FR | EN

Conception fiabiliste : Renault défie le fort kilométrage et le juste nécessaire !

Composants mécaniques Autres transports
21/06/2011

Renault a choisi l’approche fiabiliste en fatigue pour concevoir les pièces mécaniques de ses voitures. Objectifs : maîtriser les risques de défaillance en fatigue avec moins de validations physiques et plus de simulations numériques. Décryptage par Éric Vaillant, chef du service analyse et comportement des matériaux ! Des informations à retrouver lors du prochain congrès Fatigue Design 2011.

« Pour le client, l’une des composantes essentielles de la qualité, c’est la fiabilité et la durabilité de nos voitures ». Ainsi s’exprime Éric Vaillant, le responsable de l’analyse et du comportement des matériaux de la firme au losange. Une évidence qui recouvre toutefois bien des aspects et des enjeux multiples et parfois contradictoires.

De fait, qu’une voiture roule sur une route chaotique de montagne ou qu’elle s’engage à vive allure sur les pistes sableuses du Dakar, ses pièces mécaniques doivent être dimensionnées pour résister à la fatigue, en tenant compte d’un cahier des charges spécifique. L’objectif commun à ces différents profils d’utilisation ? Supporter les sollicitations appliquées tout au long de la vie de la voiture. Le véhicule doit ainsi pouvoir parcourir une distance supérieure à 300 000 km sans que les pièces de sécurité (ressorts de suspension…) ne cassent. Dans le cas des pièces d’usure, le critère de dimensionnement sera plutôt la distance maximale susceptible d’être parcourue.

L’approche fiabiliste de la conception

Pour parvenir aux résultats escomptés, Renault marie plusieurs principes et quelques disciplines.

« Pour concevoir en fatigue une pièce, il faut d’abord faire le choix du matériau (acier, aluminium, fonte, etc.) qui possède la loi de comportement en fatigue adéquate », poursuit Éric Vaillant.

Le dimensionnement en fatigue passe alors par l’utilisation d’un outil de conception fiabiliste qui sache marier contrainte et résistance. L’outil doit combiner la résistance du matériau au travers de sa loi de comportement, et les sollicitations appliquées sur la pièce correspondant au profil d’utilisation ou de mission du véhicule.

Pas facile ! Car de fait, la dispersion des caractéristiques des matériaux est inéluctable. Le concepteur a alors à sa disposition, non pas une loi unique de comportement en fatigue, mais un réseau de lois de comportement. De plus, les sollicitations varient selon les conditions de roulage spécifiques à chaque automobiliste. Malgré cela : « nous devons garantir la même fiabilité pour toutes nos voitures », insiste Éric Vaillant.

Le juste nécessaire

Le cocktail n’est pas évident ! Surtout, si l’on introduit en supplément des notions d’économie de matière ou de juste nécessaire. Et c’est bien ce qui se passe !

Ainsi, la fiabilité au sens probabiliste se situe au croisement des lois de probabilité de la résistance à la fatigue et des contraintes appliquées.

« La méthode probabiliste donne la capacité de dimensionner au juste nécessaire, sans avoir à adopter de coefficient de sécurité mais en intégrant le profil d’utilisation d’un véhicule », dit Éric Vaillant.

Mais voilà, si cette possibilité est extrêmement intéressante pour les constructeurs d’aéronefs ou de téléphériques qui maîtrisent parfaitement les profils d’utilisation de leurs engins, elle est beaucoup plus délicate à mettre en œuvre dans l’industrie automobile où l’on ne connaît pas tous les profils d’utilisation.

« C’est là tout l’intérêt des approches probabilistes qui nous permettent de prévoir, continue Éric Vaillant. Ces approches et les outils numériques de conception doivent être suffisamment prédictifs pour restituer la physique du comportement en fatigue des pièces et limiter par là-même le nombre d’essais, quel que soit le profil de l’utilisateur. »

Autant dire que leur développement devient fondamental.

Fatigue Design 2011

L'ensemble de ces problématiques est présenté lors du congrès Fatigue Design 2011 qui se tient au Cetim à Senlis les 23 et 24 novembre 2011.

À cette occasion, trois thématiques nouvelles sont au programme : la biomécanique, la fatigue des composites et la fatigue vibratoire. La partie simulation reste importante, ainsi que celle dédiée aux liaisons soudées. D’autres présentations font le point sur les dernières avancées en matière de fiabilité, de fatigue thermomécanique, de fatigue de contact et de propagation des fissures.

Contact :

sqr@cetim.fr

Une question technique ?

Retrouvons-nous sur les réseaux sociaux
Fermer
Search Delete

En attente de recherche