40 ans d’acoustique et vibrations à l’UTC · Aussi puis-je en faire état en exprimant ma profonde et très sincère reconnaissance. Voilà comment j’ai vécu la genèse et

UNIVERSITÉ DE TECHNOLOGIE DE COMPIÈGNE

UTCColloque

donnons un sens à l’innovation

40 ansd’acoustique et vibrations à l’UTC10 et 11 mars 2016Université de Technologie de Compiègne (UTC)

2 3Sommaire

Genèse de la filière AVI 3

Biographies des enseignants-chercheurs et du personnel permanent AVI 15

Biographies de diplômés AVI 27

Articles du magazine Interactions 47

Programme 95

à l’occasion du 40ème anniversaire de la filière Acoustique et Vibrations (AVI), deux journées de rencontre permettront aux futurs ingénieurs et aux diplômés d’échanger sur les métiers

de l’ingénieur AVI.

Après une introduction par le Président de l’Université de Technologie de Compiègne, Alain Storck, en présence du fondateur de la filière, Mariano Perulli, la parole sera donnée aux diplômés de la filière. L’objectif des conférences est de présenter les métiers de l’ingénierie en acoustique et vibrations dans différents domaines : automobile, aéronautique, spatial, ferroviaire, naval, bâtiment, industrie et sociétés de service. Les conférenciers exposeront leur activité, le métier de l’ingénieur AVI dans leur secteur et les perspectives de carrière. L’après-midi se terminera par une visite des installations de l’UTC en enseignement et en recherche, agrémentée d’une séance d’échange de CV avec les étudiants. La soirée de gala se déroulera au centre d’innovation de l’UTC dans une ambiance décontractée, haute en couleur et en musique …

La matinée du vendredi sera dédiée aux ateliers au cours desquels seront abordés les liens entre l’entreprise, la recherche et l’enseignement, mais aussi les besoins de formation en AVI. Cette matinée sera lancée sous le signe de l’international par les interventions de deux diplômés AVI, professeurs d’Université nord américaine, et se conclura par un dernier moment convivial autour d’un buffet au centre d’innovation.

40 ans d’acoustique et vibrations à l’UTC


2 3

Genèse de la filière AVI

4 5

L’acoustique et vibrations industrielles à l’UTC de 1976 à nos jours

L’histoire de l’acoustique à l’UTC commence par la genèse de cette thématique. Le Professeur Mariano Perulli, concepteur et bâtisseur nous explique comment l’UTC a été conçue, comment elle est née puis les premiers pas à l’UTC de cette thématique.

Pour rédiger quelques lignes sur « la genèse de l’AVI », il faut se reporter aux années 1970.

Personnellement, je n’envisageais pas de quitter l’ONERA pour entrer dans l’enseignement supérieur. La division acoustique de l’Office bénéficiait d’un fort soutien industriel avec, en recherche, des contacts en Europe, en URSS et aux USA. Elle bénéficiait de préjugés favorables de milieux universitaires, comme, par exemple, les professeurs P. Allais et R. Sistrunck. Cela se concrétisait également par l’apport de thésards, Sébastien Candel à l’initiative du Professeur Paul Germain, de Mohamed Ali Hamdi à celle du Professeur Jean Claude Nedelec.

Lorsqu’un vendredi soir le président de l’UTC Guy Deniélou m’a

4 5proposé de « mettre en place l’enseignement et la recherche en acoustique et vibrations industrielles, de lui proposer des candidats pour m’accompagner... », je me demandais ce qu’il en était réellement.

Dès le lundi matin j’ai été reçu par Mr Contensou, directeur général de l‘ONERA pour lui rapporter cette proposition. Ses premiers mots étaient « ça fait 15 jours que je vous attends ». Précisant que je n’envisageais pas de quitter l’Office sa réaction a été « il n’en n’est pas question » et ma nouvelle situation administrative était déjà organisée. Alors ai-je demandé « est-ce que cela se refuse ? ». Réponse « non, mais si vous y tenez ».

De suite, Noëlle Mercier, Jean-François de Belleval, Sébastien Candel et Jean-Claude Henrio se sont immédiatement déclarés partants. Côté Office, l’accord a été donné avec la possibilité de transférer des études et du matériel.

Pour le démarrage, côté UTC, il y a eu l’apport de Jean-Michel Ville, et de Dominique Delbrouck secrétaire. Sur le plan des moyens matériels et financiers, cette équipe première grâce à ses astuces, à ses initiatives, à son dévouement, a organisé des TP dans les caves des HLM et a également permis la poursuite de programmes de recherche.

Ce démarrage s’est organisé tout seul !! Aussi puis-je en faire état en exprimant ma profonde et très sincère reconnaissance.

Voilà comment j’ai vécu la genèse et les premiers instants de l’AVI !

Par la suite, Peter Wagstaff, Philippe Gatignol et Patrick Lanceleur nous ont rejoints. Daniel Lecuru et Gérard Venet ont également participé avant de nous quitter. Avec un impact indiscutable, le Pr Miguel JUNGER, du MIT, a également apporté son concours tant pour l’enseignement que pour les contacts extérieurs, le double diplôme. Sur ce point la difficulté majeure était liée au montant des frais d’inscription dans des universités aux USA et en UK. Il a fallu inventer des stratagèmes et trouver des aides : action UTC auprès des banques, bourses du British Council, du Ministère des Affaires Etrangères et d’Industriels !! Quels souvenirs en ont les étudiants de l’époque ?

Juste une anecdote concernant le manque de ressources et surtout la crainte que j’avais de mal orienter l’enseignement et la recherche. Pour présenter l’esprit et les actions envisagées, j’avais organisé une réunion invitant des industriels, des Officiels, susceptibles

6 76 7de financer des travaux, sans oublier le Patronat (le CNPF, à cette époque). Par la suite j’ai reçu un chèque non négligeable du CNPF établi à mon nom, ce qui a posé problème pour son encaissement par l’université !

Pour finir, je dois dire que ces journées consacrées à la filière révèlent l’existence de liens de camaraderie et l’importance de vos évolutions personnelles. C’est tout à l’honneur de notre UTC. Dans le programme de ce forum, la matinée de vendredi matin consacrée aux ateliers au cours desquels seront abordés les liens entre l’entreprise, la recherche et l’enseignement, mais aussi les besoins de formation en AVI est cruciale. Elle révèle le souci de rester performant dans un environnement sans cesse en évolution. Je suis certain que des conclusions en seront tirées au profit de tous.

6 76 7

La filière

Dès sa création et suite aux recommandations du Conseil sur la pédagogie mis en place par M. Perulli, il était convenu de former par an entre 20 et 25 ingénieurs. Cet objectif est aujourd’hui atteint puisque, malgré quelques oscillations la valeur moyenne se situe à 21. En 2020, il faudra fêter le 1000e diplômé.

8 98 9Déjà les 15 et 16 octobre 1997, un colloque sur les formations en Acoustique et Vibrations Industrielles avec 130 participants avait été organisé pour définir les évolutions des enseignements dus en particulier à l’évolution des moyens de mesure et de modélisation.

En 2013, une unité de valeur relative à l’acoustique du bâtiment et de l’environnement a été ouverte en relation avec la branche génie des Systèmes Urbains (GM-GSU).

Secteurs d’activité Diplômés AVILes diplômés issus du Génie Mécanique/ Acoustique et Vibrations Industrielles sont recrutés dans les services R&D, Bureau d’études, Sociétés de Service, dans les domaines de l’environnement, du bâtiment et de l’industrie mécanique en charge de la réduction et de la maîtrise des nuisances acoustiques et vibratoires. Ils pourront aussi intervenir dans des domaines variés, par exemple la recherche pétrolière ou l’instrumentation médicale.

50% 30% 10% 5% 5%

Technico-commercial

Développement

Conseil

Connexe production Recherche

Relation de la filière AVI avec son environnement économique et international

Année Offre PFE Conventions signéesRapport offre/

signature

2015-2016 81 11 7,5

2014-2015 51 21 2,5

2013-2014 68 28 2,4

2012-2013 60 24 2,5

2011-2012 53 25 2,1

2010-2011 62 22 2,8

2009-2010 52 24 2,2

Moyenne 61 22 2,8

Tableau comparatif des propositions de PFE/PFE signés

8 98 9

Les activités de recherche jusqu’à nos jours

Mabrouk Ben Tahar responsable actuel de l’équipe acoustique au sein du Laboratoire Roberval retrace ci-dessous l’histoire de la recherche en acoustique à l’UTC.

L’activité recherche de l’équipe acoustique a commencé dès la création de la Division Acoustique et Vibrations Industrielles (AVI) à l’UTC par M. Perruli en 1977. Elle était articulée autour de deux

thèmes principaux : diffusion des ondes-ultrasonores, évaluation non destructive des matériaux et développement de méthodes numériques et expérimentales pour l’analyse de la propagation et du rayonnement du bruit. En 1981, c’est JF. de Belleval qui succèda à M. Perulli à la direction de la division AVI.

1987L’équipe de recherche Acoustique et Vibrations (AV) intègre le laboratoire LG2MS (Laboratoire de Génie Mécanique pour les Matériaux et les Structures) sous la direction de J.F. de Belleval.

Ce laboratoire a été organisé en trois thèmes : Acoustique et Vibrations, Rhéologie des matériaux dans leur environnement et statique et dynamique des structures.

10 11L’activité scientifique de l’équipe AVI s’est organisée autour de trois opérations de recherches :1. Rayonnement et diffusion acoustiques, couplage vibroacoustique; vibrations et bruits des machines, 2. Protection de l’environnement ; 3. évaluation non destructive des matériaux.

Composition de l’équipe : J.F. de Belleval, M. Ben Tahar, Ph. Gatignol, M.A. Hamdi, P. Lanceleur, N. Mercier, J.M. Ville, P.R. Wagstaff. D. Delbrouck, JM Gherbezza, J.C. Henrio.

1992Le laboratoire LG2MS est associé au CNRS (URA 1505) sous la direction de J.F. de Belleval.

2000Le laboratoire LG2MS devient l’actuel laboratoire Roberval et est promu UMR (UMR UTC-CNRS 6066). L’équipe MSHP (Machines et Systèmes de Haute Précision) rejoint le laboratoire qui s’est organisé en 4 équipes et un laboratoire commun.

Mabrouk Ben Tahar prend la responsabilité de l’équipe AVI. La recherche dans l’équipe s’organise alors autour quatre axes : Les trois axes historiques à savoir :1. Modélisation numérique en acoustique, aéroacoustique et vibroacoustique ;2. Méthodes expérimentales pour l’acoustique dans les conduits ;3. Propagation des ondes élastiques ultrasonores dans des matériaux anisotropes et/ou multicouchesEt un quatrième axe, avec l’arrivée de J. Antoni et de M. Sidahmed : Traitement des signaux vibratoires et acoustiques.

Composition de l’équipe : J. Antoni, J.F. de Belleval (émérite), M. Ben Tahar, Ph. Gatignol, MA. Hamdi, C. Maury, E. Perrey-debain, M. Sidahmed, J.M. Ville, D. Delbrouck, F. Foucart, J.M. Gherbezza.

2007Avec le départ à la retraite de J.F. de Belleval, N. Mercier et Ph.Gatignol, un recentrage autour de l’activité bruit et confort acoustique s’est opéré d’une manière graduelle. Cela s’est traduit, depuis, dans la politique de recrutement et d’investissement. L’équipe se rajeunit avec l’arrivée de nouveaux collègues et une consolidation des moyens expérimentaux (acquisition d'un vibromètre laser 3D, une antenne 60 micros, un dispositif PIV, un dispositif LDV, …).

10 112011Avec le départ de J. Antoni et C. Maury, l’activité traitement de signal a été réduite et avec l’arrivée de N. Dauchez l’activité matériaux acoustiques s’est renforcée. L’activité de l’équipe s’est organisée autour de trois axes :1. Interaction écoulement complexe/onde acoustique ; 2. Interaction structure/matériau acoustique ; 3. Identification et caractérisation de sources par méthodes inverses.

Composition de l’équipe : M. Ben Tahar, JD. Chazot, N. Dauchez, Ph. Gatignol (émérite), M.A. Hamdi, S. Moreau, E. Perrey-debain, J.M. Ville, F. Foucart, J.M. Gherbezza.

Visibilité, excellence et rayonnement de l’équipe

Depuis que l’équipe a rejoint le laboratoire de Mécanique et que ce laboratoire a fait l’objet d’évaluations de la part du ministère et du CNRS. L’équipe AVI a été toujours très bien évaluée, comme le témoigne les quelques extrais des différents rapports d’évaluation ci-dessous :

Evaluation de l’équipe en janvier 2003 « L’activité a été jugée de haut niveau par comité d’évaluation, elle l’est aussi par la section 09 ; les évolutions thématiques annoncées sont prometteuses. »

Evaluation de l’équipe en décembre 2006« … L’expérience en modélisation numérique en vibro-acoustique représente incontestablement un point fort traditionnel du laboratoire, où celui-ci a su acquérir une réelle visibilité. Cet acquis a été renforcé par l’investissement des membres du thème sur la simulation de la propagation acoustique en écoulement utilisant le formalisme original de Galbrun … et qui distingue le laboratoire des autres laboratoires français œuvrant dans cette thématique. »

« La spécificité des dispositifs expérimentaux du laboratoire réside dans le développement,…., d’un banc d’essai, …, pour l’étude de la propagation guidée et du rayonnement en présence d’écoulements et pour des modes d’ordre élevé. Il s’agit d’un équipement expérimental original dans un laboratoire universitaire. »

« Le thème semble avoir atteint un bon équilibre entre qualité scientifique de la recherche et applications, équilibre qu’il

12 13conviendra néanmoins de veiller à conserver dans le futur. »

Evaluation de l’équipe Acoustique en janvier 2011« L’équipe possède un positionnement très clair de l’ensemble de ses thématiques, ce qui lui permet d’avoir une reconnaissance nationale et internationale dans les disciplines liées à l’acoustique. »

« L’activité de l’équipe est importante, et menée le plus souvent sur le long terme pour répondre à des besoins industriels. »

« Le positionnement des thèmes est très clair et permet à cette équipe d’être bien placée et reconnue, tant en France qu’au niveau international... Le thème de « l’interaction écoulement/acoustique» comporte deux axes originaux sur le développement théorique de l’équation de Galbrun et sur le développement de méthodes expérimentales dans les conduits (matrice de diffusion pour la caractérisation de tronçons, contrôle passif de la propagation dans un conduit,... »

« La petite taille de l’équipe permet une organisation très souple et particulièrement efficace, avec une excellente ambiance, très appréciée par tous les personnels rencontrés. »

« L’équipe acoustique du laboratoire Roberval, de petite taille, reconnue au niveau national et international pour ses activités scientifiques, est dotée d’une excellente organisation et d’un dynamisme qui participe grandement au rayonnement du laboratoire. »

Bilan des thèses de l’acoustique

L’activité de l’équipe acoustique en recherche se mesure par le nombre de doctorants. En 40 ans, 140 thèses ont été soutenues soit 3,5 par an.

19761979

0

5

10

15

20

19801983

19841987

19881991

19921995

19961999

20002003

20042006

20072010

20112015

Nombre de thèses par quadriennal

12 13Transfert de technologie et valorisation des travaux de recherche

En plus des missions de formation et de recherche, le transfert de technologie fait également partie des objectifs qui furent confiés à l’UTC dès sa création. Le thème AVI a très largement contribué à cet objectif.

Création d’entreprises L’activité de recherche menée en AVI a donné naissance à deux sociétés de transfert de technologie et à un projet en cours d’élaboration :

La société STRACO (STRucture et ACoustique par Ordinateur) fondée en juin 1986 par Mohamed Ali Hamdi associé à 4 de ses doctorants et ceux de Jean-Michel Ville et de Mario Perulli. Cette société a réalisé plusieurs études pour le compte des industries aéronautiques, automobiles, maritimes et spatiales et a développé le Logiciel RAYON® issu des travaux de recherche dans le domaine de la vibro-acoustique numérique. Le logiciel RAYON® a été distribué à l’échelle mondiale par la société américaine « Structural Dynamic Reasearch Corporation (SDRC) ». En mai 2001, STRACO a été acquise par la société française ESI Group ( www.esi-group.com ) parmi les 5 premiers leaders mondiaux dans l’édition des logiciels de prototypages virtuels sur ordinateur. Mohamed Ali Hamdi exerce depuis 2001 la fonction de Directeur Scientifique de la branche Vibro-Acoustique d’ESI Group.

La société ACOVIB fondée en 1989 par Peter Wagstaff s’est spécialisée dès sa création dans le développement des systèmes et des méthodes de traitement de signal pour caractériser et identifier les sources et les chemins de transmission. ACOVIB a réalisé de nombreuses études pour le compte des industries aéronautique, automobile, marine, mécanique et nucléaire. Les activités d’ACOVIB ont été reprises en 2003 par un ancien de la filière AVI.

La structure d’ingénierie TRIACS créée en 2015 et portée par UTEAM, filiale de l’UTC, renforce les liens entre le laboratoire Roberval et l’industrie dans le domaine de la vibroacoustique. L’équipe se compose de 3 jeunes docteurs ingénieurs AVI : S. Personne, R. Marechal et Y. Buot de l’Epine.

