Brevet FR3106884A1 — publié le 20210806

Un procédé permet d’analyser un élément de carrosserie d’un véhicule et comprend : - une première étape (10-30) dans laquelle on fait vibrer l’élément à différentes fréquences et on détermine des déformations de zones de cet élément en fonction de ces fréquences, - une deuxième étape (40-50) dans laquelle on détermine parmi ces zones chaque zone présentant une déformation maximale et la fréquence associée, et - une troisième étape (60) dans laquelle on détermine, pour chaque zone de déformation maximale déterminée et en fonction d’au moins sa déformation maximale et la fréquence associée, un amortisseur de vibrations destiné à réduire cette déformation maximale une fois solidarisé fixement à une face interne de l’élément dans cette zone. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 PROCÉDÉ D’ANALYSE PAR EXCITATION VIBRATOIRE D’UN ÉLÉMENT DE CARROSSSERIE D’UN VÉHICULE Domaine technique de l’invention L’invention concerne les véhicules comprenant au moins un élément de carrosserie, et plus précisément l’analyse d’un tel élément de carrosserie. Etat de la technique De nombreux véhicules comprennent au moins un élément de carrosserie, comme par exemple un capot, qui fait l’objet de vibrations lorsqu’ils se déplacent. Ces vibrations, généralement de basses fréquences (typiquement inférieures à 300 Hz, ce qui correspond environ aux cinq ou six premières déformées modales), peuvent être une source d’inconfort pour les passagers qui y sont sensibles. Afin de limiter les vibrations d’un élément de carrosserie dans une phase de roulage, on peut, par exemple, le renforcer en augmentant son épaisseur sans changer sa matière ou bien le réaliser dans une autre matière (par exemple remplacer l’aluminium par de l’acier). Cependant, renforcer un élément de carrosserie en aluminium nécessite des investissements importants et ne permet plus d’assurer des prestations identiques en matière de choc (en particulier avec des piétons dans le cas de véhicules terrestres). Par ailleurs, réaliser un élément de carrosserie dans une autre matière nécessite de le reconcevoir ce qui induit des coûts élevés et une forte augmentation de sa masse (notamment en cas de remplacement de l’aluminium par de l’acier). Il a également été proposé, notamment dans le document brevet DE-A1 102007007940, d’installer sur la face interne d’un hayon des amortisseurs de vibrations (ou « dampers »). Mais ces derniers ne sont pas installés dans des zones optimales, et donc leur efficacité n’est que partielle. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à analyser un élément de carrosserie d’un véhicule, et comprenant : - une première étape dans laquelle on fait vibrer l’élément à différentes fréquences et on détermine des déformations de zones de cet élément en fonction de ces fréquences, - une deuxième étape dans laquelle on détermine parmi ces zones chaque zone présentant une déformation maximale et la fréquence associée, et - une troisième étape dans laquelle on détermine, pour chaque zone de déformation maximale déterminée et en fonction d’au moins sa déformation maximale et la fréquence associée, un amortisseur de vibrations destiné à réduire cette déformation maximale une fois solidarisé fixement à une face interne de l’élément dans cette zone. Grâce à l’invention, non seulement on connaît les zones de l’élément où les déformations (modales) sont maximales, mais aussi on dispose pour chacune de ces zones de l’amortisseur de vibrations permettant de réduire notablement les vibrations dont elle est le siège. Le procédé selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans sa troisième étape on peut déterminer pour chaque zone de déformation maximale déterminée l’amortisseur de vibrations en fonction en outre d’au moins un paramètre choisi dans un groupe comprenant au moins une zone de variation de température en regard de la face interne de l’élément, d’une dispersion de positionnement de butées d’appui, d’une dispersion de positionnement de pantographes (ou mécanismes d’ouverture/fermeture), et de variations de couple de serrage d’écrous de fixation de l’élément sur chaque pantographe ; - dans sa troisième étape on peut déterminer chaque amortisseur de vibrations de manière à réduire la déformation maximale de sa zone pour la fréquence associée et pour au moins la première harmonique de cette dernière ; - dans sa première étape on peut utiliser un pot vibrant placé contre l’élément, en un endroit choisi, pour faire vibrer cet élément aux différentes fréquences ; - dans sa