La simulation environnementale joue un rôle central dans le développement des produits automobiles et l'assurance qualité. Qu'il s'agisse des systèmes de propulsion, de l'électronique de puissance, des systèmes de batteries ou encore des capteurs, presque tous les composants d'un véhicule doivent être testés dans des conditions environnementales définies. La complexité croissante des systèmes, le raccourcissement des cycles de développement et les nouvelles exigences réglementaires modifient en profondeur la manière dont les essais climatiques sont conçus dans le secteur automobile .
« Dans l’industrie automobile en particulier, les exigences en matière d’essais climatiques se sont considérablement renforcées au cours des cinq dernières années », explique Michael Leinweber, expert en essais climatiques chez Weiss Technik. « De nouveaux concepts de véhicules et l’électrification entraînent des tâches d’essai totalement inédites, souvent sans normes établies. »
L’électrification transforme fondamentalement les essais automobiles
L’un des facteurs clés est le passage des moteurs à combustion classiques à des architectures de véhicules électrifiées et pilotées par logiciel. Alors que dans les essais automobiles conventionnels, de nombreux profils d’essai étaient établis depuis des décennies, de nouvelles stratégies d’essai doivent être développées pour des systèmes de plus en plus électrifiés .
Aujourd’hui, on teste notamment :
- les batteries haute tension et les modules de batterie
- l’électronique de puissance et les calculateurs
- les motorisations électriques et les infrastructures de recharge
- les capteurs pour l’aide à la conduite et la conduite automatisée
Il n’existe pas encore de normes automobiles entièrement harmonisées pour bon nombre de ces composants. Cela nécessite une coordination étroite entre les équipementiers, les fournisseurs, les laboratoires d’essais et les fabricants d’équipements afin de définir des essais à la fois conformes aux normes et adaptés à la pratique.
Rentabilité et débit : les priorités des laboratoires d’essais automobiles
Parallèlement aux évolutions technologiques, le secteur automobile subit une forte pression en matière de coûts et d’efficacité. Les laboratoires d’essais évoluent de plus en plus, passant du statut de simples centres de coûts à celui d’unités organisationnelles transparentes et axées sur la performance. Les indicateurs clés sont ici la disponibilité des équipements, les temps de cycle des essais et la consommation d’énergie.
« Lorsqu’un cycle d’essai automobile standardisé est exécuté plusieurs centaines de fois, toute optimisation de la durée d’essai a un impact économique direct », explique Michael Leinweber.
Dans le même temps, il faut garantir que les résultats des essais restent fiables et pertinents. Des résultats faussement positifs peuvent compromettre la sécurité des produits et entraîner des coûts induits élevés
Les normes automobiles en pleine évolution : l’accent mis sur l’échantillon testé
C’est la raison pour laquelle les normes d’essai continuent elles aussi d’évoluer. Ainsi, certaines parties de la norme CEI 60068-2-x, l’une des normes majeures du secteur automobile , ont déjà été mises à jour . Les normes révisées comprennent notamment de nouveaux scénarios d’essai destinés à améliorer la pertinence des essais en termes de comportement dans la pratique. Ces révisions mettent de plus en plus l’ accent sur la garantie que l’échantillon est bien soumis aux conditions r equises , et non sur les processus à l’intérieur de la chambre d’essai.
Ainsi, la révision de la norme CEI 60068-2-14 Na a par exemple introduit une nouvelle méthode pour les essais de choc thermique. Cette méthode permet d’augmenter l’intensité de l’essai pendant de courtes périodes, suivies d’un retour aux températures d’essai normales. Cela réduit le temps d’adaptation nécessaire aux échantillons pour atteindre les températures cibles. Cela permet de raccourcir les durées d’essai tout en maintenant une charge de l’échantillon conforme à la norme.
Technique de réfrigération au CO₂ : une puissance sur mesure pour les essais climatiques automobiles
L’une des avancées technologiques les plus importantes dans le domaine de la simulation environnementale est l’introduction des systèmes de réfrigération au CO₂ transcritiques.
La plupart des essais climatiques automobiles se déroulent dans une plage de température comprise entre −33 °C et −40 °C. Jusqu’à présent, les laboratoires d’essais devaient souvent utiliser des installations conçues pour atteindre −70 °C, même si ces températures extrêmes n’étaient pas nécessaires au cours du processus d’essai lui-même. Cela s’expliquait uniquement par la réserve de puissance nécessaire pour garantir des conditions stables à −40 °C.
Grâce aux nouveaux systèmes au CO₂ de Weiss Technik , ce détour n’est plus nécessaire. Les appareils offrent une puissance suffisante à −40 °C pour la plupart des applications .
Cette technologie offre d’autres avantages dans le fonctionnement quotidien des laboratoires d’essais automobiles : en plus de la conformité avec la réglementation européenne sur les gaz F à partir de 2024 , cette technologie garantit un niveau sonore nettement plus faible dans le laboratoire et une réduction sensible de la consommation d’énergie . C’est notamment le cas lors d’essais d’endurance ou lorsque plusieurs installations fonctionnent en parallèle que les économies d’énergie s’accumulent rapidement pour atteindre un montant significatif et réduire les coûts d’exploitation.
Perspectives : les essais automobiles entre stabilité et évolution
Au cours des prochaines années, on peut s’attendre à une multiplication des activités d’essais dans l’industrie de la défense et chez ses sous-traitants. Dans le même temps, le marché des véhicules électriques continue de croître, ce qui accroît les exigences en matière d’essais climatiques des batteries, de l’électronique de puissance et des systèmes embarqués. Les essais de capteurs pour la conduite autonome ainsi que les essais de composants dotés d’interfaces sans fil continuent également de gagner en importance.
Parallèlement, les programmes d’essais établis restent d’actualité et les nouvelles normes et technologies doivent être adaptées. Weiss Technik soutient les constructeurs automobiles, les équipementiers et les laboratoires d’essais à cerner et à mettre en œuvre en toute sécurité les nouvelles exigences en matière d’essais.