ValorisationAu-delà des nombreuses conférences et publications dans des journaux scientifiques internationaux, l’équipe AVI a également contribuée à la valorisation industrielle au travers de deux brevets :

14 15Brevet N° 2010/53881 et N°WO 2011/144842 A2: Panneau de traitement acoustique multicouches.Inventeurs : J.M Ville et B.Poirier (UTC-CNRS) & J.Julliard, J.Mardjono et G. Riou (SNECMA)

Brevet N° CA2100615 A1 et CA2100615A1 : Caisson isolant acoustiqueInventeurs : M.A Hamdi et H. Bouhioui (UTC-CNRS) & M. Rehfeld (Saint-Gobain Vitrage International)



14 15

Biographies des enseignants-chercheurs et du personnel permanent AVI

16 17

Professeur des Universités, enseignant-chercheur à l’UTC depuis 1988

Doctorat de 3ème cycle UTC (1981)

Docteur ès sciences UTC (1991)

Ses activités de recherches sont centrées sur la modélisation numérique par différentes techniques (FEM, BEM, couplage des techniques) en aéroacoustique, vibroacoustique et émission acoustique. Son thème principal de recherche est la modélisation de la propagation guidée en présence d’écoulement qui trouve ses applications dans le domaine du transport (aéronautique, automobile et ferroviaire).

A collaboré ou piloté de nombreux projets collaboratifs nationaux, européens et internationaux de recherche : CERVIFER pour le bruit roue/rail (ADEM), MACSIM sur la Simulation du contrôle non-destructif par émission acoustique (ANR), COMATEC sur l’interaction impédance acoustique/écoulement (IROQUA), un CMCU sur d’isolation acoustique par doubles vitrages feuilletés (La coopération universitaire franco/tunisienne), DUCAT sur la propagation et le rayonnement acoustique des turboréacteurs (projet européen de type Brite / EuRAm).

A l’UTC, il est le responsable de l’équipe acoustique et vibrations du laboratoire Roberval de Mécanique, Acoustique et Matériaux UMR UTC-CNRS 7337.

Il enseigne la mécanique des vibrations (MQ03), la modélisation numérique des problèmes de l’ingénieur (NF04) et l’analyse modale en acoustique et vibrations (PS10).

MabroukBen Tahar

[email protected]

16 17

Maître de conférences à l’UTC depuis 2007

Diplômé ingénieur en génie mécanique Conception de l’INSA Lyon

Agrégé de mécanique de l’ENS Cachan

Docteur en Acoustique et Vibrations de l’INSA Lyon

Il est reconnu expert dans le domaine de la caractérisation des ma-tériaux viscoélastiques et poroélastiques en acoustique et dans le domaine de la modélisation numérique en vibroacoustique.

Jean-Daniel Chazot a collaboré dans plusieurs projets de re-cherches dans le domaine des transports avec ARCELOR, Saint-Gobain, ALSTOM, Renault, ...

Il enseigne les UV de “Cinématique et Dynamique des systèmes” (MQ18), “Vibrations des systèmes discrets” (MQ03), et “Mesures et Techniques Expérimentales” (MS03).

Jean-Daniel Chazot

[email protected]

18 19

Professeur des Universités, enseignant-chercheur à l’UTC depuis 2012Professeur des Universités à Supméca (Saint Ouen) de 2009 à 2012

Maître de conférences à l’Ecole Nationale Supérieure d’Ingénieurs du Mans (ENSIM) de 2002 à 2009

Ingénieur d’études au Centre de Transfert de Technologie du Mans (CTTM) de 1999 à 2002

Doctorat en cotutelle à l’Université du Maine (Le Mans) et à l’Université de Sherbrooke (Canada) en 1999 cofinancé par PSA Peugeot-Citroën et l’Ademe

DEA d’acoustique appliquée de l’Université du Maine (Le Mans) en 1993

Magistère en Ingénierie des systèmes audio, vidéo, nouvelles images de l’Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC), 1990-93

Ses activités de recherche sont centrées sur la modélisation et la caractérisation expérimentale des matériaux poreux dans le contexte vibroacoustique. Les domaines d’application vont de l’automobile à l’aéronautique en passant par le bâtiment. Il a également participé à des projets de recherche en acoustique musicale sur la harpe et la caractérisation mécanique des archets de violon. Plus récemment, il a orienté une partie de ses travaux autour de la vibroacoustique des conduits rectangulaires sous excitation turbulente.

Il a participé à plusieurs projets collaboratifs européens et nationaux, CREDO 2006-2009 avec Dassault Aviation sur les protections acoustiques en cabine, REFRESCO 2013-2016 sur l’impact des matériaux composite dans le ferroviaire, ECOBEX 2013-2017 avec Renault et Saint Gobain sur les écrans acoustiques du compartiment moteur.

A l’UTC, il est responsable des cours de vibrations des milieux continus (MQ09) et du cours d’acoustique architecturale et urbaine (PS12), monté en 2012 avec le département de Génie des Systèmes Urbains.

Nicolas Dauchez

[email protected]

18 19

Assistant Ingénieur à l’UTC depuis 2001

Diplôme d’Etude Universitaire Scientifique et Technique Vibration, Acoustique et Traitement du Signal à l’Université du Maine (2000)

Il est coresponsable technique de la plateforme expérimentale en acoustique et vibration. IL est spécialiste des techniques de mesures avancées telles que la vibrométrie laser et les mesures de vitesse par laser (PIV et LDV). Il s’occupe de la mise en place, de la maintenance et du support des travaux pratiques en acoustique et vibration.

Félix Foucart

[email protected]

20 21

Professeur émérite à l’UTC

Ancien élève de l’Ecole Normale Supérieure et agrégé de mathématiques, il a enseigné la mécanique à l’Université Paris 6 où il a soutenu une thèse d’état sur la théorie des ondes dispersives non linéaires.

Nommé professeur des universités à l’UTC en 1981, il rejoint la Division Acoustique et Vibrations Industrielles où ses recherches en acoustique physique théorique s’orientent vers la modélisation des phénomènes de propagation ultrasonore.

Il a enseigné les mathématiques et la mécanique en Tronc Commun et, pendant plus de vingt ans, l’acoustique au sein de la filière AVI. Il assura durant de nombreuses années la responsabilité de la formation doctorale en mécanique. En 1996, il a créé le DESS d’Acoustique des Transports.

Il a exercé durant six années les fonctions de chargé de mission au Département des Sciences pour l’Ingénieur du CNRS où il a œuvré, entre autres, à la refondation d’un grand Laboratoire de Mécanique à l’UTC.

Philippe Gatignol

[email protected]

20 21

Ingénieur d’étude à l’UTC depuis 2007

il a intégré l’équipe en tant qu'Assistant Ingénieur en 1983

Brevet de Technicien Supérieur en Mesures Physiques à L’Ecole Nationale de Chimie, Physique et Biologie de Paris (1974)

Il est coresponsable technique de la plateforme expérimentale en acoustique et vibration. Il est spécialiste des mesures des caractéristiques des matériaux poreux et a acquis une expertise en caractérisation de matériaux, localisation et détection de défauts par ultrason. Il est également responsable de l’interfaçage des outils de post-traitement. Il s’occupe de la mise en place, de la maintenance et du support des travaux pratiques en acoustique et vibration.

Jean-Marc Gherbezza

[email protected]

22 23

Professeur à l’UTC depuis 1978

Docteur Es-science (1982)

Docteur Ingénieur (1978)

Ingénieur de l’Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers (1975)

Il est reconnu parmi les experts mondiaux dans le développement de méthodes numériques par éléments finis et équations intégrales appliquées à la résolution de problèmes d’acoustique et vibration rencontrés dans les domaines des transports terrestres et aéro-nautiques.

Fondateur en 1986 de la société de transfert de technologie STRACO (Structure et Acoustique par Ordinateur) issue de ses travaux de recherche à l’UTC, spécialisée dans le développement de logiciels et réalisation d’études vibro-acoustiques. STRACO a été acquise début 2001 par la société ESI Group, leader mondial en édition de logiciels de calcul scientifique et en prototypage virtuel sur ordi-nateur, dans laquelle il exerce depuis 2001 la fonction de Directeur Scientifique de la branche Acoustique et Vibration.

A l’UTC, il intervient dans les enseignements de modélisation et méthodes numériques en vibroacoustique (PS10 – PS13).

Mohamed Ali Hamdi

[email protected]

22 23

Maître de Conférences, enseignant-chercheur à l’UTC depuis 1984

Doctorat Université du Maine (1984)

Il a beaucoup travaillé dans le domaine de la recherche amont sur le contrôle non destructif par ultrasons.

Il est responsable de plusieurs modules d’enseignements : Phé-nomènes ondulatoires, Acoustique physique, et participe à de mul-tiples modules : Vibrations mécaniques, Dynamique des systèmes, Ultrasons, pour ne citer que les plus récents.

Depuis quelques années, il est responsable pédagogique du pre-mier cycle universitaire de l’UTC.

PatrickLanceleur

[email protected]

24 25

Maître de conférences, enseignant-chercheur à l’UTC depuis 2011

Doctorat à l’Université de Poitiers (2007)

Post-doctorat à l’Université du Maine (2008-2009)

Post-doctorat CNRS pour le projet européen OPENAIR (2009-2011)

Ses recherches portent sur la propagation acoustique multimodale en conduit avec écoulement d’air pour la caractérisation d’élément en conduit, de source complexe ou de traitement acoustique. Les applications de ses travaux concernent essentiellement le domaine des transports.

Elle a collaboré à un projet de recherche européen en aéronautique (OPENAIR) pour la mise en place d’un traitement acoustique par contrôle actif, et participe à un projet national (CEVAS) sur le bruit de la climatisation dans le domaine automobile.

A l’UTC, elle est responsable du cours sur les applications du traitement du signal (SY16) et participe aux cours d’acoustique appliquée (PS09) et de mécanique des fluides (TF01).

SolèneMoreau

[email protected]

24 25


Doctorat Université de Poitiers (1998)

Post-doctorat à TUe Eindhoven (1999-2000)

Post-doctorat à l’Université de Durham (2000-2003)

Post-doctorat à l’Université de Manchester (2004-2005)

Thèse d’habilitation à diriger des recherches en 2013

Il est reconnu parmi les experts dans le développement de méthodes numériques pour la résolution de problèmes vibro-acoustiques et aéroacoustiques. En particulier, il a développé la méthode des éléments finis enrichis à ondes planes pour le calcul à moyenne et haute fréquence.

Emmanuel Perrey-Debain a également collaboré à de nombreux projets nationaux et européens de recherches dans le domaine du calcul optique (PhotonDesign, Oxford) et dans le domaine de l’aéronautique avec la SNECMA, Turboméca (Cleansky) et dans le domaine automobile (PSA, Valeo).

A l’UTC, il est responsable du cours de mécanique physique (PS21), du cours "Ondes et électromagnétisme" (PS23) et intervient dans les cours de modélisation et méthodes numériques en vibroacoustique (PS10 – PS13).

Emmanuel Perrey-Debain

[email protected]

26 27


Doctorat Université des Sciences et Techniques de Lille I (1977)

Post-doc à la NASA Langley USA 1978-1979

Thèse d’habilitation à diriger des recherches en 2001

Il est reconnu parmi les experts dans le développement de mé-thodes expérimentales dans les conduits en présence d’un écou-lement d’air et traitement acoustique appliquées aux domaines des transports (terrestres, aéronautiques, bâtiment).

A collaboré ou piloté de nombreux projets nationaux et européens de recherches essentiellement dans le domaine de l’aéronautique avec l’ONERA, la SNECMA (Brevet en 2010), Turboméca (Cleansky) et dans le domaine automobile avec PSA et aujourd’hui avec Valéo en aéro-acoustique sur le bruit de la climatisation.

A l’UTC, il est responsable des cours d’acoustique appliquée (PS09) et de mesures et techniques expérimentales (MS03).

Jean-Michel Ville

[email protected]



26 27

Biographies de diplômés

28 29

Responsable des activités de qualité perçue chez PSA Peugeot Citroën depuis 2015

Docteur ingénieur UTC (1989)

Ingénieur UTC GM AVI (1985)

Depuis 1989 dans le domaine automobile chez PSA Peugeot Citroën, elle a commencé sa carrière comme ingénieur de recherche en modélisation acoustique à la direction de recherche de PSA.

Anne Bardot a ensuite poursuivi sa carrière en développant les approches de conception dans les domaines sensoriel et ergonomique pour mieux prendre en compte la dimension client dans la conception du produit automobile.

Après 15 ans d’activités au sein de la direction de la recherche, elle a encadré des activités de développement des projets automobiles dans le domaine de l’acoustique, puis dans le domaine de l’allègement des véhicules en s’intéressant plus particulièrement aux nouvelles technologies matériaux. Convaincue, de l’importance des relations entre les laboratoires de recherche et l’industrie, elle a accompagné de nombreux travaux de thèse de l’acoustique à la sociologie et mis en place de nombreux projets collaboratifs notamment dans le domaine de l’allègement avec de nombreux partenaires académiques et industriels.

AnneBardot

[email protected]

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Responsable du département Transport de VIBRATEC

Docteur ingénieur (1993)

DEA UTC (1989)


Membre du groupe acoustique de la Société des Ingénieurs de l’Automobile (SIA)

Membre de la cellule inter-pôles vibroacoustique

De 1990 à 1993, il effectue un doctorat au Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB Grenoble) sur le contrôle actif du bruit.

En 1993, il rejoint la société VIBRATEC (Ecully, 69) en tant qu’ingénieur de recherche. En parallèle des activités de service principalement pour les secteurs automobile et ferroviaire, il s’est impliqué dans la construction et la réalisation de plusieurs programmes de recherche collaboratives ou niveau français et européens.

Ses travaux couvrent les domaines suivants : bruit de roulement ferroviaire et propagation des vibrations dans le sol, méthodologies pour la caractérisation des sources vibratoires et des transmissions solidiennes, plus récemment bruit des machines électriques et des transmissions de puissance par engrenage.

PascalBouvet

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Directeur des Développements Produits chez ESI Group


Mastère Spécialisé en Mécanique Numérique de l’Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris (2002)

MBA de l’INSEAD (2010)

Il démarre sa carrière chez Renault en 2002, d’abord dans le secteur de la recherche autour des méthodes numériques et expérimentales pour l’acoustique (ingénieur de recherche puis responsable d’équipe de recherche) et se tourne ensuite vers la conception, en tant que Pilote Prestation Client acoustique. Il quitte Renault en 2009 pour évoluer suite à son MBA vers le conseil en stratégie au sein du cabinet McKinsey & Company, qu’il rejoint en 2010. Il conseille alors des entreprises des secteurs high tech/télécom, aéronautique et défense autour de diverses problématiques liées à la stratégie d’entreprise, l’amélioration opérationnelle et financière.

En 2013, il rejoint ESI Group, leader mondial en édition de logiciels de calcul scientifique et en prototypage virtuel sur ordinateur, en tant que Directeur de Solution Vibro-Acoustique.

Depuis février 2015, il occupe le poste de Directeur des Développement Produits, couvrant l’ensemble des développements logiciels de l’entreprise (environ 300 personnes).

SébastienChaigne

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IntervIew InteractIons

Diplômée de l’UTC 1987, Isabelle Chaye-Mauvarin a un riche parcours en tant qu’ingénieur AVI chez Renault (agriculture et automobile) et Harley-Davidson mais ce n’est pas la seule corde à son arc. Elle a occupé plusieurs postes en lien avec le marketing (service valeur et service satisfaction clients) et est actuellement manager du département essais acoustique, sécurité passive, performances et consommation, circuit carburant chez Renault.

A quoi ressemble votre quotidien professionnel ?

Ce que je fais n’a plus de rapport direct avec l’acoustique même si des ingénieurs-acousticiens travaillent au sein du département essais que je dirige (N.B. : chez Renault, il n’y pas de département acoustique, les ingénieurs AVI sont donc répartis dans les différents départements). En tant qu’ingénieur AVI, j’ai travaillé pour Renault agriculture puis chez Harley-Davidson aux Etats-Unis sur les pots d’échappement. J’ai ensuite progressivement évolué vers des domaines plus proches du marketing en intégrant le service valeur client chez Renault – évaluation de l’importance accordée par le consommateur aux notations des crash-tests - avant d’occuper différents postes de manager à partir de 2011. Le métier d’ingénieur acousticien est en contact avec beaucoup de spécialités différentes et doit répondre à des attentes directes des clients en termes de confort. C’est un bon préalable pour évoluer ensuite vers des fonctions non exclusivement techniques. Quand on travaille dans un grand groupe comme Renault, les possibilités d’évolution de carrière et de réorientation sont réelles. On est pas obligé de rester dans le même domaine pendant toute sa carrière.

Isabelle Chayé-Mauvarin

« Dans un grand groupe

comme Renault, les possibilités de

réorientation professionnelle sont

multiples »

32 33Comment passe t-on du métier d’ingénieur à celui de manager ?

Avant de manager, il est important d’apprendre à faire soi-même. On ne peut pas faire faire sans bagage technique et expérience professionnelle. Ce n’est pas un projet que l’on peut avoir en début de carrière. C’est aussi une question de goût personnel :en développant les possibilités des autres, on démultiplie ses propres capacités d’action. J’occupe un poste de management transversal. En tant que responsable des essais acoustique, crash et circuit carburant, je dois travailler avec des spécialités très différentes et coordonner les avancées de ces différentes équipes autour des critères retenus par le cahier des charges. Je me déplace beaucoup tant en France entre les différents centres d’essais de Renault (Lardy (Essonne), Guyancourt (Yvelines), Aubevoye (Normandie)) qu’à l’étranger (Japon, Inde...). J’ai 75 salariés sous ma responsabilité mais mon périmètre s’étend aussi aux entreprises sous-traitantes qui comptent un effectif équivalent.

Les compétences apprises à l’UTC vous sont-elles encore utiles au sein de l’entreprise ?