première étape les différentes fréquences peuvent être comprises entre 0 Hz et 500 Hz ; - dans sa première étape on peut déterminer les déformations de zones de l’élément au moyen d’un vibromètre laser ; - dans sa première étape on peut aussi déterminer des déformations complémentaires des zones de l’élément en fonction des fréquences lors d’au moins une phase de roulage du véhicule et/ou lors d’au moins une phase de test du véhicule dans une soufflerie. Dans ce cas, dans la deuxième étape on peut déterminer parmi les zones chaque zone présentant une déformation complémentaire maximale et la fréquence associée, et on peut retenir en tant que zone présentant une déformation maximale une zone dans laquelle les déformations et déformations complémentaires sont maximales pour une même fréquence ; - l’élément de carrosserie peut être un capot ; - dans la troisième étape on peut déterminer pour chaque zone de déformation maximale déterminée un amortisseur de vibrations comprenant une première partie en élastomère et une seconde partie ayant une masse choisie et solidarisée fixement à cette première partie. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : illustre schématiquement, dans une vue du dessus, un exemple de véhicule automobile comprenant un capot équipé d’amortisseurs de vibrations déterminés par la mise en œuvre du procédé d’analyse selon l’invention, et illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé d’analyse selon l’invention. Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer un procédé d’analyse destiné à analyser un élément de carrosserie EC d’un véhicule V afin de déterminer pour cet élément de carrosserie EC au moins un amortisseur de vibrations AV dédié. Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que l’élément de carrosserie EC est destiné à équiper un véhicule V de type automobile, comme par exemple une voiture (comme illustré non limitativement sur la figure 1). Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. En effet, elle concerne tous les véhicules (terrestres, maritimes (ou fluviaux), et aériens) comportant au moins un élément de carrosserie faisant l’objet de vibrations. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que l’élément de carrosserie EC est un capot (moteur). Mais il pourrait s’agir de n’importe quel autre élément de carrosserie d’un véhicule, et notamment d’un hayon (ou d’une porte de coffre) arrière, d’un toit (ou pavillon), d’une aile ou d’une partie externe ou interne d’une portière. Comme évoqué plus haut, le procédé d’analyse, selon l’invention, est destiné à analyser un élément de carrosserie EC d’un véhicule V pour déterminer pour cet élément (de carrosserie) EC au moins un amortisseur de vibrations (ou batteur mécanique) AV dédié à une zone déterminée. Ce procédé d’analyse comprend des première 10-30, deuxième 40-50 et troisième 60 étapes. Dans la première étape 10-30 on fait vibrer l’élément EC à différentes fréquences, et on détermine des déformations de zones de cet élément EC en fonction de ces fréquences. L’objectif de cette excitation vibratoire est de reproduire au mieux les vibrations dont fait l’objet l’élément EC lorsqu’il fait partie d’un véhicule qui se déplace. Par ailleurs, on peut déterminer des déformations (modales) dans certaines zones de l’élément EC que l’on soupçonne d’être le siège des vibrations les plus fortes ou bien sur l’intégralité des zones de l’élément EC (ce qui est avantageux). De préférence, l’excitation par vibrations de l’élément EC se fait en laboratoire sur ce que l’homme de l’art appelle généralement un portique de suspension, alors que cet élément EC est désolidarisé du véhicule. Par exemple, dans cette première étape 10-30 on peut utiliser un pot vibrant placé contre l’élément EC, en un endroit choisi, pour faire vibrer cet élément EC aux différentes fréquences d’analyse. Il est rappelé qu’un pot vibrant est un appareil d’excitation vibratoire permettant d’exciter une pièce (ou structure) en la faisant vibrer. Il n’est pas nécessaire de placer le pot vibrant successivement en plusieurs endroits choisis de l’élément EC. Par ailleurs, par souci d’accessibilité, le pot vibrant est de préférence placé sur la face externe, mais ce qui est important c’est qu’il soit positionné en un point rigide (comme par exemple un bossage ou un renfort de tôle) de l’élément EC, de manière à exciter l’intégralité de cet élément EC. Egalement par exemple, dans la première étape 10-30 les différentes fréquences d’excitation peuvent être comprises entre 0 Hz et 500 Hz. A titre d’exemple, l’excitation