Le nouveau règlement ECE R51 03

Actuellement, pour commercialiser un véhicule, les constructeurs automobiles doivent se soumettre à un test d’homologation en bruit extérieur. Le règlement de la commission économique pour l’Europe, ECE R51.03 [2], spécifie les niveaux admissibles que peut rayonner un véhicule automobile en roulage. Ce nouveau règlement est appliqué depuis le 1er juillet 2016, avec un changement de méthode d’essai et une sévérisation des niveaux admissibles. Cette directive se réfère à la nouvelle norme internationale ISO 362 : 2015 [14], qui décrit la nouvelle procédure de mesure du niveau de bruit de passage des véhicules automobiles.

Cette procédure d’essai est utilisée pour évaluer l’émission sonore représentative d’un véhicule sous des conditions typiques d’un trafic urbain. En effet, cette nouvelle méthode consiste à combiner le niveau maximal du bruit de passage d’un véhicule en accélération et à vitesse constante de 50 km/h.

La méthode de mesure du niveau de bruit de passage des véhicules de catégorie M1, selon l’ISO 362 : 2015 [14], est détaillée ci-après. Comme pour l’ISO 362 : 1998 [11], le test est réalisé sur une piste répondant aux exigences de la norme ISO 10844 [13]. L’estimation du niveau de bruit de passage Lurban (exprimé en dB (A)), représentative du niveau de bruit de passage d’un véhicule sous des conditions typiques d’un trafic urbain, se fait en charge partielle, i.e. basée sur des mesures en accélération pleine charge et à vitesse constante de 50 km/h. Concernant l’essai en accélération pleine charge, et contrairement à la méthode d’essai de l’ancienne norme ISO 362 : 1998 [11], où la vitesse à l’entrée de la piste doit être égale à 50 km/h (cf. Section 2.2.1), le conducteur doit accélérer afin que la vitesse du véhicule soit à 50 km/h au milieu de la piste d’essai PP’ (cf. Figure 2.3a). Les niveaux de bruit enregistrés au niveau des deux microphones sont pondérés A puis passés en valeur globale. Les valeurs retenues correspondent à la valeur maximale lors du passage du véhicule sur la piste. Quatre essais sont réalisés consécutivement en s’assurant qu’ils se situent tous dans une plage de variation de 2 dB (A). Les niveaux de bruit correspondant aux quatre passages sont ensuite moyennés au niveau de chaque microphone, et cela pour les passages en accélération pleine charge et à vitesse constante de 50 km/h. Les plus grandes valeurs enregistrées de chaque côté sont retenues pour le calcul du niveau de bruit en charge partielle Lurban.

A partir de mesures et d’analyses statistiques du bruit du trafic urbain [2], une formule a été développée pour calculer le niveau de bruit Lurban. Cette formule dépend des deux niveaux de bruit correspondant au passage en accélération pleine charge et à vitesse constante de 50 km/h, ainsi que du rapport puissance et masse du véhicule : P MR (en kW/t)1. Le rapport P MR permet de calculer deux accélérations pour chaque véhicule :

— L’accélération cible en charge partielle aurban (en m/s2) est définie comme étant l’accé-lération type dans un milieu urbain. Cette dernière est obtenue à partir de recherches statistiques. Son équation en fonction du P MR du véhicule, est donnée par [2] :

aurban = 0.63 log P MR − 0.09 (2.1)

— L’accélération de référence en pleine charge awot ref (en m/s2), est définie comme étant

1. PMR : Power to Mass Ratio index. Il est défini par : P MR = Pn

mro × 1000

où Pn est la puissance du véhicule (en kW). mro(Mass of vehicle in Running Order) est la masse du véhicule (en kg). Elle représente la masse du véhicule avec son réservoir de carburant rempli au moins à 90% de sa capacité, ainsi que la masse du conducteur fixée à 75kg.

