Essais & Simulations 146

DOSSIER 26
DOSSIER 42
Spécial
Électronique
L’automobile
confrontée à une crise
d’approvisionnement
sans précédent !
Mesures 8
Automotive NVH Comfort, le grand rendez-vous
des mesures vibratoires et acoustiques
Essais et modélisation 16
Les essais accélèrent dans le secteur de
l’automobile électrique
N° 146 • Septembre-Octobre-Novemebre 2021 • 20 €
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 IA

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VIBRATOIRES
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Tester plusieurs axes, en simultané réduit
considérablement la durée d'essai
et reproduit plus fidèlement les véritables
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technologies d'excitateur :
électrodynamique,
hydraulique, électriques,
refroidis à eau ou non, et de
toutes capacités
Contrôle synchrone jusqu'à 3
agitateurs grâce à l'interface
MIMO
Modulaire
Génération de signaux
aléatoires, sinusoïdaux,
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ÉDITORIAL
L’électronique, un sujet brûlant dans l’industrie
Olivier Guillon
Rédacteur en chef
Malgré les signes avant-coureurs d’une reprise bien
réelle, la crise est loin d’être terminée. Au-delà du fait
que la question sanitaire n’est pas résolue, l’impact
du Covid-19 prend d’autres formes à commencer
par les problèmes d’approvisionnement en matières
premières et les pénuries en cascade ; certes, dans
certains secteurs comme dans l’électronique,
celles-ci sont monnaie courante aux sortir d’une
crise économique mais au sein de la filière, on n’a
jamais vu ça. La pénurie qui touche les fabricants
utilisant des semi-conducteurs, dont le nombre n’a
cessé d’augmenter dans les produits du quotidien
comme dans l’industrie, apparaît comme inédite.
« Dans le
contexte de crise des
approvisionnements,
l’industrie des tests de
composants électroniques
est de plus en plus
sollicitée, bousculée par les
délais et les exigences de
fiabilité »
Dans ce contexte, l’industrie des tests de composants électroniques est de plus en plus
sollicitée, bousculée par les délais et les exigences de fiabilité. D’une part parce que les
composants électroniques sont de plus en plus présents dans les produits, de plus en plus
petits et toujours plus complexes car plus « intelligents ». D’autre part, parce que l’aspect
normatif se durcit, que ce soit par secteur d’activité ou par zone géographique avec des
règles d’exportation et de compliance toujours plus contraignantes, signe d’une concurrence
mondiale accrue. Enfin, parce que les usines de production de composants ne suivent pas
la demande, un problème qui remonte bien avant la déferlante Covid ●
Envie de réagir ?
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ÉDITEUR
MRJ Informatique
Le Trèfle
22, boulevard Gambetta
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Tél. : 01 84 19 38 10
Fax : 01 34 29 61 02
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Conception graphique :
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Maquette
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Impression :
GT Print EOZ
6, avenue Jean d’Alembert
78190 Trappes
N°ISSN : 1632 - 4153
N° CPPAP : 1026 T 94043
Dépôt légal : à parution
Périodicité : Trimestrielle
Numéro : 146
Date : septembre-octobre 2021
RÉDACTION
Ont collaboré à ce numéro :
Miguel Marous (IMV France),
Jiyoun Munn (Comsol),
Floriane Soulas (EikoSim),
Hwee Yng (Keysight
Technologies)
Comité de rédaction :
MRJ Presse :
Olivier Guillon
Daniel Leroy (AllianTech),
Yohann Mesmin
(Siemens Industry Software),
Patrycja Perrin (ASTE)
PHOTO DE COUVERTURE :
iStock - © Jae Young Jur
Toute reproduction, totale ou
partielle, est soumise à l’accord
préalable de la société MRJ.
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Simulations :
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I1

HBK eDrive
Maîtrisez les incertitudes de
mesures de puissance électrique
Les mesures de puissance électriques sont complexes. Outre la nécessité de combiner
des grandeurs physiques différentes, de supporter des gammes de fréquence d’utilisation
de plus en plus large et d’intégrer des phénomènes transitoires, il devient de plus en plus
difficile de garantir la plage de validité de ses résultats.
La solution eDrive apporte une réponse efficace et sûre à cette problématique :
• Gammes d’entrée en tension suffisantes pour la plupart des scénarios - afin d’éviter l’utilisation de
sondes externes particulièrement nuisible à la précision de la chaine de mesure
• Documentation des incertitudes en puissance pour les fréquences usuelles - comme pour toute la
gamme de fréquence d’analyse disponible
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• Prestations d’étalonnages accrédités, conformes à la norme ISO 17025
• Visibilité complète des calculs réalisés
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SOMMAIRE
SPÉCIAL AUTOMOBILE
ESSAIS, MESURES ET SIMULATION
26
DOSSIER
DOSSIER 26
DOSSIER 42
Spécial
Électronique
L’automobile
confrontée à une crise
d’approvisionnement
sans précédent !
Mesures 8
Automotive NVH Comfort, le grand rendez-vous
des mesures vibratoires et acoustiques
Essais et modélisation 16
Les essais accélèrent dans le secteur de
l’automobile électrique
N° 146 • Septembre-Octobre-Novemebre 2021 • 20 €
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 IA
26 Les essais accélèrent dans le secteur de l’automobile électrique
28 Comment Serma Energy se prépare à la révolution
du véhicule électrique
31 Batteries automobiles : des laboratoires de test en quête
de l’autonomie optimisée
35 La corrélation d’images numériques au service
des développements de structures dans l’automobile
37 Des solutions de tests vibratoires batteries « plug & play »
Actualités
06 Addi-Data lauréat du GI
Awards sur sa « Mutation
numérique »
06 Siemens et Orange ensemble
pour accroître la performance
opérationnelle des industriels
français
06 Utac inaugure une nouvelle
VTEC au Royaume-Uni
06 Serma Energy va construire
une nouvelle plateforme de
tests en Espagne
06 IMT Lille Douai devient IMT
Nord Europe
07 Succès pour l’ASTE et ses
Journées Astelab sur les
« Essais et la Simulation »
Colloque Astelab
Mesures
08 Automotive NVH Comfort,
le grand rendez-vous des
mesures vibratoire et
acoustique, revient au Mans !
© Romain DELUBAC
09 Le futur de la mesure passe par
l’Intelligence Artificielle
10 German acoustic expert uses
Siemens’ solutions to enhance
electrical and autonomous
vehicle development
13 Templug : la vis capteur de
température pour les organes
en mouvement
14 Sopemea aide Alcatel
Submarine Networks dans ses
essais de puissance acoustique
sur alimentation électrique
Cage – Sopemea
Essais
et modélisation
16 Le Forum de l’Électronique
revient en terres angevines fin
novembre
17 Répondre aux défis et aux
enjeux multiples de la filière
électronique
18 Deux laboratoires normands
embarqués dans le projet
Ethnoteve
20 5 bonnes pratiques à adopter
avant de se lancer dans des
essais de certification CEM
22 The vital role of simulation
for virtual EMI and EMC test
environments
Micro-Epsilon
Outils
41 Vie de l’ASTE :
Assemblée générale et point
sur les commissions
« Thermique »
et « Méca-Clim »
42 Formations
43 Agenda
44 Au sommaire du prochain
numéro
44 Index des annonceurs
et des entreprises citées
44 Le chiffre à retenir
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I3

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4 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

NOS DOSSIERS EN UN CLIN D’ŒIL
© ADAS - AVL et Rohde & Schwarz
DOSSIER
Les essais accélèrent dans
l’automobile électrique p. 26 à 40
C’est une nouvelle course qui se joue entre des constructeurs automobile
toujours plus contraints d’accélérer leurs développements dans les
énergies alternatives (au premier rang desquelles l’électrique) et
la sortie programmée des moteurs thermiques. Des contraintes
certes très politiques, poussées par une opinion souvent peu
consciente des colossaux investissements industriels et de R&D
que doivent engager constructeurs et sous-traitants, mais qui
ont pour effet de stimuler fortement les laboratoires d’essais et
de mesures. Seule épine à sortir du pied, celle de la pénurie de
semi-conducteurs qui touche de multiples filières industrielles,
à commencer par l’automobile.
©BOSCH © O. Guillon au sein du Technopole du Madrillet
MESURES
ESSAIS ET MODÉLISATION
Spécial mesures vibratoires et
acoustiques p. 8 à 15
Alors que le rendez-vous biennal des mesures et des essais,
l’Automotive NVH Comfort au Mans ouvrira ses portes cet automne
(Les 13 et 14 octobre prochains), la rédaction du magazine Essais
& Simulations a souhaité mettre de nouveau en avant les moyens
et les technologies de mesure et de contrôle à la fois vibratoires
et acoustiques dans l’industrie. Dans le cadre de cet événement
international conjointement organisé par la Société des ingénieurs
de l’automobile (SIA) et le Centre de transferts de technologie du
Mans (CCTM), un focus sera notamment fait sur l’automobile et
ses problématiques de comportement en matière de vibrations,
de bruit et de chocs.
Le Forum de l’Électronique
ouvre ses portes sur fond de
crise majeure p. 16 à 25
Si l’enthousiasme du retour des salons industriels se fait sentir – notamment
depuis le succès début septembre de Global Industrie Lyon et
de Measurement World – l’heure n’est pas qu’à la fête. Dans le monde
entier, la tension sur les approvisionnements, qui touche en particulier
les composants électroniques et les semi-conducteurs, ternit un peu
l’ambiance du Forum de l’Électronique qui espère néanmoins braver
la crise lors de sa tenue les 23, 24 et 25 novembre prochain à Angers,
en même temps que le salon Sepem Industrie. À l’honneur dans ce
numéro de la revue Essais & Simulations, les moyens, les technologies
et les méthodes pour optimiser ses tests de composants électroniques.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I5

ACTUALITÉS
EN BREF
Utac inaugure une
nouvelle VTEC au
Royaume-Uni
Utac a inauguré le 9 septembre
sa nouvelle VTEC (chambre
d’émission à température variable)
quatre roues motrices, offrant la
possibilité aux ingénieurs chargés
de tester les véhicules lourds de
réaliser des essais d’émissions sur
une variété inédite de véhicules.
L’installation est située sur le centre
d’essais UTAC au Royaume-Uni.
La nouvelle VTEC offre aussi la
possibilité d’effectuer des essais
sur des motorisations électriques et
hydrogènes ●
Serma Energy va
construire une nouvelle
plateforme de tests en
Espagne
Alors que Serma Energy travaille
depuis une dizaine d’années avec
Renault, le groupe, pour répondre
aux nouveaux enjeux de la marque,
va développer un centre d’essais
en Espagne. Installée à Valladolid,
où la marque Renault possède un
grand centre de production et de
R&D, la nouvelle plateforme de test
Serma devrait être opérationnelle
en novembre prochain ●
IMT Lille Douai devient
IMT Nord Europe
Plus de quatre années après la
fusion de Mines Douai et Télécom
Lille, l’école d’ingénieurs IMT Lille
Douai devient IMT Nord Europe et
affirme ainsi sa transformation et
son positionnement stratégique
au carrefour de l’Europe du Nord.
Cette nouvelle identité met en
avant à la fois l’ancrage national
de l’établissement et sa volonté de
renforcer son action dans une zone
d’influence majeure de l’économie
européenne. ●
O. Guillon
RÉCOMPENSE
Addi-Data lauréat du GI Awards
sur sa « Mutation numérique »
Le premier jour du salon Global
Industrie, qui a fermé ses portes
le 9 septembre dernier, le spécialiste
de la mesure s’est vu décerner le GI
Award aux côtés de cinq autres entreprises
récompensées pour leurs démarches
innovantes.
Remise des GI Awards
mardi 7 septembre dernier
sur le salon Global Industrie Lyon
Addi-Data a développé le MSX-AI-5000,
un système de vision embarqué, personnalisable,
facile d’utilisation et multi-applications. Cette solution comprend le module
hardware, des caméras industrielles, ainsi que le progiciel MSX-Airis : l’IA embarquée
accompagnée d’une suite d’outils de développement. Le fabricant fournit également les
interfaces utilisateur permettant une mise en service simple et guidée.
Le MSX-AI-5000 propose des applicatifs innovants mêlant vision industrielle 2D/3D et
Deep Learning. L’objectif est d’automatiser et d’améliorer la précision de tâches d’inspection
visuelle, permettant d’augmenter la transparence et la qualité des processus industriels.
Les données générées et transmises de manière chiffrée par notre système, peuvent être
utilisées afin d’automatiser des processus ou alimenter des jumeaux numériques ●
EN SAVOIR PLUS > www.addi-data.fr
PARTENARIAT
Siemens et Orange ensemble pour
accroître la performance opérationnelle
des industriels français
Valérie Cussac (OBS)
et Vincent Jauneau (Siemens)
Siemens Digital Industries et Orange Business Services,
spécialiste des services numériques née du réseau, ont
annoncé le 6 septembre à Lyon un partenariat stratégique
autour des solutions d’automatisation et de transformation
numérique. Objectif ? permettre aux groupes industriels
français d’exploiter pleinement le potentiel de la digitalisation.
Dans cette perspective, le partenariat propose un accompagnement
allant du consulting à l’intégration en passant
par l’analyse. Il vise spécifiquement trois grandes familles
technologiques rendant possible l’exploitation des données de production en toute
sécurité pour une performance durable : l’IIoT (Industrial Internet of Things), le Cloud
et l’edge computing, l’IA et les données d’une part, d’autre part la connectivité réseau
pour usages critiques (5G) et, enfin, les solutions et services de cybersécurité ●
O. Guillon
EN SAVOIR PLUS > www.siemens.fr
6 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

