Le moteur d’une voiture est le point de départ de nombreux bruits et vibrations. Ces effets ne sont pas toujours souhaités et sont même souvent ressentis comme désagréables. Des mesures ciblées permettent d’optimiser les moteurs en termes de bruit et de vibrations. Ces améliorations concernent en partie le moteur lui-même, mais aussi l’environnement des moteurs dans le compartiment moteur.

Que signifie NVH ?

L’abréviation NVH est l’acronyme des termes anglais Noise, Vibration et Harshness. Traduit en français, cela signifie bruit, vibration et rugosité. NVH décrit les vibrations audibles et perceptibles qui peuvent survenir lors du fonctionnement de machines telles que les moteurs. Dans la construction automobile, ces effets sont étudiés de manière approfondie dès la phase de développement.

• Bruit : un bruit est une sensation auditive qui est typiquement provoquée par des vibrations. Ces processus vibratoires se produisent généralement de manière irrégulière et avec une structure variable. Un moteur à combustion interne dans une voiture peut produire cet effet.
• Les oscillations : Le terme “oscillations” décrit des variations répétitives de grandeurs au sein d’un système. En mécanique et dans l’automobile, il s’agit généralement de mouvements répétitifs de corps ou de masses. Cela concerne par exemple la carrosserie.
• Rugosité : la rugosité est une grandeur de la sensation psychoacoustique. Chez l’homme, cette sensation ne dépend pas exclusivement de l’intensité sonore, mais également des fréquences et de la durée. Certaines fréquences de modulation favorisent la rugosité.

NVH en relation avec les moteurs à combustion

Les bruits et les vibrations sont souvent perçus comme désagréables par le conducteur d’une voiture et sont parfois considérés comme gênants. C’est notamment le cas des images sonores ronflantes ou bourdonnantes ou des vibrations. Ces effets peuvent apparaître sur tous les types de moteurs à combustion et se transmettre du moteur à la carrosserie. Outre les bruits de moteur acoustiquement perceptibles, d’autres effets apparaissent lors du fonctionnement du moteur à combustion. Par exemple, les vibrations sont facilement perçues par le siège du conducteur, qui est vissé à la carrosserie. Les vibrations du moteur peuvent également être perçues par le conducteur comme un ronflement gênant à travers la carrosserie.

Délimitation entre NVH et design acoustique

NVH décrit les vibrations et l’image sonore qui en résulte. Les mesures liées au NVH visent généralement à lutter contre ces effets. Les vibrations et les bruits doivent être évités ou minimisés autant que possible par des interventions appropriées. Dans la construction de moteurs, le design acoustique décrit des mesures ciblées pour adapter les bruits. Il s’agit par exemple d’optimiser le son de l’échappement et les bruits d’aspiration.

Mesures NVH ciblées pour les moteurs à combustion

Les effets NVH des moteurs à combustion peuvent être influencés par une série de mesures. Pour ce faire, les fabricants misent sur l’optimisation des composants ou installent des composants supplémentaires dans le compartiment moteur de la voiture. Outre les améliorations apportées au moteur lui-même, la suspension du groupe et l’optimisation de l’insonorisation sont également déterminantes.

1. La suspension du moteur : La suspension d’un moteur a une influence déterminante sur la mesure dans laquelle les vibrations peuvent être transmises. Les suspensions modernes ou les supports de moteur relient le moteur à la carrosserie et amortissent en même temps les vibrations.
2. Entraînement par chaîne : les entraînements par chaîne à l’intérieur des moteurs à combustion peuvent entraîner des effets indésirables en termes de NVH. Les calculs de l’entraînement par chaîne et une conception adaptée des pignons et des chaînes permettent d’optimiser le bruit.
3. Roulements d’agrégats : les agrégats secondaires et les pièces rapportées du moteur sont montés de manière élastique ou reliés au moteur par des roulements. L’optimisation des éléments de palier montés permet souvent de minimiser efficacement la transmission des vibrations des groupes moteur.
4. Couvercle moteur : les moteurs à combustion modernes sont souvent équipés d’un couvercle moteur. Ce cache, généralement fabriqué en plastique et situé sur la partie supérieure du moteur, n’a pas qu’une fonction esthétique. Souvent, le capot moteur est spécialement conçu pour atténuer les bruits.
5. Isolation du capot : le capot des voitures est souvent pourvu d’une isolation sur sa face inférieure. L’élément isolant installé réduit la propagation des bruits et amortit les éventuelles vibrations de la pièce de carrosserie. Le tapis isolant est en outre résistant à la chaleur.
6. Isolation de l’habitacle : l’isolation de l’habitacle par rapport au compartiment moteur atténue la transmission des bruits. Les éléments isolants installés dans l’habitacle derrière les éléments de revêtement empêchent les éléments de la carrosserie tels que les portes et le toit du véhicule de vibrer.

Optimisation NVH dans la construction automobile

Les constructeurs automobiles ont recours de manière de plus en plus ciblée à des mesures d’optimisation NVH. Cela concerne aussi bien le développement des différentes pièces du moteur que l’examen du véhicule dans son ensemble. Les constructeurs utilisent parfois des modèles de simulation assistés par ordinateur dès le développement du véhicule. Les prototypes développés sont ensuite optimisés sur le banc d’essai. Cela peut concerner d’une part les moteurs, mais aussi le véhicule une fois le moteur monté.

C’est pourquoi les constructeurs misent de plus en plus sur l’optimisation NVH.

Lesmoteurs modernes et optimisés en termes de consommation sont aujourd’hui plus demandés que jamais dans la construction automobile. En réduisant le nombre de cylindres, la cylindrée et la suralimentation par turbocompresseur, les constructeurs appliquent de nouvelles directives en matière d’économie de carburant et d’émissions polluantes. Cependant, les moteurs downsizés, dont le poids a été optimisé, ont de plus en plus tendance à générer des vibrations indésirables et un comportement acoustique défavorable. Les constructeurs doivent donc optimiser ces caractéristiques.

NVH pour les moteurs électriques

Les systèmes hybrides et les moteurs électriques sophistiqués sont de plus en plus utilisés dans la construction automobile. Cela pose de nouveaux défis aux fabricants et aux développeurs en matière de NVH. Ainsi, les moteurs électriques utilisés dans les voitures électriques ont tendance à présenter des images de fréquence totalement différentes de celles des moteurs à combustion. Dans ce contexte, les matériaux et la structure des paliers et des éléments d’amortissement doivent souvent être optimisés et adaptés.