tôle métallique qui présente une épaisseur d'au moins 2 mm, et préférentiellement d'au moins 3 mm. 6. Dispositif de test selon l'une des revendications précédentes, 5 comprenant au moins un joint (53) en mastic qui est agencé : - entre au moins une paroi latérale du dispositif de test et une partie de la périphérie des moyens d'isolation phonique (50) de la paroi de séparation (30), et de préférence sur toute la périphérie des moyens d'isolation phonique (50), et/ou - entre les moyens d'isolation phonique (50) et une partie de la périphérie de la pièce à tester (40), et de préférence sur toute la périphérie de la pièce à tester (40). 7. Dispositif de test selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le caisson d'émission (10) comprend une pluralité de haut-parleurs (11), tels que par exemple neuf haut-parleurs agencés pour émettre des sons d'une fréquence supérieure à 2000 Hz, en particulier dans une plage de fréquences allant de 2500 Hz à 10000 Hz, et quatre haut-parleurs agencés pour émettre des sons d'une fréquence comprise dans une plage de valeurs allant de 20 Hz à 2500 Hz, en particulier dans une plage de fréquences allant de 400 Hz à 2500 Hz, et les haut-parleurs sont préférentiellement agencés à 150 mm ± 30 mm de la paroi de séparation (30). 8. Dispositif de test selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la pièce à tester (40) est équipée d'une pièce d'insonorisation (41) qui présente une géométrie en trois dimensions. 9. Méthode de test de propagation sonore d'une pièce à tester (40), comprenant les étapes consistant à : - fournir un caisson d'émission (10) comprenant au moins un générateur de bruit, - fournir un caisson de mesure (20) comprenant au moins un enregistreur de 30 bruit, -12- - fournir une paroi de séparation (30) agencée entre le caisson d'émission (10) et le caisson de mesure (20), - fixer une pièce à tester (40) sur la paroi de séparation (30), - positionner des moyens d'isolation phonique (50) sur la paroi de séparation 5 (30), qui épousent les contours de la pièce à tester (40) et qui recouvrent la paroi de séparation (30). 10. Méthode de test selon la revendication précédente, comprenant : - une étape de mesure de bruit de fond, avec la pièce à tester (40) montée sur la paroi de séparation (30), et des systèmes d'amplification en fonctionnement, 10 sans génération de bruit, - une étape de mesure de référence avec la pièce à tester (40) montée sur la paroi de séparation (30) et génération d'un bruit blanc, - une étape de mesure de caractérisation avec la pièce à tester (40) équipée d'une pièce d'insonorisation (41) et génération du bruit blanc. 15