ACTUALITÉS
ÉVÉNEMENT
Succès pour l’ASTE et ses
journées Astelab sur les
« Essais et la Simulation »
L’Association pour le développement des sciences et techniques
de l’environnement (ASTE) a organisé du 30 juin
au 2 juillet derniers sur le site de l’Institut Laser Plasma au
Barp, en partenariat avec le CEA-Cesta, les Journées des Essais et
de la Simulation – Astelab 2021.
La première session du 30 juin, présidée par Didier Large (Nafems)
avait pour thème « Mesures, corrélation calculs et simulation ».
Deux conférences ont été présentées dans l’après-midi, dans le cadre
de la session « E-mobilité », présidée par David Delaux de Valeo :
‘‘Complete validation of e-mobility systems’’ et « Les enjeux de la
flexibilité pour la qualification des batteries EV »*.
Présidée par Paul-Éric Dupuis d’Airbus Defense & Space, la seconde
journée a quant à elle été consacrée à la session « Capteurs ». Dans
l’après-midi les participants ont assisté à la présentation du site
du CEA-Cesta avant de visiter le laser mégajoule et du complexe
d’essais thermomécaniques du CEA-Cesta avec un vibrateur de forte
puissance, la chambre acoustique et la centrifugeuse 100 g. Enfin,
la troisième journée a été consacrée à deux sessions : « Vibration,
mesures 3D, analyses 3D et MIMO » et « Méthodes d’essais » ●
* Cette présentation a également fait l’objet d’un article dans ce numéro d’Essais & Simulations
en page 37 du magazine
Un carrefour d’échanges incontournable pour les experts,
les ingénieurs et les techniciens de l’environnement
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diffusion et à la mise en œuvre au sein de l’industrie française des dernières
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et techniciens. Nos formations sont dispensées par les meilleurs experts
du moment, sélectionnés au sein des sociétés et laboratoires français
de pointe.
Qui est concerné par notre activité ?
• Les laboratoires d’essais, les équipementiers,
les concepteurs et intégrateurs de systèmes
• Les scientifiques, ingénieurs et techniciens
en charge de la conception, des essais,
de la fabrication et de la qualité
• Les concepteurs, constructeurs et vendeurs
des moyens d’essais
• Les étudiants et les enseignants
Association pour le développement des Sciences et Techniques de l’Environnement - Association régie par la loi 1901
1, place Charles de Gaulle - 78180 MONTIGNY LE BRETONNEUX - www.aste.asso.fr - Tel : 01 61 38 96 32
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I7

MESURES
ÉVÉNEMENT
Automotive NVH Comfort, le grand
rendez-vous des mesures vibratoires
et acoustiques, revient au Mans !
L’édition 2021 de la conférence SIA Automotive NVH Comfort, organisée par la SIA et le CTTM, aura lieu les
13 et 14 octobre au Mans. Afin d’accroître l’impact international de l’événement, la conférence est organisée
en collaboration avec le CAERI State Key Laboratory of vehicle NVH and safety Technology, l’un des principaux
partenaires chinois de la SIA.
C’est le retour d’un autre grand événement
de la mesure qui, comme tout
rendez-vous exigeant un minimum
d’interactions humaines, n’avait pas pu
se tenir l’an dernier. Cette année, Conférence
NVH Comfort abordera le thème
du « Bruit automobile, réglementation et
paysage sonore urbain ». Il est à préciser
que la conférence se déroulera entièrement
en anglais.
LE BRUIT AUTOMOBILE DE PLUS
EN PLUS PROBLÉMATIQUE DANS
NOTRE SOCIÉTÉ
Avec plus de 50% de l’humanité vivant
dans des zones urbaines et péri-urbaines,
la question de l’exposition au bruit conduit
à une réglementation de plus en plus stricte,
ainsi qu’à un besoin d’adaptation à la
signature sonore spécifique des nouvelles
technologies pour des questions de sécurité
(AVAS pour les véhicules électriques). Ces
réglementations visent à faire progresser
la qualité de vie, à améliorer la santé et
la sécurité et à protéger l’environnement.
Il est donc nécessaire pour les ingénieurs
automobiles NVH de mieux comprendre
les aspects réglementaires du bruit dans
l’environnement, ainsi que la réalité et les
défis des paysages sonores modernes pour
s’assurer que ces objectifs sont atteints.
La communauté acoustique automobile
souhaite aborder différentes questions
parmi lesquelles la place du bruit des véhicules
comme source de nuisance en milieu
urbain, l’influence de l’environnement sur
le bruit des transports (revêtement routier,
espaces verts, murs végétaux...) ou encore
la stratégie actuelle de réglementation du
bruit ; la question est de savoir si celle-ci est
bien adaptée afin de limiter l’impact réel
des véhicules sur le bruit urbain.
S’ADAPTER AUX ÉVOLUTIONS
FORTES DE L’AUTOMOBILE ET DE
SON IMPACT
Cette édition sera donc particulièrement
centrée sur la perception du citoyen en tant
que piéton exposé au bruit de la circulation
et du chargement des véhicules, en tant
que conducteur ou passager d’une voiture.
Elle couvrira en outre les défis techniques
nécessaires auxquels les constructeurs sont
confrontés aujourd’hui : la conception légère,
l’impact des nouvelles technologies et les
expériences des conducteurs, la conception
du son audio ainsi que les changements
nécessaires dans la méthodologie et les
approches.
Avec l’arrivée des véhicules autonomes, l’expérience
de conduite va radicalement changer
: comment concevoir les NVH lorsque tout le
monde dans la voiture sera un passager, quels
sont les bons compromis entre le confort de
conduite et les NVH ? De plus, cette année,
une session spéciale concernant le confort
vibratoire des véhicules et son interaction
avec les NVH devrait être créée ●
EN SAVOIR PLUS > www.sia.fr
8 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

PUBLI-COMMUNIQUÉ
Le futur de la
mesure passe
par l’Intelligence
Artificielle
Les mesures acoustiques et vibratoires connaissent une petite
révolution ! Il est désormais possible de prédire en temps réel
les performances d’un système ou d’un matériau à partir de
bases de données d’essais et de simulations. L’Intelligence Artificielle
offre en effet la possibilité d’établir des modèles prédictifs de comportements
de structure.
Certaines caractéristiques de conception (design, fonctions, architecture,
etc.) peuvent avoir des conséquences sur le niveau de bruit.
Dans ce cadre, l’utilisation de l’Intelligence Artificielle se montre
particulièrement avantageuse pour les industriels car elle représente
un gain de temps inestimable. Elle permet, en effet, une prise en
compte au plus tôt des exigences acoustiques en analysant si certains
choix de conception sont compatibles ou non avec les exigences des
cahiers des charges ou normes en vigueur.
Le CEVAA, centre d’essais et simulations spécialisé en acoustique
(NVH) du Groupe 6NAPSE, a recours à l’IA depuis quelques années.
Il accumule plus de vingt ans d’essais et de simulations dans ses bases
de données, plus de 150 projets réalisés en Petite Cabine et des tests sur
930 véhicules. Les ingénieurs ont également à disposition une grande
connaissance des paramètres nécessaires à l’établissement des modèles
paramétriques réduits pouvant influencer le comportement d’une
structure (niveau sonore, effets thermiques, confort vibratoire, etc.).
« Notre objectif est d’établir un modèle prédictif au plus proche
de la réalité. Au CEVAA, nous nous basons sur notre expérience,
les essais expérimentaux et les résultats numériques obtenus
à partir des modèles éléments finis pour recaler nos modèles. »
Philippe Zelmar, expert NVH spécialisé en techniques
expérimentales au CEVAA
À partir de ses nombreuses expérimentations et de sa base de données
conséquente, le CEVAA obtient, dans un premier temps, une analyse
fine du système pour en déterminer les paramètres dimensionnants
(ceux qui auront un impact déterminant sur le comportement final
attendu). Dans un second temps, il fait une mise en relation entre la
base paramétrique et la base des résultats pour finalement identifier
un modèle prédictif comportemental.
Même si une infinité de modèles prédictifs est possible, l’objectif est
l’identification du modèle le plus proche de la réalité sur la base des
paramètres intégrés, c’est-à-dire le plus apte à prédire correctement les
performances d’un cas d’étude. L’identification et le choix du modèle
réduit idéal nécessite l’utilisation du data mining pour valider la
pertinence des prédictions.
Les modèles paramétriques, reposant sur des bases de données riches,
génèrent des résultats bien plus rapidement que la simulation par
éléments finis. Cette dernière méthode ayant elle-même remplacé en
grande partie les mesures expérimentales dans les développements
projets qui nécessitent le recours à du prototypage.
En application, le CEVAA a par exemple réalisé des mesures sur
aérateurs de planche de bords pour véhicules automobiles. Grâce
à l’IA qu’il a développé, il est capable de prédire le niveau de bruit
aéro-acoustique selon les spécificités géométriques de l’aérateur.
« Les modèles prédictifs créés à partir de l’Intelligence Artificielle
développée au CEVAA sont déterminants dans la conception
industrielle. Nos équipes sont capables d’aider à la décision,
comparer des solutions rapidement, prédire la performance
acoustique et le confort vibratoire d’une structure ou encore
d’évaluer la durée de vie d’une pièce. »
Fabrice Fouquer, directeur commercial du Groupe 6NAPSE
Utiliser l’IA, le data mining et les modèles paramétriques prédictifs
permettent aux industriels et à leurs acousticiens d’améliorer la prise
en compte des besoins acoustiques dans les phases de développement
d’un produit. Ces modèles fiabilisés mettent en perspectives les idées
de conception liées aux paramètres de forme avec les conséquences
sonores ou mécaniques ●
EN SAVOIR PLUS > https://groupe-6napse.com
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I9

MESURES
EXPERIENCE FEEDBACK
German acoustic expert uses
Siemens’ solutions to enhance
electrical and autonomous vehicle
development
AZL deploys Simcenter to realize early system optimization in vehicle development cycle. The objective was to
optimize NVH performance and develop potential for new OEM-supplier relationships.
AZL, a German acoustic test bench manufacturer and
engineering consultant serving the automotive industry
since 1999, recognizes the ongoing challenges related to
electrical vehicle (EV) and autonomous vehicle (AV) development.
To tackle the new noise, vibration, and harsh- ness (NVH)
development needs, AZL is implementing innovative technologies
such as component-based transfer path analysis (TPA) and modelbased
system testing (MBST).
With these technologies in place, AZL builds special test benches
addressing emerging NVH challenges to provide their customers
with innovative testing procedures resulting in information
outlining how to optimize the AV and EV NVH performance in
much earlier development stages.
EMERGING NVH CHALLENGES IN AV AND EV
DEVELOPMENT
that bushings and mounts need to be developed with the proper
stiffness characteristics in this frequency range. New test benches
that can handle this need to be developed.
Second, as the combustion engine, a very important masking
source at low speeds, has disappeared, the structure born road
noise is significantly more apparent. Due to that, the development
of good suspension systems is a high priority for customers. AZL
is active in the development of the right test benches to better
cope with road noise and strives to acquire the necessary data to
validate simulation models. The company also develops tests not
only on the full vehicle level but also for the isolated suspension
system levels, such as testing only a front or rear suspension system
separately on the chassis dyno.
Finally, AZL is exploring options to transfer these component and
system test results into the simulation world as part of the product’s
According to Andreas Schilp, managing director, AZL-Technology
Center GmbH, the development of AV and EV brings three main
challenges and opportunities into play: First, high frequency
structure born noise becomes more important with EV, meaning
10 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

MESURES
and innovate the development process. “For EV development, we try
to step back from full vehicle level development and intensify our focus
on the system and component levels; the same is true for optimized
development cycles due to the new homologation processes,” says Schilp.
digital twin. To achieve an accurate digital twin, the simulation
model needs to be fed with accurate data.
NEXT GENERATION VEHICLES REQUIRE NEW
DEVELOPMENT PROCESSES
The concept of a digital twin goes hand-in-hand with the growing
trend in the industry. Instead of testing the final full vehicle, physical
testing takes place earlier on the system and component levels. This
approach can significantly shorten the vehicle development cycle as
it affects the AV’s and EV’s producers, who are pushed to re-think
In the best-case scenario, the development starts with setting up
simulation models. AZL builds special test bench capable of testing
NVH on the component and system levels with carefully described
boundary conditions. “As a test-bench manufacturer we provide our
customers with clear guidance,” says Schilp. To accurately acquire the
test bench data, AZL relies on Siemens Digital Industries Software
solutions Simcenter Testlab software in conjunction with Simcenter
Scadas hardware, which is compatible with a wide range of sensors
and data interfaces. “What makes the Simcenter portfolio unique is
that it imbeds a close integration of test results with simulation results
to compare them directly in exactly the same environment,” says Schilp.
BLOCK FORCES IN THE NVH VEHICLE DEVELOPMENT
The rising trend towards system-based development sparks a new
technique named component-based TPA. TPA consists of the
assessment of blocked forces (and moments) as a characterization
L’INGÉNIERIE
DES CHOCS, VIBRATIONS
AÉRONAUTIQUE | SPATIAL | DÉFENSE | NAVAL
& SÉISMES NUCLÉAIRE | FERROVIAIRE | SISMIQUE
• Calcul
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I11

MESURES
of the system. “The importance of blocked forces in our development
is that it allows you to split systems from each other,” says Schilp.
“We have to split them in terms of interacting forces and interacting
moments. These interacting forces are not invariant and depend
on the full assembly, while the blocked forces are characterizing
the system itself.”
Having a characterization of the systems that is independent from
the later integration opens great potential in the automotive original
equipment manufacturer (OEM) -supplier trade relationship. “With
the ‘blocked forces’ approach, you don’t have to first integrate the
component in the full vehicle and then make your supplier responsible
for something that is the outcome of the full vehicle,” says Schilp.
“But you can make the supplier responsible for his system and make
him test his component directly.”
AZL helps its customers to develop the right test benches that
allow them to accurately identify the blocked forces. All of this
is an important step to achieve the ultimate goal, which is to
pave the way for virtual vehicle assembly. “The ability to calculate
interface forces from the blocked forces is one of the building blocks
which enable virtual vehicle assembly,” says Schilp. “With this, you
could have simulation or test results with blocked forces of systems
and combine them together to predict the performance of a virtual
vehicle. I believe that with the right hybrid simulation process and
reliable test results on system level in place, you can achieve a robust
system of down-cascaded objectives certainly for the lower frequency
range, up to 500 hertz. And in reverse, if you integrate them up, you
will achieve a high prediction quality of your virtual prototype.”
The process for component-based TPA is fully supported with
Simcenter Testlab software and the Simcenter Scadas data acquisition
system. It provides an integrated solution for optimal measurement
quality of operational and frequency response function (FRF) data
and a workflow-oriented analysis tool. This capability helps users
to determine blocked forces, convert them into interface forces and
make target prediction in a very fast and efficient way.
In demanding applications like component-based TPA data,
consistency is essential, Productivity-enhancing features have been
added like the matrix heatmap which allows users to interpret large
datasets in a single click. The display permits instant verification of
the data quality and provides tremendous insight into the vibroacoustic
behavior of the different components. Furthermore, the user
has many integrated functionalities to verify inconsistencies in the
data such as direction errors and reciprocity problems. Componentbased
TPA and the conversion of blocked forces into interface
forces is fully supported in Simcenter Testlab.
MASTERING THE ROAD NOISE
AZL provides an optimized testing environment by developing
customized chassis dynamometers with variable surfaces. Additional
test rigs called AZL suspension and tire force rigs make it possible
to test full vehicles, front and rear suspensions and tire-rim
combinations on exactly the same excitations. So, the V-model
approach is brought to life in a very reproducible environment.
Based on an optimum database of measurement data, test-validated
models provide a robust environment for further virtual vehicle
development ●
12 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

