La simulation numérique est un outil puissant pour aider à résoudre les défis de la mobilité.
La mobilité est un sujet extrêmement important aujourd’hui et elle ne cesse de gagner en importance. La simulation numérique a énormément servi l’industrie du transport (train, avion et bien sur la voiture). Aujourd’hui les experts de DAES vous accompagnent dans l’ensemble de la chaîne de valeur : du véhicule aux scénarii de mobilité. Nos ingénieurs vous aident dans la prise en compte des enjeux physiques et pour faire émerger les opportunités liées à la mobilité durable.
Dans l’ensemble, la simulation numérique peut aider à améliorer la mobilité en permettant une meilleure conception des véhicules, une planification plus efficace des trajets et une meilleure gestion des infrastructures de transport existantes.
Un marché en mutation : connectivité, écologie et réglementation
L’industrie automobile est simultanément confrontée à un ensemble de défis stratégiques sans précédent : mutations disruptives, expansion rapide, renouvellement des gammes, le tout dans un contexte de révolution numérique. Les technologies émergentes, telles que les voitures électriques et les applications basées sur le réseau, remodèlent le secteur de la fabrication de matériel de transport. Enfin, les réglementations environnementales et la demande croissante de concepts de mobilités alternatifs poussent les constructeurs à s’adapter et à innover davantage. Les ingénieurs peuvent utiliser la simulation numérique pour concevoir et tester des véhicules avant de les construire physiquement. Cela permet de réduire les coûts et les délais de développement, tout en améliorant la qualité et la sécurité des véhicules et en diminuant le besoin de prototypes.
Des solutions pour le futur de l’innovation automobile
DAES vous accompagne dans le développement des véhicules de demain ainsi que dans la conception de nouveaux sites industriels plus flexibles, plus performants (process industriels et maintenance via jumeaux numériques). Nos modes d’intervention peuvent prendre différentes formes : prestations de conception sur site ou sur plateaux techniques externalisés pour des sous-ensembles ou véhicule complet.
Étude aérodynamique d’une voiture
L’aérodynamique est la science qui étudie les écoulements de l’air et ses effets sur les objets en mouvement. Elle est importante car elle permet de comprendre comment l’air influence le mouvement des objets et comment on peut utiliser ces effets pour améliorer le design des objets en mouvement. Les études de CFD sur les voitures modernes sont très poussées et elles aident à la diminution des bruits pour le confort des passagers ou améliorent la performance énergétique des véhicules en modélisant les écoulements de fluides autour du véhicule.
Crash test
Les voitures sont soumises à des normes de protection des passagers en cas de crash. De nos jours un grand nombre de simulations numériques de crash est fait avec des outils comme LS-DYNA ou PAM CRASH. Cela permet de réduire considérablement les vrais crash tests avec des mannequins et améliore la sécurité des passagers.
Évaluation des infrastructures de transport
Les simulations peuvent être utilisées pour évaluer les infrastructures de transport existantes, telles que les routes, les ponts et les tunnels. Cela permet de détecter les problèmes de sécurité, de planifier les réparations et les améliorations, et de minimiser les perturbations de la circulation pendant les travaux.
Évaluation des politiques de transport
Les simulations peuvent être utilisées pour évaluer les politiques de transport, telles que les programmes de covoiturage ou de transports en commun. Cela permet de prédire l’impact de ces politiques sur la circulation, la qualité de l’air et l’environnement, et de prendre des décisions éclairées sur leur mise en œuvre.
La simulation permet d’optimiser les opérations d’exploitation ainsi que le confort et la sécurité du public.
Nous accompagnons les acteurs du secteur ferroviaire en leur permettant de créer et de tester des prototypes virtuels de composants, de sous-systèmes et de véhicules ferroviaires complets. Les exigences de conception varient considérablement en fonction de l’utilisation du véhicule, par exemple: intérieur/extérieur, fret/passagers, nombre de rails, vitesse maximale du train, maintenance préventive. Nos solutions répondent aux enjeux de l’industrie ferroviaire.