Ce que j’ai appris dans mon cursus c’est autant des savoirs techniques et scientifiques qu’un état d’esprit. A l’UTC, on apprend beaucoup à être autonome, à trouver une solution en fonction des connaissances que l’on a et de son réseau, à ne pas rester dans le théorique. Cette « débrouille » est très utile dans le monde de l’entreprise où l’on doit trouver des solutions dans des temps de plus en plus courts. Certains jeunes diplômés ont l’impression que leurs cours ne leur servent plus à rien une fois arrivés dans le monde du travail. C’est faux car c’est à ce moment qu’on apprend à apprendre. Dans le secteur de l’automobile en perpétuelle évolution technique, c’est un atout fondamental de savoir mettre à jour régulièrement ses connaissances.

Quelles évolutions voyez-vous dans le métier d’ingénieur acousticien dans la prochaine décennie ?

La connaissance des lois de la physique va rester une valeur sûre pour les étudiants. En revanche, avec l’arrivée des véhicules connectés, des notions des interactions conducteur – machine vont être nécessaires aux ingénieurs se destinant au secteur automobile. Le secteur automobile n’est plus le seul secteur porteur pour l’acoustique mais il offre encore de belles opportunités. Même si ce n’est plus forcément le cas en Europe, la voiture reste un objet attractif sur les autres continents en particulier l’Asie. C’est très agréable de participer à la conception de produits qui continuent à faire rêver !

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Responsable du Pôle de Compétences Acoustiques de Safran


Il rejoint Snecma en 1980, responsable de l’ingénierie acoustique des programmes CFM56, puis chef du Département Acoustique, il est actuellement en charge du Pôle de Compétences Acoustiques de Safran qui rassemble les équipes acoustiques des différentes sociétés du groupe. Il pilote depuis sa création en 1998 le réseau X-NOISE qui coordonne les recherches financées par l’Union Euro-péenne sur la réduction du bruit du transport aérien.

Il exerce en parallèle une activité d’expert représentant l’industrie auprès des instances réglementaires Européennes et internatio-nales, assurant en particulier le rôle de Point Focal Technologie au sein du Groupe de Travail Bruit du CAEP OACI.

Il est par ailleurs membre du comité d’orientation du Labex CeLya et du conseil d’administration du réseau d’excellence Canadien GARDN.

Dominique Collin a reçu en 2007 l’Aeroacoustics Award du CEAS (Council of European Aerospace Societies).

DominiqueCollin

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ChristianGlandier


Après un diplôme d’ingénieur AVI à l’UTC (1990) et un master en mechanical engineering au Georgia Institute of Technology à Atlanta (USA) orienté acoustique et vibrations, Christian Glandier commence sa carrière en 1991 en tant qu’ingénieur de recherche en hydroacoustique pour les sous-marins à l’ONERA. En 1995, il commence un doctorat en industrie chez Daimler à Stuttgart qui lui permettra d’intégrer le groupe automobile allemand en 1998. Il est aujourd’hui en charge du développement des méthodes et outils numériques au sein du centre de compétences NVH (Noise Vibration and Harshness) de cette même entreprise.

Quelles sont vos tâches au sein de Daimler AG ?

En 2007, j’ai rejoint une équipe au sein d’un département de calcul vibroacoustique pour le véhicule complet. Avec deux de mes collègues, je suis en charge du développement des méthodes et outils numériques par éléments-finis. A partir des calculs, de résultats d’essais et de leur corrélation, j’analyse en détail des phénomènes souvent récurrents pour mieux les modéliser et identifier les mécanismes et les paramètres sensibles. J’apporte aussi une contribution à l’amélioration des modèles de calcul, en y incluant des effets pas encore décrits ou décrits de façon imprécise : matériaux d’habillage - notamment le tapis - insonorisants, amortissants, joints de portes. Le modèle du véhicule comporte plusieurs millions d’éléments et présente une très haute complexité. La qualité de ces modèles est cruciale pour la qualité du résultat final ! La modélisation doit être fiable car elle est la base de la plupart des décisions de conception en l’absence de prototypes. Un prototype réalisé de façon artisanale présente un coût très élevé. Il sert principalement à confirmer le résultat global et à raffiner la

34 3534 35mise au point. A ce stade du projet, de grosses modifications sont coûteuses voire impossibles !

Quelle est la place du travail d’équipe et de l’interdisciplinarité dans vos missions ?

Dans la plupart des cas, la solution ne vient pas en méditant dans son coin, mais en s’informant auprès de tous les acteurs (calcul, essais) et en organisant la réalisation de nouveaux modèles, de mesures plus pertinentes pour effectuer les validations, tester les hypothèses. Pour décrire des phénomènes encore non étudiés, il faut s’appuyer sur de nombreuses compétences. Le bruit aérodynamique est un bon exemple. Avec les progrès effectués en termes de bruit moteur et de roulement, ce phénomène devient dominant à partir de 120 km/h. J’ai été amené à développer une procédure qui couple un calcul CFD (mécanique des fluides numérique) de l’excitation avec un calcul par éléments finis du véhicule. Cela m’a conduit à travailler étroitement avec le département aérodynamique/aéroacoustique. Nous avons mis en évidence des phénomènes ignorés jusqu’à présent et chacun a amélioré sa modélisation. Parallèlement il est nécessaire de regarder ce que font les autres acteurs du domaine, concurrents, prestataires de service, développeurs de logiciels, instituts de recherche.

Quelles compétences et qualités acquises lors de vos études vous sont les plus utiles professionnellement ?

Les bases théoriques et la compréhension des phénomènes physiques apprises en cours sont fondamentales. En entreprise, on n’a souvent pas le temps de les acquérir. Personnellement, mes connaissances en traitement du signal m’ont beaucoup aidé dans les travaux de corrélation calcul/mesure. C’est une compétence qui n’est pas toujours enseignée aux ingénieurs en génie mécanique. Les compétences techniques ne font pas tout. D’autres qualités se développent grâce à l’expérience professionnelle comme la capacité à travailler en équipe, à trouver des compromis tout en ne perdant pas de vue ses objectifs. Apprendre à communiquer avec des équipes à l’autre bout du monde (Inde, Chine) est aussi une qualité de plus en plus importante pour sa carrière. Savoir présenter des résultats complexes à des non-spécialistes est également fondamental pour « vendre » ses résultats et savoir convaincre les décideurs de l’entreprise.

Comment voyez-vous le métier d’ingénieur AVI dans la prochaine décennie ?

Au cours des 15-20 dernières années, le développement des véhicules s’est radicalement transformé avec le déploiement

36 37des outils numériques : CAO, calcul et méthodes expérimentales assistées par ordinateur. La tendance se maintient avec le raccourcissement des temps de développement et la réduction du nombre de prototypes physiques. Dans ce contexte, le calcul doit fournir une qualité accrue et travailler de façon efficace avec les essais. Le futur ingénieur doit connaître ces deux domaines et savoir les utiliser à bon escient. Les véhicules sont toujours plus performants, cela ne veut pas dire que les vibroacousticiens vont manquer de travail ! Ce résultat n’est pas le fruit du hasard, mais d’un effort de tous les jours. D’autre part, les efforts pour réduire les consommations en allégeant les véhicules et en utilisant des matériaux nouveaux font de la réduction du bruit et des vibrations un challenge d’autant plus grand. Les nouveaux modes de propulsion (électrique, hybride, piles à combustible) présentent de nouveaux défis à relever. Le client ne souhaite plus seulement un bruit réduit, mais attend un caractère adapté au style de véhicule - sportif ou confortable – d’où le travail de « sound design ».

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« Le secteur automobile

offre beaucoup de spécialités

différentes dans l’acoustique »

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Diplômée de l’UTC en 1989, Catherine Guigou Carter a passé de nombreuses années aux USA et au Canada dans la conception de dispositifs de contrôle actif du bruit avant de revenir en France pour intégrer les services de recherche développement du Centre technique et scientifique du bâtiment (CSTB).

Comment votre parcours vous a t-il conduit à rejoindre le secteur du bâtiment ?

Après une prépa, je suis arrivée à l’UTC directement pour les trois dernières années du cursus d’ingénieur en génie mécanique. Pendant mon année de master, je suis partie un an aux Etats-Unis au Virginia Polytechnical Institute. Je suis ensuite restée là-bas pour réaliser un doctorat sur le contrôle actif du bruit. J’ai continué à étudier cette thématique au Canada en intégrant le Groupe acoustique de l’université de Sherbrooke (GAUS) qui est une référence mondiale dans ce domaine. J’y ai notamment contribué à la mise au point de dispositifs pour réduire les bruits à la sortie de cheminées industrielles grâce au développement de nouveaux capteurs. Je suis retournée ensuite aux Etats-Unis pour un emploi dans le domaine des bruits et vibrations appliqué à l’aéronautique. Lors de conférences, j’ai pu rencontrer des représentants du CSTB. Le domaine du bâtiment me semblait pertinent pour développer mes compétences d’ingénieur acousticien dans d’autres applications industrielles. Contribuer au bien-être quotidien des personnes – nous passons près de 80% de notre temps à l’intérieur – m’attirait également.

En quoi consistent vos missions à la Direction santé et confort du CSTB ?

Dans notre équipe de 10 ingénieurs en recherche développement, nous touchons un peu à tout. J’évalue aussi bien les performances

Catherine Guigou-Carter

38 39acoustiques des matériaux, des composants – murs, sol, plafond – que des bâtiments entiers. Il s’agit de prévoir les performances futures du bâtiment construit dès le moment de sa conception ainsi que de soumettre les matériaux et composants à des batteries de tests homologués. Ces dernières années, un intérêt particulier a été accordé aux bâtiments à ossature bois. C’est un produit pour lequel nous n’avions aucun outil de prédiction des performances acoustiques et thermiques. Diminuer les nuisances sonores des futures infrastructures ferroviaires du Grand Paris est l’un des autres chantiers que nous menons actuellement. Nous émettons des préconisations sur l’aménagement et les tracés du réseau pour diminuer les désagréments subis par les riverains.

Quelle est la place des ingénieurs AVI au sein du CSTB ?

Au CSTB, le travail des ingénieurs AVI est réparti entre une équipe traitant des sons perçus à l’intérieur et une autre abordant les nuisances environnementales qui se répercutent sur les constructions – pollution vibratoire ferroviaire, bruits de chantier... -. Il s’agit d’un organisme mixte privé et public. Je suis en contact avec des industriels, des architectes et des maîtres d’ouvrage mais aussi avec les pouvoirs publics. Nous intervenons dans la certification des nouveaux matériaux et équipements – évaluation des performances acoustiques de robinetterie, canalisations... - et l’évaluation de bâtiments et installations complètes. Nous sommes

également consultés pour l’instauration des nouvelles normes. Le CSTB organise aussi des formations à

l’attention des bureaux d’études et des architectes sur l’emploi de logiciels permettant de prendre en compte la conception acoustique des bâtiments.

Quelles sont les spécificités de l’ingénierie acoustique appliquée au bâtiment ?

La sécurité, la performance thermique et le développement durable sont prioritaires pour

les industriels et le législateur, pas les qualités acoustiques. L’ingénieur AVI doit donc prendre en

compte ces impératifs afin d’apporter une contribution en harmonie avec les autres critères du cahier des charges. Avoir un regard constructif sur les autres disciplines est donc essentiel. On ne peut pas pas concevoir un nouveau matériau par exemple en ne pensant qu’à un seul aspect. Une bonne connaissance des principes physiques aide à acquérir cette polyvalence.

« Il est important de

décloisonner les disciplines pour

trouver la meilleure solution »

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Exécutive expert Matériaux et process Métallique pour Airbus group

Docteur Ingénieur (1983)


Il a commencé sa carrière en 1982 à l’Aérospatiale au laboratoire central de Suresnes dans le domaine du contrôle non destructif. En 1989, il rejoint Airbus Helicopters pour occuper différents postes en Qualité, fabrication série et laboratoire d’essais. Entre 1998 et 2014, il a dirigé le laboratoire matériaux –procédé métallique d’ Airbus Helicopters tout en assurant également des fonctions transverses au niveau de Airbus groupe dans le même domaine.

Depuis 2014, sa fonction d’exécutive expert, l’amène à intervenir au niveau du groupe pour mener des projets, participer à des revues techniques ou représenter le groupe dans des commissions natio-nales ou internationales.

DanielLecuru

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Florence Margiocchi


Diplômée de l’UTC en génie mécanique filière AVI en 1999, Florence Margiocchi est actuellement responsable de l’innovation infrastructures à la SNCF. Après 8 ans dans l’acoustique, elle occupe maintenant des responsabilités transversales de management.

Qu’est ce qui vous a poussé à travailler dans le domaine du ferroviaire ?

A la différence de l’aéronautique et de l’automobile, nous avons un contrôle sur le véhicule mais aussi sur l’infrastructure. Le contact entre les roues et les rails est à l’origine de la majorité des vibrations et bruits. Cela nous oblige à avoir une compréhension approfondie des phénomènes mécaniques aussi bien au niveau du train que des voies. On doit aussi bien s’intéresser au freinage qu’à l’amortissement des chocs par les rails par exemple. J’apprécie cette « approche système » qui conduit à une vision plus globale des enjeux. Le diplôme « généraliste » de l’UTC en génie mécanique apporte de bonnes bases pour comprendre cette complexité. Mes missions ont un impact direct sur l’intérêt général, l’urbanisme et l’environnement. Lorsque l’on diminue le bruit émis par les trains, on agit pour les riverains et le cadre de vie.

En quoi consistent vos missions ?

En tant que responsable de l’innovation infrastructures, je coordonne les différentes spécialités impliquées dans ce domaine – dont de l’ingénierie acoustique. Cela demande une certaine capacité à s’intéresser à des disciplines très différentes. Avec plus de 10 ans d’expérience dans l’entreprise, j’ai une bonne connaissance de ces différents métiers. En parallèle, je suis également expert acousticien. Je représente la SNCF dans les instances nationales

40 4140 41et internationales. Au niveau européen, la SNCF est en effet un spécialiste reconnu du bruit dans le ferroviaire avec la compagnie allemande Deutsche Bahn. Nos avis sont à l’origine d’une bonne partie des directives européennes sur le sujet. Au niveau national, nous apportons également nos préconisations pour la mise en place de nouvelles normes.

Quelles sont les spécificités de votre travail ?

Je travaille pour une entreprise publique. Nous ne sommes pas soumis à des critères marketing. Nos objectifs sont la sécurité avant tout et l’amélioration du confort aussi bien des voyageurs que des riverains. La pression du politique et des pouvoirs publics est présente mais nous sommes aussi force de proposition auprès de ces instances officielles. Beaucoup de nos projets fonctionnent avec des subventions, les contacts avec les ministères et les pouvoirs publics sont donc réguliers. Nous sommes ainsi ouverts sur l’extérieur contrairement à des activités industrielles nécessitant la confidentialité. Une autre spécificité tient à notre position vis-à-vis des constructeurs ferroviaires. La SNCF est gestionnaire d’infrastructures et exploitante mais elle ne construit pas de trains. Nous travaillons en collaboration et en partenariat avec les constructeurs pour améliorer la prise en compte du bruit et des vibrations et l’intégration des solutions.

Comment voyez-vous le métier d’ingénieur acousticien dans les dix prochaines années ?

Les progrès réalisés en matière de bruits ferroviaires sont significatifs. Il existe par exemple une différence de 10 dB en termes de bruit de roulement entre les TGV « orange » de 1981 et ceux qui circulent actuellement. Le durcissement des normes en matière de bruit fait que la SNCF va avoir besoin d’ingénieurs AVI dans les prochaines années pour pouvoir continuer à faire rouler ses trains dans le respect de la législation et de son intégration environnementale. Du point de vue des outils technologiques, la simulation numérique va occuper une place de plus en plus importante. L’UTC est à la pointe sur cette thématique. C’est un atout pour ses étudiants sur le marché du travail. Dans notre domaine, nous sommes par exemple en train d’étudier la possibilité d’effectuer une partie des homologations par modélisation virtuelle. Des logiciels existent déjà mais ils ne prennent en compte que les infrastructures et le matériel séparément et sont réservés à des spécialistes. Des approches holistiques permettraient de restituer directement le bruit ressenti par les riverains. La nécessité d’essais en conditions réelles sera

« L’étude des phénomènes

acoustiques permet d’avoir une approche système»

42 43ainsi considérablement réduit. D’autre part, l’accompagnement de la transformation numérique et la transition vers des maquettes numériques BIM, permettra des approches systèmes et l’intégration des études bruit et vibration à chaque étape des projets. Les applications connectées sont une autre voie de développement pour le futur. Un suivi en temps réel de l’état des voies et du matériel, et de leur niveau de bruit grâce à des capteurs connectés pourrait ainsi voir le jour. L’utilisation des réseaux sociaux modifiera aussi sans doute le fonctionnement interne des entreprises.

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Master of Science de l’institute of Sound and Vibration (ISVR) de l’Université de Southampton en 1977

Après deux ans passés au sein du bureau d’étude acoustique de réputation internationale Müller-BBM, il travaille en tant qu’ingé-nieur acousticien dans plusieurs bureaux d’études acoustiques français où il exerce la responsabilité d’encadrement et/ou de direction technique. En 1997, il crée la Société Accord Acoustique, bureau d’études spécialisé dans le domaine de l’acoustique et des vibrations dont la réputation la classe parmi les leaders de l’ingé-nierie acoustique ; Membre de CINOV GIAc (Groupement de l’Ingé-nierie Acoustique), il en devient administrateur puis vice-président jusqu’en 2015.

Fin 2015, il cède sa société au bureau d’étude VENATHEC, cession qui place celui-ci au premier rang des bureaux d’études acoustique en France.

JacquesMillouet

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Fabienne Ramiandrasoa


Ingénieure AVI diplômée de l’UTC en 1991, Fabienne Ramiandrasoa est actuellement chef du service Dynamique des structures chez AIRBUS Defence & Space – 17 personnes - qui travaille notamment au projet de nouveau lanceur spatial européen Ariane VI.