PUBLI-COMMUNIQUÉ
Templug : la vis capteur
de température pour les organes
en mouvement
Le Templug est une vis en acier brevetée et conçue spécialement
pour déterminer la température maximale atteinte dans les
pièces d’un bloc moteur difficilement accessible avec les
techniques conventionnelles de mesure de température ou bien
dans les pièces en mouvement (piston, aube, etc.).
Ces vis garantissent des résultats fiables pour des températures
comprises entre 90°C à 850°C et peuvent être utilisées sur différents
matériaux tels que l’acier, l’alliage de nickel, l’aluminium, les
composites et les céramiques. Ils sont installés directement sur la
pièce où la mesure doit être effectuée par simple perçage/vissage.
Le Templug est le fruit d’une invention technologique unique au
monde couplée à une expertise cultivée depuis plus de 50 ans. Nous
allons vous expliquer dans cet article le fonctionnement technique
de cette solution.
Le principe de mesure est le suivant : la dureté du Templug varie en
fonction de la température maximale atteinte dans la pièce. Pour la
déterminer, le laboratoire SGS France, situé à Verneuil-sur-Avre, a mis
au point des courbes qui établissent le rapport entre la température
et la dureté. Vous pouvez donc installer les Templugs sur vos pièces,
faire un cycle de fonctionnement puis envoyer les Templugs utilisés
à notre laboratoire. Vous recevrez alors rapidement un rapport avec
les températures maximales atteintes pendant les essais.
Pour des résultats optimaux, il y a trois conditions à respecter
dans le cycle d’exposition :
1) La pièce étudiée doit monter rapidement en température ;
2) Le temps d’exposition à température maximum doit être au
moins égal à 25% du temps total de fonctionnement ;
3) La pièce doit rapidement revenir à la température ambiante.
Vous trouverez sur le schéma ci-dessous trois cycles d’expositions
présentant une condition idéale, défavorable ou bien inacceptable
pour l’utilisation d’un Templug :
Il existe 2 types
de Templugs
(ci-contre :
standard à gauche
et break off à
droite) ayant
chacun 2 plages
de températures qui dépendent du
matériau de la pièce à tester ●
N’hésitez pas à revenir vers le laboratoire SGS France de Verneuil-sur-Avre
pour de plus amples informations sur le Templug et ses différentes utilisations
ou encore sur leurs modalités d’installations. Les experts SGS se feront un
plaisir de clarifier vos éventuelles interrogations.
POUR EN SAVOIR PLUS, CONTACTEZ :
Marie-Alexandrine Chopin
sgs.vernolab@sgs.com
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I13I

MESURES
CONTRAT
Sopemea aide Alcatel Submarine
Networks dans ses essais de
puissance acoustique
Sopemea Vélizy a réalisé les mesures acoustiques de l’alimentation électrique haute puissance d’Alcatel
Submarine Networks dans une de ses chambres anéchoïques. Cet essai permet d’optimiser le confort du
personnel évoluant à proximité de l’équipement.
Implantée à Vélizy, l’équipe francilienne
de Sopemea a réalisé les mesures acoustiques
de l’alimentation électrique haute
puissance de la société Alcatel Submarine
Networks, leader mondial dans la fabrication
et de la pose de câbles sous-marins dans
une de ses chambres anéchoïques de 420
m3. Une détermination acoustique dont
l’objectif est de mesurer la puissance et le
niveau d’énergie sonore d’une alimentation
électrique sur une baie d’alimentation électrique,
qui permet de convertir la tension
alternative en tension continu (AC to DC)
pour alimenter les câbles sous-marins. Elle
fait la transition entre la partie terrestre et
la partie sous-marine de l’infrastructure
télécom que propose Alcatel Submarine
Networks.
Le groupe spécialiste des essais en environnement
a ainsi réalisé les mesures acoustiques
de l’alimentation électrique haute
puissance dans le cadre d’un programme
d’essai défini par la norme ISO 3746. Celle-ci
consiste en la détermination des niveaux de
puissance acoustique et des niveaux d’énergie
acoustique des sources de bruit à l’aide
de la pression acoustique. Elle comprend
Essais de puissance acoustique sur alimentation
électrique Alcatel Submarine Networks
également la méthode de relevé utilisant
une surface de mesure enveloppante sur un
plan réfléchissant. Le niveau de puissance
acoustique est quant à lui calculé à l’aide de
neuf microphones placés autour de l’armoire
à des distances spécifiques (cf. schéma).
PROTÉGER LES SALARIÉS ET
MIEUX PRÉVENIR LES RISQUES
LIÉS AU BRUIT
« Nous travaillons avec Alcatel Submarine
Networks depuis maintenant plus de dix ans,
indique-t-on au sein du groupe Sopemea,
dont les responsables du projet ont accepté
de répondre à nos questions. C’est dans
ce cadre que nous avons réalisé un essai
permettant d’identifier le niveau acoustique
d’une baie électrique. Cet essai permet
d’optimiser le confort du personnel évoluant à
proximité de l’équipement ». Mais dans quel
but exactement ? Les enjeux des industriels
dans la réduction de l’impact sonore sont
évidemment nombreux ; « au-delà du respect
du respect de la norme définie pour cet essai
de qualification, l’objectif est de protéger le
personnel mais aussi de prévenir tous risques
liés à un niveau acoustique trop élevé. Il
permet notamment d’adapter les équipements
de protection individuel (EPI) ».
Pour ce faire, les équipes de Sopemea Vélizy
ont pu s’appuyer sur un savoir-faire solide et
14 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

MESURES
Position des microphones
des équipements d’essais importants ; « grâce à notre service
Mesures, nous avons pu réaliser cet essai selon la norme ISO
3746 – classe 3. Celui-ci spécifie que les mesures acoustiques sont
réalisées à l’intérieur de bâtiments industriels. Nous effectuons
généralement ces essais au sein de nos cages anéchoïques ce qui
permet d’annuler l’impact important du bruit de fond sur la
mesure. Ces mesures nous permettent de classer l’équipement
selon des critères normatifs, néanmoins le seuil d’acceptation
a été défini par Alcatel. »
Afin de réaliser les mesures acoustiques, Sopemea possède des
chambres anéchoiques respectant les niveaux de bruit de fond
imposés par les normes (standards), de même les dimensions
importantes de ces chambres permettent de positionner les
microphones à des distances imposées par les normes. « Le
groupe dispose donc de moyens d’acquisition et de traitement
du signal adéquats. De même, le personnel de Sopemea a des
compétences en traitement du signal reconnues et ceci depuis
plus de trente ans » ●
Olivier Guillon
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I15

ESSAIS ET MODÉLISATION
ÉVÉNEMENT
Le Forum de l’Électronique
revient en terres angevines
fin novembre
Du 23 au 25 novembre prochain se dérouleront au parc des expositions d’Angers le salon Sepem Industries
Ouest et le Forum de l’Électronique. Il s’agit de la dernière édition dudit « Forum » avant que celui-ci ne soit
pleinement intégré dans le salon Sepem dès 2022.
Tous les deux ans, Angers accueille
l’édition « ouest » du Sepem
Industries auquel est associé
le Forum de l’Électronique. Véritables
opportunités régionales de rassembler
les industriels de la filière électronique
et les autres filières industrielles, ces
deux événements réuniront plusieurs
centaines d’exposants et abriteront de
nombreuses conférences, à la fois sur
la production et la maintenance (sur
le Sepem, organisées par le magazine
Production Maintenance) et les
conférences et les tables rondes de
l’électronique. Au total, pas moins de
400 sociétés seront représentées sur cet
évènement, rythmé par un programme
de 50 conférences en accès libre.
L’ÉLECTRONIQUE, UN PILIER DE
L’INDUSTRIE 4.0
L’électronique est le pilier commun pour traiter des sujets de la
transformation numérique, de l’industrie du futur, de l’IoT et du
logiciel embarqué. Le rapprochement du Forum de l’Électronique et
du Sepem en témoigne. L’avènement de la 4 e révolution industrielle
correspond à une mutation des systèmes de production aussi bien
sur le plan technologique que pour la gestion et le management.
Cette révolution est liée à l’introduction dans tous les compartiments
de l’industrie, du numérique, des objets connectés, de l’intelligence
artificielle et de l’IoT. La microélectronique est au cœur de tous
ces concepts et de ces objets physiques. Elle doit répondre à
différents défis que sont l’intégration croissante des circuits et
des systèmes, l’augmentation des performances en traitement
et transmission d’information, et la
consommation d’énergie associée, qui
croît exponentiellement actuellement.
LA RÉGION PAYS DE LA LOIRE
ET LE PAYS ANGEVIN, DES
TERRITOIRES MAJEURS DANS
LA FILIÈRE ÉLECTRONIQUE
Avec près de 25 000 emplois, environ
500 entreprises, 3 900 étudiants et
250 chercheurs, la région des Pays
de la Loire est la première en matière
d’assemblage électronique en France.
Plus précisément, Angers est devenu
un véritable épicentre de la filière
électronique d’assemblage : son
Technocampus électronique & IoT (ex
Cité de l’objet connecté), We Network
(Centre technique de l’électronique,
de l’IoT et de la performance industrielle), qui fait l’objet d’un
article en page suivante, et bien sûr Cap’Tronic contribuent à y
réunir plus de 200 acteurs du Grand Ouest de la France, dont de
nombreuses entreprises de l’électronique.
De son côté, la région grenobloise bénéficie quant à elle d’un
environnement industriel très fort dans le domaine de la
microélectronique couvrant la conception, le développement et
la production ainsi que de nombreuses entreprises utilisatrices.
Berceau du géant franco-italien STMicroelectronics, Grenoble
accueillera la prochaine édition du Sepem Industries qui intègrera
en son sein le forum de l’électronique. Rendez-vous du 8 au 10
février 2022 ●
Olivier Guillon
16 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

ESSAIS ET MODÉLISATION
ANALYSE
Répondre aux défis et aux enjeux
multiples de la filière électronique
Co-organisateur des conférences qui rythmeront fin novembre à Angers le Forum de l’Électronique, Sébastien
Rospide, directeur général du CRT WeNetwork, dresse un panorama de la filière et de ses enjeux en matière
de production et d’essai.
Sébastien Rospide
Directeur général du CRT WeNetwork
depuis 2013, Sébastien Rospide
est diplômé de l’École supérieure
d’ingénieurs en électrotechnique et
électronique et de l’Essec.
Il a notamment occupé le poste
d’ingénieur design au sein du groupe
STMicroelectronics.
Sébastien Rospide, prenant l’exemple des solutions optiques afin
de contrôler l’assemblage de cartes électroniques.
D’un point de vue de la conception, Sébastien Rospide ajoute que
désormais s’impose la stratégie du ‘‘design for test’’, destinée à
apporter toujours davantage de qualité et de compétitivité. Autre
aspect, celui de la supply-chain électronique ; « sous-traitants et
fournisseurs sont toujours plus nombreux si bien qu’il devient de
plus en plus difficile pour un fabricant de contrôler une diversité
accrue de références de composants. D’où le besoin de recourir à
des process automatisés ».
L’APPROVISIONNEMENT, UNE CRISE SANS
PRÉCÉDENT
© Bosch
Actuellement, plusieurs grandes tendances bouleversent le
secteur de l’électronique. Outre l’accélération depuis une
vingtaine d’années de la densification des composants
et de leur miniaturisation accrue, l’arrivée de La 5G – ses défis
technologiques et son lot de récalcitrants au sein de la population
– est désormais couplée à une pénurie historique directement liée
à la crise du Covid-19. « Dans notre filière, les problématiques sont
multiples et concernent en premier lieu la vérification d’assemblages
complexes de composants toujours plus petits et plus nombreux,
nécessitant des équipements de contrôle dans les usines », complète
Concernant cette fois la pénurie de composants électroniques
et de semi-conducteurs, si Sébastien Rospide rappelle que
l’approvisionnement est un problème récurrent chez les acteurs
de la filière ; il insiste sur le fait que « l’ampleur et la durée de cette
crise la rendent inédite ». Celle-ci est issue d’une conjonction
de facteurs, entre crise sanitaire unique qui a mis une partie
du monde en télétravail et poussé les entreprises à vider leurs
stocks, les confinements qui n’ont fait qu’asseoir la suprématie
du numérique ou encore le secteur automobile qui, n’ayant plus
de stocks, a dû repartir fortement, sans oublier des événements
climatiques et accidentels (vagues de froid, incendies)… « autant
de facteurs qui se sont ajoutés à des capacités de production de
composants et de semi-conducteurs déjà insuffisantes ».
Face à tous ces défis, des organismes tels que WeNetwork, CRT
créé en 2014 (et labellisé deux ans plus tard) qui comprend
aujourd’hui 200 adhérents dont trois-quarts d’entreprises et
un quart de centres de R&D, accompagnent les industriels,
en particulier dans leur transformation digitale. Objectifs ?
accélérer et sécuriser les projets des industriels… et conserver
une filière stratégique et compétitive sur le territoire national ●
Olivier Guillon
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I17