2.2. Règlement et calendrier d’exécution

l’accélération exigée lors du test en pleine charge sur la piste d’essai. Elle est donnée en fonction du P MR du véhicule [2] :

awot ref = 1.59 log P MR − 1.41 si P M R≥ 25 (2.2) ou

awot ref = 0.63 log P MR − 0.09 si P M R <25 (2.3)

Figure 2.3 – Estimation du niveau de bruit Lurban selon le nouveau règlement ECE R51.03

2.2.2.1 Dans le cas d’un seul rapport de vitesse

Si un rapport spécifique de vitesse (n) donne une accélération comprise dans un intervalle de tolérance de ±5 % de l’accélération de référence en pleine charge awot ref, et ne dépassant pas 2 m/s2, alors ce rapport sera choisi pour réaliser le test. Le niveau de bruit de pas-sage Lurban est calculé en réalisant une interpolation linéaire entre les deux niveaux sonores enregistrés (cf. Figure 2.3b) :

Lurban = Lwot(n)− Kp(Lwot(n)− Lcrs(n)) (2.4) où Lwot(n) et Lcrs(n)(exprimés en dB (A)) représentent respectivement les niveaux de pression sonore correspondant à l’accélération du véhicule en pleine charge awot(n) (en m/s2) et à vitesse constante de 50 km/h pour le rapport de vitesse (n). Le facteur de puissance partielle K_p, aussi appelé "Partial Power Factor" en anglais, représente une quantité numérique sans dimension. Il est utilisé pour interpoler les résultats du test d’accélération en pleine charge

et à vitesse constante du véhicule. Ce facteur est donné par l’équation suivante [2] : Kp = 1 − ^aurban

a_wot(n) (2.5)

2.2.2.2 Dans le cas de deux rapports de vitesse

Dans la plupart des cas, aucun rapport de boîte ne permet d’approcher l’accélération de référence en pleine charge awot ref. Dans ce cas-là, l’accélération awot ref est encadrée par les accélérations des deux rapports de boîte les plus proches : awot(n)et awot(n+1)²(cf. Figure 2.4). Le niveau de bruit de passage Lurban est calculé de la manière suivante [2] :

Lurban = Lwot rep− Kp(Lwot rep − Lcrs rep) (2.6) où Lwot rep et Lcrs rep (en dB (A)) correspondent respectivement à l’interpolation linéaire entre les deux niveaux de pression sonore du rapport de vitesse (n) et (n+1), en accélération pleine charge awot ref et à vitesse constante de 50 km/h. Ils sont donnés par les équations suivantes [2] :

Lwot rep = Lwot(n+1)+ K(Lwot(n)− Lwot(n+1)) (2.7) Lcrs rep = L_crs(n+1)+ K(L_{crs(n)− Lcrs(n+1)}) (2.8) où Lwot(n) et Lwot(n+1)(en dB (A)) représentent respectivement les niveaux de pression sonore correspondant aux accélérations awot(n) et awot(n+1), et où Lcrs(n) et Lcrs(n+1) (en dB (A)) représentent respectivement les niveaux de pression sonore correspondant aux passages à vitesse constante pour le rapport (n) et (n+1). K est le facteur de rapport de boîte de vitesse, ou "gear ratio weighting factor" en anglais. Il permet d’interpoler linéairement les résultats des deux rapports de vitesse, comme illustré sur la Figure 2.4. Le facteur K est donné par la relation suivante [2] :

K = ^awot ref − awot(n+1)

awot(n)− awot(n+1)

(2.9) Dans le cas de deux rapports de vitesse, le facteur de puissance partielle Kp, est donné par l’équation suivante [2] :

Kp = 1 − ^aurban

awot ref

(2.10)

2. Si la valeur de l’accélération du rapport de boîte (n) dépasse les 2 m/s2, c’est le rapport (n+1) qui sera utilisé pour le test. Cependant, si l’accélération du rapport (n+1) est inférieure à l’accélération cible aurban, dans ce cas-là, les deux rapports (n) et (n+1) sont utilisés.

2.2. Règlement et calendrier d’exécution

Figure 2.4 – Estimation du niveau sonore Lurban dans le cas de deux rapports de vitesse selon ECE R51.03