Les mesures d’émission acoustique appliquées aux moteurs d’automobiles de collection patrimoniale comme outil de diagnostic avant la remise en fonctionnement Etude réalisée dans le cadre du projet de recherche ACUME_HV au Musée National de l’Automobile de Mulhouse (Collection Schlumpf) Mémoire présenté par : Brice Chalançon Pour l’obtention du Master of Arts HES-SO in Conservation-restoration Orientation objets scientifiques, techniques et horlogers Année académique 2018-2019 Remise du travail : 15.07.2019 Jury : 28.08.2019 Nombre de pages : 161 HE-Arc CR, Master of Arts HES-SO in Conservation-restoration Chalançon Brice, L’émission acoustique appliquée aux automobiles de collection, 15.07.2019 « L’observation est à la base de tout dans l’évolution et l’amélioration de la mécanique. » Ettore Bugatti HE-Arc CR, Master of Arts HES-SO in Conservation-restoration Chalançon Brice, L’émission acoustique appliquée aux automobiles de collection, 15.07.2019 Engagement « J'atteste que ce travail est le résultat de ma propre création et qu’il n’a été présenté à aucun autre jury que ce soit en partie ou entièrement. J’atteste également que dans ce texte toute affirmation qui n'est pas le fruit de ma réflexion personnelle est attribuée à sa source et que tout passage recopié d'une autre source est en outre placé entre guillemets. » Date et signature : HE-Arc CR, Master of Arts HES-SO in Conservation-restoration Chalançon Brice, L’émission acoustique appliquée aux automobiles de collection, 15.07.2019 Remerciements Je tenais tout d’abord à remercier mon maître de stage, Richard Keller, conservateur en chef du Musée National de l’Automobile de Mulhouse, sans qui cette validation des acquis de l’expérience n’aurait pas été possible, ainsi que toute l’équipe du musée. Je remercie également le collège des enseignants, Dr. Régis Bertholon, Hortense De Corneillan, Dr. Christian Degrigny, Valentin Boissonas et Tobias Schenkel mon enseignant référent pour m’avoir suivi lors de l’élaboration de ce travail. Je remercie ensuite Dr. Laura Brambilla et toute l’équipe du projet ACUME_HV, ainsi qu’Emile Cornet et Guillaume Rapp. Je remercie tout particulièrement Alejandro Roda pour le traitement des données et notre collaboration pour l’interprétation de ces dernières. Un grand merci également à mon mentor Thomas Weisser, maître de Conférences à l’École Nationale Supérieure d'Ingénieurs Sud Alsace de Mulhouse (ENSISA) pour son aide précieuse tout au long de mes essais et pour ses conseils avisés et toujours pertinents. Je remercie aussi Jean-Charles Peruchetti, maître de Conférences à l’ENSISA, pour l’aide pratique apportée lors du démarrage des essais. Merci enfin à André Hoffmann, enseignant en fabrication mécanique à l’ENSISA pour m’avoir accompagné lors de la recherche de documentation scientifique dans les revues d’ingénierie. Je remercie enfin tous les musées et institutions qui ont répondu au questionnaire, ma femme qui m’a épaulée pendant toute cette reprise d’études et toutes les personnes que j’aurais malencontreusement oubliées. 1 HE-Arc CR, Master of Arts HES-SO in Conservation-restoration Chalançon Brice, L’émission acoustique appliquée aux automobiles de collection, 15.07.2019 Sommaire Remerciements.............................................................................................................................. 1 Sommaire ..................................................................................................................................... 2 Résumé ........................................................................................................................................ 5 Summary ...................................................................................................................................... 6 Introduction .................................................................................................................................. 7 1 Contexte et état de l’art ......................................................................................................... 9 1.1 Présentation du Musée National de l’Automobile de Mulhouse (Collection Schlumpf) ............ 9 1.1.1 Historique du Musée ................................................................................................................... 9 1.1.2 Organisation du Musée ............................................................................................................ 10 1.1.3 L’intérêt de la conservation fonctionnelle des automobiles ................................................ 11 1.2 Techniques actuelles de remise en fonctionnement des moteurs au sein d’institutions muséales .......................................................................................................................................................... 13 1.2.1 Redémarrage sans diagnostic ................................................................................................. 14 1.2.2 Dépose et démontage du moteur ........................................................................................... 15 1.2.3 Méthodes sans démontage comprenant des contrôles préliminaires ................................ 16 1.3 Etre à l’écoute du moteur ............................................................................................................... 19 1.3.1 Etudes scientifiques acoustiques et vibratoires pour diagnostiquer des pannes ............. 19 1.3.2 Utilisation actuelle de l’émission acoustique dans l’industrie, la recherche et le patrimoine ................................................................................................................................................... 20 2 Diagnostic d’un moteur test avec la technique de l’émission acoustique .................................. 25 2.1 Moteur test Renault AG ................................................................................................................... 25 2.1.1 Justification du choix de ce type de moteur ......................................................................... 25 2.1.2 Descriptif du moteur test ......................................................................................................... 27 2.1.3 Constat d’état du moteur test ................................................................................................. 29 2.1.4 Interventions de restauration effectuées .............................................................................. 30 2.2 Application de la technique d’émission acoustique sur le moteur test ..................................... 31 2.2.1 Mise en place des essais .......................................................................................................... 31 2.2.2 Vérification de l’innocuité du couplant, mise en place d’un système d’entrainement du moteur et d’un capteur de position angulaire ....................................................................................... 33 2.2.3 Détermination de la position des capteurs d’émission acoustique .................................... 37 2.2.4 Essais sur l’influence de la vitesse de rotation ..................................................................... 47 2.2.1 Essais de référence ................................................................................................................... 52 2.2.2 Essais avec simulation de pannes .......................................................................................... 57 2.3 Bilan de ces essais ........................................................................................................................... 63 2 HE-Arc CR, Master of Arts HES-SO in Conservation-restoration Chalançon Brice, L’émission acoustique appliquée aux automobiles de collection, 15.07.2019 2.4 Détermination d’un protocole d’essai ............................................................................................ 63 3 Application de la technique de diagnostic par émission acoustique sur le moteur de la Renault AG1 de la collection du MNAM suivant le protocole d’essai établi .................................................... 64 3.1 Descriptif ........................................................................................................................................... 65 3.2 Constat d’état ................................................................................................................................... 66 3.3 Mise en place des essais ................................................................................................................. 67 3.3.1 Contrôles préalables et mise en place des capteurs ............................................................ 67 3.3.2 Essais avec les capteurs d’émission acoustique sur le moteur de collection patrimoniale 71 3.3.3 Essais comparatifs avec un moteur en mauvais état........................................................... 74 4 Synthèse et discussion ......................................................................................................... 76 Conclusion .................................................................................................................................. 77 Perspectives ................................................................................................................................ 79 Bibliographie ............................................................................................................................... 80 Liste des figures .........................................................................................................................