ESSAIS ET MODÉLISATION
ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE
Deux laboratoires normands
embarqués dans le projet Ethnoteve
Porté par l’équipe Électronique du Greyc et le pôle Électronique & Systèmes de l’Irseem, le projet Ethnoteve
se concentre sur la caractérisation thermique des composants de l’électronique de puissance, dans le but
d’améliorer leur fiabilité pour des applications dédiées aux véhicules électriques et hybrides.
© AdobeStock Fiabilité Systèmes Composants
Retenu par la région Normandie dans le cadre de l’Appel
à manifestation d’intérêts RIN 2020, ce projet pourrait
avoir un rayonnement international. Ethnoteve permet
par ailleurs de renforcer la dynamique du Centre français de
fiabilité (CFF) et vient alimenter la feuille de route « Fiabilité des
systèmes et des composants » de Normandie Aerospace (NAE).
L’ÉLECTRONIQUE DE
PUISSANCE, UN ENJEU POUR
LE DÉVELOPPEMENT DES
TRANSPORTS ÉLECTRIQUES ET
HYBRIDES
électriques utilisés. Cependant les nouvelles technologies utilisées
doivent encore faire leurs preuves. Le Nitrure de Gallium en
particulier se trouve toujours confronté à des problématiques
de mise en œuvre, de commande et de fiabilité malgré le grand
intérêt que lui portent les industriels en raison de ses qualités
intrinsèques.
L’enjeu consiste à déterminer avec une grande précision la
température maximum de composants électroniques de puissance
en nitrure de gallium lors de leur fonctionnement afin d’en
caractériser la durée de vie et la fiabilité, avant de définir le design
du système. C’est l’objectif du projet Ethnoteve.
Ce projet fait appel à des compétences dans le domaine de
l’électronique de puissance avec des composants de la filière nitrure
de gallium mais aussi dans le domaine de « la prise de température ».
Le Pôle Electronique & Systèmes de l’Irseem (Seine-Maritime)
possède des compétences reconnues dans le premier domaine
énoncé. De même, l’équipe Electronique du Greyc (Calvados et
Manche) possède une longue expérience dans les domaines des
L’électronique de puissance occupe une
place de plus en plus importante dans le
domaine du transport, que ce soit pour le
développement des voitures électriques
et hybrides ou encore pour les trains
électriques et le secteur de l’aéronautique.
Ce développement nécessite d’accroitre la
fiabilité des systèmes et des composants
18 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

composants car elle permet une détermination de la température
à l’échelle du micron avec une précision de quelques degrés.
UN SAVOIR-FAIRE UNIQUE EN FRANCE
Le projet Ethnoteve commencera le 1 er janvier 2021 pour
s’achever le 31 décembre 2022. Les actions principales consistent
en l’acquisition d’équipements permettant de réaliser des
caractérisations uniques en France, et dans l’embauche d’un
chercheur post-doctorant.
composants en nitrure de gallium et de la spectroscopie Raman.
Dès lors, il était pertinent de réunir les forces régionales en présence.
Pour y parvenir, le projet Ethnoteve utilisera la spectroscopie Raman,
un procédé optique qui a fait ses preuves pour d’autres types de
Les partenaires d’Ethnoteve ont l’ambition de développer un
savoir-faire unique en France intéressant de nombreux industriels
compte tenu des applications visées. L’objectif sera donc de
communiquer les résultats essentiellement auprès d’industriels
du territoire normand pour favoriser les échanges de proximité
en vue d’élaborer des offres de prestation. Ethnoteve devra
aussi permettre de renforcer les collaborations académiques et
industrielles avec des partenaires sur l’ensemble du territoire
national, voire international ●
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I19

ESSAIS ET MODÉLISATION
EN PRATIQUE
5 bonnes pratiques
à adopter avant de se
lancer dans des essais
de certification CEM
Le 9 septembre dernier, la société toulousaine Nexio a organisé un
webinar portant sur les cinq étapes clés pour réussir ses certifications
en matière de compatibilité électromagnétique (CEM).
© Olivier Guillon
Afin d’éviter aux entreprises le
couperet du certificateur refusant
d’attribuer le fameux laisserpasser
pour mettre sur le marché un
produit électronique (ou contenant de
l’électronique), Nexio, qui a l’habitude
d’accompagner les industriels en
amont dans la préparation du dossier
de certification, a décidé de prendre les
devants à travers un webinar. Celui-ci a
traité successivement des fondamentaux
de la CEM, des essais en matière de
compatibilité électromagnétique et de sa
place dans le développement de produits.
Pour Fabrice Martinot, directeur du
département ingénierie de l’entreprise,
« la CEM peut être perçue comme un
sésame ou une sanction. Car il est
important de préciser qu’il n’y a pas qu’une
réglementation mais plusieurs en matière
de compatibilité électromagnétique, en
fonction du secteur d’activité (automobile,
aéronautique…) et de l’espace géographique
(État, continent, marchés ciblés...). Enfin,
dans le processus de production, la CEM
intervient à la fin de la chaîne ; c’est la
partie visible du développement or il est
important de s’y préparer à l’avance ».
Mais comment ? Là est toute la question
d’autant que la CEM est un passage obligé
pour obtenir l’accréditation de la part des
certificateurs bien connus que sont le LCIE
Bureau Veritas, Apave, Utac-Ceram, le
Gerac etc.
De plus, outre le double enjeu à la
fois juridique et qualitatif (rendu
de plus en plus difficile en raison de
la miniaturisation des composants
électroniques et surtout de leur
omniprésence dans les produits) se pose
aussi la question économique ; car en cas
de barrage et de refus d’être certifié CEM,
l’industriel doit tout recommencer. Cette
opération onéreuse vient s’ajouter à celle
d’une deuxième campagne de certification
et aux coûts liés au retard pris dans la mise
sur le marché. C’est pour cette raison que
Nexio accompagne les industriels sur toute
la phase précédant la certification afin de
« basculer du bon côté de la barrière ». Pour
ce faire, l’entreprise toulousaine propose
de s’appuyer sur cinq bonnes pratiques.
CINQ ÉTAPES CLÉS POUR METTRE
TOUTES LES CHANCES DE SON
CÔTÉ
Avant toute chose, et avant même de parler
d’étapes, il est important de savoir si on
est prêt à investir en matière de CEM ;
autrement dit, il faut être prêt à dépenser
20 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

ESSAIS ET MODÉLISATION
© Rohde & Schwarz
censés tout maîtriser. Or, comme on l’a
dit précédemment, la CEM est une affaire
de spécialistes avec des règles bien précises
de filtrage, de placement et de choix de
composants, et de routage. Dans ce cadre,
il est important de faire des compromis afin
de trouver un équilibre entre le bon design
et le minimum de risques ».
de l’argent dans des campagnes d’essai
et d’embaucher si nécessaire, « tout en
sachant qu’il n’y a pas de bonne méthode.
L’important est d’avoir à l’esprit que la CEM
est une affaire de spécialistes. Il faut donc
bien réfléchir à ses besoins si l’on veut
recruter une personne à plein temps sur
ce sujet ». Dans le cas contraire, il est
quand même possible de se faire certifier à
condition de respecter plusieurs étapes, au
premier rang desquelles il faut savoir dès le
départ « À quelle sauce on va être mangé »,
c’est-à-dire, en fonction du produit à
développer et de son marché, à quelles
normes (et celles-ci sont nombreuses)
on devra répondre. « Il convient donc en
premier lieu de déterminer son produit
et ses exigences en matière de CEM. La
deuxième étape est évidemment liée à
la première puisqu’il s’agit d’analyser les
risques ». Quant à la troisième, une fois
que l’on a pris connaissance des règles
et des risques que l’on prend, il faut
passer à la conception. « Dans ce cas,
le problème réside dans les compétences
des jeunes électroniciens, lesquels sont
© Olivier Guillon
La quatrième étape consiste à effectuer un
plan de test. En amont de la campagne de
certification, il est important de décrire le
plus précisément possible les essais CEM
à mener sur le produit dans la mesure
où le laboratoire certificateur n’aura pas
forcément la même vision que l’industriel.
Surtout, ce plan de test est destiné à dire
comment on va mettre en fonctionnement
le produit et selon quels critères de défauts.
En somme, ce rapport doit inclure tout
ce qui concerne le produit durant l’essai.
C’est le cas notamment des produits en
stand-by ou en fonctionnement et pour
lequel il est important de définir un cas
de rayonnement correspondant à un
fonctionnement nominal. Autre exemple,
les essais d’agression sur les produits :
on s’assure qu’ils doivent continuer de
fonctionner. C’est pourquoi il est nécessaire
de les instrumenter en fonction des critères
définis à l’avance.
Enfin, cinquième et dernière étape : « Nous
préconisons toujours de mener un essai
représentatif des conditions d’essais de
certification. En effet, ceux-ci prennent
environ deux semaines à (parfois) plus
de 2 000 € par jour. On conseille donc
de réaliser au préalable un essai avec les
conditions proches de ceux des laboratoires
certificateurs durant une journée. » Ce
pré-test mené et validé avec l’industriel
lui permettra de savoir à l’avance s’il a
des chances de les réussir. Surtout, si des
problèmes ont été identifiés, il est possible
de travailler dessus avant d’engager les
essais de certification. L’objectif est d’être
le plus serein possible et d’éviter de se
faire retoquer. Il serait dommage – et très
coûteux – de se pénaliser tout seul… ●
Olivier Guillon
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I21

ESSAIS ET MODÉLISATION
EXPERT’S ADVICE
The vital role of simulation for virtual
EMI and EMC test environments
Before deploying microwave and millimeter-wave devices and systems within 5G, the internet of things, and
high-speed wireless communication, it is essential to predict their performance. This need has increased the
demand for virtual test platforms through simulation software.
High carrier and system bus frequencies are necessary
for high-data-rate communication between multiple
devices present in such systems. However, increased
operational frequencies may induce undesirable and troublesome
electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic
interference (EMI) issues, especially when communication is
congested. Moreover, the impact from other physics is no longer
negligible in mmWave devices. Multiphysics phenomena, such
as structural deformation caused by heat expansion, need to be
a part of the design consideration as well. Fortunately, a wide
range of EMC and EMI scenarios can be virtually emulated and
tested without having to elaborately adapt test configurations to
real-world environments.
USE ELECTROMAGNETIC SIMULATION SOFTWARE TO
SAVE TIME, COST AND QUALITY CONTROL
Using electromagnetics simulation software for evaluating device
functionality reduces time and costs during the development and
production cycle. Virtual evaluations can be performed prior to
fabrication, test, and manufacture and are an important component
in reliable quality control processes.
The goal of simulation is to describe the real world as closely as
possible on the computer by using proven physics equations. Ideally,
the numerical model is used to mimic multiple physical phenomena
representing a great variety of operational conditions, which is hard
to realize in a lab environment. Accurately analyzing real-world
designs and conditions comes at a cost. The more complex the
analysis, the more computational resources are needed. Therefore,
engineering judgment is used for excluding unnecessary parts
from the analysis and for configuring the simulation settings to
ensure efficient computations.
When evaluating EMI and EMC performance of radiating devices,
test engineers often perform measurements in a fully anechoic
Figure 1
Contour plot of the logarithmic field distribution of a biconical antenna in a fully
anechoic chamber.
chamber. Simulation tools are used to set up a numerical environment
that can reproduce such tests virtually (Figure 1) by using,
for example, the finite element method (FEM). For instance, the
pyramidal absorbers that are attached to the anechoic chamber
walls contain lossy conductive carbon particles. The absorbers
attenuate the incident electromagnetic waves gradually with only
small amounts of unwanted reflections. For efficiency, instead of
modeling the full-sized wall of absorbers, the simulation uses only
a single pyramidal unit cell with periodic boundary conditions
(Figure 2). This is an efficient way of estimating the performance
of the complete set of absorbers to make sure the reflectivity is at
a minimum. Even if the model consists of just a single unit cell,
the periodic boundary conditions make it equivalent to an infinite
array of pyramidal absorbers. The effective homogeneous material
properties obtained from the unit cell simulation are then used
for the entire anechoic chamber wall.
To validate the virtual version of the anechoic chamber, a wide-
22 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

ESSAIS ET MODÉLISATION
no degradation of performance due to the incomplete absorber
characterization.
MAKE THE SIMULATION MUCH FASTER AND MORE
EFFICIENT IN TERMS OF MEMORY USAGE
Figure 2
Microwave absorber simulation using Floquet periodic boundary conditions.
band biconical antenna is placed inside the anechoic chamber.
The performance of the antenna (for example, far-field radiation
patterns and S-parameters) is computed to validate that there is
Although the real-world representation of the antenna inside the
fully anechoic chamber in the simulation is visually quite appealing,
as shown in Figure 1, its computational cost is unnecessarily high.
The simulation can be made much faster and more efficient in
terms of memory usage by using a numerical technique that is
equivalent to the anechoic chamber walls. Such techniques involve
using perfectly matched layer (PML) and absorbing boundary
condition features. To efficiently study the near and far fields
and other antenna parameters, it is sufficient to place the same
biconical antenna in a much smaller surrounding air domain
enclosed by a perfectly matched layer (Figure 3).
In order to simulate a large system efficiently, it is crucial to choose
proper numerical boundary conditions. In addition, eliminating
OSCILLOSCOPES PORTABLES
5
instruments en 1
bonnes raisons de choisir un
SCOPIX IV
et son logiciel SX-METRO de gestion
des courbes et données de mesure
600 V
CAT III
WiFi
IP
54
MICRO
SD
Chauvin Arnoux
Tél : 01 44 85 44 85
info@chauvin-arnoux.com
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I23

ESSAIS ET MODÉLISATION
reflected waves do not bounce back onto the car. Meanwhile, the
bottom ground and the car body generate reflection and multipath
fading effects on the cable harness. The electromagnetic waves
coupled to the cable are a source for unwanted conducted emission
as well. In a real car system, it would be hard to access and relocate
the source and victims for the EMI/EMC test. However, by using
simulation, it is possible to analyze arbitrary configurations. In
this way, by not being limited by physical testing, engineers can
produce more robust system designs.
Figure 3
Biconical antenna enclosed by a perfectly matched layer (PML). The PML at the
front is removed from view to show the interior.
design details that are deemed to have negligible impact on the
results, just keeping the relevant components, can make further
efficiency gains. By using PMLs, a large system can be simulated
and not limited to just device-level modeling.
In Figure 4, the electric field transmitted from a fictitious radiating
device on the rear windshield of a car is studied to see the radiated
emission effect over the cable harness inside. The PML covers the
upper half-space, absorbs all outgoing waves, and ensures that
MULTISCALE ELECTROMAGNETIC MODELING
TECHNIQUE: AN EXCELLENT ALTERNATIVE TO
OVERCOME THE LIMITATIONS OF TRADITIONAL
CALCULATION METHODS
By using simulation, one can estimate the actual performance
of devices for IoT applications when they are deployed in a real
environment. IoT devices may be placed in a living room, a garage,
or other spaces in a house. The electrical size of the problem in
terms of the number of spanned wavelengths can easily exceed
what can be addressed by so-called full-wave numerical methods.
Full-wave methods include the finite element method (FEM),
the finite difference time domain (FDTD) method, and the
method of moments (MoM). There are alternative computational
electromagnetics approaches available for approximating the
performance of IoT devices without sacrificing too much accuracy.
Figure 4
Impact on cable harness by
the radiation from the rear
windshield in the FM radio
frequency band.
24 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

