Influence du couple impos´e en sortie

La campagne d’essais r´ealis´ee permet ´egalement d’´etudier l’influence du couple impos´e en sortie de boˆıte, avec une comparaison entre un couple de 100 Nm et de 200 Nm. Il convient de rappeler que le couple est ici impos´e par la g´en´eratrice en sortie du banc ; une modification du couple peut ainsi ˆetre assimil´ee `a une modification de la charge. La configuration consid´er´ee est une mesure en mont´ee de r´egime avec une pente de 1000 tr/min en 30 s et un d´esalignement

de 7˚ pour le 3^e rapport de boˆıte engag´e. La figure 4.30 (a) montre que l’acc´el´eration angu-laire du H2 en fonction de la vitesse de rotation est peu modifi´ee par la variation du couple. Le suivi d’acyclisme diff`ere tout de mˆeme sur la plage entre 1800 et 2300 tr/min, avec une varia-tion maximale d’environ 200 rad/s². L’indicateur obtenu pour les deux configurations (figure 4.30 (b)) montre que pour une acc´el´eration angulaire autour de 1500 rad/s²l’intensit´e des chocs est plus ´elev´ee avec un couple de sortie de 200 Nm qu’un couple de 100 Nm. Le couple en sortie joue sur les d´eformations de la boˆıte, notamment des arbres, ce qui peut certainement modifier les jeux inter-dentures et donc expliquer les variations d’intensit´e relev´ees par l’indicateur.

1000 1500 2000 2500 500 1000 1500 2000 2500

suivi d’acyclisme (rad/s²)

vitesse de rotation (tr/min) (a) 500 1000 1500 2000 2500 0 0.02 0.04 0.06 0.08 rad/s² (b)

FIGURE4.30: Influence du couple de sortie. Suivi d’acyclisme en rad/s²pour l’harmonique H2en fonc-tion de la vitesse de rotafonc-tion en tr/min pour un couple de sortie de 100 Nm (vert) et de 200 Nm (bleu). Indicateur I(¨θH₂) pour un couple de sortie de 100 Nm (marqueurs + verts) et de 200 Nm (marqueurs x

bleus) et seuil de signification `a 1% (tirets rouges).

4.4 Conclusion

Dans ce chapitre, l’approche cyclostationnaire angle/temps a ´et´e appliqu´ee sur des signaux vibratoires mesur´es sur des boˆıtes de vitesses en fonctionnement sur banc. L’exploitation des mesures a permis deux niveaux de validation a posteriori de l’indicateur construit au chapitre 3, bas´e sur la coh´erence spectrale ordre/fr´equence.

Un premier niveau de validation concerne la capacit´e de l’indicateur `a d´etecter effecti-vement la pr´esence des impacts. Pour cela, ses valeurs sont compar´ees `a une mesure de la vitesse relative entre le pignon fou et le pignon menant. Cette vitesse relative sert de r´ef´erence pour d´etecter l’apparition des chocs. Une bonne corr´elation est observ´ee entre cet instant d’apparition et l’´evolution des valeurs de l’indicateur. Ceci permet la validation de l’indicateur sur sa capacit´e `a d´etecter la pr´esence de grenaille, `a partir de mesures instrusives directement repr´esentatives du comportement m´ecanique du ph´enom`ene. En revanche, cette comparaison

Conclusion

ne permet pas de valider la capacit´e de l’indicateur `a quantifier la s´ev´erit´e du bruit de grenaille. En effet, l’amplitude de la vitesse relative aux instants de chocs n’est pas directement li´ee `a l’amplitude mesur´ee sur le signal acc´el´erom´etrique en raison du transfert op´er´e par la boˆıte de vitesses entre la source et le capteur.

Des tests perceptifs ont ainsi ´et´e mis en place afin de valider l’indicateur sur sa capacit´e `a quantifier la s´ev´erit´e du bruit de grenaille. Le ressenti d’auditeurs qualifi´es pour faire des ´evaluations subjectives montre une bonne corr´elation avec l’´evolution des valeurs de l’indicateur. Celui-ci apparaˆıt capable de donner une indication fiable sur l’´evolution de l’intensit´e des impacts. Cette deuxi`eme ´etape de validation v´erifi´ee, il est ensuite n´ecessaire de pouvoir associer `a cet indicateur un (ou plusieurs) niveau(x) de seuil de d´etection. Le seuil de signification statistique `a 1% se r´ev`ele selon notre ´etude ˆetre un bon candidat pour garantir la pr´esence de grenaille sans pour autant qu’elle soit gˆenante voire mˆeme audible. Les tests d’´ecoute des auditeurs peu habitu´es `a ´ecouter des bruits de chocs donnent ensuite une indication sur le niveau de l’indicateur correspondant plutˆot `a une gˆene ressentie, ici bas´ee sur des signaux mesur´es `a proximit´e directe de la boˆıte de vitesses. Cette ´etape est un premier pas vers la d´efinition de valeurs de seuil qui soient li´ees aux probl´ematiques pr´ecises des projets en d´eveloppement et en production. Pour se rapprocher du ressenti client en v´ehicule, il serait par la suite n´ecessaire de prendre en compte les transmissions a´eriennes et solidiennes des vibrations du carter de boˆıte jusqu’`a l’habitacle du v´ehicule.