Le spatial est-il votre vocation depuis toujours ?

Passionnée de physique, les aspects multiples du développement d’un produit industriel m’attiraient. A la fin de mes études à l’UTC, j’ai d’abord commencé par un stage dans le secteur automobile chez Fiat en Italie. J’ai ensuite travaillé sur la modélisation du bruit des moteurs d’hélicoptères chez Turboméca dans les Pyrénées, dans le cadre d’une thèse en contrat CIFRE. Ces projets combinaient la modélisation numérique avec des séances sur bancs d’essais. Ces travaux d’études à l’UTC m’ont permis d’entrer chez Aérospatiale (désormais AIRBUS Defence & Space). Lors du premier vol du lanceur Ariane V en 1996, on avait en effet découvert que des phénomènes aérodynamiques instationnaires étaient à l’origine de vibrations pouvant détériorer quelques systèmes. Il fallait des ingénieurs capables de modéliser ces phénomènes et de suivre des essais en soufflerie. C’était une problématique qui se rapprochait de ma thèse. Après une mission de deux ans par l’intermédiaire d’une entreprise prestataire de services, j’ai rejoint Aérospatiale en tant qu’ingénieur en vibro-acoustique salarié. Comment passe-t-on de fonctions purement techniques à un rôle de manager ?

L’évolution s’est faite naturellement. Rester ingénieur AVI toute ma carrière ne m’intéressait pas. Ce qui me motivait, c’était la vision globale des projets de développement de lanceurs. Au bout de quelques années, j’ai demandé spontanément à intégrer

44 45la cellule avant-projet qui coordonne le développement des nouveaux lanceurs, étudie leur faisabilité. Afin de me former, j’ai intégré la session d’été de l’ISU (International Space University) pendant 2 mois. Ce campus international et pluridisciplinaire itinérant permet à des passionnés du monde du spatial d’appréhender des sujets autres que « leur spécialité » dans le cadre de projets et de cours magistraux (aspects ingénierie système, management, juridique, sciences humaines, ...). Cela m’a ouvert de nouveaux horizons. Par la suite, j’ai pu multiplier les expériences dans des domaines différents comme la gestion de projet de développement de nouveaux lanceurs ou étendre mes compétences techniques, ce qui me permet actuellement de m’essayer à l’encadrement d’une équipe. D’après moi, on ne peut manager avec crédibilité sans une connaissance du domaine. Quelle est, selon vous, la spécificité du secteur spatial ?

Nous disposons de très peu d’essais au sol et seulement sur des modèles partiels à échelle réduite. Les contraintes de coûts sont encore plus importantes que dans les autres secteurs. La modélisation et la simulation numériques revêtent donc une importance de plus en plus prégnante. Nous n’avons pas le droit à l’erreur. Les conditions extérieures et l’environnement sont tellement déterminants qu’il nous faut les intégrer dans nos modélisations et savoir gérer des marges d’incertitude. Lorsque l’on est étudiant, on raisonne à partir de modèles théoriques sans forcément prendre en compte ces réalités de terrain complexes.

Les compétences techniques sont-elles suffisantes pour s’épanouir professionnellement ?

Quelle que soit sa compétence technique initiale, c’est l’implication dans son travail, mettre du sien qui fait toute la différence. Pour devenir manager, l’expérience technique est importante mais il faut aussi savoir résoudre les conflits et faire avancer tout le monde dans le même sens. Il faut cultiver sans cesse sa curiosité et regarder ce qui se passe autour de soi, comment les autres travaillent. En rendant possible le choix entre de nombreuses U.V. facultatives de culture générale dans des domaines autres que scientifiques, l’UTC permet de ne pas être que dans le technique. Il n’existe pas un ingénieur sorti de l’UTC qui a suivi exactement le même cursus. Les possibilités offertes sont multiples. Il y a bien sûr les indispensables langues étrangères mais aussi bien d’autres matières. Moi-même, j’avais choisi art et ergonomie. S’intéresser à d’autres domaines que sa spécialité est important pour pouvoir progresser dans sa carrière.

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« La qualité est primordiale

dans le domaine aérospatial »

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Ingénieur en génie mécanique depuis 1995 à l’UTC, spécialisé en Acoustique et Vibrations


Jusqu’à 2012, il travaille comme ingénieur vibro-acoustique au sein du constructeur automobile Renault dans le département Chassis-Suspension (Guyancourt) puis Moto-Propulseur (Rueil-Malmaison, Lardy).

Depuis 2012, il exerce les mêmes activités pour le compte du constructeur ferroviaire ALSTOM, branche matériel roulant (Saint-Ouen). Son métier consiste en la mise en place et amélioration de méthodologies de simulations numériques 3D au sein du cycle de développement des systèmes, management d’équipes spécialisées en simulations et mesures des phénomènes vibro-acoustiques, pilotage de projets R&D.

NezamSanei

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Articles du magazine Interactions

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L’innovation au cœur des modes de

transports terrestres

#3juillet 2007

PERSPECTIVES

Train «Intercity», information multimodale des voyageurs, ferroutage intelli-gent, sécurité et acoustique des équipements embarqués... Autant d’axes de recherche développés au sein d’i-Trans pour imaginer et concevoir les trans-ports qui feront notre quotidien demain.

«I-Trans souhaite se positionner en tant que modèle européen pour l’interopérabilité et l’intermodalité » indique Ali Charara, directeur scientifique adjoint du pôle et professeur à l’UTC.

Dans le domaine du transport du frêt, cela signifie le passage des conteneurs de la remorque du camion au train, sur des distances suffisantes pour être économiquement rentables. Mais le développement d’un frêt intelligent se traduit également par la mise en oeuvre de systèmes de traçabilité pour le frêt, ou encore d’un réseau de plateformes multimodales. Sur le marché des voyageurs, le pôle i-Trans ambitionne de développer des technologies et équipements nécessaires à la mise en circulation sur ligne classique d’un train intercity rapide, à mi-chemin entre le train Corail et le TGV (Train à Grande Vitesse). Vitesse moyenne prévue : 200 km/h environ.

Des équipements sûrs et silencieuxRéduire le bruit et les vibrations, sans altérer les caractéristiques de sécurité. Tel est l’objectif affiché par le comité de programme « Sécurité et Acoustique des Equipements Embarqués » coordonné par le pôle de compétitivité. « I-Trans développe des potentiels d’innovation en sécurité, tant active que passive, et acoustique

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avec certains équipementiers automobiles pour construire les compétences de demain et les transférer aux applications ferroviaires » indique Mohamed-Ali Hamdi, pilote de ce comité et professeur à l’UTC. Le projet REVA (rupture méthodologique pour l’excellence en vibro-acoustique), piloté par Renault, vise notamment la réduction du bruit provoqué par le comportement vibro-acoustique de tous les systèmes embarqués, comme la climatisation ou les engins moteurs, par le développement de matériaux capables de limiter la dispersion sonore.

Placer le voyageur au centre du systèmeBillet électronique, informations en temps réel sur la gestion des correspondances, des retards, ou la durée du voyage, informations touristiques sur les villes desservies, sur la région traversée, actualités, divertissements, jeux … Une information dite «multimodale» qui accompagnera le voyageur tout au long de son déplacement. En somme, il s’agit de contribuer à rendre le «voyage intelligent», en développant de nouveaux services aux voyageurs basés sur la gestion des flux d’informations. « Le temps du transport n’est plus considéré comme du temps perdu, il doit être optimisé en devenant un véritable temps de vie, temps d’échanges, d’acquisition ou de consommation de l’information » explique Sandrine Darcis, chargée de projets de recherche à la RATP.

Le renouveau des transports publicsD’autres axes de travail concernent enfin le confort, les services aux usagers, la sécurité, l’amélioration de l’exploitation, les nouvelles énergies ou encore la réduction des coûts des modes de transport collectifs (métro, RER, tramways, bus, …). Les transports publics urbains cherchent ainsi à devenir attractifs vis-à-vis de l’usage de la voiture individuelle et contribuer à répondre à de lourds enjeux sociétaux et environnementaux, tout en répondant à une mobilité croissante des usagers, de plus en plus exigeants en termes de services (confort, rapidité, sécurité, fiabilité). En outre, l’un des enjeux d’i-Trans est de relever le défi que représente le prochain renouvellement de nombreux systèmes en exploitation qui atteignent bientôt leur fin de vie. n

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Des projets aux interfaces

«homme-machine»

#3juillet 2007

APPLICATIONS

Partie prenante du pôle i-Trans, l’UTC développe en partenariat avec des entreprises ses activités autour de projets de recherche et d’innovation liés à la sécurité des voyageurs dans l’automobile et le ferroviaire, et au développe-ment de nouveaux matériaux.

Un partenariat entre l’UTC, le CNRS et le groupe PSA tente d’apporter des solutions dans le développement de systèmes d’aide à la conduite automobile et la mise au point de véhicules intelligents,

pour une conduite automobile plus sûre. Radars, capteurs, caméras, embarqués dans l’habitacle de la voiture permettront, par exemple

50 51demain, de détecter la vitesse limite légale sur la route. « Si le véhicule détecte que la vitesse est limitée à 50 km/h et que le conducteur dépasse cette vitesse limite, il va informer le conducteur en appliquant une force dans la pédale d’accélérateur et par là l’inciter à rouler moins vite » indique Gérald Dherbomez, ingénieur de recherche au CNRS travaillant sur la plateforme Véhicule Intelligent du Laboratoire Heudiasyc (Heuristique et diagnostic des systèmes complexes) de l’UTC. Développée en collaboration avec le laboratoire CNRS Lasmea de Clermont-Ferrand, une seconde étude porte quant à elle sur la prévention des sorties de route, en tentant d’empêcher le conducteur de sortir de sa voie. Une caméra embarquée va localiser le véhicule par rapport aux lignes blanches dessinées sur la route. « Si le conducteur sort de la route et mord la ligne blanche, un son retentit dans les haut-parleurs pour l’avertir d’une éventuelle sortie de route. Le conducteur garde malgré tout la possibilité de doubler un véhicule en mettant son clignotant, ce qui pour effet de désactiver la fonction » indique Gérald Dherbomez.

Un habitacle pour bien conduire mais aussi bien se conduireLes évolutions actuelles, tant du marché que des réglementations, tendent à fixer des contraintes de plus en plus fortes sur la sécurité des occupants d’un véhicule. Parallèlement, les véhicules actuels donnent de plus en plus le sentiment d’être dans un environnement sûr et sécurisant. « Les normes futures tendront à exiger de la part des constructeurs et des équipementiers un engagement et une garantie visant le zéro mort, zéro blessé et par là, zéro accident » explique Jean Dauvergne, directeur de l’innovation-modules chez Visteon Interior Systems et coordinateur du projet de recherche D4S (Design For Safety). Pour ce faire, de nombreux travaux consistent à mettre au point des «briques technologiques» permettant de prévenir l’accident, en restituant un maximum d’informations au conducteur par l’intermédiaire de technologies faisant appel à ses principaux canaux sensoriels : la vue, l’ouïe, l’odorat ou encore le toucher. L’objectif est de concevoir des intérieurs de voitures à l’ergonomie « adaptée à la phase de vie du véhicule avant le crash. Ce laps de temps, si court soit-il, doit faire l’objet de messages d’alertes appropriés à la nature du danger encouru » continue Jean Dauvergne. Sièges, planches de bord, panneaux de portes, … autant de composants et de modules qui seront demain à l’interface homme-machine, en avertissant et prévenant le conducteur de situations «accidentogènes», selon la situation de conduite, la position, la morphologie, l’âge voire le profil du conducteur. Un traitement stylistiqueet technologique favorisant un mode de conduite «citoyen» ?

52 53«Les limites de l’aluminium sont atteintes»Parallèlement aux thématiques relatives à la sécurité des voya-geurs, i-Trans développe également d’autres projets venant complé-ter la stratégie menée par le pôle de compétitivité, notamment dans le domaine des matériaux. Le projet Ultimat (Utilisation innovante de nouveaux matériaux dans la construction ferroviaire), porté par Alstom Transport, vise notamment l’utilisation de matériaux nou-veaux (composites, mousses métalliques, nouveaux aciers, sand-wich acier/polymères) dans la conception des rames, en particulier celles des futurs trains «Intercity «, en allégeant leur poids et en les rendant de ce fait plus véloces et plus économes. « Dans les appli-cations fortement contraintes par la masse, l’aluminium est souvent utilisé, par exemple sur le TGV Duplex, pour satisfaire la limitation de charge à l’essieu. Cependant, les limites de l’aluminium sont atteintes et de nouveaux matériaux doivent être adoptés afin de ré-pondre aux besoins en termes de réduction de masse » explique Ab-del Laksimi, professeur à l’UTC et membre du laboratoire Roberval, en charge du projet Ultimat. Pour atteindre les objectifs fixés par ce projet, plusieurs aspects sont abordés comme la connaissance des matériaux et leurs comportements sous sollicitations diverses en environnement ferroviaire, leurs modélisations dans des pièces plus ou moins complexes, ... Les nouveaux matériaux employés devront, en plus d’apporter des améliorations évidentes dans le domaine du poids, êtres conformes aux exigences des spécifications ferroviaires en possédant les propriétés mécaniques (limite élastique, limite de rupture, constante d’amortissement, ...), physiques (densité, conductivité électrique, thermique, électrostatique, acoustique, …), et chimiques adéquates (corrosion, toxicité), tout en offrant un com-portement accru au vieillissement et des caractéristiques efficaces dans la sempiternelle lutte contre les graffitis et autres tags. n

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Renault et Valeo

à l’écoute de leurs modèles

#3juillet 2007

INTERVIEw

Le 25 mai dernier avait lieu à l’UTC le deuxième forum i-Trans. L’occasion d’évoquer le projet REVA avec Eric Landel et Daniel Neveu.

En quoi consiste une recherche de l’excellence en vibro-acoustique ?

Éric Landel (Responsable du service Prestation acoustique chez Renault) : Faites vous-même l’expérience dans votre voiture. Ayez une oreille attentive et vous vous rendrez rapidement compte que chaque élément, du moteur par exemple (radiateur, compresseur, alternateur, boite de vitesse …), est contributeur et émet un bruit. L’enjeu est de contrôler ces émissions et de les rendre les plus har-monieuses possibles. Autrement dit, ne pas faire émerger d’un bruit de fond des sources qui vont donner une perception désagréable à l’utilisateur. Pour ce faire, il va falloir comprendre la physique des phénomènes étudiés, en faisant appel à des méthodes numériques et prédictives, qui font partie de la boîte à outils moderne, en per-mettant d’anticiper les problèmes et de peser sur la conception des composants.

Daniel Neveu (Directeur Architecture et Acoustique chez Valeo Thermique Habitacle) : Pour moi, REVA (Recherche de l’excellence en vibro-acoustique) se situe à l’interface de bien des disciplines. L’acoustique révèle souvent des conflits entre l’exigence de perfor-mance et les contraintes d’intégration. Des phénomènes d’absorp-tion et d’amplification liés à la vibration et au comportement des structures entrent en jeu. La rupture que l’on attend à travers le pro-jet REVA n’est pas nécessairement technologique en termes de solu-tion ou d’innovation technique, mais avant tout méthodologique dans la manière d’organiser et de mettre en place des outils de simulation,

54 5554 55de manière à anticiper le plus amont possible les risques et de faire les meilleurs compromis entre les organes. Le projet REVA amène en ce sens à faire coopérer des acteurs comme les constructeurs et les équipementiers automobiles qui n’ont pas forcément l’occasion de travailler ensemble sur ces problèmes.

Est-ce que le confort acoustique ne s’oppose-t-il pas parfois à la sécurité ?

Eric Landel : Il y a beaucoup d’interactions entre les différentes prestations et en ce sens, l’acoustique va venir renforcer ou rentrer en interférences avec d’autres prestations. Un exemple pourrait être le bruit de votre climatisation. Vous acceptez, du moins lorsque vous avez très chaud, cette bruyance car votre climatisation vous délivre une prestation thermique de bonne qualité. L’enjeu pour Renault est de réguler ces prestations pour fournir à l’utilisateur un minimum d’insatisfaction globale. Quant à la sécurité de l’utilisateur propre-ment dite, on ne considère pas vraiment à l’heure actuelle d’inte-ractions acoustique / sécurité ! Reste que l’acoustique est souvent perçue comme un indicateur majeur de perception de la qualité de sécurité et de sûreté d’un véhicule.

Daniel Neveu : Des phénomènes psychologiques liés à l’acoustique apparaissent aujourd’hui chez les utilisateurs. La psycho-acoustique ou comment l’acoustique, vis-à-vis du ressenti, participe au confort. Tout conducteur a déjà pu faire cette expérience : une voiture pos-sédant une bonne prestation acoustique délivre une impression de qualité et de sécurité.

Prenez-vous en compte dans vos études la rupture technologique qui s’annonce comme l’arrivée de moteurs hybrides ?

Eric Landel : Bien sûr. La première source de bruit d’une voiture est son moteur. Le moteur électrique a cette particularité d’être réputé plus silencieux que le moteur thermique. Je dis «réputé» car à ce moteur est associé un réducteur composé d’un enchaîne-ment d’engrenages qui délivre un son caractéristique pour le coup moins agréable. On est ainsi purement confronté à un problème de type qualité sonore. Le moteur hybride, moins émissif, n’a pas un son satisfaisant, comparé au moteur à explosion qui a une sonorité beau-coup mieux acceptée des utilisateurs. Il s’agit pour nous d’un réel défi que de réduire ce contraste sonore !

Toutes les sources de bruit ont-elles été identifiées sur une voiture ? Sont-elles toutes d’ailleurs identifiables ?

