Une architecture « CRONE » basée sur les lames

Dans le but de réaliser physiquement les arrangements de l’architecture « CRONE » métalliques déterminés dans le paragraphe 3.2.2, chaque raideur k2,i est réalisée à l’aide d’une seule lame dont les dimensions sont déterminées à l’aide des équations précedem-ment présentées. Nous nous intéressons, dans un premier temps, ni à l’obtention des coefficients de frottement visqueux b2,i ni à la réalisation technologique des architectures métalliques via ces lames.

Afin de mesurer le réalisme des dimensions de ces lames, deux exemples de véhicules (utilitaires et particuliers) équipés de ressorts à lames servent de référence : une Volkswa-gen Caddy et un Ford Transit Connect. Ces deux véhicules, dont les cotes de train arrière sont données dans le tableau 3.3, sont présentés en Figure 3.16.

Volkswagen

Caddy Transit Connect^Ford

Nombre de lames 1 2

Longueur lame(s) au repos (m) 1,28 ^1,27_1,08 Largeur lame(s) (m) 5,99 × 10−2 6,00 × 10−2

Table 3.3 – Cotes de train d’un Volkswagen Caddy et d’un Ford Transit Connect Il est possible de remarquer que ces deux véhicules utilisent des lames de dimensions semblables. Malgré le fait que la Volkswagen Caddy n’utilise qu’une seule lame tandis que le Ford Transit Connect en utilise deux, la lame principale de ce dernier véhicule, de longueur L = 1,27 m et de largeur b = 6,00 × 10−2m, est très proche de celle du premier véhicule.

Dans notre cas, nous décidons d’utiliser une lame un peu moins large que ces der-nières, soit b = 4,00 × 10−2m. N’ayant pas de données quant à l’épaisseur de la lame ainsi qu’au métal utilisé, il est décidé d’utiliser une lame d’épaisseur constante h0 = 1,00 × 10−2m ainsi que de l’acier à ressort avec pour module de Young E = 2,20 × 1011Pa. De fait, pour chaque raideur considérée, la longueur de la lame L nécessaire à son obtention est déterminée et comparée à celles des véhicules de référence afin de vérifier leur pertinence et leur réalisme.

3.3.3.1 Arrangement parallèle de cellules RC série

Les valeurs des raideurs k2,idéterminées pour l’arrangement parallèle de cellules RC série (3.7) sont les suivantes :

     k2,0 = 171893 N m−1 k_2,1 = 20730,6 N m−1 k_2,2 = 5072,62 N m−1 . (3.26) 113

3.3. DU RESSORT À LAMES TRADITIONNEL À UNE ARCHITECTURE « CRONE » PASSIVE MÉTALLIQUE

(a) Volkswagen Caddy (b) Ford Transit Connect

(c) Train arrière du Volkswagen Caddy (d) Train arrière du Ford Transit

Connect

Figure 3.16 – Exemples de véhicules (utilitaires et particuliers) équipés de ressorts à lames

L’application de l’expression (3.25) aux raideurs k2,i, avec b = 4,00 × 10−2m, h0 = 1,00 × 10−2m et E = 2,20 × 1011Pa, nous permet de déterminer 3 lames de longueurs Li telles que :      L₀ = 0,47 m L1 = 0,95 m L2 = 1,51 m ^{. (3.27)}

3.3.3.2 Arrangement cascade de cellules RC gamma

Les valeurs des raideurs k2,i déterminées pour l’arrangement cascade de cellules RC gamma (3.11) sont les suivantes :

3.3. DU RESSORT À LAMES TRADITIONNEL À UNE ARCHITECTURE « CRONE » PASSIVE MÉTALLIQUE

telles que :      L0 = 0,47 m L₁ = 1,11 m L2 = 1,44 m ^{. (3.29)}

3.3.3.3 Arrangement série de cellules RC parallèle

Les valeurs des raideurs k2,i déterminées pour l’arrangement série de cellules RC parallèle (3.15) sont les suivantes :

     k2,0 = 3981,00 N m−1 k_2,1 = 159479 N m−1 k2,2 = 8432,55 N m−1 . (3.30)

