Brevet FR2704190A1 — publié le 19941028

PXNNEAU DE REVETEMENT DE LA PAROI INTERIEURE D'UNE AUTOMOBILE L'invention concerne un panneau de revêtement de la paroi intérieure de l'habitacle d'une automobile, en particulier un panneau de revêtement de portière. Il est destiné à absorber les chocs de manière à protéger les passagers lors d'un accident. Pour accroître la sécurité des passagers dans les automobiles lors des accidents, on cherche de plus en plus, d'une part à limiter les déformations de l'habitacle et d'autre part à éviter que le corps des passagers vienne en contact avec des objets ou des éléments de la structure du véhicule qui pourraient être dangereux. On cherche en particulier à protéger les passagers contre les chocs latéraux. Pour cela, il est prévu d'installer dans les portières des renforts de conceptions diverses qui sont destinés d'une part à absorber énergie du choc et d'autre part en se déformant de manière limitée à éviter le contact du corps du passager avec la structure de la portière. La protection des passagers contre les chocs latéraux nécessite donc deux types de solutions, d'une part renforcer les portières et d'autre part protéger le passager contre une agression consécutive à la déformation de la portière. L'invention concerne ce deuxième type de solution. Il est connu d'utiliser des mousses avec une peau faite du même matériau, un polymère de propylène pour réaliser des panneaux de porte absorbant l'énergie des chocs. Par ailleurs, divers matériaux connus comme absorbeurs de choc peuvent également être utilisés dans des panneaux de porte ou d'autres panneaux à l'intérieur des habitacles de voiture. C'est ainsi qu'on connaît des panneaux en nid d'abeilles faits soit avec des éléments à base de cellulose, soit avec des matières plastiques armées. On connaît également un matériau constitué de billes de verre creuses associées par un liant ou collées sur des plaques. L'invention se donne pour tâche de fournir un panneau de revêtement de la paroi intérieure de l'habitacle d'une automobile qui soit léger et qui ait une fonction d'absorption d'énergie. Le panneau de l'invention doit également permettre lors d'un choc de répartir les charges sur toute la surface du corps en contact avec lui. Les matériaux du panneau de l'invention doivent également être soit réutilisables soit recyclables facilement. Dans le brevet US 5 003 593 on propose une technique de renforcement des portières d'une automobile. On introduit dans l'épaisseur de la portière des poutrelles en tôle à section carrée ou en I. Leur caractéristique est d'être constituées dans la direction perpendiculaire à la portière, de tôle ondulée. Ainsi pour une énergie de choc donnée leur déformation dans la direction perpendiculaire à la portière est réduite par rapport à des poutrelles standard. Il est évident que ces renforts de portière très localisés ont pour conséquence de localiser les efforts qui vont s'exercer sur un passager lors d'un choc, en particulier si les poutrelles lors d'un choc résistent l'espace de la portière compris entre les poutrelles est déformable et va constituer un point d'impact sur le passager. Il est donc essentiel de pouvoir répartir les charges sur une grande surface de manière à éviter les blessures locales. Il existe des plaques destinées justement à répartir les efforts sur de grandes surfaces. Dans le cas des automobiles il convient que ces plaques soient aussi légères que possible. Le brevet US 5 180 628 propose de réaliser des panneaux dont l'âme est constituée d'une mousse à base d'un copolymère de propylène associé grâce à des "hot melts" à une peau, elle aussi en propylène. Un tel produit offre une résistance aux chocs qui reste limitée. Par ailleurs, la répartition des charges sur tout le corps du passager est difficile à obtenir. Les techniques de nid d'abeilles sont connues depuis longtemps pour procurer des résistances importantes avec des poids faibles. Le brevet US 4 500 583 propose ainsi des nids d'abeilles constitués de matière plastique renforcée de fibres de verre. De tels produits qui peuvent avoir une efficacité assez grande comme absorbeurs d'énergie sont difficiles à recycler. On connaît également grâce au brevet EP 0 401 838 un produit composite en plaques destiné à absorber l'énergie et qui est constitué de billes de verre creuses soit noyées dans une résine soit collées à des plaques de matière plastique. Comme pour la technique précédente le recyclage d'un composite comprenant à la fois du verre et des résines plastiques est ici aussi, délicat. L'invention propose un panneau de revêtement de la paroi intérieure de l'habitacle d'une automobile comportant un ensemble d'éléments absorbeurs d'énergie de petite dimension dans lequel les éléments sont contenus dans une enveloppe fermée sans être liés mécaniquement ni les uns avec les autres ni avec l'enveloppe. De préférence, les éléments absorbeurs d'énergie