Daniel Neveu : Les sources de bruit sont très variées. Malgré cela, la démarche actuelle est plutôt de comprendre comment cette source, en fonction de sa signature, se propage. Comment on peut la décu-pler ou à l’inverse l’atténuer ? Comment intégrer au mieux un com-

54 5554 55posant pour améliorer la prestation globale ? Autant de questions qui ne préjugent en rien des progrès que l’on peut obtenir par ailleurs sur les composants eux-mêmes pour réduire les bruits.

Eric Landel : En effet, on va pouvoir, au-delà de la source elle-même, traiter les transferts de manière à atténuer son émission. Des émis-sions sonores vont également être masquées par d’autres et il n’est alors plus nécessaire de traiter la source elle-même. On est souvent amené à ne traiter que les émergences, tout ce qui dépasse du bruit de fond et qui devient audible ! Beaucoup de sources sont heureuse-ment noyées par d’autres. n

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Une chaire de mécanique

#4novembre 2007

PARTENARIAT

Alors qu’elle constitue la base du tissu industriel national, l’UTC et le Cetim créent une chaire dédiée au progrès de la mécanique.

Né pour mutualiser les besoins et les savoirs des industries méca-niques, le Cetim crée aujourd’hui avec l’UTC une chaire dédiée à l’hydraulique et au pneumatique. « Tout comme on ne fait plus

de matériaux sans se tourner vers les nanotechnologies, on ne fait plus de mécanique sans aborder l’hydraulique » explique Philippe Choderlos de Laclos, directeur général du Cetim. « L’objectif est de bâtir un réseau de ressources technologiques en mécanique s’ap-puyant sur les compétences en recherche de l’UTC, les capacités de transfert technologique propres au Cetim et à l’UTC, et ce par une proximité toujours plus grande avec les industriels. A ce titre, un des modèles à suivre au niveau européen sont les Fraunhofer-Ge-sellschaft » indique Pierre Brisson, directeur à la valorisation et aux partenariats au sein de l’UTC. La collaboration des deux institutions n’est pas nouvelle. En 1999, l’UTC et le Cetim s’associaient pour la création du LATIM (Laboratoire pour le Traitement de l’Information en Mécanique) et la mise en place de thèmes de recherche communs. « L’UTC et le Cetim, c’est 30 ans d’histoires communes, rappelle Phi-lippe Choderlos de Laclos. Nous sommes assis sur une collabora-tion avec l’UTC sur trois thèmes principaux que sont la mécanique des matériaux, la vibro-acoustique et la mécatronique, à travers des projets communs comme au sein du pôle de compétitivité à vocation mondiale i-Trans ». La création d’une telle chaire vient concrétiser en Picardie l’interactivité entre recherche, transfert et marché dans le domaine de l’hydraulique. « Je suis mandaté par les profession-nels du secteur pour leur offrir des ingénieurs UTC en plus grand nombre dans différentes spécialités liées à la mécatronique, dans laquelle l’UTC dispose déjà de compétences reconnues ». souligne le directeur général du Cetim. Cette chaire, dont le budget est pour le moment de 500k€, sera opérationnelle à la rentrée 2008. n

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Mécanique, acoustique et matériaux

#8juin 2009

DOSSIER

Le laboratoire Roberval de l’UTC a pour vocation le développement des mé-thodes et des outils d’expérimentation et de modélisation pour l’analyse, la conception et la fabrication des structures et systèmes mécaniques. Visite au sein de cette unité mixte de recherche UTC / CNRS - UMR 6253 dédiée à l’étude des matériaux, mais aussi au numérique et à l’acoustique. Rencontre avec son directeur, Jean-Marc Roelandt.

Quelles sont les activités de recherche et de transfert du laboratoire Roberval ?

Axées sur la tenue et la durabilité des structures, la vibroacoustique, l’utilisation optimale et le contrôle de multimatériaux innovants, nos recherches s’appuient sur des développements d’ordre numérique ou expérimental concernant la simulation numérique des procédés d’assemblage et de mise en forme, la réduction des nuisances so-nores, la mécanique des surfaces et interfaces, l’influence de l’envi-ronnement sur le comportement mécanique et l’optimisation multi-disciplinaire des systèmes mécaniques. Nos activités de recherches sont ainsi structurées en trois thèmes : Méthodes numériques en mécanique, Acoustique et vibrations et Matériaux et surfaces.

Ce laboratoire apparaît comme pluridisciplinaire mais également transdisciplinaire ?

Notre laboratoire a récemment été rattaché à l’Institut ST2I* du

58 59CNRS. A ce titre, nos re-cherches sont effective-ment interdisciplinaires et abordent la science des matériaux, la mécanique non-linéaire des solides, des fluides et des systèmes cou-plés, l’acoustique, les tech-niques de mise en forme et d’usinage, les méthodes de mesures expérimentales et de la modélisation numé-

rique. Plusieurs échelles d’étude d’un système mécanique peuvent ainsi être considérées : celle du matériau constitutif, celle de la structure et celle du procédé de fabrication. Les aspects multidisci-plinaires sont souvent mis en évidence dans les projets portant sur la conception de structures ou systèmes nécessitant des proprié-tés antagonistes, par exemple dans l’automobile : tenue au crash, confort acoustique, formabilité des pièces, réduction du poids et des émissions des gaz à effet de serre.

Quelles sont les applications des recherches menées au sein de votre unité mixte de recherche ?

Nos travaux de recherche ont été valorisés par le développement de logiciels et de méthodes expérimentales originales : logiciels de calcul en mécanique et acoustique, développement de banc de mesure aéro-acoustique, montage de sollicitation mécanique sous atmosphère complexe en température, tribomètres à chaud… Au-tant d’innovations imaginées en partenariat avec le tissu industriel régional et international qui soutient et valorise nos recherches, en particulier dans les domaines de la construction automobile, l’aéro-nautique et l’énergie. Citons parmi les partenaires du laboratoire Arcelor Mittal, Renault, PCA, Faurecia, Alstom, Valeo, Saint-Gobain, Airbus, EADS, Snecma, CNES, ONERA, DGA, EDF, CEA, Cetim, CET-MEF… sans parler de nos recherches menées conjointement avec les deux pôles de compétitivité mondiaux i-Trans dans le domaine des transports (automobile, ferroviaire, aéronautique et spatial, mari-time et fluvial) et Industries et Agro-Ressources (IAR) dans l’élabo-ration et la transformation d’agro matériaux. n

* Sciences et Technologies de l’Information et de l’Ingénierie

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La mécanique du matériau :

des enjeux pour tous les secteurs industriels

#8juin 2009

APPLICATIONS

Étudier les propriétés mécaniques d’un matériau nécessite de s’intéresser à sa structure, ses interactions de surface et interfaces, et son comportement dans des environnements complexes. Autant d’études menées au sein du laboratoire Roberval, à la croisée de plusieurs disciplines, et qui trouvent des applications dans tous les secteurs de l’industrie : aéronautique, médecine, bâtiment, ...

Les composites : des matériaux à renforts 3D et à renforts végétaux

Les enjeux actuels et futurs en termes de rapport «performance / coût» des secteurs de l’aéronautique, du transport terrestre et naval imposent l’utilisation de matériaux innovants répondant à des exi-gences structurales et fonctionnelles. Le développement des maté-riaux composites* à renfort 3D, domaine dans lequel l’UTC possède une expérience forte de plus de 15 ans, est une réponse pertinente à ces enjeux. Alors que les précédentes générations (renfort 1D et 2D) souffraient de carences des propriétés mécaniques dans la troisième direction de l’espace, ce renforcement 3D hors plan des tissus dits «techniques» vient ainsi proposer de nouvelles et plus nombreuses configurations architecturales (préformes) des matériaux compo-sites. Les contraintes environnementales poussent également les industriels à développer des matériaux composites à renforts végé-taux. Les fibres traditionnellement utilisées dans les renforts des composites (fibres de verre, carbone, …) se voient substituer par des fibres naturelles d’origine végétale issues des plantes ou de la cel-lulose (fibres de bois, chanvre, …), offrant des propriétés adaptées : faibles densités, bonnes propriétés mécaniques, faibles coûts…

* Un matériau composite est constitué d’une ossature appelée renfort qui assure la

60 61tenue mécanique et d’une protection appelée matrice qui assure la cohésion de la structure et la retransmission des efforts vers le renfort.

Les biomatériaux ou l’interaction cellule-matériau

L’intégration des implants métalliques orthopédiques ou dentaires dans le tissu osseux est essentielle à leur pérennité. A ce jour, les implants intra-osseux sont de plus en plus utilisés, notamment à cause du vieillissement de la population. Reste qu’ils bénéficient d’une durée de vie relativement courte, ce qui oblige souvent à les retirer et les remplacer. En conséquence, l’amélioration de l’intégra-tion des biomatériaux dans le tissu osseux est devenue un des chal-lenges dans le domaine de la biomécanique. Le laboratoire Roberval développe ainsi une méthode de préparation d’implants métalliques à usage dentaire et orthopédique : l’électroérosion. Cette méthode, également appelée EDM (Electrical Discharge Machining), consiste, au moyen de décharges électriques, d’enlever de la matière dans une pièce, permettant ainsi son découpage en formes complexes. On parle aussi d’usinage par étincelage. Cette technique présente l’avantage, par rapport aux autres techniques, de permettre en une seule manipulation la préparation d’une surface avec une rugosité à priori favorable à l’ancrage osseux.

Les métaux face à la corrosionPlusieurs mécanismes peuvent être, on le sait, à l’origine de l’usure et la détérioration des matériaux : présence d’un agent corrosif, sollici-tations thermiques, mécaniques… Or, les matériaux métalliques par exemple doivent, pour être utilisés à haute température, conserver des propriétés mécaniques suffisamment importantes pour résister aux sollicitations en utilisation, et résister à la corrosion par l’envi-ronnement, qui conduit le plus souvent à une modification physico-chimique et une véritable «consommation de métal» à la surface du matériau. Il en résulte des variations dimensionnelles des pièces concernées qui peuvent limiter leurs durées de vie (d’autant plus que ces phénomènes de corrosion sont rapides), même si les produits de corrosion séparant l’alliage métallique de son environnement agres-sif peuvent également contribuer à protéger l’alliage d’une corrosion ultérieure. Des travaux de recherche du laboratoire Roberval se po-sitionnent ainsi à l’interface de ces deux problématiques à travers la caractérisation de la tenue mécanique des alliages métalliques sous sollicitation thermique et leur résistance à la corrosion par les gaz. n

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La simulation numérique :

à la base de la sécuritéet de la performance

#8juin 2009

TEChNOLOGIE

Le recours au numérique est devenu incontournable dans le secteur industriel. Les exigences de qualité, de résistance ou de temps de fabrication des matériaux y sont aujourd’hui telles que seule la modélisation numérique permet de se libérer d’essais réels souvent longs et coûteux.

Décrire mathématiquement le comportement d’un matériau soumis à des contraintes et déformations, caractériser et comprendre un phénomène physique à travers l’identification de paramètres,

optimiser un produit final ou son procédé de mise en forme (laminage, emboutissage, hydroformage, soudage, …). Tels sont les enjeux pro-posés par la modélisation numérique en mécanique. « La mécanique numérique vise plus précisément à calculer numériquement le com-portement d’objets même très complexes, explique Alain Rassineux, enseignant-chercheur à l’UTC et responsable du master ESID. L’une des spécificités du laboratoire Roberval est ainsi d’imaginer et d’élaborer des méthodes et modèles numériques spécifiques et originaux pour résoudre ou optimiser des problèmes multi-phy-siques complexes associés à des systèmes de grande taille, comme une aile d’avion. Le but étant d’accroître les performances de ces systèmes et de maîtriser les paramètres qui peuvent les perturber. On va ainsi s’inté-resser à la durée de vie des systèmes, leur tenue, leur robustesse, leur contrôle mais aussi leur performance et leur fiabilité ».

Le numérique pour modéliser …La simulation des phénomènes physiques et mécaniques fait appel

62 6362 63à différentes méthodes permettant de décrire le comportement de systèmes physiques, et notamment celle dite des éléments finis, qui fournit aujourd’hui un cadre de travail standardisé pour la modéli-sation numérique. Aidée par la multiplication de nombreux logiciels, la méthode des éléments finis repose sur un découpage de l’espace selon un maillage. « Un maillage consiste concrètement à la discré-tisation d’un milieu, à savoir le découpage en classes d’une série de données qualitatives ou quantitatives dans le but de la représen-ter en plages différenciées ». Aussi, plus ce maillage est resserré et fin, plus la modélisation que l’on obtiendra sera précise et donc proche de la réalité. Mais depuis une dizaine d’années, de nouvelles méthodes numériques alternatives à la méthode des éléments fi-nis, ont été développées. Ces méthodes, appelées «méthodes sans maillage», reconstruisent une partie ou la totalité des surfaces défi-nies à partir de nuages de points capturés par un scanner 3D. « Com-parable à la méthode des éléments finis, la méthode d’approxima-tion diffuse présente par exemple l’avantage de se baser seulement sur un ensemble de nœuds répartis dans le solide sans requérir un maillage de celui-ci. Opération bien souvent longue et donc coûteuse » souligne Alain Rassineux. Cette méthode va ainsi permettre d’ex-primer la valeur d’une grandeur inconnue en un point du domaine en fonction des valeurs aux points voisins et offrir une cartographie 3D d’un espace ou matériau donné.

… mais aussi pour prédire et optimiserOutre renforcer un dialogue nécessaire entre essais et calculs, la mise en oeuvre de simulations numériques en mécanique permet également d’élaborer des méthodes et modèles probabilistes et prédictifs fiables prenant en compte la maîtrise des sources d’incer-titude et de variabilité. À ce titre, un Laboratoire commun d’Hydrau-lique Numérique (LHN)* à l’UTC s’intéresse de manière générale à la mise au point de nouvelles méthodes numériques dans les domaines de l’hydraulique et de l’environnement. Dans le cadre du change-ment climatique, les aménagements contre les risques d’inondation, d’érosion marine ou de submersion marine doivent par exemple être réexaminés. De nouvelles activités sont également en essor en zones côtières comme le développement des énergies marines, dont l’impact sur l’environnement et la biodiversité doit être mieux pris en compte. « On peut également citer la sécurité de navigation, l’impact des bateaux sur les berges, la remise en suspension des sédiments liée au trafic fluvial, … pour lesquelles l’absence de validation par re-tours d’expériences trouve dans le numérique un apport inestimable » confirme Jean- Marc Roelandt. n

* créé en 2002 par la volonté commune de l’UTC et du CETMEF (Centre d’Etudes Tech-niques Maritimes Et Fluviales)

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L’enseignant-chercheur à sa

table de mixage

#8juin 2009

REChERChE

La réduction des nuisances sonores est un enjeu majeur pour l’industrie mécanique. Le laboratoire Roberval participe à l’effort de recherche dans ce domaine en développant, notamment en relation avec le secteur automobile, des outils numériques et méthodes expérimentales en vibro-acoustique pour améliorer le confort acoustique et sonore. Une technique, la séparation de sources couplée à l’imagerie acoustique, se propose par exemple de hiérarchiser au sein d’un moteur de voiture les niveaux de bruit associés à différentes sources (combustion, injection, claquement du piston, culbuterie, etc) à partir de mesures microphoniques externes. Explications …

Questions à Jérôme Antoni, enseignant-chercheur à l’UTC et spécialiste du domaine.

Combien de sources de bruits différentes sont-elles aujourd’hui identifiées au sein d’un moteur ? Lesquelles ?

Une des principales sources de bruit au sein d’un moteur provient des combustions suc-cessives qui ont lieu dans les cylindres et qui fournissent la puissance mécanique au moteur. Celles-ci génèrent des gradients de pression très rapides qui excitent la structure du bloc mo-teur à l’image de coups de fusil. Ces sollicitations sont ensuite rayonnées par voie aérienne ou solidienne pour créer le bruit perçu dans l’habitacle ou à l’extérieur du véhi-cule. Une autre source de bruit importante, en particulier pour les moteurs diesel, est due aux chocs mécaniques des pistons sur les cylindres lors des inversions de forces. Le turbo constitue une autre source majeure de bruit pour les moteurs qui en sont équipés. Enfin,

64 65la technologie de l’injection directe peut être très bruyante. La liste ne s’arrête évidemment pas ici, l’importance relative des sources citées dépendant d’ailleurs de nombreux facteurs comme le régime du moteur, sa température, la composition du carburant… Toute la difficulté pour l’ingénieur motoriste consiste donc non seulement à identifier ces sources, mais aussi à les hiérarchiser.

Comment parvient-on à associer à la séparation des bruits une imagerie acoustique ?

La séparation de sources et leur visualisation par l’imagerie acous-tique sont deux phases distinctes d’un même processus qui met en oeuvre des méthodes de traitement du signal spatio-temporel sur les pressions acoustiques mesurées par des antennes de micro-phones. La séparation de sources a pour objectif d’extraire dans le bruit rayonné global les contributions individuelles de chacune des sources, telles qu’elles seraient mesurées si toutes les autres sources concourantes étaient éteintes. Les algorithmes qui sont développés dans cette optique se fondent uniquement sur des cri-tères d’indépendance statistique des sources d’origines physiques différentes. Cela peut paraître un peu magique, mais il ne faut pas oublier que l’on ne fait que copier assez grossièrement la capacité de l’oreille humaine à distinguer dans un morceau de musique la parti-tion jouée par chaque instrument ! Les sources une fois séparées, il convient de représenter le champ acoustique qu’elles produisent au plus proche de la surface du moteur sous la forme d’une image afin de finement localiser leurs origines spatiales.

Quelles sont les solutions envisagées pour une réduction des bruits issus du moteur ?