ESSAIS ET MODÉLISATION
In addition, such approximate methods can produce useful results
while still using limited computational resources. One such approach
is the method of ray tracing.
Figure 5 shows multiscale simulation capabilities when ray tracing
is employed together with FEM. The part of the simulation that
uses FEM analyzes a small simulation domain surrounding the
antenna of a wireless router that includes a truncated surrounding
air domain. Rays are launched from the antenna location, and
their initial strength is proportional to the directional intensity
of the 3D far-field radiation pattern of the antenna. The antenna
coverage inside a media room (Figure 5) can be approximated
quickly without long simulation times or excessive memory
SIMULATION SOFTWARE THAT HAS EVOLVED TO
ACCOMMODATE NON-SIMULATION SPECIALISTS
Simulation provides virtual analysis platforms for a wide range
of test scenarios. However, learning how to use electromagnetics
simulation software may not be the best use of time for everyone
in an organization. Limited training and access to simulation
software may restrict usage of electromagnetics simulation tools
to a small set of expert users. Completed numerical EMI and EMC
test models may frequently need new input parameters in order to
adjust to a real-world test environment’s variations. The need for
updating boundary conditions, mesh, and postprocessing settings
outside of the simulation group can cause unexpected delays in the
development cycle. The good news is that simulation software has
evolved to accommodate specialists who are not dedicated simulation
engineers. The simulation models can be converted to easy-to-use
apps (Figure 6). An app has a straightforward, specialized user
interface (UI) and can be shared with colleagues and customers
through existing web browsers or as a standalone executable file.
Such standalone apps do not require purchasing extra software
Figure 5
Multiscale electromagnetics simulation example. It combines the conventional
finite element method for antenna analysis and ray tracing for describing indoor
communication.
usage. This multiscale electromagnetics modeling technique is
a great alternative for overcoming the limitations of traditional
computation methods for large EMI and EMC problems.
Simply combining existing computational methods can
overcome the limitations of traditional numerical analysis. Two
such situations are when you need to produce wideband results
with high-frequency resolution or when you need to analyze
signal integrity and time-domain reflectometry (TDR) for a large
device. Such simulations can be very time consuming. However,
in both cases, the computational performance can be greatly
boosted by conducting a fast Fourier transform (FFT), either
from the time domain to the frequency domain or the other way
around. For example, you can first perform a transient analysis
and then run a time-to-frequency FFT to achieve a wideband
S-parameter and far-field calculation in the frequency domain.
Alternatively, you can first perform a frequency sweep and
then run a frequency-to-time FFT for a time-domain bandpass
impulse response. This is useful for time-domain reflectometry
analysis, such as identifying a defective part of a transmission
line, which results in impedance mismatch and signal quality
degradation.
Figure 6
Simulation app for quickly estimating the far-field pattern of a phased array
antenna using a full-wave single antenna simulation and array factor.
licenses and can run regardless of the operating system. A large
number of people involved in EMI test projects can easily access
the virtual test kit provided by an app and optimize the product
without learning how to use the software behind the curtain.
The variety of simulation tools that support multiple numerical
methods within electromagnetics helps engineers and researchers not
only to design conventional devices, such as filters, couplers, antennas,
and waveguide structures, but also to test EMI and EMC problems in
applications for 5G, IoT, and wireless communication. Conventional
electromagnetics analyses can be extended to include multiple
physical effects using multiphysics simulation. The simulation
software industry is also evolving to meet the demands of the fastpaced
market for emerging high-speed communication technologies
and help more people benefit from simulation ●
Jiyoun Munn
jiyoun@comsol.com
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I25

DOSSIER
Les essais
accélèrent
dans le secteur
automobile
électrique
Alors que le salon de l’automobile de Munich a fermé ses portes
mi-septembre sur une note toujours plus « électrique », les acteurs
de la filière automobile n’en finissent plus d’évoluer dans un marché
en dents de scie, adaptant et affinant tant bien que mal leurs
stratégies dans un contexte sanitaire incertain et de pénurie en matière de
semi-conducteurs – entre autres puisque du côté des métaux aussi avec l’envolée
des prix de l’acier, la question d’approvisionnement en matières premières
posent des problèmes majeurs. Au point que tour à tour, les usines françaises
de Toyota Onnaing, Stellantis Rennes et Sochaux et Renault Sandouville – par
exemple – ont été contraintes de fermer momentanément leurs portes faute
de composants électroniques et de puces notamment.
Un contexte difficile qui se traduit pour les constructeurs par des ventes en
baisse cet été (-35% en juillet 2021 par rapport à l’année précédente) après avoir
peiné à assurer les livraisons faute de stocks à la fin du printemps. Surtout, la
situation et les défis que cette situation impose s’ajoute aux investissements
pharaoniques déjà engagés par les constructeurs et leurs équipementiers pour
« verdir » leurs modèles et surtout répondre aux exigences fortes des politiques.
Ainsi, électrique et hydrogène se trouvent au centre des débats et des projets
de R&D.
Dans ce dossier spécialement consacré à l’automobile, dans un numéro d’Essais
& Simulations qui a choisi également de traiter dans ses deux autres rubriques
d’essais vibro-acoustiques (notamment dans l’automobile), d’électronique et
de CEM, la rédaction a souhaité mettre en avant des thématiques traitant des
véhicules électriques, pour l’essentiel. Véritable sujet du moment, n’en déplaise
à une filière qui emploie des centaines de milliers de personnes en Europe à
travers la production de moteurs thermiques, l’électrification des véhicules
présente des défis nouveaux, en particulier dans tout ce qui a trait aux batteries ●
Olivier Guillon
26 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

DOSSIER
LE DOSSIER EN DÉTAIL
28 Comment Serma Energy se prépare à la révolution
du véhicule électrique
31 Batteries automobiles : des laboratoires de test
en quête de l’autonomie optimisée
31 La corrélation d’images numériques au service
des développements de structures dans l’automobile
34 Des solutions de tests vibratoires batteries
« plug & play »
© Fotolia
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I27

DOSSIER
FOCUS LABORATOIRE
Comment Serma Energy se prépare
à la révolution du véhicule électrique
Il y a un peu plus de trois ans, le groupe Serma prenait un virage dans le secteur de l’énergie en créant une
plateforme d’ingénierie et de test de batteries. Un engagement dans la mobilité électrique qui ne se dément
pas aujourd’hui à en juger les investissements et les projets menés au sein de la jeune filiale du groupe Serma
Energy. Lumière sur un laboratoire armé pour affronter les défis de l’avenir en matière d’essais de motorisation
électriques.
Peter Herssens
Aujourd’hui directeur (depuis
octobre 2019) de Serma
Energy, Peter Herssens (37
ans) a démarré sa carrière
dans le sport mécanique
(endurance) à la fois dans
l’automobile et la moto. Il y
a appris à « tout faire », du
design du véhicule complet
à la mécanique en passant
par le bureau d’études.
Après avoir été responsable
du montage de moteur à
compression variable chez
Danielson Engineering,
il entre chez PSA comme
responsable d’exploitation
de bancs de sous-ensembles
avant de développer des
bancs de test pour boîte de
vitesse. Après un passage
chez l’Allemand Kratzer
Automation, il intègre Serma
il y a trois ans.
Si l’on avait imaginé un seul instant il y a
une quinzaine d’années que l’automobile
prendrait un virage aussi prononcé
dans l’électrique, beaucoup d’entre nous n’y
auraient pas cru. Pourtant, le retournement
de l’opinion ces derniers temps en faveur de
l’électrique (et au détriment de la thermique,
en particulier suite au « dieselgate ») et les
grandes annonces des politiques ont poussé
les constructeurs à investir des milliards
d’euros et de dollars dans une énergie certes
connue, mais aux défis majeurs en matière
d’autonomie, de coûts de production et de
cycle de vie des batteries.
Les majors de la filière automobile n’ont eu
d’autres choix que de s’en remettre à des spécialistes
des essais et du développement de
bancs, afin d’être dans les clous et de se positionner
sur un marché aujourd’hui dominé
par Tesla, entre autres. Ces spécialistes
Ce centre d’essai abrite pas moins
de 5 000 m 2 entièrement dédiés aux tests
capables de répondre par une offre complète
ne sont quant à eux pas nombreux, à l’image
du Français Serma Group qui réunit près de
15 000 m 2 de bâtiments industriels (entre
laboratoires, salles d’essais, salles blanches et
ateliers de production), positionnés sur cinq
domaines d’activités stratégiques : l’électronique,
l’énergie, la microélectronique,
l’ingénierie des systèmes embarqués ainsi
que la sûreté et la cybersécurité des systèmes.
Fort de 1 200 salariés, le groupe investit plusieurs
M€ chaque année dans la R&D et propose
aux industriels une plateforme unique,
indépendante et internationale de produits
et services dans les domaines cités ci-dessus.
CRÉATION RÉCENTE DE SERMA
ENERGY POUR RÉPONDRE AUX
NOUVEAUX ENJEUX INDUSTRIELS
En 2019, à l’arrivée de son actuel directeur,
sortait de terre Serma Energy, six mois à
peine après le lancement du projet ! « Une
prouesse car le projet comprenait à la fois
la construction de bancs d’essais et du bâtiment
! », indique Peter Herssens, qui en prit
les rênes en octobre de la même année. Objectif
? Répondre à des demandes croissantes en
matière de développement de motorisations
électriques en proposant des bancs de tests
pour cellules, modules, packs, électronique
de puissance, moteurs et groupe motopropulseur
permettant d’accompagner les clients
28 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

DOSSIER
industriels – en France et à l’international – à chaque étape du
développement d’un produit. « L’un de nos atouts majeurs réside
dans notre maîtrise à tous les niveaux des phases de tests et de
nos moyens d’essais ; nous n’apportons pas seulement du test
mais la maîtrise de toute la chaîne ». Un savoir-faire reconnu,
notamment dans l’automobile auprès des
grands constructeurs et équipementiers
français.
D’une superficie de 5 000 m 2 dédiés aux
tests, ce centre d’essai dispose de nombreux
bancs batteries dont plus de cent
voies cellules, six voies modules et neuf
voies packs, six bancs convertisseurs de
puissance, trois bancs pour chargeur VE
et trois bancs e-moteurs, ainsi qu’un banc
multi-usage, capable de prendre en charge
le véhicule complet. Quant aux moyens
mis en œuvre, leurs caractéristiques techniques
haute performance permettent de
caractériser les technologies et de tester
le fonctionnel, d’effectuer des tests d’endurance
et de vieillissement, de contraindre les applicatifs à
des environnements sévères, de faire de la simulation ou bien
de passer des tests de conformité aux normes en vigueur…
des moyens qui peuvent dépasser des puissances de plus d’un
mégawatt.
Serma Energy développe des bancs pack,
d’électronique de puissance et de moteur,
comme ici en photo
Banc d’essais
haute-fréquence pour
support moteur
Banc de tests permettant de mesurer
la raideur dynamique et le facteur de
perte de supports élastomères, avec
une plage de fréquence allant de
50 Hz à 3 000 Hz, et une précharge
pouvant être comprise entre 0 et
5 000 N.
Solution clé-en-main bénéficiant
de notre expérience en expertise
et en conception de banc d’essais.
www.ahlersheinel.de
© Fraunhofer LBF, Darmstadt
m+p international Sarl
5, rue du Chant des Oiseaux
78360 Montesson
Tél. : +33 130 157874
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www.mpihome.com
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I29

DOSSIER
L’HYDROGÈNE AUSSI EN LIGNE DE MIRE
Si la mobilité électrique occupe les laboratoires de Serma
Energy, l’hydrogène n’est pas en reste. Après les nombreuses
annonces gouvernementales post-Covid énoncées l’an dernier,
la filière a le vent en poupe. Du côté du groupe Serma, Peter
Herssens confirme que « nous avons la volonté d’investir et
d’être présents à tous les niveaux du développement de moteurs
et de piles à hydrogène : tant sur la partie caractérisation et
tests, que sur l’audit et le conseil, l’analyse technologique et de
matériaux, et la sécurité ».
Exemple d’un des bancs de tests moteur
Quant à la simulation numérique, celle-ci est largement utilisée
pour intégrer un maximum de données d’essais et aider le
client à devenir plus autonome dans ses propres développements.
Serma Energy prévoit à termes d’aller plus loin : « nous
souhaitons que notre service calcul pousse la simulation à l’ensemble
de la chaîne de propulsion, afin de proposer un package
complet à nos clients ; en somme, nous prévoyons un modèle
permettant de simuler un moyen de stockage, de conversion
et de propulsion complet intégré dans son environnement ».
DÉVELOPPEMENT DE BANCS SPÉCIFIQUES
Serma Energy développe des bancs en permanence, notamment
des bancs pack, d’électronique de puissance et moteurs, mais
aussi des cellules pour les chargeurs de batteries. Parmi les
développements significatifs, et ils sont nombreux, notons la
campagne d’essais réalisée l’an dernier sur les moteurs. « Nous
avons effectué la caractérisation complète de la machine : nos
essais ont porté sur la mécanique, la thermique et la partie
NVH », précise Peter Herssens. Son équipe a en effet développé
une méthodologie pour mener des essais par hémisphère en
full dynamique. « On a extrait toute l’analyse modale de la
machine en dynamique, puis on a utilisé des caméras vibratoires
haute vitesse 3 axes, nous permettant de ressortir tous
les niveaux de vibrations sans ajouter de masse. »
Pour le patron du laboratoire « énergie » du groupe, la question
de l’hydrogène concernera autant les voitures particulières
que les flottes d’entreprise et véhicules dédiés à la livraison
« dernier kilomètre », les questions de stockage d’hydrogène
ne pourront véritablement être résolues que dans des espaces
dédiés et suffisamment vastes pour accueillir des espaces de
stockage et des bornes de recharges quotidiennes. « Surtout,
l’hydrogène se montrera très pertinent dans le transport maritime
ou encore le tertiaire. Mais l’urgent est de chercher et de
travailler pour tirer l’hydrogène vers les secteurs qui pourront
vraiment utiliser cette énergie… arrêtons de faire du bruit pour
rien et trouvons ! »
Loin des effets d’annonce, Peter Herssens, à travers les laboratoires
de Serma Energy, préfère le concret, et celui-ci ne passe
que par l’investissement dans les compétences humaines et
les équipements d’essais et de simulation… une démarche
qui semble faire le succès du groupe et de sa filiale dédiée à
l’énergie qui, après seulement deux ans et demi d’existence,
prévoit d’embaucher une quinzaine de personnes supplémentaires,
passant d’ici fin 2022 l’effectif de vingt-cinq à quarante
salariés ●
Olivier Guillon
Par ailleurs, Serma Energy a ajouté un analyseur d’acyclisme,
de façon à faire de la prédiction sur l’état de santé de
la machine. « Nous sommes ainsi en mesure de détecter avant
même l’apparition d’une vibration – et donc l’occurrence d’une
défaillance – une anomalie grâce à un boîtier reposant sur de
l’analyse d’acyclisme et un simple capteur de vitesse installé sur
l’axe de la machine tournante. Avec ce module de maintenance
prévisionnelle, nous avons pu augmenter l’intervalle de révision
et permis au client de savoir si un problème va apparaître avant
même d’entamer la dégradation de la machine en test ».
30 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

