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Estimation du risque de renversement

Cette section illustre les résultats obtenus sur un essai réel représentatif du risque de renversement.

Afin d'expliciter les différents résultats obtenus, un essai représentatif d'un des scénarios à risque identifiés est succinctement analysé. Celui représente un aller retour réalisé à une vitesse constante d'environ 7 km/h dans un dévers de 10° sans correction d'assiette (voir video jointe).

Tout d'abord, il est possible de comparer les différentes métriques afin de statuer sur le danger potentiel, lié ici à l'évolution sur un terrain en dévers. Parmi les métriques étudiées, le transfert de charge présente l'intérêt d'être directement mesurable puisque représentant la répartition des efforts verticaux, ici entre le côté droit et le côté gauche du véhicule. Cette valeur est ensuite normalisée en la divisant par l'ensemble des efforts verticaux, la faisant évoluer entre -1 et 1. Une valeur extrémale signifie que les roues d'un côté décollent, le véhicule amorçant alors une phase de renversement. De manière usuelle, on considère un danger imminent pour une valeur absolue de 0.8. Sur la figure 3, ce transfert de charge estimé est tracé en rouge. Entre les itérations 400 et 600, il atteint la valeur de -0.3, le véhicule évoluant en ligne droite perpendiculairement à la ligne de plus grande pente. De 800 à 1150, cette valeur atteint ponctuellement +0.58 (lors du trajet retour).

Transfert de charge mesurer et estimer

 

La machine d'essai étant équipée de vérins de correction d'assiette, il est possible de mesurer les efforts normaux et donc d'obtenir une mesure du transfert de charge réel en se basant sur la connaissance des pressions en entrées et sorties de chambre. Cette valeur est tracée en noir sur la même figure. Néanmoins celle-ci n'est valide que lorsque les vérins ne sont pas en cours d'actionnement, ou que les butées de fin de course des vérins ne sont pas atteintes. Dans de tels cas, la valeur mesurée est mise à zéro, ce qui est souvent le cas sur l'essai considéré.

L'analyse des essais montrent une bonne corrélation entre mesures et estimées validant les approches d'observation. En outre, la métrique se réfère à un modèle dépendant de paramètres pouvant dans le cas des machines considérées être variables (masse, hauteur du centre de gravité). Aussi, la disponibilité ponctuelle des mesures permet de recaler certains paramètres, utiles également pour les autres métriques. A titre de comparaison, deux autres métriques sont calculées sur le même essai et représentées sur la ci-dessous. Le ZMP (Zero Moment Point) est tracé sur la partie supérieure et représente la distance minimale normalisée du point de stabilité dynamique sur le polygone de sustentation. Plus cette distance est proche de zéro, plus le point risque de sortir du polygone définit par les 4 roues, et plus le véhicule s'approche de l'instabilité. Sur la partie inférieure, le Dynamic Energy Stability Margin (DESM) est tracé. Il représente la réserve d'énergie stabilisante. Si l'énergie est négative, cela signifie que l'énergie tendant à maintenir le véhicule dans une position stable est insuffisante par rapport aux travaux des forces déstabilisante (centrifuge, gravité, etc...). Pour les deux métriques, les zones de danger sont représentées de manière similaire à la zone tracée pour le transfert de charge (figure précédente).

Zero Moment Point (distance minimale à l'axe de renversement)

On peut noter que toutes les métriques présentent des variations similaires vis-à-vis du risque bien qu'ayant des modes de représentation différents. Cependant, Pour le ZMP et le DESM, il n'y a pas de moyen de mesurer une réalité terrain, donnant une validation absolue, si ce n'est la comparaison qualitative avec le Transfert de Charge.