Il y a classiquement en acoustique trois niveaux d’intervention pour réduire le bruit : ses mécanismes générateurs, son transfert ou son rayonnement. L’ordre de déclinaison de ces trois solutions corres-pond aussi à leurs efficacités. L’adoption de l’une ou l’autre, ou de leur combinaison, dépend de nombreux compromis entre des contraintes techniques, des contraintes de performance et de pollution, et bien sûr des contraintes financières. Des efforts considérables ont été réalisés au cours des dernières décennies dans ce domaine et les constructeurs automobiles français se placent aujourd’hui en pre-mière position en terme de prestation acoustique. Mais dès que des sources de bruit sont atténuées, elles en laissent apparaître de nou-velles qui étaient auparavant masquées. Les challenges pour l’avenir portent sur le bruit de roulement (contact roue-chaussée) mais aussi le bruit des moteurs électriques qui sont progressivement amenés à remplacer ou à collaborer avec les moteurs thermiques. De manière générale, il y a aura toujours du travail pour les acousticiens ! n

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UTC /SAFRAN

Quand formation rime avec innovation

#18août/sept. 2012

INTERVIEw

L’UTC et le groupe Safran ont signé le 15 juin dernier à l’UTC une convention de partenariat, qui traduit d’abord la volonté des deux institutions d’inscrire leur collaboration dans la durée et concrétiser une stratégie commune de coordination des relations école / entreprise dans les domaines de la recherche, la formation, l’innovation et l’international. Rencontre avec Benoit Gosset, directeur du développement des ressources humaines du groupe SAFRAN.

Présentez-nous brièvement le groupe Safran

Safran est un groupe international de haute technologie, un équipementier de premier rang regroupant trois pôles d’activités : l’aérospatial (propulsion, équipements), la défense et la sécurité. Implanté sur tous les continents dans plus d’une cinquantaine de pays, le groupe emploie près de 60 000 personnes pour un chiffre d’affaires de 11,7 milliards d’euros en 2011.

Votre groupe s’engage dans des programmes de recherche et développement qui ont représenté en 2011 un investissement de 1,3 milliard d’euros.

Safran a effectivement consacré effectivement 11 % de son chiffre d’affaires à des programmes de recherche et développement, impliquant plus de 450 docteurs ès sciences et 150 doctorants. Réduction de la consommation des moteurs, protection de l’environnement, attentes importantes en matière de sécurité… les défis sont nombreux dans nos trois domaines d’activités ! Le groupe multiplie donc pour y répondre des partenariats avec des instituts de recherche publics, ou avec des écoles et universités comme l’UTC, en France et à l’étranger.

66 67Pourquoi le groupe Safran s’intéresse-t-il en particulier à l’UTC ?

Nous avons d’abord consulté l’ensemble des sociétés du groupe en leur demandant quelles pourraient être les écoles d’ingénieurs cibles avec lesquelles elles souhaitaient dans le futur consolider des relations dans les domaines de

la formation et de la recherche. L’UTC a rapidement été

identifiée. L’ingénieur UTC semble se différencier par sa capacité

d’adaptation, sa pluridisciplinarité, et sa culture technique qui dépasse largement la plupart du temps son domaine de spécialité. On retrouve d’ailleurs déjà nombre d’ingénieurs UTC au sein du groupe Safran, et ce dans tous les domaines : mécanique, acoustique, informatique, ressources humaines…

La convention de partenariat entre l’UTC et le groupe Safran concerne également la recherche et l’innovation.

En effet, un des atouts de l’UTC est sans aucun doute sa recherche technologique appliquée et son mode de fonctionnement que j’apparenterai à de l’open-innovation. Or, les compétences technologiques que nous recherchons sont, comme vous pouvez l’imaginer, diverses. Mais d’ores et déjà le laboratoire Roberval de l’UTC a pu être identifié comme un partenaire de recherche potentiel, en particulier dans les domaines de l’acoustique et des matériaux composites.

Quelles sont plus spécifiquement vos problématiques en matière de recherche ?

Elles sont nombreuses. Le groupe Safran doit par exemple faire face à un nombre de développements de nouveaux moteurs civils et militaires jamais connu. Il faut peut-être rappeler que l’industrie aéronautique est l’une des seules industries échappant à la crise économique actuelle. Notre politique de ressources humaines (RH) est ainsi directement liée à cet état de fait, se traduisant par une problématique de recrutement d’un côté, et d’une problématique de maintien des compétences de l’autre.

Qu’entendez-vous par « problématique de maintien des compétences » ?

Le temps de développement de certains moteurs se situe

66 67entre 5 et 10 ans, avant même de pouvoir passer à une phase d’industrialisation et de mise sur le marché. D’autres moteurs, sur lesquels on travaille déjà actuellement, ne verront le jour qu’en 2025/2030. Le groupe Safran travaille sur des produits de très haute technologie, mais surtout à très grande durée de vie. Aussi, un jeune diplômé recruté aujourd’hui chez Safran va concevoir des machines qui seront toujours en service dans 40 ans. Notre souci, à travers le maintien des compétences et un turn-over que l’on souhaite le plus proche de zéro, est ainsi de garder nos ingénieurs et leurs compétences, en particulier en leur offrant des perspectives d’évolution et de mobilité.

Quelle est la politique actuelle du groupe Safran en matière de recrutement ?

Créé seulement en 2005 de la fusion entre Snecma et Sagem, le groupe Safran est une entité relativement jeune, et à ce titre probablement moins connue aux yeux des jeunes ingénieurs que d’autres grands groupes. On cherche donc d’abord à se faire connaître des jeunes ingénieurs diplômés. Près de 6000 personnes devraient ainsi être embauchées cette année, dont les ¾ seront des ingénieurs. n

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À l’écolede la vie

#19décembre 2012

TALENT UTC

Directeur Engineering et Supply Chain dans la branche « Transport & Sécurité » du groupe Thalès, Alain Darius est aussi vice-président de Tremplin UTC, l’association des diplômés.

Il a connu les débuts de l’UTC, qui ne diplômait alors que sa seconde promotion

d’ingénieurs en 1978. De cette époque, Alain Darius, ingé-nieur en génie mécanique filière acoustique et vibra-tions industrielles, se sou-vient d’abord de l’absence de locaux. « Nous suivions nos cours directement chez l’enseignant à son domicile, à

la bibliothèque municipale de Compiègne ou dans des préfabriqués mis à disposition par l’armée », détaille-t-il. « L’UTC, qui venait d’être créée sur le modèle des instituts de technologie américains, était pionnière, avec par exemple un enseignement par unités de valeurs, système alors totalement novateur en France ». À l’UTC, il découvre la mécanique et l’acoustique, pour se spécialiser finale-ment dans l’acoustique sous-marine. Après un stage et un projet de fin d’études effectué dans un centre de recherche de la marine na-tionale, l’ingénieur UTC intègre alors Thalès, anciennement Thom-son-CSF, en qualité de responsable de programmes scientifiques dans sa branche « activités sous-marines ». En une quinzaine d’an-nées, Alain Darius occupera plusieurs postes techniques, d’ingé-

68 69nieur d’études à responsable de centre de compétences ou encore responsable d’études & développement et responsable de labora-toire. « J’aurais finalement occupé tous les postes qu’un groupe de la taille de Thalès peut proposer à un ingénieur » résume-t-il. Il prend ainsi part, tout au long de ces années, à plusieurs missions longues durées à l’international, et notamment en Norvège, aux états-Unis, en Australie ou encore en Nouvelle-Zélande… « Cela m’a permis de vivre sur des durées plus ou moins longues dans plus d’une dizaine de pays. J’ai eu à ce titre beaucoup de chance d’avoir une famille qui ait su s’adapter à mon mode de vie ».

Puis en 1996, l’ingénieur UTC se lance dans la préparation d’un MBA en management stratégique des entreprises. « J’avais alors le sentiment d’avoir fait le tour d’un point de vue technique, se souvient-t-il. Finalement, la possibilité qui m’était offerte d’effectuer ce MBA m’aura fait basculer dans la seconde moitié de ma carrière professionnelle ». En effet, Alain Darius prend rapidement beaucoup plus de responsabilités, notamment managériales, et occupe différentes fonctions, « traversant le groupe Thalès dans toute la diversité de ses activités ». Successivement executive manager de filiales ou directeur général de centres de profit et de business units, Alain Darius joue d’abord le rôle de directeur des opérations. « Si on prend l’image de la construction d’un bâtiment, je m’apparenterais à l’architecte ou au chef de chantier qui se doit d’avoir une vision de ce que devra être le bâtiment quand il sera fini. Mon rôle est ensuite de faire travailler ensemble en bonne intelligence une somme de corps de métiers pour que naisse in fine, non pas un bâtiment standard, mais une cathédrale ». À ce titre, il estime avoir associé tout au long de sa carrière le «fun» nécessaire à la prise de «responsabilité». « Si tout se passe bien, c’est grâce à moi. Si tout se passe mal, c’est à cause de moi » aime-t-il à rappeler.

Tout au long de sa carrière, Alain Darius n’aura également de cesse de donner ou rendre un peu de son temps et beaucoup de son expérience professionnelle à l’UTC, en occupant à plusieurs reprises la vice présidence de Tremplin UTC, l’association des diplômés. « Il est rapidement devenu évident pour moi d’intégrer le bureau d’une telle association. Pourquoi ? Parce que pour moi, l’UTC est bien plus qu’une simple école d’ingénieur ou une université. L’UTC forme chacun de ses étudiants à l’école de la vie, particulièrement de part son mode d’enseignement qui développe de vraies personnalités. En même temps que vous y apprenez une technologie, l’UTC vous apprend aussi la manière de la mettre en application. On y apprend aussi cette capacité à comprendre qu’on dépend autant des autres que les autres dépendent de soi, et que l’élément technique ne

70 71se suffira jamais à lui-même. Je dis d’ailleurs souvent aux jeunes diplômés de l’UTC que je suis amené à rencontrer dans mon rôle de vice président de Tremplin UTC, qu’ils n’ont rien appris à l’UTC… si ce n’est une chose : ils ont appris à apprendre ! » n

Bio express1955 naît à Nice (06)

1973 obtient son baccalauréat E «scientifique et technique»

1978 est diplômé de l’UTC en génie mécanique, filière «Acoustique et vibrations industrielles»

1979 intègre THOMSON-CSF en qualité de responsable de programmes scientifiques «Système d’antennes sonars pour bâtiments de surface et sous-marins»

1990 devient directeur adjoint du pôle de compétences acoustiques de THOMSON SINTRA Activités Sous-Marines

1996 suit un MBA «Management Stratégique des Entreprises»(IFG - Aix en Provence) - Est nommé directeur général de S.C.M A. PONS, filiale dédiée à la construction mécanique marine et les composants acoustiques sous- marins

1999 devient directeur général de THALES ANGENIEUX, spécialisée dans les composants optiques et optroniques pour applications civiles et militaires

2001 intègre THALES AVIONICS en qualité de directeur général pour les calculateurs de vol embarqués d’avions commerciaux et militaires, avant d’être nommé General Manager de THALES IN-FLIGHT ENTERTAINMENT en Californie, spécialisée dans les systèmes multimédia de bord pour avions commerciaux

2008 devient directeur des opérations au sein de la branche «Transport» du groupe Thalès

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Le silence est d’or

#20février 2013

PARTENARIAT

Comment vendre une voiture électrique vantée pour son silence si elle émet un sifflement intempestif ? Confronté à ce problème crucial, Renault a choisi le Laboratoire d’électromécanique de Compiègne (LEC) pour se débarrasser de ce bruit. C’est la mission d’AVELEC (Acoustique de Véhicules Électriques), amorcé en 2010. Premiers résultats.

L’origine de ces sifflements se trouve dans la conception du moteur ou son alimentation par l’électronique de puissance, dont les forces parasites de fréquences variables pouvent engendrer des

vibrations et donc des bruits. « La discrétion du moteur électrique par rapport au thermique permet au conducteur de tout entendre ! Pour y remédier dès la conception, il fallait réunir des compétences éloignées les unes des autres dans les directions de Renault : mécanique vibratoire, acoustique, magnétique et électronique. Renault n’a pas encore d’ingénierie métier dans ce domaine en interne », explique Vincent Lanfranchi, maître de conférences, qui avait déjà travaillé avec Alstom sur cette problématique. Cette expérience a valu au LEC d’être sélectionné pour mettre au point l’ingénierie vibro-acoustique du groupe motopropulseur électrique, et transmettre cette compétence au constructeur. Selon le cahier des charges de Renault, le LEC devait étudier un moteur électrique sous toutes ses coutures et assurer la reproductibilité des démarches de modélisation et d’expérimentation, chaque design de moteur réagissant différemment. « Nous avons adopté une approche scientifique nouvelle pour l’étude des phénomènes harmoniques, en couplant deux modélisations, numérique et analytique, détaille Vincent Lanfranchi. Il fallait décloisonner les compétences et les outils pour formuler des préconisations de

72 73conception. J’ai été impressionné par les moyens déployés par Renault. Reste à synthétiser nos résultats, très satisfaisants, à en définir les limites et les perspectives. » Doté d’un budget de 2,6 millions d’€, AVELEC associe aussi trois PME innovantes – Vibratec, Adetel équipement et Cedrat technologies, et s’achèvera en 2013. Déjà, la thèse de Pierre Pellerey sur «Bruit & Vibration des machines électriques pour les applications automobiles» est terminée. Elle lui a valu d’être embauché par Dyson, au Royaume-Uni. « AVELEC servira de référence d’envergure européenne pour le LEC », assure Vincent Lanfranchi. n

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Bruits et vibrations, une problématique éternelle

#21avril 2013

PREMIèRE PROMOTION

Accord Acoustique, bureau d’étude spécialisé dans les problématiques liées au bruit et aux vibrations, a fait de la polyvalence sa carte de visite.

En ville, au travail ou en pleine nature, les bruits appartiennent aux nui-

sances perçues comme les plus fréquentes et dommageables. Accord Acoustique répond à une question : comment protéger les personnes des bruits nuisibles ou améliorer les conditions d’écoute ? Les missions du cabinet d’études sont vastes, des études sur plan au suivi des travaux, en passant par les diagnostics sur le terrain et les modélisa-tions. « Les missions durent quelques heures ou quelques années », explique Jacques Millouet, qui sort de la pre-mière promo de l’UTC, uni-versité qu’il choisit à l’époque pour sa filière acoustique en génie mécanique. « Nous avi-ons l’impression d’être des

74 75pionniers ! », se souvient-il. À sa sortie de l’UTC en 1977, il avait déjà envie de créer son entreprise, mais l’opportunité s’est présentée vingt ans plus tard, à la suite d’un licenciement économique qui lui permit d’envisager la voie entrepreneuriale dans de bonnes condi-tions. « L’une des problématiques de la création d’entreprise, c’est le moment le plus opportun au regard des responsabilités fami-liales, par exemple. Entre 1985 et 1997, j’ai acquis une solide expé-rience dans des bureaux d’études acoustiques, ce qui me fut béné-fique pour maîtriser la technique, mais aussi pour construire un réseau et acquérir une reconnaissance professionnelle. » Accord Acoustique intervient dans des domaines très variés : industrie (bruit au poste de travail, machines, bruits émis dans l’environne-ment, etc.), bâtiment (résidentiel, culturel, universitaire, etc.), envi-ronnement (transports, voisinage, etc.). Dix personnes y travaillent – dont trois UTC ! –, pour un chiffre d’affaires de 925 000 € en 2012 réalisé en France et à l’international. Objectif en 2013 : maintenir ce niveau d’activités, et si possible le développer dans un contexte ambivalent. « D’un côté les évolutions réglementaires, notamment les certifications environnementales dans le bâtiment, imposent des performances acoustiques nouvelles mais, de l’autre, les grands chantiers se font plus rares en période de ralentissement économique », souligne Jacques Millouet, qui appartient toujours au bureau de la spécialisation génie mécanique et accueille régu-lièrement des UTC en stage de 4e année. n

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La protection acoustique des

coiffes de lanceurs spatiaux

#23août 2013

LABORATOIRE ROBERVAL

Comment améliorer le confort des charges utiles embarquées sous la coiffe des futurs lanceurs spatiaux ? Une thèse est en cours à l’UTC dans l’objectif de minimiser les vibrations produites par le décollage.