DOSSIER
AVIS D’EXPERT
Batteries automobiles :
des laboratoires de test en quête
de l’autonomie optimisée
Dans la quête pour prolonger la durée de vie des batteries, l’alchimiste des temps modernes a encore du
chemin à parcourir. Une bonne conception de batterie pour l’industrie de la mobilité électrique équivaut
à concocter une potion puissante, avec le bon équilibre de produits chimiques pour gérer différentes
applications et environnements difficiles. La batterie doit également avoir du punch pour offrir un meilleur
rendement kilométrique sur la route.
Hwee Yng
Spécialiste de l’Industrie
Automobile et
Energétique (AES) chez
Keysight Technologies,
Hwee Yng joue un rôle clé
dans la communication
autour des innovations
technologiques qui
permettront aux clients
de résoudre leurs
problèmes de conception
et de test de manière
plus efficace, plus
rapide et plus rentable.
Avant d’occuper ce
poste, Hwee Yng a
accompagné l’équipe de
tests fonctionnels et de
cartes d’Agilent/Keysight
en tant que chargée de
communication intégrée.
EV Battery
Les fabricants de batteries se livrent une concurrence acharnée pour obtenir une
part du gâteau sur le marché des batteries pour véhicules électriques (VE), dont la
valeur devrait atteindre 44,2 milliards de dollars entre 2020 et 2024. Si la technologie
a permis de réduire de 80 % le coût d’une batterie Li-ion pour les VE au cours de la
dernière décennie, la batterie reste la pièce la plus chère de la voiture électrique. La baisse
de ce coût aidera les VE à séduire davantage de conducteurs.
AU CŒUR DE LA R&D : TROUVER LES PARAMÈTRES ADÉQUATS À MESURER
Que doit faire l’alchimiste des temps modernes pour trouver un équilibre dans la formulation
de la batterie idéale et abordable ? La réponse réside dans la compréhension des facteurs
à l’origine des écarts entre les objectifs de conception et les performances réelles (voir
l’exemple de la figure 1). Pour créer la formule chimique idéale, il faut comprendre les
différents paramètres qui influent sur les performances de la batterie, au niveau de la
cellule, du module et du pack, en fonction des différentes applications visées.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I31

DOSSIER
(voir la figure 2). En outre, l’évolution rapide
du marché des batteries pour VE signifie
également que les fabricants doivent adopter
des solutions de conception pour les tests
à l’épreuve du temps afin de garantir un
retour sur investissement intéressant dans
leurs solutions de conception et de test.
Récemment, ElringKlinger AG , l’un des
principaux développeurs mondiaux de
systèmes d’entraînement automobile et
fabricant de composants de batteries, a
décidé de collaborer avec Keysight Technologies
pour accélérer le développement des
batteries. ElringKlinger testera ses cellules
afin d’identifier la combinaison de cellules
la plus efficace pour les applications ciblées
de ses clients finaux, en utilisant la solution
de test de batteries Scienlab de Keysight.
Figure 1
Il faut tenir compte des différentes caractéristiques des cellules lors du développement
d’une nouvelle cellule, car les caractéristiques des cellules dépendent de leurs applications
Pour compliquer les choses, chaque cellule
de batterie présente des caractéristiques
différentes qui dépendent de leurs
applications. Lors de la conception et
du test des batteries, le responsable de la
conception des cellules de batterie doit
envisager comment jongler avec divers
paramètres de test pour plusieurs types
de cellules en cours de développement, avec
les ressources de test disponibles.
Par exemple, dans les VE et les VE hybrides,
la charge rapide et l’autonomie étendue sont
importantes, ainsi la conception de la batterie
doit privilégier des tests pour obtenir
une meilleure capacité, efficacité et densité
d’énergie. Pour pouvoir gérer et répondre
efficacement à ces impératifs, les fabricants
de cellules de batterie doivent anticiper les
types de tests à effectuer tout au long de
la chaîne de développement de la batterie
Figure 2
Chaque étape du cycle de développement d’une batterie, de la cellule au module et au pack,
nécessite des tests rigoureux pour répondre aux critères de conception
Les modules de batterie composés de
plusieurs de ces éléments sont utilisés
pour développer des systèmes de batterie
comprenant un système de gestion de la
batterie (BMS), une gestion thermique et
les composants mécaniques nécessaires.
Dans son modèle d’utilisation, ElringKlinger
a installé un laboratoire clé en main
hautement personnalisé qui comprend la
gamme complète des systèmes de test de
batteries Scienlab de Keysight, y compris un
environnement de sécurité pour tester les
cellules, les modules et les packs de batteries.
LES LOGICIELS : LA CLÉ DU BON
USAGE ET DU SUCCÈS
Alors que la technologie permet aux batteries
de VE d’atteindre une plus grande
densité énergétique et une plus longue durée
de vie, les laboratoires qui les développent
deviennent également plus importants. Pour
de nombreux autres petits fabricants de
batteries disposant de laboratoires modestes,
il est possible de gérer et de coordonner
manuellement les quelques systèmes de
test avec des outils rudimentaires, comme
un tableur. Ces dernières années, ces petits
producteurs de batteries se sont retrouvés
avec un « bon problème », à mesure que
leur activité se développait rapidement,
contraignant les responsables de laboratoire
32 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

DOSSIER
à trouver des moyens plus rentables de gérer
les processus de travail et de coordonner
efficacement les ressources de test.
Cette tendance à la création d’immenses
laboratoires de test avec des milliers de
canaux de test présente de nouveaux défis :
• Un nombre croissant de types de cellules
à tester, entraînant une demande de ressources
de test plus importantes pour
répondre à un volume de test plus élevé.
• Une pression plus grande sur les délais
de mise sur le marché, avec une demande
de tests plus efficaces sur le cycle de vie
des batteries.
• Une gestion des données de test et des
projets sur différents sites.
En plus de ces critères, le responsable du
laboratoire doit s’assurer que les dispositifs
testés (DUT), dans ce cas, les cellules,
modules et packs de batteries, peuvent
fonctionner comme prévu dans ce que
l’on appelle les tests « chronosynchrones ».
Certains paramètres communs mais importants
comprennent
• la durabilité, l’autonomie et l’efficacité
• le fonctionnement, le vieillissement,
les conditions environnementales et les
performances
• la conformité aux normes industrielles,
telles que ISO, DIN EN et SAE
• le comportement en fonction de la température
et la résistance mécanique
• l’analyse électrochimique.
Si l’on multiplie ces paramètres par le
nombre d’objets sous test du client, parfois
répartis sur différents sites, il apparaît très
clairement que les méthodes manuelles de
suivi des données ne suffisent plus.
L’utilisation du Big Data, qui a fait ses premiers
pas dans le monde de la fabrication
électronique à grande échelle avec l’avènement
de l’industrie 4.0, s’accélère également
dans le secteur des batteries pour véhicules
électriques. Les fabricants de batteries qui
montent en puissance travaillent avec des
fournisseurs de solutions comme Keysight,
en utilisant des outils d’automatisation
comme le PathWave Lab Operations for
Battery Test, et des logiciels d’analyse de
batteries comme Energy Storage Discover
pour mettre au point rapidement et déployer
leurs programmes de test.
La figure 3 illustre comment ces deux logiciels
forment un « fond de panier « intégral
pour l’ensemble du processus de développement
et de test des batteries. Alors que les
tests sont contrôlés par le logiciel Energy
Storage Discover, le logiciel PathWave
Lab Operations for Battery Test, basé sur
le cloud, permet de visualiser et de gérer
l’ensemble du flux de travail de bout en
bout du laboratoire.
Une telle plateforme permet au responsable
du laboratoire de gérer facilement les commandes
de tests, de planifier et d’optimiser
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I33

DOSSIER
les capacités et les séquences de tests, et
de partager plus efficacement les données
à analyser.
OPTIMISATION DES
PERFORMANCES ET DE LA
FIABILITÉ DE LA BATTERIE
Figure 3.
Architecture de calcul et de communication pour les opérations du laboratoire PathWave
pour le test de la batterie
Quelle que soit la qualité de la conception
de chaque cellule de la batterie, ses performances
dépendent de son interconnexion
dans le module et le pack, et des conditions
réelles du véhicule électrique. Une batterie
est altérée par les températures extrêmes,
les cycles énergétiques (utilisation) et la
vitesse de charge. De plus, la fluidité de
la conversion énergétique au niveau des
différentes interfaces de charge, à la fois
à bord du véhicule et avec l’équipement
d’alimentation électrique externe (EVSE)
est aussi un facteur important. La figure
4 illustre l’environnement complexe
auquel la batterie du véhicule électrique
est connectée.
©Keysight Technologies
©Keysight Technologies
Figure 4.
La batterie Li-ion haute tension (HV) est au cœur de l’alimentation du véhicule
électrique et de ses différents systèmes
Figure 5.
De la cellule unique, au module et au pack, jusqu’à son utilisation dans le véhicule
électrique - chaque étape nécessite des tests rigoureux pour garantir la sécurité et la fiabilité
TEST DE BATTERIE HOLISTIQUE
La puissance d’un VE est déterminée par la
façon dont les cellules, modules et packs de
batteries fonctionnent ensemble pour fournir
une meilleure puissance et une meilleure
autonomie. Comme le montre la figure 5,
même si le voyage de la cellule unique commence
dans le laboratoire de conception,
chaque étape de son développement, de
sa fabrication et de son intégration dans le
véhicule comporte de multiples interfaces.
Une conception et des tests à chaque étape
de ce circuit garantissent la sécurité et la
fiabilité du véhicule pour ses occupants,
et permettent de réaliser des économies
d’échelle pour rendre les batteries plus
abordables.
La perspective des alchimistes des temps
modernes va au-delà de l’optimisation de
l’autonomie des véhicules électriques. En fin
de compte, des batteries bien conçues seront
au cœur du mouvement mondial vers des
sources d’énergie véritablement propres ●
Hwee Yng
Keysight Technologies
34 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

DOSSIER
RETOUR D’EXPÉRIENCE
La corrélation d’images numériques
au service des développements de
structures dans l’automobile
Le spécialiste de la simulation Eikosim a déployé une solution de suivi par stéréo-corrélation d’images des
essais de chargement sur une portière au sein du Technocentre de Renault. Retour d’expérience dans cet article.
Dans le cadre du suivi de production à grande échelle des
pièces automobiles, de nombreuses pièces sont soumises
à des tests répétés afin de s’assurer de leur intégrité une
fois mises en service. Dans ce cadre, l’essai que nous abordons
dans cet article est dédié aux essais de tenue à la sollicitation dite
« Coup de vent » d’une structure ouvrante (fig. 1).
Figure 1.
Floriane Soulas
Ingénieure d’études et commerciale,
Floriane Soulas rejoint l’équipe
d’EikoSim en 2019 après avoir
obtenu son doctorat en mécanique
des structures et une première
expérience industrielle
fonctionnement de la portière. De plus, entre chaque palier de
mise en charge, on effectue un retour à zéro de la portière qui
retrouve sa position initiale.
Des capteurs de déplacement (type LVDT) sont disposés en
plusieurs endroits de la portière. Un premier capteur à fil a été
placé à l’extrémité, au niveau du vérin permettant le déplacement.
Un second capteur a quant à été installé au bas de la portière près
de l’axe des charnières. C’est ce second capteur qui sera confronté
aux résultats de corrélation d’images.
SUIVI DE DÉPLACEMENT PAR MESURE DE CHAMP EN
CORRÉLATION D’IMAGES
Suivant les indications de la figure 1, une paire de caméras est donc
positionnée en vis-à-vis de la portière en cours d’essai (cf Fig. 2).
La taille conséquente de la structure ne permet pas de visualiser
l’ensemble de la portière et d’effectuer l’analyse sur toute la surface
avec une précision suffisante. Une zone d’étude réduite (représentée
en Fig. 3) a donc été déterminée, c’est sur cette zone que l’analyse
et la comparaison ont été effectuées lors de l’étude.
En dépit des larges mouvements de corps rigide de la pièce, les
caméras sont en mesure de capter la totalité de la cinématique
d’ouverture de la portière sur la zone d’étude, qui comprend la
Des essais de chargement sur une portière ont été réalisés avec un
suivi par stéréo-corrélation d’images dans les locaux du Technocentre
de Renault. Le but de ces essais est de réaliser un suivi en temps
réel afin de quantifier les déplacements imposés sur la portière. On
cherche ainsi à quantifier de façon globale le champ de déplacement
sur l’ensemble de la structure afin de s’assurer de la validité du modèle
numérique correspondant. Pour ce faire, on amène la porte en butée
et on applique un effort progressif par paliers sur son extrémité,
reproduisant une ouverture par un utilisateur. On prolonge ce
mouvement de corps rigide au-delà de la butée d’ouverture en
Figure 2. Figure 3.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I35