peut se faire entre 0 Hz et 150 Hz, notamment dans le cas d’un capot moteur. Mais d’autres fréquences d’excitation peuvent être utilisées selon le type et le matériau de l’élément de carrosserie à analyser (cela dépend principalement de la rigidité du matériau et de la géométrie de l’élément EC à caractériser (et par exemple de la présence de raidisseurs locaux)). Egalement par exemple, dans la première étape 10-30 on peut déterminer les déformations (modales) de zones de l’élément EC au moyen d’un vibromètre laser (de préférence tridimensionnel (ou 3D)). Il est rappelé qu’un vibromètre laser est un appareil de mesure déterminant sans contact des amplitudes de déformation selon au moins une direction de l’espace. Il comprend généralement une source de lumière monochromatique (laser) et un interféromètre (par exemple de type Mach-Zehnder) mesurant l’effet Doppler provoqué par une vibration sur le signal lumineux émis et à partir duquel on peut déduire la fréquence et la phase de la vibration. Dans la deuxième étape 40-50 on détermine parmi les zones analysées chaque zone présentant une déformation (modale) maximale et la fréquence associée. On comprendra qu’un élément EC peut ne comporter qu’une seule zone dans laquelle les déformations (modales) sont maximales ou bien peut comporter plusieurs zones dans lesquelles les déformations sont maximales. Cela dépend en effet principalement de la forme de l’élément EC. Ainsi, dans le cas d’un capot moteur ayant une forme symétrique par rapport à l’axe longitudinale du véhicule, les analyses par excitation vibratoire (selon l’invention) montrent qu’il y a deux zones dans lesquelles les déformations sont maximales, et que ces dernières sont situées au-dessus des deux blocs optiques (ou projecteurs) avant BO. On comprendra que les déformations (modales) maximales sont déterminées en comparant entre elles toutes les déformations (modales) déterminées lors de l’analyse. Dans la troisième étape 60 on détermine, pour chaque zone de déformation maximale déterminée et en fonction d’au moins sa déformation maximale et la fréquence associée, un amortisseur de vibrations (ou batteur mécanique) AV qui est destiné à réduire cette déformation maximale une fois qu’il a été solidarisé fixement à la face interne de l’élément EC dans cette zone. Ainsi, non seulement on connaît les zones de l’élément EC où les déformations (modales) sont maximales, mais également on dispose pour chacune de ces zones de l’amortisseur de vibrations AV qui va permettre de réduire notablement les vibrations dont elle est le siège. Cela permet d’éviter d’avoir à renforcer l’élément EC en augmentant son épaisseur sans changer sa matière (par exemple de l’aluminium) ou d’avoir à réaliser l’élément EC dans une autre matière (par exemple en remplaçant l’aluminium par de l’acier), ce qui est particulièrement avantageux sur le plan économique (en l’absence de l’invention, on est contraint d’équiper les capots moteurs de certains véhicules de doubles serrures pour réduire les vibrations). Comme évoqué plus haut, et comme illustré non limitativement sur la figure 1, dans le cas d’un élément EC constituant un capot moteur ayant une forme symétrique par rapport à l’axe longitudinale du véhicule V, deux amortisseurs de vibrations (ou batteurs mécaniques) AV dédiés sont solidarisés fixement à la face interne du capot moteur EC respectivement dans les deux zones qui sont situées au-dessus des deux blocs optiques (ou projecteurs) avant BO. On notera que chaque amortisseur de vibration AV doit être installé de manière à ne pas interagir avec un équipement voisin. De préférence, chaque amortisseur de vibrations AV est déterminé de manière à réduire la déformation maximale de sa zone pour la fréquence associée et pour au moins la première harmonique de cette dernière. On notera également que dans la troisième étape 60 on peut déterminer pour chaque zone de déformation maximale déterminée l’amortisseur de vibrations AV en fonction en outre d’au moins un paramètre choisi parmi au moins une zone de variation de température en regard de la face interne de l’élément EC, d’une dispersion de positionnement de butées d’appui, d’une dispersion de positionnement de pantographes (ou mécanismes d’ouverture/fermeture d’un capot, coffre ou hayon), et de variations de couple de serrage des écrous de fixation de l’élément EC (capot, coffre ou hayon) sur chaque pantographe. On comprendra en effet qu’une fois un ouvrant EC fermé il peut se retrouver en appui sur des butées et/ou sur des pantographes (ou