Thèse soutenue

Modélisation du bruit des pneus pour l'évaluation du désagrément
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Auteur / Autrice : Bharath Anantharamaiah
Direction : Etienne Parizet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Acoustique
Date : Soutenance le 04/10/2022
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne)
Partenaire(s) de recherche : Membre de : Université de Lyon (2015-....)
Laboratoire : LVA - Laboratoire Vibrations Acoustique (Lyon, INSA) - Laboratoire Vibrations Acoustique / LVA
Jury : Président / Présidente : Nicolas Totaro
Examinateurs / Examinatrices : Etienne Parizet, Nicolas Totaro, Ines Lopez Arteaga, Wolfgang Kropp, Juan-Manuel Garcia
Rapporteurs / Rapporteuses : Ines Lopez Arteaga, Wolfgang Kropp

Résumé

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Dans une automobile, le bruit est généré par divers composants tels que le moteur, la transmission, l’échappement, les pneus, l’aérodynamique, etc. Tous ces bruits contribuent collectivement au bruit de passage (PBN) et participent à la gêne sonore en milieu urbain. Les véhicules électriques ont radicalement modifié la situation. Dans ces voitures, le bruit du moteur est presque inexistant. Le bruit aérodynamique étant très faible à basse vitesse (moins de 70 km/h), les pneus sont la principale source de désagrément en milieu urbain. Bien que plusieurs travaux aient été menés sur le bruit des pneus, il n’existe aucune étude déterministe sur sa conception efficace, en particulier sur sa perception acoustique en ce qui concerne son caractère désagréable. Pour relever ce défi, l’objectif principal de ce travail est d’explorer les facteurs qui influencent le bruit généré par les pneus, en particulier son caractère désagréable, afin d’améliorer la perception acoustique d’une voiture à basse vitesse. Le principal résultat de ce travail est le développement d’un outil de simulation ou d’éléments finis (FE) qui permet de prédire le bruit généré par les pneus et la perception de son caractère désagréable. Cela permet de tirer parti du bruit des pneus pour améliorer la sécurité des piétons, en particulier lorsqu’il provient d’un véhicule qui passe à une vitesse relativement faible. Le processus de développement du modèle FE du pneu présenté dans ce travail comprend la caractérisation du caoutchouc du pneu et des matériaux des couches. Ces propriétés sont utilisées dans les simulations pour modéliser le comportement statique et dynamique du pneu. Ces simulations permettent de déterminer les fonctions de transfert du bruit (NTF), et donc les réponses impulsionnelles (IR), dues à l’impact sur les bandes de roulement au niveau de l’aire de contact pneu/route. Les forces de roulement sur chaque bande de roulement d’un pneu roulant sont déterminées et convoluées avec les réponses impulsionnelles correspondantes. Celles-ci sont ensuite concaténées pour développer le bruit de roulement du pneu pour différentes pressions de gonflage et vitesses de roulement. Les densités spectrales de puissance des fichiers audio/bruit générés sont corrélées avec celles des tests. Enfin, les fichiers audios du bruit de roulement simulé et des tests sont soumis à des tests d’écoute pour évaluer leur caractère désagréable. Les résultats ont confirmé la bonne fiabilité et sensibilité de l’outil FE développé dans ce travail pour le changement du caractère désagréable du bruit dû aux variations de la vitesse des pneus. Cependant, ils n’ont pas été concluants pour les différentes pressions de gonflage du pneu.