L'évolution du secteur automobile conduit les fabricants de sièges à envisager de nouvelles postures d'assise dans l'habitacle. Pour chacune d'elles, le confort vibratoire fait partie des performances souhaitées. Celui-ci est communément défini par la transmissibilité, exprimée comme le rapport entre l'accélération en surface du siège et celle à sa base, caractérisant ainsi la filtration des vibrations par le siège [1]. Elle est obtenue lorsque le siège est chargé par un occupant. Celui-ci peut être une masse rigide, un mannequin ou un sujet humain.

Ces travaux concernent le développement d'un modèle éléments finis (EF) de siège d'automobile et d'occupant afin de calculer la transmissibilité du système pour une posture d'assise donnée. Pour cela, la démarche est séparée en deux étapes.

La première étape concerne la modélisation du siège seul. Le modèle utilisé provient de simulations en dynamique rapide (crash) [2]. Dans un premier temps, une partie de la structure a été modifiée, notamment en changeant la modélisation des liaisons, afin de convenir pour un calcul en basses fréquences (inférieures à 20Hz). Puis les modèles des coussins en mousse, de la coiffe et de l'appui-tête ont été ajoutés, formant ainsi le modèle du siège complet.

La deuxième étape concerne le calcul de la transmissibilité du système siège complet-occupant. Les résultats obtenus dépendent de la précontrainte statique appliquée au siège complet lors de la phase de chargement [3]. Pour mieux comprendre l'influence de cette précontrainte statique sur le calcul dynamique de transmissibilité, une série de simulations a été menée sur des échantillons de mousse chargés par une masse rigide.

Pour la première étape, la validation des modèles de structure du siège et du siège complet a été effectuée avec des analyses modales. Pour la seconde étape, la validation des simulations sur échantillons a été effectuée avec des mesures préexistantes issues d'essais de compression et d'essais dynamiques avec masse libre [4]. La méthodologie de cette seconde étape pourra alors être étendue au cas du siège complet, en calculant d'abord l'enfoncement statique de l'occupant, puis en calculant la transmissibilité du système autour de l'état d'équilibre obtenu.

[1] ISO standard (2001). ISO-5982. Mechanical vibration and shock - Range of idealized values to characterize seated body biodynamic response under vertical vibration. ISO-5982. Geneva. International Standard Organization.

[2] LSTC (2014). LS-DYNA Keyword User's Manual, Volume I. Livermore. Livermore Software Technology Corporation.

[3] Hilyard, N. C., & Cunningham, A. (1994). Low density cellular plastics, Chapter 8 - Hysteresis and energy loss in flexible polyurethane foams. Springer-Science, B.V., 226-269.

[4] Barbeau, R. (2018). Characterization and modeling of automotive seat dynamics: toward the robust optimization of vibrational comfort. PhD Thesis. Université de Haute-Alsace, France.