analogues), ce qui peut modifier légèrement son comportement et plus précisément l’amplitude de ses déformations maximales et/ou la valeur de la fréquence associée. De même, la présence d’une zone chaude (telle qu’un moteur thermique) peut modifier légèrement le comportement de l’ouvrant EC fermé et plus précisément l’amplitude de ses déformations maximales et/ou la valeur de la fréquence associée. En présence de telle(s) modification(s), on doit adapter légèrement l’amortisseur de vibrations AV. Ces modifications comportementales (liées à la présence de conditions aux limites réelles avec contrôle des efforts aux butées) peuvent être déterminées en laboratoire. On notera également que dans la première étape 10-30 on peut aussi déterminer des déformations complémentaires des zones analysées de l’élément EC en fonction des fréquences lors d’au moins une phase de roulage du véhicule V et/ou lors d’au moins une phase de test du véhicule V dans une soufflerie. Dans ce cas, dans la deuxième étape 40-50 on peut déterminer parmi les zones analysées chaque zone présentant une déformation complémentaire maximale et la fréquence associée, et on retient en tant que zone présentant une déformation maximale une zone dans laquelle les déformations (obtenues par excitation vibratoire) et les déformations complémentaires (obtenues lors du roulage et/ou en soufflerie) sont maximales pour une même fréquence. Cette option est destinée à vérifier que l’on a bien pour les mêmes fréquences des mêmes zones d’analyse présentant des déformations (modales) maximales, même si les amplitudes de ces déformations ne sont pas identiques. Lorsqu’une zone déterminée par excitation vibratoire n’a pas d’équivalent lors d’une analyse sur route et/ou en soufflerie, elle n’est pas retenue. De préférence, lors d’une analyse en soufflerie, on détermine les déformations modales en régime laminaire, puis en régime turbulent, afin d’appréhender le recalage en fréquence des modes de vibration incriminés. A cet effet, on peut aussi utiliser des capteurs déterminant les variations d’effort sur les éventuelles butées d’appui en fonction du régime, et/ou des accéléromètres et/ou un dispositif de stéréo-corrélation d’images pour remonter aux déformations modales de l’élément EC. On notera également que dans la troisième étape 60 on peut déterminer pour chaque zone de déformation maximale déterminée (et retenue) un amortisseur de vibrations (ou batteur mécanique) AV qui comprend une première partie en élastomère et une seconde partie ayant une masse choisie et solidarisée fixement à la première partie. On comprendra que la seconde partie (pesante) définit une masse modale dont les déplacements vont être en opposition de phase avec les déplacements induits par la vibration dans la zone concernée à une fréquence donnée (ainsi que de préférence à au moins la première harmonique de cette dernière). De préférence, c’est la première partie qui est solidarisée à la face interne de l’élément EC dans la zone concernée. Par ailleurs, au moins la masse de la seconde partie est déterminée en fonction de l’amplitude de la déformation (modale) dans la zone concernée et de la fréquence associée (éventuellement avec ses premières harmoniques). La forme de cette seconde partie peut aussi être choisie en fonction de l’encombrement sous l’élément EC dans la zone concernée. On notera également qu’au moins les deuxième 40-50 et troisième 60 étapes du procédé d’analyse peuvent être réalisées par un calculateur comprenant au moins un processeur et une mémoire vive, et faisant éventuellement partie d’un ordinateur (éventuellement portable). Le processeur peut, par exemple, être un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)). Ce processeur peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique. La mémoire est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur d’une partie au moins du procédé d’analyse selon l’invention. On a schématiquement illustré sur la figure 2 un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé d’analyse selon l’invention. L’algorithme comprend une sous-étape 10 dans laquelle on réalise une excitation vibratoire d’un élément de carrosserie EC d’un véhicule V pour différentes fréquences choisies. Puis, dans une sous-étape 20 on détermine des déformations de zones d’analyse de cet élément EC en fonction de ces fréquences choisies. Puis, dans une éventuelle sous-étape 30 on peut déterminer des déformations complémentaires des zones d’analyse de l’élément EC en fonction de ces mêmes fréquences choisies lors d’au moins une