Caractérisation de l’inconfort induit par les vibrations d’un volant automobile sous la sollicitation du groupe motopropulseur

Characterization of the discomfort induce by an automotive steering wheel

• Auteur / Autrice : Luc Laroche
• Direction : Etienne Parizet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance le 09/11/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LVA - Laboratoire Vibrations Acoustique (Lyon, INSA) - Laboratoire Vibrations Acoustique / LVA
• Jury : Président / Présidente : Nacer Hamzaoui
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Etienne Parizet, Nacer Hamzaoui, Xavier Chiementin, Pierre Marcotte, Sabine Meunier, Nicolas Totaro
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Xavier Chiementin, Pierre Marcotte

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles

Vibrations

Acoustique

Mots clés libres

Acoustique

Vibration mécanique

Perception du confort

Inconfort

Automobile

Couplage mécanique

Sources vibratoires

Confort de conduite

Réponse dynamique

Acoustics

Mechanical vibration

Comfort

Incomfort

Automotive

Mechanical coupling

Vibration sources

Driving comfort

Dynamic response

Résumé

Du fait des avancées technologiques dans le domaine du transport et de l’augmentation globale du confort, les constructeurs automobiles cherchent à transformer l’acte de conduite en expérience interactive et sensorielle. Parmi les différentes interactions entre le conducteur et le véhicule, les vibrations transmises par le volant figurent dans les premières sources de stimulation vibratoire. L'objectif des constructeurs automobiles est donc multiple : caractériser la source vibratoire, travailler sur son atténuation et évaluer son influence en terme de confort. Dans la littérature, l’inconfort généré par les vibrations dues à une déformation de la route ou un problème d’équilibrage des roues a largement été traité. En revanche, il existe peu d’information sur l’inconfort généré par les vibrations du moteur. Cette thèse cherche donc à caractériser l’inconfort induit par les vibrations du volant automobile selon deux thématiques : le couplage mécanique entre le conducteur et le volant et les paramètres d’influence de ces vibrations sur l’inconfort. Ce manuscrit synthétise les travaux réalisés au cours de cette thèse, proposant des solutions afin d’améliorer l’estimation des vibrations à l’interface conducteur/véhicule et leurs influences sur la sensation produite. Des perspectives de recherche sont également décrites afin de résoudre certaines problématiques mises en évidence dans la thèse. L’ensemble des travaux présentés ont été réalisés au sein du centre technique Belchamp du Groupe Stellantis et sur les installations du Laboratoire Vibration et Acoustique de l’INSA de Lyon. Cette thèse s’inscrit dans une collaboration entre le Groupe Stellantis et le Laboratoire Vibration Acoustique sous la forme d’une thèse Cifre de l’école doctorale MEGA (ED 162). L’encadrement a été réalisé par Etienne Parizet (professeur du Laboratoire Vibration et Acoustique de l’INSA de Lyon) et par Frédéric Bornet (Ingénieur du Groupe Stellantis.

Due to technological advances in transportation and the overall increase in comfort, car manufacturers aimed to transform the act of driving into an interactive and sensory experience. Among the various interactions between the driver and the vehicle, vibrations transmitted by the steering wheel are among the first sources of vibratory stimulation. Goals of car manufacturers are therefore multiple: characterize the vibratory source, work on reducing it emissivity and evaluate its influence in terms of comfort. In the literature, the discomfort generated by vibrations due to a road deformation or a wheel balancing problem has been widely treated. However, there is only few information on the discomfort generated by the engine vibrations. This PhD therefore aims at characterizing the discomfort induced by the vibrations of the steering wheel, according to two main topics: the mechanical coupling between the driver and the steering wheel and the influence parameters of the vibrations on discomfort. This document summarizes the work done during this PhD, providing solutions to improve the estimation of vibrations at the driver/vehicle interface and its influence on the sensation. All the work presented was carried out at the Belchamp technical center of the Stellantis Group and on the facilities of the Laboratoire Vibration et Acoustique of INSA Lyon engineering school.