Brevet FR2864811A1 — publié le 20050708

DISPOSITIF DE PROTECTION CONTRE LES CHOCS POUR UN VEHICULE AUTOMOBILE. DESCRIPTION L'invention se rapporte à un dispositif de protection contre les chocs pour un véhicule automobile. Plus précisément elle concerne un dispositif de protection comprenant au moins un absorbeur d'énergie fixe par rapport à la structure du véhicule disposé à l'avant du véhicule et formant au moins en partie un appui bas destiné à absorber l'énergie d'un choc du véhicule contre un obstacle fixe tel qu'un piéton, une peau de bouclier recouvrant l'absorbeur d'énergie et un volet aérodynamique prolongeant la peau de bouclier vers le sol. Les faces avant de véhicule automobile doivent satisfaire à des normes strictes en matière de choc contre un piéton afin de réduire le plus possible la gravité des blessures infligées à ce dernier. Afin de satisfaire à ces normes, elles doivent comporter, en particulier, un dispositif absorbeur d'énergie, généralement appelé appui bas piéton, situé en dessous de l'absorbeur d'énergie principal associé à la poutre pare-choc. L'appui bas piéton est destiné à amortir le choc du véhicule contre la partie basse de la jambe du piéton, à savoir le tibia. En outre, il permet de repousser la jambe du piéton afin d'éviter que cette dernière ne s'engage sous le véhicule. 2864811 2 D'autre part, la peau de bouclier qui recouvre la face avant du véhicule se prolonge généralement vers le sol par une surface constituant un volet destiné à dévier l'air, également connu sous le nom de spoiler. Ce volet a pour fonction d'améliorer l'aérodynamique du véhicule en améliorant sa pénétration dans l'air. Il a également pour effet de diminuer la portance du véhicule, en évitant à l'air de s'engouffrer sous ce dernier. La tenue de route est ainsi améliorée. On connaît déjà des dispositifs de protection contre le choc pour véhicules automobiles. Le document US 2002/0180224 montre un absorbeur d'énergie disposé à l'avant d'une poutre pare-chocs. Une barre de poussée, dirigée vers l'avant et vers le sol, est montée, par exemple pivotante, sous la poutre pare-chocs. La barre de poussée est apte à pivoter ou à fléchir en cas de choc du véhicule contre la partie inférieure de la jambe d'un piéton de manière à absorber une partie de l'énergie du choc. Le brevet américain US 6,513,843 décrit un système de protection contre les chocs qui comporte une poutre pare-chocs recouverte d'un matériau amortisseur, tel qu'une mousse à haute densité disposée à l'avant de la poutre pare-chocs. Le volet de déflection est fixé sous la poutre parechocs en porte-à-faux. Il s'étend vers le bas et vers l'avant. La partie inférieure de ce volet entre la première en contact avec la partie inférieure de la jambe d'un piéton, et en fléchissant, absorbe une partie de l'énergie du choc. 2864811 3 La demande de brevet d'invention française 2 474 982 décrit un dispositif de protection contre les chocs comportant une barre métallique transversale située à la partie la plus avant du bouclier du véhicule. Elle permet d'absorber une partie de l'énergie d'un choc contre la jambe d'un piéton. Cependant, dans ces dispositifs connus, le volet aérodynamique est fixe. Il doit par conséquent être suffisamment éloigné du sol pour permettre au véhicule de franchir un obstacle tel qu'un trottoir. Cela limite son efficacité tant en ce qui concerne l'amélioration de l'aérodynamisme du véhicule que la réduction de sa portance. L'invention a pour objet un dispositif de protection contre les chocs qui, tout en satisfaisant aux normes en vigueur, particulièrement aux normes régissant les chocs contre les piétons, améliore les performances aérodynamiques des dispositifs connus. Elle a aussi pour objet un dispositif dont l'intégration par rapport à l'architecture du véhicule est facilitée. A cet effet le volet aérodynamique est mobile entre une position haute ou rentrée et une position basse ou déployée. Lorsque le véhicule roule à faible vitesse, le volet aérodynamique mobile est en position haute, ce qui permet de franchir un obstacle tel qu'un trottoir. Lorsque le véhicule roule à grande vitesse, par exemple au dessus d'une vitesse de seuil prédéfinie, le volet aérodynamique se déploie vers le bas selon une direction verticale (axe Z du véhicule) de