SIMULIA : Solutions avancées d'ingénierie et de conception de pneus

Si vous avez déjà conduit ou été passager dans un véhicule ou visité une zone peuplée, vous avez connu les embouteillages. Le nombre de véhicules et de conducteurs sur les routes est extrêmement élevé, et la mauvaise nouvelle pour les conducteurs stressés est que ce nombre devrait encore augmenter dans les années à venir. En fait, les analystes du secteur prévoient que le nombre de kilomètres parcourus par les véhicules dans le monde doublera pour atteindre 20 billions d'ici 2030. Si cela peut faire frémir la plupart des gens – et s'inquiéter un peu plus pour l'environnement – c'est une bonne nouvelle pour les fabricants automobiles et de pneus.

Électrification et autonomie : nouveaux défis

Ce n'est pas nécessairement une catastrophe environnementale, car les automobiles continuent d'évoluer vers l'électrification. Ce changement, couplé au passage vers les véhicules autonomes, présente de nouveaux défis pour la plupart des fabricants du secteur, y compris les fabricants de pneus, car la demande pour leurs produits continue d'augmenter, tout comme les réglementations et les technologies poussant vers des pneus plus « verts » et connectés.

Le « Triangle Magique » de la conception de pneus

De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la conception d'un pneu de qualité. Le principal est le « Triangle Magique », qui comprend l'adhérence sur sol mouillé, la résistance à l'usure et la résistance au roulement. Des défis se présentent sous forme de compromis entre ces facteurs : adhérence mouillé vs sec, adhérence vs usure, usure vs résistance au roulement, etc. Plusieurs autres variables doivent être considérées, telles que la traînée aérodynamique, le bruit et les vibrations.

Coûts et complexité des tests

Les tests de ces facteurs ont un coût élevé pour les ingénieurs, dont le travail est encore compliqué par la nécessité de prédire les performances dans des conditions variables, telles que des températures extrêmes. Par exemple, des températures extrêmement froides peuvent faire perdre de la pression aux pneus, tandis qu'une chaleur extrême comporte, au pire, le risque d'éclatement.

Solution intégrée SIMULIA

SIMULIA offre une solution complète et intégrée de conception et d'ingénierie de pneus qui couvre toutes les facettes du processus de développement. La solution se concentre sur deux aspects principaux : le processus « pneu vert », qui implique l'ingénierie du pneu avant sa vulcanisation ; et le processus « pneu vulcanisé », qui implique la vulcanisation du pneu. La vulcanisation est le processus d'application de pression sur un pneu dans un moule pour lui donner sa forme finale, y compris la bande de roulement. Les deux processus sont étroitement liés, nécessitant de nombreuses itérations et optimisations.

Une fois la bande de roulement appropriée conçue pour le pneu vulcanisé, de multiples types de simulations avancées sont effectués pour atteindre les objectifs de performance attendus.

Avantages de la solution

• Processus entièrement automatisé permettant une exploration facile de l'espace de conception avec des plans d'expériences.
• Intégration des processus de conception et de simulation dans un environnement unique.
• Simulations incluant la co-simulation Abaqus/XFlow pour l'évaluation de l'aquaplaning ; PowerFLOW pour le calcul de la traînée aérodynamique ; Simpack et Dymola pour la dynamique des systèmes véhicules.
• Continuité et traçabilité numériques complètes across disciplines.
• Plus de cycles de vérification dans le même temps, avec plus de confiance.

Cette solution intégrée peut réduire le temps d'évaluation des performances clés des pneus de jours et semaines à quelques heures seulement. Les simulations à haute fidélité offrent également des économies de coûts significatives grâce à la validation virtuelle. Alors que la demande de pneus augmente, ces réductions de temps et de coûts sont cruciales pour les fabricants.

L'avenir du pneu

Les véhicules tels que nous les connaissons changent, devenant plus efficaces et respectueux de l'environnement, avec un virage radical vers les automobiles électriques et autonomes. Cependant, une chose reste inchangée : un véhicule, aussi avancé soit-il, aura toujours besoin de pneus qui durent longtemps et offrent une conduite sûre, confortable et silencieuse. À mesure que les kilomètres parcourus augmentent, les ingénieurs pneus doivent non seulement suivre la demande en quantité, mais aussi augmenter la qualité pour garantir que les pneus puissent supporter ce kilométrage supplémentaire.