Les labos de l'Esim ont l'oreille de l'industrie

Marseille. En collaboration étroite avec l'industrie, le laboratoire d'Acoustique & Vibration de l'Esim s'attache à réduire l'inconfort sonore de la clim automobile. Et met les vibrations sonores à contribution pour caractériser d

Enseignant chercheur à l'Esim (École supérieure d'ingénieurs de Marseille), Jean-Luc Allouche dirige le département Acoustique et Vibrations de l'Esim. Un des cinq départements (avec les moteurs thermiques, l'hydrodynamique, la modélisation mécanique et les systèmes thermiques) du centre Mécanique Energétique du groupe Esim. Laquelle école comprend vingt-deux enseignants chercheurs et trois techniciens. Cinq personnes sont rattachées au département Acoustique & Vibrations.

Très bien classée chaque année dans l'étude 'Ecoles d'ingénieurs - Partenariats industriels' d'Industrie et Technologies (parution en novembre), l'Esim développe une forte activité contractuelle (travaux de quelques semaines à quelques mois), qui parfois débouche sur la participation à de grands programmes français, comme dans le cadre du Predit (recherche interministérielle sur les transport), ou des programmes européens.


Deux projets avec PSA et Valeo

L'Ecole se targue volontiers de développer une culture industrielle (coût, délais) en son sein. Beaucoup de chercheurs de l'Esim ont d'ailleurs connu une vie antérieure dans l'industrie.

Jean-Luc Allouche ne déroge pas à la règle, ayant exercé à l'Institut de Recherche en Construction Navale. La Direction des Chantiers Navals ayant beaucoup réduit la voilure de ses programmes de recherche, c'est plus souvent vers l'automobile que se recentrent les contrats du chercheur enseignant. Témoins, ces deux projets (dans le cadre du Predit) menés conjointement avec PSA Peugeot Citroën et l'équipementier Valeo, dans le domaine de la réduction du bruit et des vibrations au sein des modules de ventilation/climatisation (1999-2002).

Objectif ? Identifier les sources de bruit et comprendre comment elles se propagent dans l'habitacle. A terme - pas tout de suite ! - il s'agit bien entendu d'obtenir un système prédictif, qui intervienne lors de la conception. Ce problème devient préoccupant pour les systèmiers de la clim : ces derniers ont dû procéder à nombre de retours en usine, par suite de sifflements désagréables au démarrage (spécialement dans des régions chaudes et humides).

Le protocole expérimental est classique. Reconstituer le système, à géométrie identique, sur une maquette 'parfaite' (ici, totalement rigide alors que les modules embarqués ne le sont pas) et retrouver les causes d'apparition du phénomène. Le groupe Principia contribue à ces deux programmes pour la partie modélisation. Le maquette, bien sûr bardée de capteurs, offre des parties en Plexiglas afin de visualiser les flux par vélocimétrie laser. Sur d'autres projet, la maquette est réduite mais en similitude, comme par exemple, pour l'étude des tuyaux flexibles 'qui chantent' (donneurs d'ordres : Institut français du pétrole et Coflexi).

Sur le groupe de ventilation, c'est la géométrie des volets qui offre un facteur d'amélioration. Adapter leur profil va permettre d'obtenir un écoulement laminaire, ou bien encore de mieux maîtriser les flux turbulents. Partant, de réduire bruit et vibrations.

Bien plus compliqué, le système de climatisation qui fait intervenir beaucoup plus d'organes : circuit frigorigène avec sa bouteille, échangeur, compresseur, détendeur, évaporateur... La piste des 'enquêteurs' se tourne cependant en priorité vers l'évaporateur, source ou tout au moins amplificateur de bruit.

A l'écoute des ouvrages d'art

Autre domaine d'excellence du laboratoire de Jean-Luc Allouche, la vibro-acoustique non linéaire. Et ici, le procédé expérimental est inédit. C'est Thales Underwater Systems (ex. Thomson Cintra) qui sous-traite cette étude (1 an 1/2) à l'Esim dans le cadre d'un programme européen. Thème : prévoir, et si possible localiser, la présence d'un défaut sur une éprouvette (par exemple, poutre en béton précontraint) au travers de la réponse hyperfréquence de la structure à une double excitation, basse (BF) et haute fréquence (HF).

Ces travaux ont évidemment comme avenir de déboucher sur l'écoute temps réel d'ouvrages d'art.

L'originalité du mode expérimental tient à la double excitation. Un vibreur communique une vibration BF à la poutre et ce sont des transducteur qui excitent cette dernière à haute fréquence. Le défaut, qui rompt la linéarité du système vibratoire, fait apparaître deux artefacts de fréquences (HF + BF et HF - BF) qui en sont comme la signature. Évidemment, à ce jour, le défaut est 'fait main' et bien localisé : les ingénieurs calent un modèle.

Le jour où tout l'attirail de traitement du signal saura être prédictif, un trou, une micro-fissure, invisibles de l'extérieur pourront être caractérisés et 'cernés'. Ce n'est qu'une fois ce modèle analytique mis au point, qu'on pourra le généraliser à une structure complexe, par maillage aux éléments finis.

Ce programme pourrait faire pénétrer l'Esim dans le sein des sein de la recherche communautaire, c'est à dire dans le cadre du 6ème PCRD. Dossier déposé fin mars.

Thierry Mahé

Pour en savoir plus
- Esim : http://www.esim.fr
- Jean-Luc Allouche : allouche@esim.fr

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