Brevet FR2835955A1 — publié le 20030815

L'invention concerne un ensemble d'insonorisation, en particulier destiné à être utilisé dans un véhicule automobile, ainsi qu'une pièce comprenant une paroi recouverte par ledit ensemble. De multiples solutions ont déjà été proposées pour insonoriser un véhicule. En particulier, il est connu d'utiliser un complexe du type masse-ressort comprenant une couche viscoélastique, étanche à l'air, de densité élevée formant masse lourde et une couche poreuse à l'air formant ressort acoustique. Une telle solution présente des caractéristiques d'insonorisation relativement bonnes et un coût relativement faible. Toutefois, compte tenu de la part de ces insonorisants dans la masse totale des véhicules, les constructeurs ont cherché à en réduire la masse afin de réduire la consommation des véhicules. Aussi, il a été proposé d'autres solutions et notamment d'utiliser à la place un complexe comprenant deux couches : l'une présentant une résistance au passage de l'air relativement élevée et l'autre, poreuse à l'air, formant ressort acoustique. Cette solution consiste à remplacer la masse lourde étanche à l'air par une couche moins lourde présentant une résistance à l'air non plus infinie mais relativement élevée. Une telle solution divulguée notamment dans WO-A-98 18657 permet une réduction sensible de la masse d'insonorisant, mais elle n'apporte pas toujours une insonorisation d'excellente qualité. Pour remédier aux inconvénients de ces différentes solutions, l'objet de l'invention consiste à définir une nouvelle solution optimisant le rapport entre la qualité d'insonorisation et le poids de l'ensemble. Pour ce faire, l'invention propose un ensemble comprenant quatre couches superposées constituées respectivement par : - une première couche présentant une résistance au passage de l'air comprise entre 500 et 2 000 N. m-3. s, - une deuxième couche poreuse, de type ressort acoustique, présentant une résistivité comprise entre 10 000 N. m-4. s et 50 000 N. m-4. s, la première couche recouvrant la deuxième couche, - une troisième couche, de type masse lourde, viscoélastique, étanche à l'air, de densité supérieure ou égale à 1 SOO Kg/m3, de masse surfacique comprise entre 0,2 Kg/m2 et 9 Kg/m2, la deuxième couche recouvrant la troisième couche, - une quatrième couche poreuse, de type ressort acoustique, présentant une résistivité comprise entre 10 000 N. m-4. s et 50 000 N. m-4. s, la troisième couche recouvrant la quatrième couche. Le premier couple formé par la première et la deuxième couches et le deuxième couple formé par la troisième et la quatrième ainsi définis sont relativement complémentaires et combinent leurs effets pour obtenir des résultats homogènes tant dans le domaine de l'absorption des bruits que de l'isolation acoustique sur une large gamme de fréquence. En effet, la demanderesse a déterminé que le premier couple se révèle particulièrement efficace pour absorber non seulement les hautes fréquences (au-dessus de 1000 Hz), mais aussi les moyennes fréquences (entre 400 Hz et 1000 Hz) pour lesquelles le deuxième couple n'est pas très satisfaisant et qu'inversement le premier couple présente des qualités moyennes en isolation acoustique qui sont compensées par le deuxième couple qui est relativement performant dans ce domaine. Par conséquent, compte tenu des différents bruits relatifs aux véhicules automobiles, la solution de l'invention se révèle particulièrement adaptée au domaine de l'insonorisation des véhicules automobiles, notamment pour recouvrir le plancher, le coffre, le tablier, la tablette arrière et les panneaux de porte. Dès lors, il est possible d'obtenir une réduction de poids entre 15% et 35% environ sans réduire la qualité d'insonorisation perçue par rapport aux solutions de l'art antérieur. Selon une caractéristique complémentaire visant à optimiser l'absorption du premier couple de couches, la première couche a une résistivité comprise entre 100 000 N. m-4. s et 400 000 N. m-4. s et/ou comprise entre 3 et 20 fois la résistivité de la deuxième couche. A toutes fins utiles, il est précisé que la résistance au passage de l'air d'une couche est égale au produit de la résistivité d'une couche par son épaisseur. Selon une autre caractéristique avantageuse, conformément à l'invention, la quatrième couche comprend un module d'Young au moins deux fois inférieur au module d'Young de la deuxième couche. Il est ainsi possible de réduire le risque qu'un phénomène d'interférence (de coïncidence fréquentielle) se produise entre les deux couples de couches, ce qui permet d'améliorer encore l'insonorisation de la solution conforme à l'invention. En outre, l'invention concerne une pièce comprenant outre l'ensemble, une paroi rigide, ledit ensemble recouvrant au moins partiellement ladite paroi et parmi lesdites quatre couches superposées, la quatrième couche étant la plus proche de la paroi et la première couche étant la plus éloignée de ladite paroi. L'invention va apparaître encore plus clairement dans la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente en coupe transversale un ensemble conforme à l'invention, - la figure 2 représente en coupe transversale une variante de l'ensemble de la figure 1. La figure 1 illustre une pièce 1 comprenant une paroi rigide et un ensemble souple 10. Ledit ensemble 10 comprend une première couche 2, une deuxième couche souple 4, une troisième couche souple 6 et une quatrième couche souple 8 superposées et recouvrant une paroi sensiblement rigide 17 sur laquelle il est fixé. La pièce 1 délimite un espace 15, tel qu'un habitacle de véhicule, à insonoriser. La première 2 et la deuxième 4 couches sont perméables à l'air, tandis que la troisième couche 6 est imperméable à l'air. En outre, la première couche 2, présente une résistance non infinie au passage de l'air, mais malgré tout élevée. En particulier, la première couche 2 présente une résistivité supérieure