En quête de la sonorité parfaite pour le véhicule

La sonorité d’un camion est souvent considérée comme acquise. Elle est là, tout simplement. Pourtant, au sein de Volvo, une équipe est dédiée à renforcer la sécurité et le confort en optimisant les sons émis à l'intérieur comme à l'extérieur des véhicules.

Caméra acoustique 3D.

Une caméra acoustique 3D, équipée d'une multitude de petits microphones, recherche les moindres sources de bruit.

De nombreux éléments entrent en ligne de compte pour rendre un véhicule le plus sûr et le plus confortable possible. L’ingénierie de pointe, les systèmes de conduite automatisée et une conception révolutionnaire contribuent au développement des camions de demain. Mais on sous-estime souvent l’influence sur l’expérience de conduite que peut avoir le bruit émis par les différentes parties du camion.

En fait, Volvo Trucks travaille depuis plusieurs décennies à l’optimisation acoustique de ses véhicules. La première chambre sonore Volvo a été créée à Göteborg (Suède) en 1982. Depuis, l’acoustique des poids lourds Volvo n’a cessé d’être améliorée et une équipe d’ingénieurs dédiée à l’étude du bruit et des vibrations, basée à Göteborg, travaille d’arrache-pied pour que Volvo Trucks conserve une longueur d’avance sur la concurrence dans ce domaine.

 

Ingénieurs NVH au laboratoire Bruit et Vibrations de Volvo Trucks.

Theresia Manns, Torbjörn Ågren et Geir Andresen (de gauche à droite), trois ingénieurs NVH (Noise, Vibration & Harshness, ou bruit, vibrations et imperfections de la route) travaillant au laboratoire Bruit et Vibrations de Volvo Trucks.

Le laboratoire Bruit et Vibrations est une ruche affairée et silencieuse. Des machines intrigantes émettent des lumières rouges tandis qu’un véhicule test Volvo FH trône au centre d’un vaste studio feutré aux parois insonorisées. Nous y rencontrons trois ingénieurs NVH (Noise, Vibration & Harshness, ou bruit, vibrations et imperfections de la route) qui cumulent des années d'expérience dans ce domaine spécifique. Theresia Manns, Geir Andresen et Torbjörn Ågren collaborent étroitement avec une équipe d’une dizaine d’ingénieurs, ici principalement, mais aussi au site de tests Volvo Trucks de Hällered, à la périphérie de Göteborg.

On pourrait penser que nous cherchons seulement à atténuer le niveau sonore, mais la qualité du son est également importante.

Theresia Manns

Ingénieur NVH, Volvo Trucks

Theresia Manns.

Theresia Manns, ingénieur NVH, Volvo Trucks.

« Nous travaillons à l’optimisation du bruit intérieur et extérieur produit par les véhicules », explique Theresia Manns. « On pourrait penser que nous cherchons seulement à atténuer le niveau sonore, mais la qualité du son est également importante. Nous cherchons à obtenir la meilleure acoustique possible et à optimiser l’expérience des conducteurs, à la fois en matière de sécurité et de confort. »

Torbjörn Ågren souligne l’importance de collaborer avec d’autres branches de l’organisation pour obtenir de meilleurs résultats. « Il y a un Feature Leader dédié pour chaque caractéristique du véhicule, en charge du développement de cette caractéristique particulière. Dans notre cas, il s’agit du niveau de bruit total du véhicule. Nous échangeons régulièrement avec les collègues en charge des composants et du programme du projet. Il est bien sûr indispensable de rester informés et d’anticiper les dispositions légales. Le service de planification des produits définit des exigences élevées et nous travaillons ensemble pour définir précisément les attentes du client en matière d’optimisation acoustique. Il est également essentiel de garder un œil sur ce que font nos concurrents dans ce domaine. »

Torbjörn Ågren.

Torbjörn Ågren, ingénieur NVH, Volvo Trucks.

Le travail quotidien des ingénieurs NVH s’articule autour du développement des différents modèles de camions Volvo et de l’analyse de leurs sources de bruit. Il leur revient d’élaborer les améliorations possibles dans ces domaines. La loi prévoit que les tests d’homologation des niveaux sonores soient réalisés en extérieur.

« À l’heure actuelle, les tests en intérieur ne sont pas juridiquement reconnus par les autorités », précise Geir Andresen. « Cela pourrait changer à l’avenir. Mais pour l’instant, la piste d’essai ISO du site de test de Volvo Trucks est indispensable pour nos opérations de contrôle sonore. Il est difficile de simuler les conditions réelles en intérieur, si bien que nos tests d’homologation se déroulent à l’extérieur. »

Geir Andersen.

Geir Andersen, ingénieur NVH, Volvo Trucks.

Les niveaux de bruit émis par les poids lourds font l’objet d’une législation stricte dans le monde entier. Le marché européen et certains autres marchés suivent la réglementation CEE, mais la législation sur les niveaux de bruit varie d’un marché à l’autre. Par ailleurs, il convient de tenir également compte des exigences locales en matière de bruit.

L’acoustique est un domaine très complexe, comme en témoigne le large éventail d’équipements de mesure utilisés dans le laboratoire Bruit et Vibrations. L’un des accessoires les plus distinctifs est une caméra acoustique 3D, qui ressemble à une grande boule à facettes et qui est équipée d’une multitude de petits microphones. Elle est utilisée pour balayer l’intérieur de la cabine à la recherche des moindres sources de bruit. Le bruit est analysé à l’aide d’algorithmes de sorte à générer une image du niveau sonore. Les niveaux de bruit élevés provenant de certaines zones sont représentés par des couleurs vives. Ainsi, l’équipe peut isoler des sources sonores particulières et les moduler jusqu’à obtenir l’ambiance sonore recherchée.

