Tests de matériaux et de composants

Effets de la température sur les véhicules

Dans les conditions d’utilisation réelles, les véhicules sont soumis à d’importantes contraintes liées à diverses forces. Parmi celles-ci, on compte notamment les rapports de pression et forces de poussée générés dans le moteur, ainsi que les forces d'accélération et de cisaillement liées au contact avec la route. Moteur, entraînement et électronique de commande forment une unité hautement complexe qui doit fonctionner de manière fiable, quelles que soient les conditions météorologiques et les variations de température. En hiver, le véhicule refroidi atteint la température de service en quelques minutes, et en été, dans les bouchons, la chaleur du moteur doit être évacuée malgré les hautes températures extérieures et le manque de vent. Les grandes différences de température enregistrées sur une courte période présentent un défi de taille pour les matériaux, notamment les composants porteurs et sous pression. La conductivité à l’intérieur de l’électronique est également influencée par les températures. Sur les composants électriques proches, les changements de densité liées à la température et la dilatation des platines et des conducteurs en découlant peuvent être problématiques. 

Le secteur automobile doit s'assurer que les produits fonctionnent dans une large plage de température et en cas de rapides changements de température, sans aucune panne et sans fatiguer le matériel. Le dysfonctionnement d'un seul composant peut être très énervant, coûteux, voire, dans les pires cas, très dangereux. Les tests de matériaux et de composants, qui comprennent une simulation de température, sont donc décisifs et indispensables pour l’industrie automobile et ses sous-traitants. 

Systèmes de thermostatisation pour les bancs d’essai du secteur automobile

Les procédés d’essai du secteur automobile sont aussi différents que les éléments à tester. Parmi ces éléments, on compte les nouveaux matériaux et les composants individuels, de la roue d’engrenage aux joints hydrauliques, en passant par des systèmes complexes, qui sont testés en groupe. Les simulations de température permettent notamment de garantir que les matériaux ne se déforment pas sous l’effet de températures extrêmes ou de changements de température rapides, et que les joints restent étanches sous l’effet d'une large plage dynamique de pression et de température. Enfin, il faut assurer le fonctionnement fiable des systèmes de pompe, indépendamment de la température et de la viscosité des produits. La mécanisation croissante nécessite en outre un fonctionnement fiable de tous les composants électroniques de commande, quelle que soit la température. 

Sur les bancs d’essai du secteur automobile, des systèmes de thermorégulation dynamique à haute performance sont utilisés pour les essais de matériaux et de composants. Ils permettent un conditionnement précis ainsi que des changement de température rapides. Seule une gestion exacte de la température garantit des résultats fiables et reproductibles. Les systèmes de thermostatisation alimentent, directement ou indirectement, les bancs d’essai en fluides avec des températures constantes ou des profils de température complexes. Outre la température des fluides, les systèmes de thermostatisation permettent une régulation exacte du débit et de la pression.

On retrouve les systèmes de thermostatisation avant tout pour deux types d’utilisation : ils simulent les conditions externes dans une chambre climatique ou remplacent les systèmes internes, comme le circuit de refroidissement du moteur. Cela permet d’obtenir des conditions proches de la réalité sur le banc d’essai. Les éléments à contrôler sont alimentés en liquide de refroidissement conformément aux exigences opérationnelles, comme dans un véhicule. Les éléments à contrôler peuvent toutefois être soumis à une thermostatisation spécifique, pour déterminer leurs limites de résistance dans le cadre de contrôles de sécurité par exemple. 

Simulation de température pour la e-mobilité

Les composants conducteurs de fluides des véhicules électriques doivent également résister à d'importantes charges de compression en cas de températures variables. Cuves sous pression, pompes, flexibles et raccords doivent être soumis à des tests dynamiques et statiques de pression et de température. Pour la e-mobilité, le poids du moteur est en outre décisif. Celui-ci doit être réduit à un minimum. C’est pour cette raison qu'un grand nombre de composants sont désormais fabriqués en plastique. On utilise de la colle pour remplacer les soudures ou les vis. Sur les bancs d’essai, le plastique doit être capable de résister à des charges mécaniques avec des variations de température entre -40 °C et +100 °C. Les colles doivent maintenir un niveau précis entre élasticité et rigidité sur toute la plage de température. Dans le cadre des tests de contrainte mécanique, les éléments à contrôler sont également soumis à différentes températures, ou mis à température au préalable pendant une période définie.

Pour le développement des pièces électroniques et des batteries, des procédés d’essai précis sont primordiaux. L'interaction entre moteurs hautement techniques et électronique de commande complexe peut générer de légers écarts avec les valeurs de consigne, paralyser le système complet ou réduire nettement ses performances. Étant donné la grande influence de la température sur la conductivité et la dilatation des platines et des composites, ainsi que sur les performances des batteries, les simulations avec systèmes de thermostatisation au sein des bancs d’essai est indispensable.