sont des nodules fibreux, notamment des nodules de laine minérale. Leur dimension est comprise entre 1 et 15 mm et de préférence entre 2 et 10 mm. L'enveloppe est à base d'un matériau thermoplastique tel que le polyéthylène. Dans la variante préférée de l'invention, les nodules fibreux sont constitués essentiellement de laine minérale déchiquetée puis nodulée par passage au travers d'une grille à trous. Selon une variante de 1'invention, 1'enveloppe qui contient les éléments absorbeurs d'énergie est étanche à l'air. Selon une autre variante, elle comporte un dispositif de fuite qui permet lors d'un choc la sortie contrôlée de l'air intérieur. De préférence, l'enveloppe comporte un orifice de remplissage des éléments absorbeurs d'énergie qui est obturable de manière étanche à la fin du remplissage. Le panneau de l'invention est ainsi constitué d'une enveloppe en matière plastique thermoplastique et du contenu fait de préférence avec des nodules de fibres minérales. Les nodules peuvent être réutilisés tels quels pour constituer des panneaux identiques à celui que l'on cherche à recycler. Quant à l'enveloppe elle peut être refondue pour constituer à son tour une nouvelle enveloppe ou pour toute autre application nécessitant une matière thermoplastique. Par ailleurs, on voit qu'en particulier dans sa variante avec une enveloppe étanche le panneau de l'invention constitue l'équivalent d'un "air bag" et présente ainsi les mêmes avantages de répartition de l'effort sur toute la surface du corps en contact avec lui. Au point de vue légèreté la masse volumique des nodules est en général de l'ordre de 100 à 200 Kg par m3. Il s'agit donc d'un produit particulièrement léger. Par ailleurs, en cas d'incendie, les fibres de verre sans ensimage sont un produit absolument incombustible. Les figures et la description qui suivent permettront de comprendre le fonctionnement du panneau de l'invention. Parmi les figures, la figure 1 représente une portière équipée du panneau de l'invention, la figure 2 est une coupe selon la ligne AA de la figure 1, la figure 3 une coupe selon la ligne CC de la même figure 1, et la figure 4 selon la ligne BB, la figure 5 représente la noduleuse qui permet de fabriquer les nodules destinés à remplir le panneau de l'in- vention. Sur la figure 1, on voit en 11 le pourtour métallique de la partie basse de la portière qui est représenté. En 12 on voit le panneau de l'invention fixé sur la portière. La figure 2 montre en coupe le panneau de l'invention. Il est constitué d'une enveloppe 13 faite de préférence d'un matériau thermoplastique. Il a été constaté en effet que les matériaux thermodurcissables cassent souvent lors d'un choc en fragments coupants. Or, la peau 13 du panneau de l'invention doit permettre de répartir les efforts sur le corps du passager qui se trouve à son voisinage. S'il arrivait que cette peau soit transpercée, il ne faudrait pas qu'elle devienne blessante. L'épaisseur de la paroi 13 du panneau est par exemple de 1 à 2 mm. A l'arrière du panneau, on voit en 15 un emplacement destiné à permettre le passage d'une poutrelle de renfort de la portière analogue par exemple à celle du brevet US 5 033 593. Sur la figure 4, on voit une coupe horizontale de l'enveloppe du panneau de l'invention au niveau de l'accoudoir. La figure 3, quant à elle est une vue agrandie, elle montre comment l'enveloppe du panneau de l'invention peut être aplatie et collée en certains endroits de manière à permettre le passage d'éléments de fixation ou de commande utiles au fonctionnement du véhicule. En dehors d'emplacements tels que 16 qui sont soudés de manière à pouvoir être percés sans nuire à l'étanchéité, le panneau de l'invention est de préférence étanche, c'est-à-dire que par exemple, il est soudé. Une technique pour la réalisation de l'enveloppe du panneau de l'invention peut être l'extrusion soufflage. L'orifice qui a servi au soufflage peut également servir au remplissage du panneau avec les éléments absorbeurs d'énergie de petite dimension qui sont représentés en 14 figure 2. Après remplissage l'orifice de remplissage est bouché de manière étanche. Les éléments absorbeurs d'énergie représentés en 14 peuvent être divers. L'important c'est que lorsqu'on les écrase ils absorbent de l'énergie. C'est ainsi que les billes creuses en verre du document EP A 0 401 838 dans la mesure où elles ont été traitées pour être complètement insonores peuvent convenir. De même, des billes d'argile expansées, là aussi, dans la mesure où elles ont été traitées pour résister à l'écrasement, conviennent. Mais le matériau préféré par l'invention consiste en nodules fibreux faits à partir de matelas de laine minérale déchiquetée puis nodulée à l'aide d'un appareil spécial. Une technique pour produire des nodules fibreux à partir de matelas de laine minérale est décrite dans la demande de brevet EP A 0 455 553. La fabrication d'un matelas de fibres