Parfois, le fait d’atténuer un bruit dans une zone du véhicule peut révéler un autre bruit jusqu’alors inaudible.

Geir Andresen

Ingénieur NVH, Volvo Trucks

La façon dont le conducteur interprète les sons émis par le véhicule est un autre axe de travail important pour l’équipe.

« Depuis l’intérieur de la cabine, la perception des réactions du véhicule est bien plus auditive que visuelle », ajoute Theresia Manns. « Le bruit transmet des informations auxquelles le conducteur réagit. Par ailleurs, un bruit peut souvent ne pas être perçu comme gênant jusqu’à ce qu’il cesse. »

La mesure du niveau de bruit total des véhicules implique d’atteindre une série d’objectifs. « Parfois, le fait d’atténuer un bruit dans une zone du véhicule peut révéler un autre bruit jusqu’alors inaudible », poursuit Geir Andresen. « Nous nous intéressons au camion dans son ensemble. Par exemple, le bruit peut parfois atteindre l’intérieur de la cabine depuis d’autres zones. Le travail de développement structurel et d’insonorisation est donc crucial. »

 

Les ingénieurs de test vérifient les résultats.

Les ingénieurs Torbjörn Ågren et Frédéric Wullens (sur la droite) vérifient les résultats des tests effectués avec la caméra 3D.

Le travail d’optimisation des fréquences sonores met en évidence l’influence du bruit en cabine sur la sécurité.

« Les basses fréquences fatiguent les conducteurs », détaille Theresia Manns. « Notre mission consiste à éliminer les bruits gênants et à offrir une bonne acoustique. Nous faisons en sorte de créer un environnement où le conducteur peut passer beaucoup de temps sans être affecté par un bruit monotone, même si le niveau sonore est bas. »

Il peut être très difficile pour les ingénieurs travaillant au laboratoire d’isoler un son particulier. Le véhicule encapsulé (Encapsulated Truck) est un processus de longue haleine. Le véhicule doit être entièrement cloisonné afin d’isoler un bruit particulier à examiner en détail. Des méthodes moins chronophages sont également utilisées, à la fois dans la cellule de test et sur la piste d’essai. 

Notre mission consiste à éliminer les bruits gênants et à offrir une bonne acoustique.

Theresia Manns

Ingénieur NVH, Volvo Trucks

« L’activité est la plus intense lorsque les tests doivent être menés à l’extérieur et que la météo est favorable », poursuit Torbjörn Ågren. « Il y a énormément de préparatifs. La période qui précède l’introduction d’une nouvelle législation est également très animée, tout comme certaines phases au sein d’un projet particulier. »

Alors que nous nous apprêtons à quitter l’équipe NVH, celle-ci s’attèle à régler la caméra acoustique 3D pour procéder à des tests plus poussés. Torbjörn Ågren conclut en déclarant que son travail consiste essentiellement à trouver le bon équilibre, dans tous les sens du terme.

« Nous cherchons à apporter des modifications qui améliorent l’expérience de conduite. Nous procédons pas à pas. Au final, nous souhaitons donner au véhicule une identité sonore Volvo. »

 

Contrôles acoustiques dans l'habitacle.

Il peut être très difficile pour les ingénieurs travaillant au laboratoire d’isoler un son particulier dans l'habitacle.

Principales sources sonores qui font la différence

MOTEUR :
Les sons du moteur, pièce centrale du véhicule, fournissent des informations vitales pour le conducteur.

TRANSMISSION :
La transmission du véhicule génère des bruits lorsqu'elle est enclenchée, des sons qu'il est important de synchroniser avec le reste du véhicule.

PRISE D'AIR :
Le canal d'admission d'air est un vecteur sonore direct entre les cylindres du moteur et l'environnement. Ces sons fournissent des informations au conducteur sur l'état du moteur.

CLIMATISATION :
La climatisation d'un camion ne doit pas seulement être efficace. Elle doit également éviter de produire des bruits gênants pour le conducteur.

PNEUS :
La force de contact entre la route et les pneumatiques génère du bruit. Pour un conducteur expérimenté, les changements du bruit émis par les pneumatiques signalent des changements d’adhérence, en cas de route glissante, notamment.

PONT ARRIÈRE :
Un couple élevé est transféré de la boîte de vitesses vers les roues via le pont arrière. Les engrenages à l’intérieur du pont arrière doivent être optimisés de sorte à ne pas générer de bruit inutile.

Avantages : un bon environnement sonore est essentiel pour

RÉDUIRE LE STRESS
Pour pouvoir se concentrer sur la route sur de longues distances, il est essentiel que le conducteur se sente à l'aise et détendu.

INTERAGIR INTELLIGEMMENT
Les différents sons émis par le camion renseignent le conducteur sur l'état du véhicule. Il exploite ces informations pour optimiser les performances de son véhicule. L'interaction multimédia avec des personnes extérieures est tout aussi importante et requiert une bonne acoustique générale.

RESSENTIR LA QUALITÉ

Un son intérieur et extérieur optimisé contribue grandement à la qualité selon Volvo. Ainsi, le son de la fermeture d’une porte en dit long sur la qualité d’un véhicule.

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