Au décollage du lanceur spatial Ariane 5, le moteur Vulcain et les deux boosters qui encadrent la fusée engendrent un bruit très intense, équivalant à celui généré par plusieurs avions à réaction

au décollage. L’onde sonore produite par les moteurs sollicite alors la structure du lanceur, entraînant des vibrations et des bruits qui pourraient endommager les satellites embarqués dans la coiffe du lanceur. En juin 2009, l’UTC a signé un accord-cadre avec Astrium Space Transportation (AST) (filiale spatiale d’EADS) dont le référent scientifique est le professeur Mohamed Ali Hamdi, très connu pour ses activités de recherche dans le domaine de la vibro-acoustique des structures spatiales. Dans ce cadre, une thèse sur « l’optimisation de la protection acoustique de la coiffe des lanceurs spatiaux » a été financée. « D’un point de vue industriel, l’objectif de cette thèse est de protéger la charge utile embarquée, explique le doctorant Julien Magniez, diplômé de l’UTC en génie mécanique, filière acoustique et vibrations industrielles, et qui a démarré cette thèse en septembre 2011. D’un point de vue plus académique, il s’agit de développer des modèles de calculs analytiques et numériques, permettant d’identifier des paramètres pertinents pour définir la protection et la structure de la coiffe. Le bruit généré au décollage est simulé par un ensemble d’ondes planes incidentes et la coiffe du lanceur est assimilée à un cylindre en matériau composite multicouches. Les méthodes développées permettent

76 77de calculer l’indice d’affaiblissement acoustique et d’optimiser les caractéristiques des matériaux pour minimiser la transmission à l’intérieur du cylindre. » À la suite de ces modélisations, des expériences devraient être menées pour valider les calculs. « L’objectif final de la thèse est de proposer une structure qui protège efficacement la charge utile, mais qui soit également moins chère à mettre en œuvre et surtout plus légère », indique Julien Magniez. La thèse se poursuivra jusqu’en septembre 2014. Ses résultats seront utilisés par Astrium pour le développement d’une protection acoustique intégrée sur la prochaine génération de lanceurs spatiaux. Les méthodes développées pourraient également être appliquées à d’autres domaines, « par exemple en aéronautique, pour améliorer le confort des passagers, avance Julien Magniez. Mais aussi pour les hélicoptères, ou même pour augmenter la discrétion acoustique des sous-marins. » n

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Une carrière dans la recherche industrielle

#24octobre2013

DéRéGULATION ET CONCURRENCE

Membre du conseil d’administration de l’UTC en tant qu’étudiant, Eric Verbrugghe se souvient des combats de Guy Deniélou pour obtenir des financements, construire l’université, défendre sa vision contre les opposants au projet. « Le fonctionnement de l’UTC était inédit, et j’y ai trouvé une formation dans le domaine qui m’intéressait, l’acoustique. »

«L’encadrement était excellent, avec un professeur pour deux élèves, et le niveau scientifique également. Les moyens informatiques nous permettaient déjà de programmer,

mais avec des cartes perforées ! » Eric Verbrugghe apprécie à l’époque la diversité et la flexibilité de la formation. Outre l’option acoustique en génie mécanique, il suit des cours de russe, de design, etc. Il commence sa carrière au Québec, dans un centre de recherche industrielle, pour un projet de réduction du bruit dans les scieries. De retour en France, il rejoint la recherche d’EDF pour développer des méthodes de surveillance et de diagnostic par des moyens acoustiques. Parmi les applications dominantes, celle de la détection de fuites dans les centrales nucléaires. « Par exemple, à l’aide de l’hélium, qui a la propriété d’une part de diffuser facilement au niveau des fuites dans les tubes d’échangeurs de chaleur, et d’autre part de permettre au son de se propager trois fois plus rapidement que dans l’air », illustre celui qui va travailler sur ces sujets pendant quinze ans.

Le marketing appliqué au supercalculateurIl suit en parallèle une formation de marketing à l’ESSEC, et entre au département informatique et mathématiques appliquées. Mission : cerner les besoins des clients d’un des deux supercalculateurs ap-partenant à EDF. « À l’époque, 3 000 personnes travaillaient autour de ces équipements stratégiques, et on pouvait s’asseoir sur l’ordi-

78 79nateur compte tenu de sa taille – occu-pant un bâtiment complet. Dans les années 1990, marquées par le règne du technicien, le but était de mieux comprendre les utilisateurs à l’aide d’enquêtes marketing et de mieux appréhender les applications à déve-lopper en fonction de leurs besoins et non des ‘‘envies’’ des développeurs », détaille-t-il. Puis Eric Verbrugghe re-joint GDF Suez, où il participe à la va-lorisation de la recherche du groupe. « Il s’agissait de mettre en place les outils de propriété intellectuelle (marques, brevets, etc.) sur des résul-tats de recherche et de négocier des licences d’utilisation auprès de tiers. » Avant de prendre sa retraite, très récemment, il fut respon-sable de la propriété intellectuelle du groupe. Acteur et observateur du monde de l’énergie, il a vu s’ouvrir une grande phase de dérégu-lation et de mondialisation, entraînant la multiplication des parties prenantes et des intermédiaires entre le producteur d’énergie et le consommateur. « Les équilibres en sortent bouleversés : chaque intermédiaire doit tirer une rentabilité de son activité, tout en agis-sant dans un contexte concurrentiel. La dérégulation a-t-elle réduit ou non le coût de l’énergie ? Autre évolution : l’ouverture à d’autres sources d’énergie. GDF Suez par exemple investit beaucoup dans l’éolien et l’hydrolien. » À l’heure du « smart grid », la recherche du groupe s’est élargie au développement de logiciels capables de simuler le fonctionnement des unités de production d’énergie et du réseau. Eric Verbrugghe a donc passé sa carrière dans la recherche, mais dans des secteurs très différents : « La formation généraliste délivrée par l’UTC donne cette chance de pouvoir changer de métier. C’est ce qui fait la richesse d’une carrière bien remplie ! » n

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Pour augmenter la

compétitivité du ferroviaire

#28juin2014

IRT RAILENIUM

L’UTC est l’un des membres fondateurs de l’IRT Railenium, avec les universités de Lille 1 et de Valenciennes, ainsi que l’IFSTTAR. Objectif : garder le leadership français dans le secteur ferroviaire en accélérant le processus de l’innovation.

Labellisé en 2011 par un jury international, l’IRT Railenium est le premier projet structurant du pôle de compétitivité à vocation mondiale i-Trans. « Les investissements d’avenir ont vocation à

accélérer l’innovation en France, grâce à la création de structures capables d’assurer le relai entre les laboratoires académiques et les industriels. C’est la mission des IRT, dont Railenium, grâce au développement de partenariats stratégiques publics-privés en matière de recherche, de formation et d’innovation », introduit Jean-Marc Delion, délégué général de cette structure dédiée au ferroviaire. Après quelques tâtonnements – un IRT est une entité nouvelle, ce qui rentre rarement dans les cases administratives – Railenium est en ordre de marche depuis 2013.

Diviser le « time to market » par deuxCôté recherche, l’IRT a défini huit thématiques de travail : processus et matériaux, génie civil et mécanique des sols, gestion de l’énergie, interactions intelligentes intra-véhicule, ingénierie des mesures et conduite des essais, traitement de l’information et systèmes homme-machine, modélisation numérique et prototypage virtuel, et enfin économie et aménagement durable.

80 81« L’IRT est née d’une ambition concentrée sur les infrastructures et les systèmes ferroviaires, que nous avons ensuite élargie aux matériels roulants et aux opérateurs, détaille Jean-Marc Delion. Exemple : nous discutons avec Alstom, qui a identifié 34 verrous technologiques pour concevoir le TGV du futur, afin de proposer notre offre scientifique capable de lever ces verrous. » Comment se mettre en phase avec les innovations dans les télécommunications ? Comment apporter le haut débit dans un TGV ? Comment augmenter le nombre de trains circulant sur les voies ? Aujourd’hui, les lignes TGV sont saturées au-delà de 13 trains par heure, et doubler ces lignes est trop onéreux pour répondre aux problèmes de saturation. En revanche, l’inter-distance entre deux TGV – aujourd’hui fixée à 20 km – pourrait être réduite car leur freinage d’urgence s’effectue sur 3,5 km. Reste à répondre à la question : comment réduire l’inter-distance entre deux trains ? « Nous pourrions aussi passer de 18 à 30 RER par heure sur le réseau SNCF. De plus en plus d’agglomérations dans le monde auront besoin de ces solutions », illustre Jean-Marc Delion. Railenium a pour mission de réduire le « time to market », soit le temps entre l’idée et son accès au marché, long de 14 années actuellement dans le ferroviaire. « Diviser cette période par deux représente l’une des clés pour la réussite de l’innovation, souligne Jean-Marc Delion. Railenium peut contribuer à accélérer les phases amont et aval de la recherche en apportant ses services aux partenaires industriels et académiques, concernant la mise en contact, le montage des projets, les négociations de propriété intellectuelle, la mise en place des ressources, la validation des résultats par des tests physiques et numériques… Aujourd’hui, les essais de nouveaux équipements par exemple sont effectués sur des réseaux exploités, ce qui engendre de fortes contraintes d’organisation et de prix. »

Une plateforme de calcul à l’UTCCe point intéresse particulièrement l’UTC, qui est impliquée dans la thématique dédiée au prototypage virtuel sur ordinateur et à la modélisation numérique via le projet CERVIFER, initié par le professeur Mohamed Ali Hamdi du laboratoire Roberval et membre du Conseil d’administration de Railenium représentant l’UTC. Ce projet a pour ambition d’augmenter la compétitivité de l’industrie ferroviaire française grâce à l’utilisation intensive et maîtrisée des logiciels de prototypage virtuel sur ordinateur. « L’industrie ferroviaire continue à faire appel aux tests physiques souvent très onéreux pour qualifier et homologuer le matériel roulant et l’infrastructure ferroviaire. Si on prend comme référence l’utilisation de la certification virtuelle par l’aéronautique et l’automobile, l’industrie ferroviaire dispose de vraies marges potentielles de progrès dans l’utilisation de logiciels

80 81de prototypage virtuel sur ordinateur » , souligne le professeur Mohamed Ali Hamdi. Démarré en octobre 2013, le projet CERVIFER est doté d’un budget de 11,8 millions d’€ sur 4 ans (dont 4,85 millions d’€ d’aide accordée par l’état dans le cadre du programme d’investissements d’avenir Véhicule du Futur via l’ADEME et 1,76 millions d’€ d’aides accordées par les régions de Picardie et du Nord-Pas de Calais). Le prototypage virtuel sur ordinateur a permis, dans l’automobile et l’aéronautique, de réduire pratiquement de moitié les tests physiques et, par conséquent, de réduire d’autant la durée de développement de nouveaux véhicules – ce qui correspond aux ambitions du projet CERVIFER. Le consortium de ce projet regroupe 14 partenaires, dont le coordonnateur est ESI Group, principal éditeur européen de logiciels de prototypage virtuel sur ordinateur. Cinq industriels du ferroviaire (Alstom, RATP, RFF, SNCF et Vossloch-Cogifer) et autant d’organismes de recherche et formation (CETIM, IFSTTAR, Lille 1, UTC et UVHC) ont rejoint le projet. Les entreprises Hutchinson-Paulstra (matériaux anti-vibratiles) et Vibratec (services acoustiques et vibrations), ainsi que Railenium, sont également parties prenantes. Objectif : livrer un prototype expérimental sous la forme d’une plateforme logicielle intégrant des modules spécialisés pour répondre aux besoins des industriels en matière de pré-certification par calcul des composants de matériel roulant et de l’infrastructure. Cette plateforme collaborative permettra d’assurer des prestations de services et d’expertises, et certains modules pourront être commercialisés. « La plateforme de calcul sera installée au centre de calcul de l’UTC et sera accessible pour tous les partenaires de CERVIFER », souligne le professeur Mohamed Ali Hamdi.

Une pépinière d’idées ouverte sur les programmes européensL’autre projet qui mobilise l’UTC est la création d’un banc d’essai ferroviaire à Compiègne. « Nous travaillons sur la création de ce banc pour valider les calculs concernant, par exemple, les phénomènes d’usure et de fatigue de contact roue-rail », souligne le professeur Mohamed Ali Hamdi, qui participe à la définition du cahier des charges de ce banc d’essai avec IFSTTAR et les industriels intéressés par l’exploitation de ce futur banc. « L’objectif, après un long travail de benchmarking, est de finaliser le cahier des charges détaillé de ce projet inédit de banc avant la

82 83fin de l’année 2014. » Railenium en assurera le pilotage et le suivi. Aujourd’hui, sur les 15 projets de l’IRT conventionnés par l’ANR, la moitié a démarré. « Nous avons 34 idées de nouveaux projets en incubation, ajoute Jean-Marc Delion. L’objectif est de créer une pépinière d’idées. » D’autres laboratoires de l’UTC s’intéressent à Railenium, notamment le LEC, et Jean-Marc Delion est venu en avril 2013 avec trois de ses collaborateurs pour présenter les objectifs et les projets de l’IRT aux chercheurs de l’UTC. « Si Railenium s’inscrit à l’origine dans le Nord-Pas de Calais et la Picardie, nous avons vocation à nouer des partenariats en dehors du premier cercle de nos fondateurs, en France et en Europe », souligne le délégué général. Railenium regarde donc du côté de l’Europe qui, avec le programme Shift2Rail, a décidé de consacrer un milliard d’€ à la recherche et à l’innovation dans le ferroviaire. « Railenium ambitionne d’être l’intermédiaire entre l’UE et les acteurs français qui se positionneront sur les programmes de Shift2Rail entre 2014 et 2020. C’est donc un IRT très stratégique pour le rayonnement de l’UTC, qui gagne ainsi à s’impliquer davantage dans le secteur ferroviaire », précise Mohamed Ali Hamdi.n

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En savoir plus sur la corrosion

#34mai 2015

LIVRE

Directeur du département de Génie mécanique de l’UTC, Jerôme Favergeon a publié avec Sébastien Chevalier, collègue de l’université de Dijon, «French activity on high temperature corrosion in water vapor». Cet ouvrage réunit l’importante contribution des laboratoires français pour une meilleure compréhension des phénomènes en jeu lors d’une corrosion à haute température en présence de vapeur d’eau.

«Lors de nos participations à des congrès internationaux sur le sujet, nous entendions très peu parler des travaux français, ce malgré l’importance de la recherche sur la corrosion menée

dans notre pays » explique Jerôme Favergeon, spécialiste de la durabilité des alliages métalliques à haute température. Rédigé en anglais, cet

ouvrage collectif a pour but de combler une partie de ce déficit de communication. Il réunit les travaux du groupement de recherche (GDR) créé entre 2008 et 2012 sur cette thématique, sous l’égide du CNRS. Une quarantaine d’auteurs issus de 12 laboratoires répartis sur tout l’hexagone ont participé à la réalisation de cet ouvrage. Ecrit collégialement, chaque chapitre aborde les réactions d’une famille d’alliages métalliques spécifique.

Les résultats de cette recherche ont de très nombreuses répercussions au niveau industriel. Apparue dès la fin du XIXe siècle,

l’étude scientifique de la corrosion haute température ne s’est réellement structurée en France qu’à partir des années 60 avec le développement de l’énergie nucléaire. L’atmosphère ambiante comportant un taux d’humidité non négligeable, de nombreuses

84 85autres technologies impliquant de la chaleur sont également concernées. En étudiant la corrosion à haute température en présence de vapeur d’eau, on peut mieux prévoir la durée de vie des pièces de moteurs thermiques, réacteurs d’avions, piles à combustible, chaudières industrielles ou incinérateurs d’ordures... Si l’on sait depuis longtemps que l’humidité accélère la corrosion, les mécanismes en jeu sont encore difficiles à comprendre en situation réelle. Les Etats-Unis et le Japon montrent un intérêt particulier à ce domaine de recherche. En 2017, l’UTC accueillera les Journées d’Etude de la Cinétique Hétérogène qui contribuent à mettre en valeur les travaux français sur la corrosion haute température. Une manière de rappeler que l’établissement compiégnois se situe à la pointe de l’étude des relations entre comportement mécanique et corrosion haute température. n

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Des moteurs d’hélicoptèresplus silencieux

#34mai 2015

PROJETS EUROPéENS

Réduire le bruit d’échappement d’un moteur d’hélicoptères ? C’est le pari réussi par le consortium européen Hexenor (Helicopter EXaust Engine NOise Reduction technologies) coordonné par Jean-Michel Ville, professeur des universités à l’UTC en acoustique et vibrations industrielles. Ce bel exemple de coopération technique et scientifique a été réalisé dans le cadre du programme européen Cleansky.

Lancé par l’industriel Tur-bomeca – appartenant au groupe Safran -, hexe-

nor a été co-financé à plus de 50 % par l’Union euro-péenne grâce au programme Cleansky. Cet appel à projets a pour but de développer des technologies de réduction des nuisances en particulier du bruit dans l’aéronautique – diviser par deux les bruits perçus dans l’aéronautique est l’objectif fixé par l’Advisory council for aeronautics research in Europe -. Ce dispositif public-privé réu-nit des industriels européens – notamment Airbus et SAFRAN pour la France- qui proposent des sujets de recherches technologiques auxquels les laboratoires académiques peuvent répondre.

Forte de son expérience dans l’acoustique aéronautique – nombreux partenariats avec SAFRAN pour diminuer le bruit des réacteurs -, l’UTC a répondu avec succès au cahier des charges établi par Turbomeca. Il s’agissait d’élaborer des silencieux pour

86 87turbines d’hélicoptères efficaces, légers et au moindre coût. « Notre rôle consiste habituellement à produire des outils de conception (modèles théoriques et tests) pour les industriels aéronautiques, automobiles ou ferroviaires, avec Hexenor nous avons eu en charge la conception de prototypes prêts à être installés sur des démonstrateurs» décrit Jean-Michel Ville. Grâce à deux ans de recherche et d’expérimentation en conditions réelles, l’équipe de Compiègne a pu mettre au point un nouveau concept de silencieux associant une plaque perforée et des cavités permettant l’atténuation d’une large bande de bruit. Trois silencieux de longueurs différentes issus de ce nouveau modèle seront testés par Turbomeca début 2016.

Supervisé par l’UTC, l’aboutissement de cette recherche a aussi nécessité la mobilisation de nombreuses compétences industrielles à l’échelle du continent européen. Pour fournir des matériaux à la fois résistants aux températures en sortie de turbine – autour de 600 °C - et aux contraintes importantes dues à l’écoulement de l’air à haute vitesse – plus de 300 km/h - mais aussi légers et économiques, les entreprises de deux pays différents ont été mises à contribution. Les Français de chez Aperam – ex filiale d’Arcelor-Mittal basée dans le Nord-Pas-de-Calais - ont produit les éléments en inox. Les Allemands de chez GFE et de FormTech se sont chargés de la fabrication et de la mise en forme des plaques en alliage de titane. La partie bureau d’études mécanique a été confiée aux ingénieurs roumains de Comoti.