minérales est tout à fait analogue à celle d'un matelas destiné à l'isolation. Après élaboration du matelas, dans une deuxième phase, le matelas va être déchiqueté pour créer des flocons. La machine comportent essentiellement deux cylindres parallèles qui tournent en sens inverse et comportent des doigts qui s'entrecroisent entre les cylindres sans se toucher. Les flocons alimentent alors l'appareil représenté figure 5, la noduleuse. Cet appareil comporte une buse d'entrée 1 et une buse de sortie 2. L'espace amont 3 est séparé de l'espace aval 4 par une paroi 5 en tôle métallique percée de trous. Cette tôle a la forme d'un cylindre qui est coaxial avec un tambour rotatif 6 qui porte des couteaux 7 dont le tranchant 8 est légèrement incliné par rapport à l'axe commun. En face des couteaux mobiles 7 on a placé des couteaux fixes 20 dont la distance par rapport aux couteaux mobiles est réglable. Les trous de la plaque 5 ont un diamètre compris entre 1 et 30 mm et de préférence compris entre 2 et 10 mm. Les nodules obtenus sont alors stockés jusqu a leur utilisation et leur introduction dans les panneaux de l'invention. L'ensemble du panneau de l'invention représenté en figure 2 comporte ainsi deux éléments essentiels : une enveloppe et un contenu. Chacun de ces deux éléments a son exigence propre. Le matériau de l'enveloppe doit être tel que l'enveloppe n'explose pas au moment d'un choc violent. En simplifiant, on peut dire que les caractéristiques de son matériau doivent être comparables à celles des matériaux qui constituent les "air bags". En effet, la fonction est voisine. Le choix entre une enveloppe complètement étanche et une enveloppe qui comporte un dispositif de fuite contrôlée dépend à la fois de la nature des matériaux employés et de la nature des chocs dont il convient de protéger le passager du véhicule. Le dispositif de fuite contrôlée non représenté a l'avantage de permettre un écrasement dynamique de l'enveloppe et une participation premièrement de l'air bag puis dans un deuxième temps un écrasement de son contenu. La conception de ce dispositif de fuite et son dimensionnement relèvent de la pratique habituelle à l'homme du métier. Le panneau de l'invention qui vient d'être décrit permet ainsi de fournir une solution simple au problème de la protection des passagers à l'intérieur de l'habitacle d'une automobile spécialement de la protection latérale. Quelle que soit la solution obtenue par le constructeur d'automobile pour rendre la portière le moins déformable possible, lors d'un impact latéral. Après que la déformation de cette portière ait absorbé une partie de l'énergie du choc, il convient d'une part de consommer le plus possible de l'énergie restante, et d'autre part de répartir la charge le plus uniformément possible sur le corps du passager. Ces deux fonctions sont remplies par le panneau de l'invention. L'enveloppe qui fonctionne à la manière d'un air bag répartit les charges sans blesser le passager et les éléments absorbeurs d'énergie contenus dans l'enveloppe qui continuent à répartir les charges à la manière hydrostatique d'un fluide, consomment de l'énergie mécanique lors de leur écrasement. Indépendamment de ces avantages fonctionnels le panneau de l'invention est léger, il améliore l'isolation thermique et acoustique du véhicule, il est réutilisable ou recyclable à 100 % et dans la plupart des cas son contenu est incombustible. REVENDICATIONS 1. Panneau de revêtement de la paroi intérieure de l'habitacle d'une automobile comportant un ensemble d'éléments absorbeurs d'énergie, de petite dimension, caractérisé en ce que les éléments sont contenus dans une enveloppe fermée et qu'ils ne sont liés mécaniquement ni les uns avec les autres, ni avec l'enveloppe. 2. Panneau de revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments absorbeurs d'énergie sont des nodules fibreux notamment des nodules de laine minérale. 3. Panneau de revêtement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les nodules fibreux de laine minérale ont leur plus grande dimension comprise entre 1 et 15 mm et de préférence entre 2 et 10 mm. 4. Panneau de revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe est à base d'un matériau thermoplastique tel que le polyéthylène. 5. Panneau de revêtement selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les nodules fibreux sont constitués essentiellement de laine minérale déchiquetée puis nodulée par passage au travers d'une grille à trous. 6. Panneau de revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe est étanche à l'air. 7. Panneau de revêtement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe comporte un dispositif de fuite permettant lors d'un choc, la sortie contrôlée de l'air intérieur. 8. Panneau de revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un orifice de remplissage des éléments absorbeurs d'énergie obturable de manière étanche à la fin du remplissage.