Tests de simulation : comment les essais de lubrifiants sont accélérés chez Repsol

Les jumeaux numériques sont une tendance dominante dans tous les types d'industries. Il s'agit d'outils qui créent un clone virtuel d'un lieu ou d'un élément physique. Depuis des années, il est utilisé pour empêcher les déplacements massifs de personnes dans de grandes agglomérations, comme les aéroports ou les matchs de football, ou pour effectuer les premiers essais d'un nouveau véhicule, entre autres exemples.

Ces derniers mois, Repsol Lubrifiants s'est fortement engagé en faveur des jumeaux numériques. Grâce à l'étroite collaboration avec des chercheurs de l'Université de Vigo, un outil a été développé qui permet de connaître virtuellement le comportement de l'huile dans différents types de moteurs.

Jusqu'à présent, il était habituel de placer une série de capteurs dans le moteur pour surveiller tout ce qui s'y passait. Ensuite, nous avons relevé le défi d'analyser le comportement à partir de ces données. Ce processus durait généralement jusqu'à un an, mais la numérisation et le développement de l'intelligence artificielle ont permis d'accélérer ce processus et de réduire considérablement les délais.

Comment fonctionne la simulation du comportement de l'huile

Dans un premier temps, des chercheurs de l'Université de Huelva se sont occupés de la caractérisation de l'huile, c'est-à-dire de la traduction de l'huile réelle en caractéristiques simulées dans le modèle. Cela a permis de travailler dans l'environnement GT Suite, un logiciel qui permet de reproduire le comportement de différents types de moteurs dans différentes conditions. 

GT Suite est conçu pour le développement des moteurs, mais pas pour l'influence que les différents produits comme les huiles ont sur eux. C'est là qu'intervient le rôle des chercheurs de l'Université de Vigo qui, à l'aide de ce logiciel, ont créé un simulateur du comportement de l'huile dans les moteurs de différents véhicules, qu'ils soient à combustion ou hybrides. 

"Une fois le moteur paramétré, vous ajoutez les entrées d'huile et vous pouvez simuler n'importe quel cycle ou utiliser les cycles d'homologation actuels, tels que le WLTC ou le WHVC. Vous pouvez également indiquer un circuit réel et analyser ce qui se passe", explique Santiago Maroto, gestionnaire principal de l'Assistance Technique et du Développement des Lubrifiants chez Repsol. "Il vous offre ainsi des solutions en matière de pertes mécaniques ou de consommation de combustible", ajoute-t-il. 

"Après avoir inclus les propriétés de l'huile, nous avons paramétré son comportement dans différentes conditions de viscosité, de température, de pression, de cisaillement... et ils ont dû modifier le modèle pour qu'il soit sensible aux caractéristiques de l'huile. Cela permet d'analyser les frottements avec les pièces mécaniques et de comparer les consommations ou les pertes mécaniques", poursuit Maroto, qui précise que même "le type de surface métallique peut être détaillé afin de connaître le film d'huile qui se forme".

Pour le moment, ces outils peuvent encore être améliorés et seront perfectionnés dans les prochaines années. "Il ne peut pas encore simuler la dégradation de l'huile, qui est un peu plus complexe", explique Maroto. 

En tous cas, tous ces progrès ont permis d'accélérer la validation des huiles, ce qui se traduit par une amélioration considérable du fonctionnement des moteurs, ainsi que par une réduction de la consommation de carburant. Jusqu'à présent, le projet a concerné les voitures et les bus, et il est prévu de poursuivre avec les moteurs de motos dans les prochains mois. 

Ce modèle de simulation permet non seulement de valider les huiles, mais aussi de développer de nouvelles formulations ad hoc pour différents types de moteur et de cycles, sans devoir procéder à des essais sur des véhicules conventionnels. Il permet également de quantifier les améliorations de performance et d'obtenir des paramètres du lubrifiant qui sont difficiles à mesurer de manière expérimentale.

"Dans les véhicules à combustion interne, nous avons constaté que les pertes par frottement mécanique peuvent être réduites jusqu'à 18 % et la consommation de carburant de 5 %", conclut Maroto.