L’application de l’expression (3.25) aux raideurs k2,i, avec b = 4,00 × 10−2m, h0 = 1,00 × 10−2m et E = 2,20 × 1011Pa, nous permet de déterminer 3 lames de longueurs Li telles que :      L₀ = 1,64 m L1 = 0,48 m L2 = 1,28 m ^{. (3.31)}

3.3.4 Conclusion

Les longueurs L0, L1 et L2 des trois lames de chaque arrangement de l’architecture « CRONE » déterminées et permettant l’obtention, respectivement, des raideurs k2,0, k2,1 et k2,2 sont résumées dans le tableau 3.4.

Arrangement parallèle

de cellules RC série de cellules RC gamma^{Arrangement cascade} de cellules RC parallèle^{Arrangement série}

L0 (m) 0,47 0,47 1,64

L1 (m) 0,95 1,11 0,48

L2 (m) 1,51 1,44 1,28

Table 3.4 – Longueurs Li des lames déterminées pour chacun des trois arrangements de l’architecture « CRONE » avec b = 4,00 × 10−2m, h0 = 1,00 × 10−2m et

E = 2,20 × 1011Pa

Il est ainsi observable que les longueurs des lames déterminées s’étendent de 0,47 m à 1,64 m. En comparaison des dimensions des lames des véhicules de référence indiquées dans le tableau 3.3, les dimensions des lames déterminées à largeur et épaisseur constantes restent de la même échelle. Elles semblent donc réalistes et exploitables pour la réalisation physique des arrangements de l’architecture « CRONE ».

Pour des contraintes d’encombrement, il reste possible de diminuer les longueurs de chaque lame en diminuant encore leur largeur et/ou leur épaisseur comme explicité à travers l’équation (3.25). Par ailleurs, la diminution de ces paramètres induit aussi une

3.4. CONCLUSION

augmentation de la contrainte de compression maximale en flexion, soit une plus grande fragilité de la lame, dont il faut tenir compte pour la robustesse du système.

3.4 Conclusion

Dans l’optique de proposer une version métallique de la suspension CRONE à l’image de la suspension CRONE Hydractive, deux architectures doivent être établies.

La première, définie pour répondre aux besoins en comportement routier, est l’archi-tecture « ferme ». De fait, la suspension traditionnelle métallique du véhicule de référence possédant de très bonnes performances dans ce domaine d’étude, c’est ce dernier qui sert d’objectif à l’élaboration de cette architecture « ferme ».

Dès lors, la synthèse de l’architecture « CRONE » doit aussi être réalisée. En se plaçant dans le domaine d’étude du confort vibratoire (faibles amplitudes de débatte-ment autour de la position d’équilibre statique), trois arrangedébatte-ments métalliques peuvent être déterminés afin de répondre à l’impédance fonctionnelle cible issue de l’architecture « CRONE » de la suspension CRONE Hydractive.

Les performances obtenues à l’aide de ces arrangements de l’architecture « CRONE » permettent l’obtention, comme attendu, d’un meilleur confort vibratoire que via l’utili-sation de l’architecture « ferme », ainsi que de la mise en défaut de l’interdépendance masse - amortissement et de la robustesse du degré de stabilité vis-à-vis des variations de la masse. Ces arrangements sont, par ailleurs, réalisables à l’aide de lames dont les dimensions déterminées sont réalistes.

Malgré tout, la réalisation, en technologie métallique, d’une architecture « CRONE » de suspension ne permet pas l’utilisation d’un correcteur d’assiette. Le découplage dy-namique n’étant pas assuré, les éléments élastiques des arrangements de l’architecture « CRONE » définis précédemment doivent alors jouer une autre fonction en permettant le soutien de la charge statique.

Chapitre 4

Problématique du support de la