Saut qualitatif côté bruit : concert acoustique pour la nouvelle Opel Astra

19 nov. 2015

  • Dynamiques, onctueux et agréables : les nouveaux moteurs ont un bruit mélodieux

 

  • Pour chasser le bruit : des « têtes artificielles » aussi sensibles que l’oreille humaine

 

Silence. Il y a si peu de bruit dans cette pièce à l’allure étrange que l’on pourrait vraiment entendre une mouche voler. La nouvelle Astra est positionnée au centre de la pièce et entourée de nombreux micros. S’agit-il d’enregistrer le bruit du moteur de la nouvelle vedette de la catégorie compacte pour une future campagne de pub ? Pas exactement. L’Astra est arrivée au laboratoire acoustique alors qu’elle n’en était encore qu’à la phase finale avant sa mise en production. Les ingénieurs réunis autour de Bernd Justen devaient s’assurer que, dans ce domaine aussi, la nouvelle Astra fasse un véritable saut qualitatif. Ils devaient être sûrs que la compacte réponde au cahier des charges drastique fixé sur le plan sonore et pour cela, tester l’Astra dans le laboratoire acoustique d’Opel à Rüsselsheim. A côté des mesures effectuées sur le circuit confort et silence du Centre d’essai Opel de Rodgau-Dudenhofen, tous les nouveaux modèles élaborés par le constructeur doivent passer par ce laboratoire pour la validation définitive.

 

Bruits et vibrations : tout bon sous le capot de l’Astra

 

Parmi les priorités qui guidaient le développement, la nouvelle Astra devait se montrer dynamique tout en offrant en même temps un excellent silence de fonctionnement. Pour cela, Opel a fait appel au montage d’un turbocompresseur de dernière génération, tant pour les moteurs essence que diesel qui animent l’Astra : ils rendent audibles le dynamisme de son comportement. « Mais ce n’est que l’un des aspects que nous testons au laboratoire acoustique » explique Bernd Justen, Vehicule Performance Manager des voitures de catégorie compacte. En effet, l’Astra a été soumise à toute une série de tests précisément élaborés. « En dehors de rechercher un bruit moteur sympathique, nous testons le bruit émis par la fermeture d’une porte ou celui du clignotant. Nous partons des résultats obtenus par des simulations. Nous travaillons sur cette base jusqu’à ce que l’Astra réponde à nos exigences en matière de bruit. »

 

Les murs et le plafond du laboratoire sont complètement insonorisés grâce à la pose de matériaux qui absorbent le bruit. Au cours des essais, l’Astra est montée sur de vastes bancs à rouleaux, qui produisent la même résistance que la voiture pourrait rencontrer contre le vent et le revêtement routier. « Cela permet de rouler avec des exigences que l’on peut rencontrer sur la route. Nous ne dépendons pas de la météo et nous pouvons tester différents scénarios dans des conditions proches de la réalité », poursuit Bernd Justen. Ces tests portent par exemple sur le bruit au ralenti, le système Start/Stop ou le fonctionnement du moteur à pleine ou demie charge. Les microphones ultrasensibles enregistrent tous les bruits, ce qui permet de les analyser par la suite.

 

Un grand classique mené sur le banc à rouleaux est l’essai « plein gaz, plein régime » en troisième vitesse. L’épreuve est difficile, et le nouveau 1.4 ECOTEC Direct Injection Turbo, s’en affranchit avec brio en restant toujours dans la courbe de tolérance définie pour le bruit dans l’habitacle. Tout comme le trois-cylindres, le bloc 92 kW/125 ch ou 110 kW/150 ch a été conçu avec la volonté de parvenir à un minimum de bruit et de vibrations. Ce silence exceptionnel a été obtenu en optimisant le bloc moteur sur le plan du bruit. Pour les annihiler, les ingénieurs ont monté un carter d’huile en deux parties, intégré et isolé la culasse dans le collecteur d’échappement, monté un couvre culasse insonorisé, découplé les solénoïdes des injecteurs haute pression et créé une chaîne de distribution à entrainement silencieux. Les essais au banc ont vite révélé que les ingénieurs avaient fait un travail remarquable : les moteurs offrent un comportement sonore mélodieux et dynamique, tout en abaissant le niveau de bruit dans l’habitacle.

 

Une « tête artificielle » pour un bruit mélodieux

 

« Nos têtes artificielles confirment le niveau de bruit exemplaire » explique Bernd Justen, en montrant les étranges créatures placées dans l’habitacle de l’Astra, qui font penser à des mannequins. Sur les sièges sont installés des bustes en plastique composés d’une tête et du début des épaules d’un être humain. Ils constituent la réplique parfaite de tous les éléments acoustiques d’une oreille humaine. « Dans les oreilles de ces têtes artificielles sont placés des micros ultrasensibles. Ils nous permettent d’enregistrer les bruits exactement comme les percevraient un véritable être humain, et de les reproduire. » Les enregistrements sont réalisés et reproduits en stéréo, mais ils fournissent aussi une différenciation entre la direction ascendante et descendante du bruit. Ainsi, la tête artificielle offre une reproduction quasiment en trois dimensions.

 

Pour parvenir à un bruit qui soit agréable pour les occupants, les ingénieurs procèdent à une analyse binaurale de la propagation des sons, en se fondant sur le résultat des mesures binaurales. Cette méthode présente l’avantage de pouvoir faire la différence entre les vecteurs de bruit, qui peuvent être seulement l’air, mais aussi la structure. « Cela nous permet d’identifier et d’analyser les différentes sources sonores » explique Bernd Justen. Grâce à un logiciel de modélisation de la propagation des bruits, les ingénieurs peuvent déterminer par exemple quelle vis changer pour atteindre la valeur cible – tout d’abord virtuellement, puis dans la réalité. Des résultats virtuels et réels probants permettent alors à l’Astra de faire un pas de plus sur le chemin qui va la mener à la production en série.