Des chercheurs de Magdeburg atténuent les bruits des voitures électriques avec du granulé de pneus usagés

« Weil das gewohnte Motorgeräusch fehlt, treten andere Töne deutlich hervor », expliquent les chercheurs pour décrire le point de départ de leur travail. À faible vitesse, les voitures électriques doivent même générer artificiellement des bruits afin que les piétons ou les cyclistes puissent les percevoir.

Sur quoi travaillent les chercheurs

Au lieu d'utiliser des matelas isolants pour minimiser les vibrations de l'électronique de puissance, les cavités dans lesquelles se trouve l'électronique sont remplies d'un granulé. Il est obtenu à partir de vieux pneus automobiles. Les particules se déplacent dans le composant à la manière du sable dans un hochet. Elles freinent ainsi directement les vibrations à leur point d'origine – avant même qu'un son audible ne se forme.

Hermann Rottengruber, directeur de l'Institut des systèmes mobiles à l'Université Otto-von-Guericke de Magdebourg, résume l'approche en ces termes : « Wir zeigen eine zusätzliche Anwendung dieses Materials in der Fahrzeugtechnik und verbinden akustischen Komfort, Leichtbau und Kreislaufwirtschaft ». Contrairement aux matelas isolants et autres dispositifs de protection phonique, le granulé est léger, ne nécessite pas d'espace supplémentaire et est bon marché.

Ce que montrent les mesures

Dans cette plage de fréquences, l'équipe de recherche a pu obtenir une nette diminution du niveau de pression acoustique. La plage entre 800 et 1 100 hertz est particulièrement critique. Dans la plage de fréquences à laquelle l'oreille humaine est particulièrement sensible, les chercheurs ont pu réduire les bruits d'environ 6,5 décibels. Pour certains composants isolés, on a obtenu près de 10 décibels en moins, soit une division par deux du volume sonore d'origine. Cela correspond à une baisse du volume sonore perçu à un peu plus de 60 pour cent de la valeur initiale.

« Das klingt wenig, ist aber deutlich hörbar. Es kann den Unterschied machen zwischen einem auffälligen Sirren und einem unauffälligen Hintergrundgeräusch », déclare Rottengruber à propos des valeurs mesurées. Dans les cavités, le granulé se répartit comme du sable et empêche les vibrations, qui peuvent s'intensifier lorsque la puissance augmente. Le granulé évite la transmission à d'autres composants.

Le chef de projet Braj Bhushan Prasad replace les résultats en perspective : « Die Partikel entziehen der Struktur Energie, bevor daraus störende Geräusche werden ». Il faut toutefois calculer avec précision la densité et la granulométrie pour chaque composant. Ce n'est qu'ensuite que les particules peuvent être utilisées avec une efficacité maximale. Prasad formule la question de recherche encore ouverte : « Wir müssen genau bestimmen, welche Kombination unter welchen Bedingungen am besten funktioniert ».

De l'éolienne à la voiture électrique

La technique n'est pas totalement nouvelle : elle a d'abord été utilisée dans les éoliennes pour amortir les vibrations des composants. Les chercheurs de Magdebourg transposent maintenant le principe à l'électronique de puissance des voitures électriques. Rien qu'en Allemagne, environ 50 millions de pneus usagés sont générés chaque année. Seule une petite partie des vieux pneus est réutilisée ou rechapée. La plus grande partie est, par exemple, brûlée dans des cimenteries ou finit en revêtement sur des terrains de sport ou aires de jeux. Avec le nouveau procédé, une nouvelle utilisation viendrait s'ajouter.

Outre l'utilisation dans les voitures électriques, on peut envisager à l'avenir une utilisation dans les onduleurs ou les calculateurs, partout où des vibrations parasites apparaissent dans l'électronique. À long terme, l'approche pourrait trouver des applications bien au-delà des voitures électriques – partout où des systèmes électriques sont soumis à des vibrations.

Prochaines étapes avant la production en série

Jusqu'à une application dans des véhicules de série, le chemin est toutefois encore long. « Noch steht die Technik am Anfang », indique-t-on du côté de l'équipe de recherche. Avant que le granulé puisse être utilisé dans un modèle de série, il faudrait examiner de manière approfondie la durabilité à long terme, le comportement dans la durée face aux variations de température ainsi que les effets sur d'autres composants.