Une fois la grenaille d´etect´ee et quantifi´ee globalement en intensit´e, il peut ˆetre int´eressant d’extraire sa composante du signal mesur´e. Ceci est l’objet du chapitre suivant, o`u une extension du filtre de Wiener cyclique pour des signaux cyclostationnaires angle/temps est propos´ee.

Chapitre 5

Extraction de la contribution d’une source

cyclostationnaire angle/temps

Le signal de grenaille constitue notre signal d’int´erˆet et sa contribution est extraite sur des portions de signaux o`u sa pr´esence a ´et´e auparavant d´etect´ee `a l’aide de l’indicateur

d´evelopp´e pr´ec´edemment.

Les impulsions observables sur la contribution extraite permettent en mˆeme temps d’estimer le transfert entre les impacts au niveau

des pignons fous et la r´eponse vibratoire du carter de boˆıte.

Sommaire

5.1 Introduction . . . 135 5.2 M´ethode d’extraction d’une source cyclostationnaire angle/temps . . . 136 5.2.1 Extraction de source cyclostationnaire : ´etat de l’art . . . 136 5.2.2 Extraction de source cyclostationnaire angle/temps . . . 138 5.2.3 Application `a l’extraction de la contribution du bruit de grenaille . . . 143 5.3 Application exp´erimentale : Extraction du bruit de grenaille . . . 147 5.3.1 Boˆıte de vitesses instrument´ee avec un codeur optique interne . . . 148 5.3.2 Boˆıte de vitesses de s´erie . . . 153 5.4 Conclusion . . . 158

Introduction

5.1 Introduction

De nombreux domaines tels que les t´el´ecommunications, l’acoustique, la g´eophysique, le biom´edical etc. n´ecessitent des techniques de traitement du signal pour extraire l’information utile des donn´ees observ´ees. En pratique, seuls les signaux de sortie sont g´en´eralement accessibles et les param`etres du syst`eme ainsi que la ou les sources sont inconnues. Un tel contexte est qualifi´e d’aveugle. De nombreuses m´ethodes de s´eparation aveugle de sources ont ´et´e mises en œuvre ces derni`eres ann´ees. Elles consistent `a retrouver la contribution de m sources inconnues `a partir de n mesures sous l’hypoth`ese que le nombre de sources est connu et inf´erieur au nombre de capteurs. En pratique, le nombre de sources est souvent inconnu et le nombre de capteurs limit´e. Lorsque la contribution d’une seule source est recherch´ee, l’alternative consiste `a extraire ce seul signal d’int´erˆet et on parle alors d’extraction de source.

L’extraction aveugle de source consiste `a retrouver la contribution d’un signal d’int´erˆet inconnu `a partir d’un ou de plusieurs signaux mesur´es. En fonction des m´ethodes utilis´ees, diff´erentes hypoth`eses sur la source `a retrouver sont n´ecessaires. Nous nous int´eresserons dans ce chapitre `a l’hypoth`ese de cyclostationnarit´e d’ordre 2 pour laquelle des m´ethodes ont ´et´e d´evelopp´ees ces derni`eres ann´ees, puis `a l’hypoth`ese de cyclostationnarit´e angle/temps d’ordre 2, notre signal d’int´erˆet ´etant produit par les impacts p´eriodiques g´en´erant le bruit de grenaille. Par le d´ebruitage induit par la m´ethode, extraire la contribution des chocs permet d’observer plus profond´ement le signal g´en´erant le bruit de grenaille et ainsi d’en affiner le diagnostic. D’autre part, l’obtention d’un signal impulsionnel permet une estimation de la fonction de transfert existant entre la localisation des impacts et le capteur.

La premi`ere partie de ce chapitre est consacr´ee `a la g´en´eralisation d’une m´ethode d’extrac-tion, nomm´ee Multiple Cyclic Regression, afin d’extraire la contribution d’une source cyclosta-tionnaire angle/temps. L’approche est valid´ee sur une simulation puis appliqu´ee `a la simulation fil rougeintroduite au chapitre 1 afin d’extraire la contribution des impacts g´en´erant le bruit de grenaille.

La seconde partie propose une application exp´erimentale sur les deux campagnes d’essais pr´ec´edemment pr´esent´ees. Les mesures sur la boˆıte de vitesses dont un pignon fou est instru-ment´e `a l’aide d’un codeur optique permettent de comparer les instants des chocs observables sur la vitesse relative pignon fou/pignon menant de ceux apparaissant sur le signal extrait. Les mesures sur boˆıte de vitesses de s´erie permettent une application plus proche du cas industriel. Le signal extrait ´etant suppos´e ˆetre g´en´er´e par des chocs assimilables `a des Diracs, les impul-sions observ´ees sont suppos´ees donner une bonne estimation de la r´eponse impulsionnelle du syst`eme. La fonction de transfert alors estim´ee est compar´ee `a celle obtenue par la m´ethode pr´esent´ee au chapitre 2.

5.2 M´ethode d’extraction d’une source cyclostationnaire