Essais en chambre climatique pour le secteur automobile : exemples concrets

Types de tests pour le secteur automobile

Pour tester les batteries et les accumulateurs, découvrez la chambre de test de batteries, conçue pour les tests en conditions contrôlées.

Le secteur automobile est un domaine d'application dans lequel les tests de produits sont pratiquement sans fin.

Les voitures et les moyens de transport en général font partie intégrante de notre vie quotidienne et doivent garantir notre sécurité totale, à chaque utilisation et dans toutes les circonstances possibles.

De plus, les normes de sécurité ne sont pas exclusivement définies par les constructeurs et leurs sous-traitants, mais aussi par les organismes de réglementation qui doivent approuver l'homologation et donc la vente ultérieure du véhicule fini.

En réalité, plusieurs situations peuvent nécessiter des essais dans l'industrie mécanique automobile. Ces essais portent sur les différents composants qui constituent l'automobile, tels que :

• carrosserie (test de collision, test d'irrégularité de la surface de la route, test de couleur)
• moteur (refroidissement, chauffage, huile moteur, carburant, liquide de refroidissement, émissions)
• composants électroniques et électromécaniques (tels que les tests CEM de compatibilité électromagnétique 2004/104/CE, 2004/108/CE)
• Fonctionnement spécifique des différentes pièces (direction, roues, freins, boîte de vitesses, etc.) 

Les constructeurs automobiles ont eux-mêmes créé leurs propres normes personnalisées pour des tests internes spécifiques, qui sont devenues au fil du temps des normes de production. 

Ainsi, en plus des organismes de réglementation bien connus IEC, ISO ou ASTM, nous pouvons trouver un 50451 (Fiat) ou un Volkswagen PV 1306.

Essais climatiques pour le secteur automobile : Introduction

Parmi les tests associés au secteur automobile, on trouve notamment divers tests climatiques, avec température et humidité contrôlées.

Comme nous l'avons déjà vu pour d'autres applications, les tests peuvent concerner à la fois les différents composants qui constituent le produit finivoitures finies elles-mêmes

Les tests climatiques pour l'industrie automobile concernent donc non seulement les constructeurs automobiles, mais aussi les fournisseurs des différents composants qui constituent la voiture.

Dans ce dernier cas, les essais climatiques concerneront tous les composants, des cartes électroniques aux moteurs électriques en passant les batteries au lithium. Les normes les plus répandues régissant ces essais climatiques sont la norme IEC 60068 , l'ISO 16750-4 et la norme IEC/EN 62133, spécifique aux batteries.

En plus de cela, comme nous l'avons mentionné précédemment, de nombreux constructeurs automobiles ont développé leurs propres procédures de test, homologuées selon les normes internationales.

Cependant, dans le cas d'une voiture entière, puisqu'il s'agit de produits volumineux, nous devrons nous référer aux salles d'exposition, déjà évoquées ici.

Dans les deux cas, cependant, les tests présentent des caractéristiques similaires, que le secteur automobile partage avec lessecteurs aéronautique, aérospatial et militaire que nous avons évoqués ici. 

Mais examinons maintenant les principales caractéristiques du test climatique pour le secteur automobile :

des tests
extrêmes

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Essais climatiques pour le secteur automobile : caractéristiques

Les tests climatiques automobiles prennent en compte trois variables clés : la température, l’humidité et l’éclairage .

Dans la plupart des cas, la plage de températures est très large, généralement de -40 à 180°.

Cet intervalle est dû à la nécessité pour les voitures d'être opérationnelles, sans aucune répercussion opérationnelle, dans les différentes zones climatiques du globe, où elles peuvent également être soumises à des changements brusques de température (choc thermique).

Ces plages de températures contribuent à la réalisation des tests de vieillissement accéléré dits , qui exacerbent les conditions climatiques afin d'accélérer le processus de vieillissement du produit testé.

Pour répondre à ces exigences, les chambres climatiques automobiles sont toujours équipées de commandes à écran tactile, qui permettent de programmerrapidement et immédiatement des cycles de température automatiques.

L'uniformité et la stabilité de la température doivent présenter la marge d'erreur la plus faible possible, voire supérieure à celle des chambres climatiques standard. 

Le contrôle de l'humidité est similaire : une large plage, généralement de 10 à 98 %, sert à simuler toutes les conditions réelles possibles auxquelles la voiture, dans tous ses composants, sera confrontée tout au long de son cycle de vie.