DOSSIER
position du capteur à fil (point vert sur la Fig. 3). Les résultats
présentés dans la section suivante seront adimensionnés.
Cependant, on note que la mesure est exprimée directement
sur le maillage éléments finis de la pièce, ce qui permet une
comparaison immédiate avec les champs de déplacements
prévus par le calcul de dimensionnement pour la sollicitation
considérée.
RÉSULTATS ET PERSPECTIVES
On projette ainsi les déplacements mesurés directement sur le
modèle éléments finis fournis par Renault, comme le montre
la Fig. 4. Comme attendu, un mouvement d’ouverture de la
porte vers l’extérieur et l’extrémité plus important que du côté
interne est mesuré. On peut également retrouver ces résultats
en se penchant plus particulièrement sur la comparaison avec le
capteur à fil. Pour cela on dispose sur le maillage un capteur de
déplacement virtuel (en vert sur la Fig. 4), grâce à la fonction de
création de capteurs de déplacements d’EikoTwin, positionné
à l’emplacement réel du capteur physique. La Fig. 5 montre la
comparaison entre les deux capteurs pour les premiers paliers
de mise en charge.
Cet écart est dû à la différence de normales entre le capteur à
fil (normale glissante, qui se modifie avec l’angle d’ouverture
de la portière) et celle des caméras qui elle est fixe. La mesure
optique sur le maillage a donc ici un avantage supplémentaire
pour les grands déplacements, puisqu’il n’est pas nécessaire de
la recaler dans le repère du modèle.
Il convient également pour cet essai de s’intéresser au
comportement de la portière lors des phases de relaxation. En
effet, entre chaque palier de chargement, un retour à l’état initial
est réalisé. On s’attend, ainsi que prédit par le modèle numérique,
à ce que la portière retrouve sa position initiale entre chaque
palier, ce qui correspond, dans la mesure, à un retour à zéro
déplacement.
Figure 6.
Figure 4.
Figure 5.
On observe ici des valeurs cohérentes de déplacement entre le
capteur à fil réel et la mesure par CIN. Un écart est cependant
présent et se creuse au fur et à mesure que la portière s’ouvre.
Comme le montre la Fig. 6, avec l’écart susmentionné entre les
capteurs réel et virtuel, la portière ne revient pas à zéro entre deux
phases de chargement, contrairement à ce qui avait été prédit par
le modèle numérique. Par ailleurs, cet écart à la position initiale
augmente en même temps que le déplacement imposé, ce qui
constitue une information essentielle pour le futur recalage du
modèle numérique.
En conclusion, la mesure réalisée a montré des champs de
déplacement obtenus lors des paliers de montée en charge homogènes
et cohérents avec l’effort de traction appliqué et le capteur à fil
instrumenté pour cet essai. Un écart est cependant constaté, issu
de la présence d’un angle variable entre la normale du capteur
à fil et le mouvement de la portière selon un angle qui varie au
cours du temps.
Cependant, l’essai a également permis de mettre en avant un
comportement inattendu lors des paliers de relaxation et la présence
de déplacement résiduels. Contrairement à ce qui avait été prédit
par le modèle numérique, la portière ne revient pas à sa position
d’origine entre chaque palier, ce que montre la corrélation d’images
mais également le capteur à fil.
Des données d’essais ont été récoltées dans cette zone pour
la première fois. Ces essais sont encourageants et fournissent
des résultats qualitatifs et quantitatifs dans des zones d’études
préalablement jamais mesurées, permettant la mise à jour du
modèle numérique associé ●
Floriane Soulas (EikoSim)
36 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

DOSSIER
TECHNOLOGIES
Des solutions de tests vibratoires
batteries « plug & play »
Dans cet article, Miguel Marous, directeur commercial et marketing de la société IMV France, filiale du géant
nippon des machines de tests, nous donne sa vision du marché des essais pour l’automobile et des solutions que
l’on peut trouver sur un marché bouleversé par les nombreuses et fortes évolutions impactant toute une filière.
Sous l’impulsion des pouvoirs publiques et la pression sociale,
la réduction des émissions de CO2 est un impératif pour
essayer de préserver notre capital commun. Pour participer
à cet effort collectif, une nouvelle mobilité s’est imposée. Nouvelle
mobilité qui favorise l’émergence d’énergie nouvelles telle que
l’hydrogène mais surtout l’énergie électrique pour les véhicules
particuliers et industriels. Si bien que les fabricants ont dû adapter,
en seulement quelques années, leur offre dans le but d’offrir des
véhicules à faible émission de CO2. Les fabricants mondiaux,
européens mais également français disposent aujourd’hui d’une
part grandissante de véhicules tout électriques ou hybrides. Les
ventes de véhicules électriques ont d’ailleurs progressé de 57% en
Europe en 2021. La part de ces mêmes véhicules est quant à elle
passée à 4,1% des ventes mondiales au 1er trimestre 2021 contre
3,1% pour tout l’année 2020.
Pour soutenir la demande en forte progression et offrir des
performances en accord avec les demandes des nouveaux utilisateurs,
le développement de nouvelles plateforme batteries et de nouvelles
technologies sont nécessaires. Afin d’assurer une pérennité de la
production des batteries en Europe, plusieurs gigafactory ont ainsi
été construites ou sont sur le point d’émerger en Europe et en
particulier en France. En parallèle, les financements européens et
privés ont permis l’émergence de nouveau opérateurs ou start-up
(ACC, Verkor, Envision, NorthVolt, Akasol, ItalVolt…).
l’électrification de qualifier et de fiabiliser leurs premiers véhicules.
Le développement de ces véhicules a poussé nos ingénieurs à
développer des solutions spécifiques aux contraintes de cette
nouvelle industrie. Aujourd’hui, deux centres d’essais d’IMV
Corporation sont spécialisés dans la qualification de batteries
électriques, les centres d’Uenohara et d’Iruma. Ces deux centres
proposent notamment des vibrateurs K125, K200 et K350 qui
permettent de répondre aux tests les plus exigeants.
ENJEUX DES ESSAIS VIBRATOIRES DE BATTERIES
Fort de ses premières expériences, IMV Corporation est
aujourd’hui en mesure de répondre à toutes les exigences liées
aux essais vibratoires des batteries. Le choix du moyen d’essai
vibratoires des batteries se résument trois enjeux majeurs :
• Diversité de la taille & masse des équipements
• Diversité des profils vibratoires
• Intégration sécuritaire et/ou enceinte climatique
> Diversité de la taille des équipements
Les batteries sont composées de trois éléments majeurs, les
cellules, les modules et les packs.
IMV, UN PIONNIER EN MATIÈRE DE TESTS
VIBRATOIRES DES BATTERIES
IMV Corporation dispose de plusieurs laboratoires d’essais au
Japon. Ces six centres permettent de répondre à l’ensemble des
industries. Le catalogue complet y est représenté afin de réaliser
les tests de transport avec des vibrateurs longue course, en passant
par les essais ferroviaires sur les plateformes multi vibrateurs (4x3
mètres), jusqu’aux essais 3 axes simultanés.
Ces installations ont permis aux pionniers de l’hybridation et de
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I37

DOSSIER
Comment réussir à tester ces différents éléments sans multiplier
les solutions vibratoires. IMV corporation propose pour cela
des solutions innovantes pour les tables horizontales comme
pour les têtes d’expansion.
Pour limiter la force et ainsi la taille du vibrateur à prévoir, nous
proposons avec notre partenaire Centrotecnica, une solution de
table modulable, interchangeable et insensible aux contraintes
thermiques. Les tables horizontales proposées sont en mesure
de tester des petits modules jusqu’aux packs « Extra Large ».
- Table RT (table à rails de guidage) -
La table RT est un nouveau concept de table coulissante, conçu
et produit par notre partenaire pour offrir une alternative aux
anciennes solutions à paliers hydrostatiques haute ou basse
pression. La principale innovation consiste en l’utilisation
de guidages à recirculation de billes et d’une technologie
d’amortissement particulière. Ce système innovant se caractérise
par une grande fiabilité, flexibilité et une simplicité d’utilisation.
Taille des plaques coulissantes : 450, 600, 750, 900, 1050, 1200,
1500, 2000mm.
- Table KRT (Table modulable RT) -
La table KRT est une amélioration de la table à rail RT. Ce nouveau
concept de table coulissante offre une alternative aux solutions
double table ou double combo. La principale innovation réside
dans l’utilisation d’une table composée de plusieurs parties.
Elle permet d’utiliser uniquement les plaques nécessaires pour
s’adapter à la taille de la charge utile. Celle-ci est particulièrement
adaptée au test des packs « Extra Large » en longitudinal et en
transversal sur table horizontale.
Contrairement aux solutions à paliers hydrostatiques, ces deux
technologies n’utilisent pas d’huile. Elles offrent donc plus de
latitudes pour le changement de taille de plateaux. La masse
embarquée est alors optimisée pour limiter la force nécessaire
38 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

DOSSIER
au vibrateur tout en offrant une rigidité d’interface en reprenant
la totalité des points de fixation sur même bâti.
Le centre de gravité des modules et pack étant relativement bas,
ils génèrent des moments de tangages très limités. Il n’est pas
nécessaire d’envisager une technologie trop coûteuse, difficile de
mise en œuvre et sensible aux contraintes thermiques. Les tables
RT et KRT sont capables de supporter les moments observés
tout en réalisant les essais sous contraintes thermiques (-40°C ;
+80°C) sans avaries sur les paliers.
Dans le cycle de développement les batteries, comme leurs sousensembles,
doivent subir la totalité de ces essais. Les profils les
plus utilisés sont les normes :
• ISO 12405 •VW 80000
• IEC 62660 • LV214
• ISO 19453-6 • GB/T2423.43
• ISO 16750-3 • GB/T2423C.21
• UN38.3
> Diversité des masses des
équipements
Tester une cellule de quelques grammes
ne nécessite pas le même moyen que
tester un pack complet d’un grand SUV.
Les cellules doivent être soumises à des
accélérations de très haut niveau, jusqu’à
150g - 6ms selon la norme UN38.3 Test
section T4. Le vibrateur doit être en
mesure de générer ce choc nécessitant une vélocité de 2,8m/s.
Les packs les plus volumineux peuvent atteindre 2,5m de long
pour 1,8m de large et une masse d’environ 700 kg. Le poids des
différentes interfaces peut également représenter une masse nos
négligeables pour réaliser ces essais.
Il faut donc pouvoir adapter les interfaces et les moyens à chaque
type d’équipement. Une adaptation au plus juste permet de
mieux rentabiliser son investissement ; il est donc primordial
pour le fabricant ou le laboratoire d’essai de bien identifier les
éléments qu’ils doivent qualifier en priorité. Qui peut le plus
ne signifie pas qu’il soit adapté au « moins ».
Les essais de chocs sont dimensionnants pour le choix du
vibrateur. En effet, les forts niveaux d’accélération couplés à des
pack de plus en plus volumineux (Large & XL) conduit à choisir
un vibrateur capable d’appliquer une force jusqu’à 800kN. IMV
Corporation dispose pour cela d’un des plus puissants vibrateurs
électrodynamiques du marché, le K350 vibrateur refroidi par eau
capable de fournir jusqu’à 900kN en choc (50g-6ms). Celui-ci
dispose d’un déplacement standard de 76,2 mm et est capable
de générer des chocs haute vitesse jusqu’à 3,5m/s. IMV Dispose
d’une gamme de vibrateur refroidi par eau variée capable de
convenir à l’ensemble des tailles de pack, les vibrateur K125LS
et K200 sont des alternatives possibles en fonction du niveau
de choc souhaité. Les ingénieurs IMV Corporation ont conçues
des versions optimisées des amplificateurs afin d’améliorer leurs
performances. Les essai aléatoires et sinus ne nécessitent pas de
force importante, même pour les pack Extra Large ; le vibrateur
A74 peut largement effectuer le test IEC 62660.
> Diversité des essais
Les essais vibratoires sont classés dans deux catégories.
D’une part, les essais de qualifications lesquels ont pour
fonction de vérifier la conformité des composants aux
réglementations et directives internationales. D’autre part,
les essais environnementaux ; ceux-ci sont destinés à vérifier
les performances et la fiabilité des différents composants
soumis à des sollicitations extrêmes.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I39

DOSSIER
- Intégration sécuritaire et/ou enceinte climatique -
Pour assurer une meilleure intégration des solution vibratoires
avec les dispositifs de sécurité et climatique, IMV a développé
une solution spécifique de bâti intégré.
Cette solution, unique sur le marché, permet de maintenir
les éléments de batteries potentiellement dangereux dans un
environnement confiné en assurant une parfaite isolation et
intégration avec l’enceinte climatique. Il est alors possible pour
le climaticien et/ou l’utilisateur de gérer les émanations de
gaz ou encore asperger d’eau les pack batteries afin de limiter
l’emballement thermique.
Pour assurer une rentabilité maximum, l’ensemble de la gamme de
vibrateurs IMV Corporation est équipée de la dernière génération
d’amplificateurs HAM. Ces amplificateurs intègrent le mode
Eco développé il y près de dix ans.
Les vibrateurs refroidis à air comme à eau peuvent réaliser jusqu’à
60% d’économies d’énergie. Pour les vibrateurs refroidis à air, le
niveau de champs et la vitesse de la turbine sont asservis au plus
juste par l’amplificateur pour trouver le point de fonctionnement
optimal.
Les vibrateurs à eau bénéficient également de la gestion optimisée
de la consommation électrique par le logiciel ISM. Les vibrateurs
les plus puissants K200 et K350, grâce à l’ISM, peuvent réduire
de près de 75% leur consommation lors des essais aléatoires tels
que les tests IEC 62660, ISO 12405. Cette fonctionnalité permet
d’assurer une bonne rentabilité de ces vibrateurs en offrant plus
de capacité de tests.
Fort de ces nombreux développements IMV Corporation est
capable de fournir des solutions vibratoires dédiées clé en main,
évolutive, à tous les fabricants de batteries et laboratoires d’essai.
MV Corporation, premier fabricant de vibrateur au monde,
a intégré toutes les problématiques de ce type d’essai et peut
faire profiter de son expérience acquise lors des nombreuses
installations réalisés à travers le monde ●
Miguel Marous (IMV France)
40 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