Étude structurelle d’un wagon ou d’une locomotive
Un train a naturellement des impératifs structurels tant pour des raisons techniques (réparer un wagon n’est pas une tâche triviale) que pour la sécurité des passagers. Les normes imposent de nombreux cas de charge, faisant la part belle à la simulation numérique. Par exemple, des calculs statiques permettant d’estimer l’intégrité structurelle des châssis sous charge statique mais aussi en fatigue sont requis. Ces vérifications s’étendent aussi aux soudures, et pour les composant embarqués, et à la visserie.
Comportement vibratoire des structures d’un train
Des calculs statiques seuls ne suffisent pas. Des analyses modales ou PSD sont nécessaires pour non seulement la conception (des amortisseurs par exemple) mais aussi pour estimer l’influence des vibrations sur la durée de vie du matériel.
Étude des chocs induits lors d’un crash ou de la liaison entre wagon
Des analyses explicites peuvent également être effectuées pour estimer l’impact sur les passagers d’un choc (crash test) ou pour estimer les contraintes dans la liaison entre 2 wagons qui amène, lors de l’accrochage, des efforts importants dans un court laps de temps.
Estimation des efforts entre composants grâce à la dynamique des corps rigides
De telles analyses peuvent être menées pour estimer les efforts dans les différents composants du matériel roulant, mais aussi les fréquences des oscillations ressenties par les passagers lors des trajets. Ceci est en effet une donnée importante pour leur confort.
Étude aérodynamique des trains et des wagons
Comme n’importe quel véhicule, il est important d’optimiser l’écoulement de l’air autour d’un train, notamment pour diminuer son impact énergétique. Dans ce cas, le même type d’analyse que pour une voiture est requis. Les conditions de fonctionnement sont néanmoins différentes. Par exemple, le croisement de train et/ou de passage dans un tunnel sont des étapes à considérer
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Étude du refroidissement des équipements
En plus des analyses CFD externes mentionnées précédemment, des études internes au wagon peuvent être réalisées pour, par exemple, optimiser le chauffage ou la climatisation.
De telles analyses (CHT) peuvent également être menées sur des composants particuliers tels que les systèmes de freinage pour s’assurer de l’efficacité et de la résistance de celui-ci en condition normale, mais aussi en cas de freinage d’urgence.Acoustique
Le confort des passagers implique aussi l’aspect acoustique. Des analyses acoustiques sont ainsi menées pour s’assurer que le bruit ressenti par le passager lors du passage sur certaines portions de voie ou d’un croisement avec un autre train sont supportables.
Aujourd’hui il devient crucial de maitriser les flux en zone urbaine. Ainsi il est maintenant possible de simuler les mouvements de personnes empruntant différents modes de transport pour leur mobilité urbaine : train, bus, voiture, scooter, vélo, vélo à assistance électrique, marche… les modes de déplacement varient et les flux aussi. La ville de demain se veut connectée et éco-responsable. Elle se doit de permettre au mieux ces différents modes de transport tout en promouvant les modes les plus respectueux de l’environnement.
Analyse de la circulation
Les simulateurs de circulation peuvent être utilisés pour modéliser et analyser la circulation dans les villes et les régions. Cela permet de comprendre comment la circulation automobile fonctionne, d’identifier les problèmes de congestion et de trouver des solutions pour améliorer la fluidité de la circulation.
Optimisation des trajets
Les simulations peuvent être utilisées pour optimiser les trajets des véhicules en temps réel. Cela peut aider les conducteurs à éviter les embouteillages, à trouver le chemin le plus court ou le plus rapide pour atteindre leur destination, et à économiser du carburant.
L’avion fait évidemment partie de la mobilité et les moyens de simulations numériques sont intensivement utilisés dans cette industrie qui fait plus largement partie du domaine Aerospace.