Modèle de contact dynamique pneumatique chaussée par approche multi-aspérités : application au bruit de roulement

• Main Author: Dubois, Guillaume
• Language: fra
• Published: 2012
• Subjects: [PHYS:MECA:ACOU] Physics/Mechanics/Acoustics; [PHYS:MECA:ACOU] Physique/Mécanique/Acoustique; [SPI:ACOU] Engineering Sciences/Acoustics; [SPI:ACOU] Sciences de l'ingénieur/Acoustique; Contact pneumatique/chaussée; contact dynamique; méthode numérique; bruit de roulement; texture de chaussée; corrélation statistique; viscoélasticité; vibration
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00755561; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/75/55/61/PDF/These_Guillaume_Dubois_v_ISFTTAR.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/75/55/61/ANNEX/DG_2012_09_27.pdf

Le bruit de contact pneumatique/chaussée joue un rôle important dans la nuisance sonore du trafic routier. Il est généré par des mécanismes complexes influencés par plusieurs paramètres tels que la texture de chaussée, la géométrie du contact et les caractéristiques du pneumatique. Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'étude numérique du contact pneumatique/chaussée pour la prévision du bruit en s'intéressant plus particulièrement à l'influence de la texture de chaussée. Le problème de contact est résolu à l'aide d'une Méthode Itérative à Deux Échelles (MIDE) basée sur une approche multi-aspérités de la surface de chaussée. Le pneumatique est modélisé par un massif semi-infini viscoélastique et caractérisé par des modèles rhéologiques standards (Zener ou Maxwell généralisé). Pour appliquer la MIDE au contact pneumatique/chaussée, un partitionnement de chaussée est développé permettant une description globale à partir de lois de contact sur chaque aspérité. En la comparant à des méthodes classiques, la MIDE donne des résultats identiques avec un temps de calcul largement réduit. Elle permet donc d'étudier le problème de contact sur une zone de plusieurs mètres. L'introduction de la viscoélasticité du pneu entraine une diminution de l'aire de contact identique quelle que soit la vitesse du véhicule, conformément aux résultats expérimentaux. L'introduction de la vibration du pneumatique dans le modèle de contact influence l'aire de contact apparente et le niveau des forces de contact, mais les résultats montrent la nécessité d'une validation expérimentale des effets dynamiques sur le contact pneumatique/chaussée. Enfin, les paramètres de contact permettent d'obtenir rapidement une approximation du niveau de bruit global à basses fréquences (315 - 1 000 Hz). Les forces de contact obtenues en utilisant la MIDE élastique sont très fortement corrélées avec le bruit mesuré jusqu'à 1 000 Hz pour deux configurations de pneumatique (lisse et standard). Ainsi une méthode hybride statistique est développée pour estimer le bruit de roulement à basses fréquences, donnant des résultats convaincants.