à celle de la deuxième couche 4. Schématiquement, la troisième couche 6 et la quatrième couche 8 traitent le bruit solidien et à aérien rayonné par la paroi 17, afin d'isoler ladite paroi de l'habitacle 15. Les ondes acoustiques rémanentes, présentes dans l'habitacle 15 pénètrent pour partie à travers la couche 2, puis dans la couche 4 formant ressort acoustique où elles sont absorbées, la couche 6 formant masse lourde, viscoélastique, mécaniquement inerte et supportée par la couche 8 formant également ressort acoustique définissant une barrière pour les ondes acoustiques. Bien entendu, cette présentation est simpliste. Elle illustre toutefois les fonctions principales remplies par chacune des couches. La première couche 2 est ici de constitution sensiblement uniforme, en particulier en termes de résistivité, sur toute son épaisseur et constitue en outre la couche décor de la pièce 1. Elle présente une épaisseur supérieure ou égale à 4 millimètres, avantageusement entre 5 et 10 millimètres. Elle peut notamment être constituée de fibres de verres, de coton ou synthétiques (polyester, polypropylène, polyamide, acrylique) et de polypropylène. En variante, elle peut également êtes constituée par un non-tissé densifié, un aiguilleté ou analogue enduit de latex. On peut également prévoir de recouvrir la première couche 2 d'une couche décor dont la résistance au passage de l'air est négligeable rapportée à celle de la première couche. Ceci est le cas de certains velours et de certaines moquettes. La deuxième couche et la quatrième couche sont avantageusement chacune constituée de mousse thermoplastique ou de feutre. Elles peuvent toutes deux être réalisées dans la même matière, mais cela n'est pas une nécessité. Leur densité est avantageusement comprise entre 15 Kg/m3 et 100 Kg/m3. Leur porosité (proportion d'air emprisonné pour un volume donné) est avantageusement supérieure à 0,9 et de préférence supérieure à 0, 95. Chacune des couches présente avantageusement une épaisseur comprise entre 5 millimètres et 20 millimètres. La masse lourde 6 comprend avantageusement un matériau thermoplastique de type polyoléfine (Ethylène Vinyle Acétate, PolyEthylène, Ethylène Propylène Diène Monomère) et incorpore des déchets du type bitume, craie et/ou sulfate de baryum permettant d'obtenir une densité élevée pour peu cher. Son module d'Young est inférieur à 1000 MPa, elle présente une densité supérieure ou égale à 1 SOO Kg/m3, de préférence supérieure ou égale à 2 000 Kg/m3, une masse surfacique comprise entre 0,2 Kg/m2 et 9 Kg/m2 et avantageusement une épaisseur comprise entre 0,1 millimètre et 5 millimètres. L'épaisseur de l'ensemble 10 est avantageusement comprise entre 15 millimètres et 50 millimètres. La liaison entre les couches est obtenue selon des techniques usuelles, notamment par thermocollage. La figure 2 illustre une pièce 11 se distinguant essentiellement de la pièce 1 illustrée à la figure 1 en ce qu'elle comprend un ensemble 20 se différenciant de l'ensemble 10 en ce que la première couche 2 a été remplacée par une première couche 12 comprenant deux parties 12', 12"superposées. Tel qu'illustré, à titre d'exemple, la partie 12'pourrait être constituée par un support de moquette (aiguilleté enduit plein bain de latex par exemple), autrement dit une couche décor de résistance au passage de l'air non négligeable, et la partie 12"de fibres comprimées (par exemple feutre comprimé). Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à la réalisation qui vient d'être décrite à titre d'exemple non limitatif. Ainsi, la première couche 2,12 pourrait comprendre plus de deux parties superposées. Revendications 1. Ensemble (10,20) pour insonoriser en particulier un véhicule automobile, comprenant quatre couches superposées constituées respectivement par : - une première couche (2,12) présentant une résistance au passage de l'air comprise entre 500 et 2 000 N. m-3. s, - une deuxième couche (4), poreuse, de type ressort acoustique, présentant une résistivité comprise entre 10 000 N. m-4. s et 50 000 N. m-4. s, la première couche recouvrant la deuxième couche, - une troisième couche (6), de type masse lourde, viscoélastique, étanche à l'air, de densité supérieure ou égale à 1 SOO Kg/m3, de masse surfacique comprise entre 0,2 Kg/m2 et 9 Kg/m2, la deuxième couche recouvrant la troisième couche, - une quatrième couche (8), poreuse, de type ressort acoustique, présentant une résistivité comprise entre 10 000 N. m-4. s et 50 000 N. m-4. s, la troisième couche recouvrant la quatrième couche. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche a une résistivité comprise entre 100 000 N. m-4. s et 400 000 N. m-4. s. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la première couche a une résistivité comprise entre 3 et 20 fois la résistivité de la deuxième couche. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la troisième couche présente un module d'Young inférieur à 1 000 MPa et une densité supérieure ou égale à 2 000 Kg/m3. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quatrième couche comprend un module d'Young au moins deux fois inférieur au module d'Young de la deuxième couche. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième couche et la quatrième couches sont constituées de mousse thermoplastique et/ou de feutre et présentent une densité comprise entre 15 Kg/m3 et 100 Kg/m3. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la troisième couche comprend un matériau thermoplastique de type polyoléfine et incorpore des déchets du type bitume, craie et/ou sulfate de baryum. 8. Pièce (1,11) comprenant une paroi rigide (17) et un ensemble (10, 20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit ensemble recouvrant au moins partiellement ladite paroi et parmi lesdites quatre couches superposées, la quatrième couche (8) étant la plus proche de la paroi et la première couche (2,12) étant la plus éloignée de ladite paroi.