Halte au bruit

Basée à Canton, Michigan, Material Sciences Corporation (MSC) est une société spécialisée dans la fourniture de matériel et de services d'ingénierie. MSC développe principalement des solutions innovantes pour l'allègement, l'acoustique et les revêtements métalliques. L'entreprise propose des produits et services répondant aux besoins de nombreux secteurs industriels et marchés – depuis l’automobile jusqu’aux appareils électroménagers.

“Même s’il est en parfait état et que le système de freinage fonctionne, les clients rapporteront leur véhicule chez le concessionnaire - en invoquant éventuellement la garantie - si les freins crissent.”
Charles Evans, Brake Technical Expert, Ford Motor Company

Une Ford GT, l'élégante supercar - qui a succédé à la GT40 championne au Mans dans les années 60 - s'arrête à un feu tricolore, le conducteur comme les passants écoutent l’emblématique grondement sourd du moteur. Quelques secondes après, un monospace Ford Galaxy s’arrête à côté de la GT, et tandis qu’ils attendent que le feu passe au vert, les parents rappellent aux enfants que, s’ils ne se calment pas, ils feront demi-tour et rentreront à la maison. Ces deux véhicules se positionnent aux extrêmes opposés de la gamme des véhicules, mais ils ont bien plus en commun que leurs quatre roues. Dans les deux cas, lorsque ces voitures sont arrêtées à un feu, les sons perçus sont exactement ceux qui sont supposés être entendus : le rugissement minutieusement étudié de la GT et la conversation entre les parents et enfants, à l’intérieur de l’habitacle. 

Ce qu’ils n’ont pas entendu, c’est le silence des freins, également le résultat d’un travail d’ingénierie poussé. Les freins sont un élément essentiel des véhicules, mais ils ne sont pas censés se faire remarquer. Les freins sont un élément essentiel des véhicules, mais ils doivent être discrets. Les freins sont censés fonctionner, silencieusement et efficacement- même sous la pluie, le verglas, la neige, une chaleur torride ou un froid glacial – Ils doivent arrêter la voiture sans le moindre crissement. 

La chambre d’essais semi-anéchoïque climatisée de MSC, peut transformer une température ambiante confortable en un climat humide de -15 °C, puis, avec une série d’étapes brutales, faire grimper la température des freins jusqu’à 300 °C en moins de 24 heures. 

“Nous [Ford] sommes attachés à l’expertise de MSC dans le domaine des essais ; des données correctes sont essentielles. Quand votre objectif est zéro bruit, tout ce qui ressort des données doit être considéré.”
Charles Evans, Brake Technical Expert, Ford Motor Company

MSC collabore avec des fabricants d’équipement d’origine (OEM) tels que Ford pour garantir que les matériaux utilisés dans la fabrication des freins répondent aux exigences du marché ciblé (durabilité pour les monospaces et voitures familiales ou puissance de freinage requise pour maîtriser la masse des camions lourds) sans ajouter un seul décibel au bruit ressentit dans l’habitacle.

“MSC supporte les tests de bruit de freinage pour Ford grâce à une gamme d’équipements de pointe conçus pour reproduire les conditions d’utilisations réelles. Nous enregistrons toutes les données liées aux bruits de freinage dont Ford a besoin pour effectuer les modifications ciblées sur la base de ces données.”
Matt Murphy, VP Engineered Solutions, Material Sciences Corporation

Un enjeu majeur  
Les véhicules à moteur sont utilisés à titre privé ou professionnel, dans quasiment tous les environnements possibles, et les contraintes exercées sur les composants matériels peuvent varier considérablement en fonction des conditions climatiques. Conduire ou, dans le cas présent, freiner brusquement ou doucement à des températures de +45 °C à -45 °C, ou avec une humidité de zéro à 100 %, affecte de manière extrêmement différente le système de freinage, et ces composants doivent être testés dans ces différents environnements.

Ford est un acteur majeur du marché depuis de nombreuses années. En gardant une trace des conditions météorologiques et des lieux ou des problèmes de bruit de frein ont été signalés, les ingénieurs Ford ont une vision claire des situations et sites potentiellement à risque. Ces zones n’offrent pas un environnement climatique stable et calme, ce sont des sites où les températures et l’humidité peuvent atteindre des extrêmes et changer de manière rapide et drastique. Évidemment, ces endroits difficilement accessibles ne permettent pas la réalisation d’essais de terrain, en extérieur. Ces environnements sont, de plus, compliqués, voire même impossible, à simuler par la plupart des bancs d’essais. 
 
Les infrastructures d’essais de MSC font exception à la règle. Elles permettent la réalisation de tests sur un banc dynamométrique à quatre roues, dans un environnement semi-anéchoïque climatisé (température et humidité) qui peut – en moins de 24 heures – transformer une température ambiante confortable en un climat humide à -15 °C, puis, via une série d’arrêts brutaux, de faire grimper la température des freins jusqu’à 300 °C. Ces essais peuvent durer jusqu’à deux jours, sans interruption. Dans ces conditions extrêmes, le matériel de mesure utilisé doit non seulement être capable de résister aux changements environnementaux, mais également de fournir des données précises et fiables tout au long du processus. Afin de répondre aux besoins de Ford, MSC utilise une solution basée sur d’un dynamomètre LINK associé au logiciel LabShop PULSE™ et au système d’acquisition de données LAN-XI, mesurant simultanément les quatre roues via un module de cinq à six voies.

Le processus
La succession d’étapes qui constituent le processus de test est souvent identique, qu’il s’agisse d’un nouveau système de freinage ou d’un système déjà existant. Le véhicule en test est fixé au banc dynamométrique, et est soumis à une série de situations de freinage et de vitesses, dans les diverses conditions environnementales spécifiées par les ingénieurs de Ford. Le constructeur fournit également les données de prototypes et données réelles nécessaires à la corrélation avec la chambre et l’environnement de simulation.  Cela devient un processus itératif qui implique une étroite collaboration entre MSC et Ford. 

MSC peut, à tout moment, avoir deux ou trois véhicules à divers stades de test, couvrant l’intégralité de la gamme de ses paramètres environnementaux et de performances. Ce parcours au travers de conditions extrêmes, génère une masse importante de données qui sont transmises à Ford, afin d’être exploitées et d’influer sur les modifications à apporter. Cette étroite collaboration est primordiale, le véhicule pouvant repartir dès le jour suivant avec une nouvelle configuration d'essai. Ces processus d’échange et de tests se prolonge jusqu’à l’obtention de freins parfaitement silencieux.

Le produit
Finalement, quand tout fonctionne correctement, cela profite à tous ! Le consommateur final est ravi d’arrêter son véhicule en toute sécurité sans avoir à se préoccuper des plaquettes ou du disque de frein, et MSC et Ford, jouissent de la satisfaction de leurs clients respectifs. Le retour sur investissement pour des données précises et de qualité, et la détermination à maintenir des normes d’essais strictes en justifie le coût. 


Ford Motor Company
Basé à Dearborn, Michigan, Ford Motor Company conçoit, fabrique, commercialise et assure l’entretien d’une gamme complète de voitures, camions, SUV et véhicules électriques, et s’inscrit dans une volonté d’amélioration constante et de perfectionnement de sa gamme, et pour le développement de nouveaux véhicules. Ainsi, le constructeur exploite en permanence de nouveaux équipements et de outils de conceptions innovants, qui respectent ses normes strictes en matière de fonctionnalité et de bruit.