VIE DE L’ASTE
PAGE PARTENAIRE
Vie de l’ASTE : Assemblée générale
et point sur les commissions
« Thermique » et « Méca-Clim »
L’Assemblée Générale s’est réunie le 30 juin dernier au Barp. Le président Daniel Leroy a présenté son rapport
moral 2020 et le trésorier, Bernard Colomies, le rapport financier. Cristina Sousa (Siemens Industry Software) et
Alexis Banvillet (CEA-Cesta) ont été élus au poste d’administrateur de l’association. Le point également dans cet
article sur deux commissions majeures.
LA COMMISSION THERMIQUE ET TECHNIQUES
CONNEXES
La Commission Thermique a été créée en juin 2017, suite à la
fusion avec l’association thermique Celsius. Les objectifs de ladite
commission sont multiples :
• Partager des savoirs, des méthodes et de bonnes pratiques dans
les domaines de la simulation numérique et expérimentale,
• Favoriser le montage de projets de recherche dans le domaine
de la thermique,
• Organiser des groupes de travail, des journées techniques et
des colloques-salons (ASTELAB Thermique) dans le domaine
de la thermique et des techniques associées afin de répondre à
ses missions.
La Commission a mis en place récemment le groupe de travail
« Modélisation » qui s’est réuni pour la première fois en janvier
2020. Vingt représentants des sociétés des secteurs très divers y ont
assisté (MBDA, PSA, Valeo, CEA Cesta, Icam, Cnes, Thales Alenia
Space, EDF, Liebherre Aerospace, Airbus Defense & Space …).
La prochaine réunion du Groupe de Travail Modélisation aura lieu
le vendredi 1er octobre 2021 à l’Icam de Toulouse et sur Zoom. Qui
peut participer ? : toute personne membre de l’ASTE intéressée,
en faisant acte de candidature auprès du secrétariat de l’ASTE
(pperrin@aste.asso.fr, 01 61 38 96 32)
LA COMMISSION MÉCA-CLIM
La commission Méca-Clim animée par Henri Grzeskowiak depuis
une dizaine d’années fait suite à la commission CIN EG MECA
de la DGA (qu’il avait animée aussi entre 1990 et 2012 environ),
elle-même à la suite de la commission GAM EG 13 et auparavant
GAM T13, qu’il avait animées depuis les années 1975. Plus de
quarante-cinq ans de continuité de ces commissions, c’est donc
une vieille histoire qui continue aujourd’hui avec les travaux sur
les normes NFX 50-144-1 à 6.
Objectifs de la commission Méca-Clim :
• aider à la diffusion et à l’élaboration des bonnes pratiques de
la mise en œuvre de la collection des six normes Afnor NFX
50-144-1 à 6 et préparer les futures mises à jour de cette collection
(cycle de mise à jour : cinq ans),
• actualiser l’Annexe Générale Mécanique (de la GAM EG 13)
qui devra changer de nom, et la faire évoluer vers un ensemble
de fascicules des bonnes pratiques pour la prise en compte de
l’environnement mécanique en application de la NF 50-144-3,
• préparer l’équivalent du point 2 en climatique,
• assurer une veille technique des normes suivantes : MIL STD
810, DEF STAN 0035, CEI 60068, CEI 732, DO160
• apporter un support de réflexion aux questions diverses posées
par les membres de la commission ●
Fréquence et lieu des réunions :
Toutes les huit semaines en présentiel à Sopemea (Vélizy) ou
en distanciel (Zoom).
Qui peut participer ? :
Toute personne membre de l’ASTE intéressée, en faisant acte
de candidature auprès du secrétariat de l’ASTE (pperrin@aste.
asso.fr, 01 61 38 96 32)
ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I41

Cycles
Code
Formation
de Base
ou Spécifique
Intervenant et lieu
Durée
en jours
Prix
Adhérent
ASTE HT
Dates proposées
Mécanique vibratoire
Mesure et analyses des phénomènes vibratoires
(Niveau 1)
Mesure et analyses des phénomènes vibratoires
(Niveau 2)
MV1
3 1 570 €
B
IUT du Limousin
MV2 3 1 570 €
30 mars-01 avril
et 07-09 septembre
15-17 juin
et 14-16 septembre
Application au domaine industriel MV3 B SOPEMEA (78) 3 1 570 €
30 mars -
01 avril
Chocs mécaniques : mesures, spécifications, essais
et analyses de risques
MV4
S
Christian LALANNE, Henri
GRZESKOWIAK et Yvon MORI (78)
3 1 570 €
23-25 mars
et 23-25 novembre
Traitement des signaux
Traitement du signal avancé des signaux vibratoires TS S
Analyse modale et Pilotage
Pierre-Augustin GRIVELET et Bruno
COLIN (78)
3 1 570 € 28-30 septembre
Pilotage des générateurs de vibration : principes utilisés
et applications
Analyse modale expérimentale et Initiation aux calculs de structure
et essais
PV S SOPEMEA (78) 4 1 890 € 23-25 novembre
AM S SOPEMEA ou AIRBUS D&S (31) 3 1 570 € 05-07 octobre
Climatique
Les fondamentaux des essais climatiques CL B SOPEMEA (78) 2 1 350 €
01-02 juin
et 30 novembre -
01 décembre
Electromagnétisme
Compatibilité ÉlectroMagnétique (CEM) Exploitation
des normes
EL S EMITECH (78) 2 1 170 € A définir
Personnalisation Environnement
Prise en compte de l’environnement dans un programme industriel
(norme NFX-50144-1)
P1 S Henri GRZESKOWIAK (78) 2 1 170 € 28-29 septembre
Prise en compte de l’environnement mécanique (norme NFX-50144-3)
Principes de personnalisation de base
P2-1 S Bruno COLIN et Pascal LELAN (78) 3 1 570 €
16-18 mars
et 12-14 octobre
Prise en compte de l’environnement mécanique (norme NFX-50144-3)
Principes de personnalisation avancées
Prise en compte de la norme NFX-50144 dans la conception
des systèmes
P2-2 S Bruno COLIN et Pascal LELAN (78) 3 1570 16-18 novembre
P3 S Bruno COLIN (78) 3 1 570 € 23-25 novembre
Prise en compte de l’environnement climatique
(norme NFX-50144-4)
P4
S
Henri GRZESKOWIAK et Henri
TOLOSA (78)
3 1 570 € 21-23 septembre
Mesure
Extensomètrie : collage de jauge, analyse des résultats
et de leur qualité
M1 S Raymond BUISSON (78) 3 1 570 €
30 novembre -
02 décembre
Concevoir, réaliser, exploiter une campagne de mesures M2 B Pascal LELAN (78) 2 1 170 € 07-08 décembre
Fiabilité et Essais
Conception et validation de la fiabilité - dimensionnement
des essais pour la validation de la conception des produits
E1 S Alaa CHATEAUNEF (78) 3 1 570 € A définir
Les essais accélérés et aggravés E2 S Alaa CHATEAUNEF (78) 2 1 170 € A définir
Fatigue des matériaux métalliques :
Essais, dimensionnement et calcul de durée de vie
sous chargement complexe
E3 S Alexis BANVILLET 2 1 170 € 23-25 novembre
Gestion d’une Salle blanche : application dans un Centre d’Essais ME1 S AIRBUS D&S (31) 2 1 170 € A définir
L’assurance qualité dans les laboratoires d’essais selon le référentiel
EN ISO/CEI 17025
ME2 S EMITECH (78) 2 1 170 € A définir
Thermométrie
Thermométrie pour les essais vide thermique T1 S Alain BETTACCHIOLI (78) 1 900 € A définir
Formations 2021

AGENDA
Les 13 et 14 octobre 2021
AUTOMOTIVE NVH
COMFORT
Alors que le rendez-vous
biennal des mesures et des
essais, l’Automotive NVH
Comfort au Mans ouvrira
ses portes cet automne,
la rédaction du magazine
Essais & Simulations a
souhaité mettre de nouveau
en avant les moyens et les
technologies de mesure et de
contrôle à la fois vibratoires
et acoustiques dans
l’industrie. Dans le cadre de
cet événement international
conjointement organisé par
la Société des ingénieurs
de l’automobile (SIA) et le
Centre de transferts de
technologie du Mans (CCTM),
un focus sera notamment
fait sur l’automobile et
ses problématiques de
comportement en matière
de vibrations, de bruit et de
chocs.
Au Palais des congrès du Mans
www.sia.fr
Les 17 et 18 novembre
2021
FATIGUE DESIGN 2021
La conférence internationale
biennale Fatigue Design
présentera à la mi-novembre
les approches les plus
innovantes et les progrès
scientifiques en cours dans
les domaines de la conception
en fatigue pour entre autres
prolonger la durée de vie des
équipements, en s’appuyant
sur de nombreux exemples
industriels. Cet événement
aura lieu en physique dans
les locaux Cetim à Senlis
mais aussi visible à distance
avec 100% des sessions
accessibles en virtuel.
A Senlis (Cetim) ou en version
digitale
www.cetim.fr
Du 23 au 25 novembre
2021
FORUM DE
L’ÉLECTRONIQUE
Le Forum de l’Électronique
bravera la crise des
semi-conducteurs et des
composants électroniques
dans l’industrie lors de
sa tenue les 23, 24 et 25
novembre prochain à Angers,
en même temps que le
salon Sepem Industrie
Ouest. Outre l’espace des
conférences qui porteront
sur les multiples enjeux
industriels de la filière, le
Forum réunira plusieurs
dizaines d’exposants venus
présenter leurs dernières
nouveautés et innovations
technologiques. À noter
qu’à partir de 2022, le
forum sera pleinement
intégré au Sepem et fera
l’objet d’un espace 100% à
l’électronique.
Au parc des expositions
d’Angers
www.forum-electronique.com
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maintenant à ESSAIS & SIMULATIONS
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021 I43

INDEX
Au sommaire du prochain numéro :
© Sick
DOSSIER
Dossier exceptionnel
sur les Laboratoires d’essais
À l’occasion de ce dossier spécialement
consacré aux laboratoires d’essais,
focus sur les structures clefs du test et
des essais industriels dans l’Hexagone.
© O. Guillon
ESSAIS ET MODÉLISATION
Bonnes pratiques
Solutions et instruments afin
d’optimiser ses opérations de
mesure (température, hydrométrie,
optique, photonique...).
Focus sur les logiciels d’acquisition
de données.
MESURES
Les bureaux d’études à l’heure de l’industrie 4.0
Comment aider les bureaux d’études à répondre aux
problématiques de conception toujours plus justes et rapides ?
© Hexagon
Liste des entreprises citées et index des annonceurs
6NAPSE (PUBLI-COMMUNIQUÉ)...................................... 9
ADDI-DATA................................................................... 6
ASTE............................................................... 7, 41 et 42
CEA ............................................................................... 4
CHAUVIN ARNOUX.................................................... 23
SGS (PUBLI-COMMUNIQUÉ)........................................... 13
SOCITEC ..................................................................... 11
SPOEMEA................................................................... 14
UTAC-CERAM............................................................... 6
WENETWROK............................................................. 17
AUTOMOTIVE COMFORT NVH.................................... 8
COMSOL....................................4 e de couverture et 22
DB VIB................................................ 2 e de couverture
DEWE FRANCE............................................................ 4
DJB INSTRUMENTS.................................................. 15
EIKOSIM.............................................................19 et 35
ETHNOTEVE............................................................... 18
FORUM DE
L’ÉLECTRONIQUE................... 3 e de couverture et 16
HBK ............................................................................... 2
IMV CORPORATION................................................... 37
KEYSIGHT TECHNOLOGIES..................................... 31
MESURES & TESTS................................................... 33
M+P INTERNATIONAL............................................... 29
NEXIO.......................................................................... 20
RENAULT.................................................................... 35
SERMA ENERGY........................................................ 28
SIEMENS..............................................................6 et 10
44,2 milliards
Voici le montant en dollars astronomique du marché des
batteries pour véhicules électriques (VE), marché sur
lequel les fabricants de batteries se livrent une guerre
sans merci afin de prendre une part significative. Cette
valeur de 44,2 milliards de dollars devrait être atteinte
entre 2020 et 2024 d’après une étude menée par le
cabinet Technavio, intitulée « Global Electric Vehicle (EV)
Battery Market 2020-2024 ». Cette filière est certes très
juteuse mais aussi très complexe, tant d’un point de vue
technologique qu’économique. Car si la technologie a
permis de réduire de 80 % le coût d’une batterie Li-ion
pour les VE au cours de la dernière décennie, la batterie
reste la pièce la plus chère de la voiture électrique.
Or c’est la réduction de ces coûts qui aidera les VE à
séduire davantage de conducteurs.
Retrouvez nos anciens numéros sur :
www.essais-simulations.com
44 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°146 • Septembre - Octobre - Novembre 2021

www.forum-electronique.com
ANGERS
23 / 24 / 25
NOVEMBRE
2021
Le salon de
l’innovation, de
l’imagerie et des
solutions électroniques
MÊME LIEU / MÊMES DATES
23>25 NOVEMBRE
ANGERS 2021
CENTRE-OUEST
angers.sepem-industries.com
Des événements organisés par GL events Exhibitions Industrie
Zone Artisanale Mayne II - 47440 Casseneuil - Tél: +33 (0)5.53.36.78.78

étude de cas
Les véhicules
autonomes
nécessitent des
batteries ayant une
puissance durable
Le stade dans le cycle de charge, le potentiel, la concentration locale, la
température et la direction du courant ont tous une incidence sur le vieillissement
et la dégradation d’une cellule de batterie. Il est important d’en tenir compte lors
du développement de véhicules autonomes, dont le fonctionnement repose sur un
grand nombre de composants électroniques. Pour concevoir des batteries longue
durée suffisamment puissantes pour tenir le rythme des demandes en énergie, les
ingénieurs peuvent se tourner vers la simulation.
en savoir plus comsol.blog/autonomous-vehicle-batteries
Le logiciel COMSOL Multiphysics® est utilisé pour la conception et la simulation des dispositifs
et des procédés dans tous les domaines de l’ingénierie, de la fabrication et de la recherche.