phase de roulage du véhicule V et/ou lors d’au moins une phase de test du véhicule V dans une soufflerie. Les sous-étapes 10 à 30 constituent, ici, la première étape 10-30. Puis, dans une sous-étape 40 on détermine parmi les zones analysées chaque zone présentant une déformation maximale et la fréquence associée. On notera qu’en présence de la sous-étape 30, on détermine aussi dans la sous-étape 40 parmi les zones analysées (en roulage et/ou en soufflerie) chaque zone présentant une déformation complémentaire maximale et la fréquence associée. Puis, dans une éventuelle sous-étape 50 on retient en tant que zone présentant une déformation maximale une zone dans laquelle les déformations (obtenues par excitation vibratoire) et les déformations complémentaires (obtenues lors du roulage et/ou en soufflerie) sont maximales pour une même fréquence. Les sous-étapes 40 et 50 constituent, ici, la deuxième étape 40-50. Puis, dans une sous-étape (ou troisième étape) 60 on détermine, pour chaque zone de déformation maximale déterminée et en fonction d’au moins sa déformation maximale et la fréquence associée, un amortisseur de vibrations AV destiné à réduire cette déformation maximale une fois solidarisé fixement à la face interne de l’élément EC dans cette zone. Procédé d’analyse d’un élément de carrosserie (EC) d’un véhicule (V), caractérisé en ce qu’il comprend i) une première étape (10-30) dans laquelle on fait vibrer ledit élément (EC) à différentes fréquences et on détermine des déformations de zones dudit élément (EC) en fonction de ces fréquences, ii) une deuxième étape (40-50) dans laquelle on détermine parmi lesdites zones chaque zone présentant une déformation maximale et la fréquence associée, et iii) une troisième étape (60) dans laquelle on détermine, pour chaque zone de déformation maximale déterminée et en fonction d’au moins sa déformation maximale et la fréquence associée, un amortisseur de vibrations (AV) destiné à réduire cette déformation maximale une fois solidarisé fixement à une face interne dudit élément (EC) dans cette zone. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite troisième étape (60) on détermine pour chaque zone de déformation maximale déterminée ledit amortisseur de vibrations (AV) en fonction en outre d’au moins un paramètre choisi dans un groupe comprenant au moins une zone de variation de température en regard de ladite face interne de l’élément (EC), d’une dispersion de positionnement de butées d’appui, d’une dispersion de positionnement de pantographes, et de variations de couple de serrage d’écrous de fixation dudit élément (EC) sur chaque pantographe. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite troisième étape (60) on détermine chaque amortisseur de vibrations (AV) de manière à réduire la déformation maximale de sa zone pour la fréquence associée et pour au moins la première harmonique de cette dernière. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite première étape (10-30) on utilise un pot vibrant placé contre ledit élément (EC), en un endroit choisi, pour faire vibrer ledit élément (EC) auxdites différentes fréquences. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite première étape (10-30) lesdites différentes fréquences sont comprises entre 0 Hz et 500 Hz. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans ladite première étape (10-30) on détermine aussi des déformations complémentaires desdites zones de l’élément (EC) en fonction des fréquences lors d’au moins une phase de roulage dudit véhicule (V) et/ou lors d’au moins une phase de test dudit véhicule (V) dans une soufflerie, et en ce que dans ladite deuxième étape (40-50) on détermine parmi lesdites zones chaque zone présentant une déformation complémentaire maximale et la fréquence associée, et on retient en tant que zone présentant une déformation maximale une zone dans laquelle les déformations et déformations complémentaires sont maximales pour une même fréquence. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans ladite première étape (10-30) on détermine les déformations de zones dudit élément (EC) au moyen d’un vibromètre laser. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit élément de carrosserie (EC) est un capot. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que dans ladite troisième étape (60) on détermine pour chaque zone de déformation maximale déterminée un amortisseur de vibrations (AV) comprenant une première partie en élastomère et une seconde partie ayant une masse choisie et solidarisée fixement à ladite première partie.