Le processus de vieillissement est également simulé par des tests de simulation de corrosion ( au brouillard salin), des tests de simulation de pluie et des tests de simulation d'exposition au soleil. 

La lumière du soleil est simulée à l'aide de lampes UV, conformément à des normes telles que l'ISO 4892-2 ou l'ASTM D7356 .

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FDM et essais climatiques dans le secteur automobile

Les constructeurs automobiles investissent de plus en plus dans la climatisation afin de garantir des produits toujours plus performants et sûrs.

Prenons l'exemple de marques comme Seat, qui a investi 30 millions d'euros en 2020 dans son propre centre d'essais climatiques.

FDM, présente dans le secteur depuis 1949, compte parmi ses clients des marques historiques et prestigieuses telles que Ferrari et Bridgestone. Découvrez ici la solution sur mesure que nous avons conçue pour elles

Que vous ayez besoin de tester vos pneus, vos batteries au lithium ou tout autre composant de votre automobile, FDM aura toujours la solution adaptée à vos besoins.

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Normes de référence

• ISO 16750 (séries 1 à 5) — Véhicules routiers — Conditions environnementales automobiles
• SAE J1211 — Manuel pour la validation de la robustesse des modules électroniques automobiles
• VDA 230-213 — Qualification allemande des composants automobiles
• IEC 60068 (série) — Méthodes de base applicables aux composants automobiles
• AEC-Q100/Q101/Q200 — Normes de qualification du Conseil de l'électronique automobile

Sources faisant autorité

• SAE International — Organisme mondial de normalisation automobile.
• VDA — Verband der Automobilindustrie
• AEC — Conseil de l'électronique automobile

Questions fréquentes concernant les essais en chambre climatique pour l'automobile

Quels sont les tests climatiques obligatoires pour un composant automobile ?

Les normes définies selon la norme ISO 16750-4 comprennent : température de fonctionnement (-40 °C à +85 °C pour la cabine, +125 °C pour le compartiment moteur), choc thermique (-40 °C à +85 °C en cycle de chaleur humide (IEC 60068-2-30 dB ou essai composite IEC 60068-2-38)), brouillard salin (72 h selon la norme ISO 9227), rayonnement solaire (1 120 W/m² pour les intérieurs), vibrations (aléatoires selon la norme ISO 16750-3). Pour l’électronique , la norme AEC-Q100 avec 1 000 h de test HTOL/HTSL est ajoutée

Plage de températures des composants du moteur par rapport aux pièces internes ?

Trois plages de température principales : habitacle pressurisé : -40 °C/+85 °C (calculateur, capteurs internes) ; compartiment moteur : -40 °C/+125 °C (calculateur moteur, injecteurs) ; composants proches de l’échappement : jusqu’à +150 °C en continu, avec des pics à +200 °C (sondes lambda, turbines). Pour les véhicules électriques , la qualification de batterie UN 38.3 est ajoutée, avec une plage de température de -40 °C/+85 °C en cycle thermique (IEC 62660-2).

Quel est le profil de test typique pour un capteur automobile ?

Dossier de qualification type : (1) 1 000 h HTOL à Tmax, (2) 1 000 h HTSL à haute température en stockage, (3) 500 à 1 000 cycles thermiques -40/+125 °C, (4) 240 h de cycles thermiques humides, (5) 1 000 h de vibrations à profil aléatoire, (6) 96 h de brouillard salin, (7) 500 h de brouillard salin et humidité. Durée totale : 12 à 18 mois. Chaque phase nécessite des tests fonctionnels intermédiaires pour vérifier la dégradation des paramètres (dérive, décalage, bruit).

Quels changements pour les véhicules électriques (VE) ?

Les composants des véhicules électriques sont soumis à des contraintes supplémentaires : la batterie au lithium doit répondre normes UN 38.3 et IEC 62660 (cycles thermiques de -40 à +60 °C, choc thermique, court-circuit). L’onduleur et le système de gestion de batterie (BMS ) sont conformes à la norme ISO 16750 étendue, avec une attention particulière portée à la compatibilité électromagnétique (CISPR 25). Connecteurs haute tension : LV 214 VDA, résistant à plus de 1 000 cycles thermiques et étanche IP67/IP6K9K. Pack batterie complet : validation en chambre climatique avec des profils d’utilisation réels.