« La dimension ingénierie de projet a représenté une part non négligeable du travail avec les Directions des affaires financières et juridiques de l’UTC pour un budget total de 1,06 millions d’euros. Parmi les 660 KE reversées aux différents participants du projet, l’UTC a reçu 338 KE pour mener à bien ses deux ans de recherche. Cette somme a couvert les essais, les déplacements mais aussi la part dans le projet des salaires du personnel universitaire - 4 personnes - plus la prise en charge d’un post-doc pendant un an. La région Picardie a également soutenu ce travail en finançant un post-doc de deux ans et Sorbonne Universités a également contribué en soutenant la cellule Europe. n

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Thibault Filière acoustique et

vibrations industriellesLibellé du stage : modélisation

vibro-acoustique de composants moteur et pompes hydrauliques

60 secondespour raconter son stage

#35octobre 2015

STAGES

L’environnement de travail ? Un bureau, des ordinateurs ultra puissants, orientés simulation. Comment les pièces réagissent sur les frottements ? Quel modèle créer pour comprendre d’où viennent les bruits ? Et Comment les réduire ? Des questions qui sont loin d’être anodines dans un contexte de plus en plus concurrentiel. Mais, la simulation au quotidien sans manipulation est, pour Thibault, frustrante, d’où son plaisir à faire les essais dans une chambre anéchoïque, à savoir isolée et dans laquelle les bruits sont absorbés. Quelles liaisons mettre en les pièces ? Quelles pièces impactent le niveau sonore ? Des pistes ont été ouvertes.

Sébastien Ingénieur R&D études avancées – expert hydraulique et vibro-acoustique chez Poclain Hydraulics, tuteur de Thibault : « La problématique vibro-acoustique est plutôt récente pour Poclain Hydraulics, qui intervient surtout dans le domaine agricole ou les bâtiments et travaux publics (BTP). Mais jusque-là, les résolutions de problème se font en mixant simulations numériques et tests. Là, il n’y avait pas de réponse d’emblée. Tout l’intérêt d’un tel poste est de savoir chercher et de développer son raisonnement. » n

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L’emboutissage industriel, entre démocratisation et expertise de la simulation

#36décembre2015

MéCANIQUE NUMéRIQUE

Chez le constructeur automobile Renault, l’emboutissage de pièces suit une chaîne de conception numérique depuis le design jusqu’aux tests finaux. Si certaines étapes se standardisent, devenant gérables par des opérateurs de moins en moins qualifiés, la mise en œuvre d’opérations plus élaborées demande la connaissance et le savoir faire d’ingénieurs spécialisés.

«Simuler, c’est faire croire que c’est réel et donc essayer de reproduire ce qui se passe dans la réalité » précise Frédéric Mercier, ingénieur de recherche chez Renault, spécialisé

en simulation numérique et rattaché au département emboutissage. L’emboutissage consiste à déformer la surface plane d’une tôle pour obtenir une structure en trois dimensions la plupart du temps non assimilable à un plan. Si l’exercice de mise en géométrie n’est pas toujours évident, la pièce doit aussi répondre à un ensemble de caractéristiques d’usage, comme ceux exigés pour passer les crash-tests. « Un bon modèle permet de s’approcher d’une réalité » explique Frédéric Mercier. La chaîne de conception d’une pièce de carrosserie intègre le design de la pièce, l’ensemble des calculs pour son emboutissage, ainsi que la simulation de la tenue aux chocs. Le nombre d’essais grandeur nature en est significativement limité, la plupart des tests étant réalisés en simulation.

Des opérations courantes facilitéesConcrètement, l’ingénieur modélise la carrosserie par un maillage

88 89constitué d’éléments finis dits « de coque mince », c’est-à-dire adaptés à des structures minces. Ce type de structures permet de modéliser environ 80% des produits courants et les techniques et outils sont suffisamment simplifiés et standardisés pour qu’ils soient utilisables par des techniciens après une courte formation spécialisée. « L’utilisation de ces outils se démocratise et les personnels diplômés comme les docteurs ou les ingénieurs sont maintenant sollicités pour des tâches plus complexes » précise Frédéric Mercier.

L’optimisation, une affaire d’expertsC’est le cas de l’optimisation, une tâche qui consiste à trouver les meilleures configurations pour répondrent à une liste de contraintes données. Par exemple, en terme de réduction des émissions de CO2, une piste d’amélioration consiste à alléger la masse du véhicule tout en respectant les contraintes liées aux crashs et à l’acoustique. Comme ces deux critères s’avèrent relativement antagonistes en termes d’épaisseur et de rigidité des tôles, l’optimisation consiste à trouver différentes possibilités répondant aux besoins. D’autres critères d’arbitrages interviennent alors pour choisir entre ces possibilités, comme le coût ou la facilité de production de la pièce. Les calculs d’optimisation sont généralement plus complexes à mener lorsque des contraintes de chocs sont introduites. Il est alors nécessaire de trouver les bons modèles et les bons outils afin d’éviter des temps de calcul trop longs. « Il n’est effectivement pas raisonnable de lancer un calcul de plus de 50 heures », précise Frédéric Mercier.

S’adapter aux cas particuliersSi l’optimisation est une affaire demandant du doigté, c’est aussi parce que les normes se multiplient. Différentes selon les pays, elles concernent essentiellement la sécurité, les performances et l’environnement. « En matière de chocs, plus d’une dizaine de situations sont prises en compte » explique Frédéric Mercier, citant les chocs piétons, frontaux ou latéraux. Les besoins d’expertise ne se limitent pas à l’optimisation mais concernent aussi des procédés comme l’identification de critères numériques afin de détecter d’éventuels défauts d’aspect ou encore l’utilisation de matériaux composites. Ces derniers se désagrègent en cas de choc, transformant les caractéristiques d’origine du matériau. « Les logiciels que nous utilisons ne sont pas adaptés à ce type de comportement, même s’il est possible de trouver des façons de les prendre en compte » souligne Frédéric Mercier. En matière d’amélioration Frédéric Mercier a aussi quelques idées. Il exprime entre autre le souhait que les concepteurs de logiciels conçoivent

90 91des interfaces plus conviviales et modernes. « Par exemple, elles pourraient s’inspirer des interfaces tactiles développées par Apple ou proposer des outils haptiques » suggère-t-il, n’hésitant pas à rêver « de simulateurs numériques pour smartphones et tablettes». Plus sérieusement, une autre piste d’amélioration concerne le développement des modèles afin de respecter le plus précisément possible les lois physiques. Et même si la puissance des ordinateurs s’est largement décuplée, la réduction des temps de calcul reste toujours d’actualité. n

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40 ans

d’acoustique et vibrations à l’UTC

#37février2016

REChERChE

Pour ses 40 ans, la filière acoustique et vibrations industrielles organise deux journées de rencontres les 10 et 11 mars 2016. Une occasion pour dresser un bilan, faire le tour des projets et des enjeux actuels et imaginer l’avenir. Ses équipes cherchent à caractériser et à modéliser le bruit pour le rendre au moins acceptable… quand il n’est pas utilisé à des fins commerciales ou pour cultiver une image de marque.

Née en 1977, la filière acoustique et vibrations industrielles de l’UTC fête ses 40 ans au début du printemps 2016. Renommée pour l’exigence de son cursus et de la formation tant

théorique que pratique donnée à ses ingénieurs, elle réunit une dizaine d’enseignants-chercheurs. Riche de plus de 800 anciens élèves, elle accueille chaque année de 20 à 25 nouveaux étudiants de mécanique souhaitant se spécialiser dans ce domaine.

Réduire ou transformer le bruitEn termes de sciences pour l’ingénieur, le domaine acoustique et vibrations concerne les secteurs des transports, de l’industrie mécanique, du bâtiment, de l’environnement mais aussi les télécommunications, la ville ou l’énergie. « Les travaux portent essentiellement sur les vibrations qui apparaissent et se transmettent dans les structures, ainsi que sur celles qui proviennent directement de la vibration de l’air, comme celles engendrées par les turbulences en bout de pâle d’éolienne » explique Nicolas Dauchez, nouveau responsable de la formation et chercheur dans l’équipe acoustique et vibrations.

92 93Le principal domaine d’application consiste à maîtriser la nuisance sonore pour procurer un véritable confort acoustique. « Il s’agit d’atténuer ou de transformer un bruit pour le rendre acceptable » précise Jean-Michel Ville, ancien responsable de la filière qui souligne l’importance de la perception que se font les personnes du « bruit ». Les psycho-acousticiens cherchent même à utiliser la nature des sons transmis par les équipements pour communiquer une impression sur un produit. Par exemple, « Le bruit des serrures de voitures est savamment étudié car il constitue un critère inconscient de choix pour les consommateurs » explique Jean-Michel Ville.

L’image sonore de la SNCFLa SNCF par exemple, s’intéresse énormément aux bruits dans les trains et aux sons émis par ses équipements. « L’entreprise souhaite élaborer une signature acoustique qui devienne l’image de la SNCF pour le client » explique Jean-Michel Ville. Il est ensuite prévu de décliner cette identité sonore afin qu’elle soit reprise par l’ensemble des équipements : portes qui s’ouvrent, jingle, etc… Fabriquer des bruits et étudier comment ils sont ressentis est un domaine d’expertise à part entière. Une société comme Genesis, partenaire du programme de recherche CEVAS (voir ci-dessous) dispose de psycho-acousticiens responsables de tester des sons sur des jurys sélectionnés afin d’analyser la façon dont ils sont ressentis. A quand le son qui donne envie de voyager ?

CEVAS, la climatisation se fait discrètePour satisfaire le confort du consommateur, les équipementiers ont besoin de répondre au cahier des charges des constructeurs automobiles dans un temps de plus en plus court et pour un coût de plus en plus faible. VALEO leader mondial en particulier sur la climatisation automobile s’est dans le cadre du programme CEVAS (Conception

d’Equipements de Ventilation d’Air Silencieux) entouré de partenaires dont l’équipe acoustique de l’UTC (avec le CETIM, ESI-Groupe et GENESIS) pour développer un outil qui permette de concevoir une ventilation silencieuse avec un ressenti satisfaisant. L’équipe acoustique, explique Jean-Michel Ville responsable UTC du projet, a donc développé des moyens d’essai et des modèles numériques originaux qui permettent de caractériser les sources aéro-acoustiques (pulseur, volet de répartition, échangeur

CEVAS : Banc de mesure

92 93thermique, filtre, grille) et leur association. Ces données alimentent l’outil de conception finalisé par le CETIM en relation avec GENESIS.

dBET ou l’énergie électrique silencieuseAlors que le programme CEVAS vise à maîtriser l’acoustique d’un système de climatisation d’une voiture, le programme dBET s’intéresse plus fondamentalement aux émissions acoustiques des transformateurs électriques de la chaine de traction ferroviaire. Ce projet financé par l’ADEME regroupe deux laboratoires

de l’UTC (le Laboratoire d’Electromécanique de Compiègne et le Laboratoire Roberval de Mécanique, Acoustique et Matériaux), le Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique de Puissance de l’Ecole Centrale de Lille, ainsi que plusieurs industriels comme Arcelor Mittal, Transrail Boig & Vignal, Alstom Transport qui coordonne le projet et ESI Group qui pilote le projet vis-à-vis de l’ADEME. « La modélisation des vibrations dans un transformateur est très complexe » précise Mohamed Ali Hamdi professeur à l’UTC et directeur scientifique à ESI Group, qui souligne l’importance de coupler des spécialistes de différents laboratoires afin d’appréhender les phénomènes multi-physiques en jeu. Ce dernier attire l’attention sur le rôle des éditeurs de logiciels qui disposent des outils et du savoir faire afin d’intégrer les différentes méthodes développées par les chercheurs et les ingénieurs impliqués dans le projet. L’objectif final de dBET est de réduire le bruit de ces appareils très présents dans les systèmes de traction des trains et susceptibles d’être sources de gêne pour les passagers et les riverains.

ECOBEX, pour des voitures « sans gêne » dans la ville de demain !Autre projet piloté pour l’UTC par Nicolas Dauchez, chercheur de l’équipe acoustique et vibrations, ECOBEX (ECrans Optimisés pour le Bruit Extérieur) souhaite réduire le bruit de passage des voitures à l’aide d’écrans acoustiques placé autour du moteur. Le consortium emmené par Vibratec rassemble des grands groupestels que Renault et Saint-Gobain ISOVER, Mecacorp et des sociétés de service telles que ESI Group, le Critt M2a, Matelys, RJP, MicrodB et s’appuie sur diverses origines de financements Région Nord-Pas-De-Calais, Région Rhône-Alpes, Métropole Grand-Lyon, Bpifrance et DGCIS, ainsi que sur deux pôles de compétitivités I-Trans et LUTB. Les trois sources de bruit d’une voiture en

94 95déplacement proviennent du moteur, de l’échappement et des pneus. « Il est très difficile d’agir sur les pneus et les bruits des échappements sont par contre bien maîtrisés » souligne Nicolas Dauchez qui reconnaît que la baisse de 6 décibels fixée par l’Union Européenne à l’horizon 2024 sera atteinte en agissant sur le moteur. L’objectif du projet

ECOBEX est donc d’optimiser les écrans absorbants situés dans le compartiment moteur. « Des approches expérimentales sur maquettes sont réalisées ainsi que des simulations afin de trouver de nouvelles pistes d’optimisation » explique Nicolas Dauchez. Le travail de modélisation permet d’isoler les émissions sonores sur des zones ne dépassant pas quelques cm et prend aussi en compte toutes les autres contraintes du secteur automobile : thermique, pollution, coût, etc… Une vingtaine de matériaux différents sont en test et une thèse s’intéresse spécifiquement à caractériser l’influence des méthodes de formage par thermo-compression sur les propriétés acoustiques des écrans. Débuté en juillet 2014, le projet ECOBEX se terminera en juillet 2017. n

ECOBEX : Modélisation du compartiment moteur

2 journées de rencontre pour les 40 ans d’acoustique et vibrations à l’UTC

Pour ses 40 ans la filière acoustique et vibrations organise deux jours de rencontre (les 10 et 11 mars 2016) à l’UTC afin de faire découvrir aux futurs ingénieurs les spécificités de cette filière. « Aujourd’hui, les industriels ont de nombreuses demandes concernant le confort acoustique et vibratoire » explique Mohamed Ali Hamdi. Dans un monde baigné dans les Nouvelles Technologie de l’Information et de la Communication (NTIC), le son occupe une place croissante, comme l’atteste l’événement « Be the future of sound » lancé par la Société d’Accélération de Transfert de Technologie Lutech dont l’UTC est membre. Dans ce contexte, la filière acoustique et vibrations industrielles de l’UTC devra continuer à former des ingénieurs capables de concevoir « silencieux » et de s’adapter aux nouveaux défis en s’appuyant sur des compétences multiples.

Si l’anniversaire des 40 ans de la filière acoustique ouvre les perspectives pour nos futurs ingénieurs, c’est aussi l’occasion de célébrer le départ de Jean-Michel Ville, qui en fut responsable de nombreuses années avant de transmettre le relais à Nicolas Dauchez il y a un an.



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Programme

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13h00 Accueil des participants Amphi Bessel – Bâtiment A – Centre de Recherche

13h30 Mot d’accueil Alain Storck, Président de l’UTC Mariano Perulli, fondateur de la filière AVI

13h45 Conférence introductive Jean-Michel Ville Nicolas Dauchez (responsable de la filière AVI)

14h00 Conférences plénières 14h00 / Automobile Anne Bardot (PSA) Isabelle Chayé-Mauvarin (Renault) Christian Glandier (Mercedes-Benz Cars)

14h30 / Aéronautique et spatial Dominique Collin (Snecma) Daniel Lecuru (Eurocopter) Philippe Roux (CNES) Fabienne Ramiandrasora (Airbus EADS)

15h00 Pause

15h30 Conférences plénières 15h30 / Ferroviaire et naval Nézam Sanéi (ALSTOM Transport) Florence Foye Margiocchi (SNCF) Jean-Pierre Pasqualini (DCNS)

16h00 / Bâtiment et Industrie Jacques Millouet (Accord Acoutique) Catherine Guigou (CSTB) Guillaume Christin (General Electric)

16h30 / Sociétés de service Sébastien Chaigne (ESI Group) Pascal Bouvet (Vibratec)

16h50 Présentation du laboratoire Roberval Mabrouk Ben Tahar

17h10 Pause

17h30 Echanges de CV Bibliothèque du Centre de Recherche

18h00 Visite des laboratoires Bâtiment H, PG1

19h15 Fin des visites

20h00 Soirée de gala au centre d’innovation

Jeudi 10 mars 2016

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8h30 Accueil des participants Amphi Bessel – Bâtiment A – Centre de Recherche

9h00 Conférence introductive Pr. Yves Berthelot (Georgia Tech, USA) Pr. Noureddine Atalla (Université de Sherbrooke, Canada)

9h30 Ateliers Amphi Bessel, B118, B233 Atelier 1 / Le métier d’ingénieur en acoustique et vibrations Jean-Daniel Chazot (UTC) Dominique Collin (Snecma)

Atelier 2 / L’entreprise et l’enseignement Solène Moreau (UTC) Jacques Pinget (UTC)

Atelier 3 / L’entreprise et la recherche Emmanuel Perrey-Debain (UTC) Gabriel Marquette (CNRS)

10h45 Pause

11h15 Synthèse des ateliers Mohamed Ali Hamdi (modérateur)

12h15 Clôture

12h30 Buffet Centre d’Innovation

Vendredi 11 mars 2016

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www.utc.frUniversité de Technologie de Compiègne

rue du docteur SchweitzerCS 60319

60203 Compiègne Cedex France

Documents

40 ans d’acoustique et vibrations à l’UTC · Aussi puis-je en faire état en exprimant ma profonde et très sincère reconnaissance. Voilà comment j’ai vécu la genèse et