manière à 2864811 4 occuper une position plus proche du sol ce qui améliore ses performances comme exposé précédemment. Selon une réalisation particulière l'appui bas comporte une partie mobile liée au volet 5 aérodynamique. Avantageusement, dans ce mode de réalisation, il comporte une poutre transversale montée sur la structure du véhicule, la partie mobile de l'absorbeur d'énergie venant se loger, dans la position haute ou repliée du vol aérodynamique, entre cette poutre transversale et la partie fixe de l'absorbeur d'énergie. L'absorbeur fixe peut être constitué de tout matériau approprié, notamment en thermoplastique 15 injecté ou expansé. L'absorbeur mobile peut être constitué par une structure en nid d'abeilles à injecter. Dans une réalisation particulière la peau de bouclier est fixée sur la structure du véhicule par des pattes traversant des échancrures de l'absorbeur mobile. Dans une autre réalisation l'absorbeur d'énergie est constitué d'une partie unique fixe par rapport à la structure du véhicule. Dans ce cas, l'absorbeur d'énergie unique 25 peut être constitué par un tube ou un profilé cintré. Il est avantageusement métallique. Quelle que soit la réalisation, le volet aérodynamique est avantageusement monté à une extrémité d'un bras pivotant sur la structure du véhicule. Le déplacement du volet aérodynamique entre sa position haute et sa position basse peut être 2864811 5 commandé activement, par exemple par un moteur. Dans une variante de réalisation, le déplacement du volet aérodynamique est obtenu de manière passive par la pression exercée par l'air pendant le déplacement du véhicule. Avantageusement, une lame fixe est disposée à la partie inférieure de la peau de bouclier. Cette lame fixe, souple de préférence, permet d'augmenter la hauteur de déploiement du volet aérodynamique par recouvrement d'une partie de la surface de ce dernier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qu'il suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures: - la figure 1 est une vue générale de l'avant d'un véhicule comportant un dispositif de protection contre les chocs conforme à la présente invention; - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation du dispositif de protection de l'invention; - la figure 3 est une vue en perspective des dispositifs de protection de la figure 2; - la figure 4 est une vue schématique en coupe, similaire à la figure 2, d'un second mode de réalisation d'un dispositif de protection contre les chocs conforme à la présente invention. On a représenté sur la figure 1 une vue 30 extérieure de l'avant d'un véhicule automobile. Elle comporte une poutre pare-chocs (non représentée, 2864811 6 également appelée poutre bouclier ou encore simplement bouclier). La poutre pare-chocs est un élément résistant fixé sur la structure du véhicule, par exemple deux montants latéraux disposés verticalement. La poutre pare-chocs est recouverte par une peau de bouclier 2 qui constitue une façade en matière plastique sans résistance mécanique. La poutre pare-chocs est disposée, selon la direction verticale Z, au point 4 situé le plus à l'avant du véhicule. C'est à cet endroit que s'effectue un choc contre un obstacle fixe ou mobile. La poutre pare-chocs, par sa résistance mécanique et par ses capacités d'absorption d'énergie, protège les équipements et la structure du véhicule contre les conséquences d'un choc si ce dernier n'est pas trop important. En dessous de la poutre pare-chocs on trouve un appui bas piéton 6. Ce dernier se présente comme une saillie dirigée vers l'avant du véhicule mais toutefois en retrait par rapport à la poutre pare- chocs. L'appui bas piéton a pour fonction, comme on l'a expliqué précédemment, de protéger la jambe 8 d'un piéton 9, et particulièrement la partie inférieure de cette jambe, à savoir la tibia 10, contre un choc avec le véhicule. L'appui bas piéton comporte à cet effet un dispositif absorbeur d'énergie qui réduit la contrainte maximale exercée sur le tibia 10 du piéton grâce à ses capacités d'absorption d'énergie. L'appui bas piéton, comme la poutre pare-chocs, est disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal X du véhicule et il est recouvert par la peau de bouclier 2. 2864811 7 En dessous de l'appui bas piéton 6 on trouve un volet aérodynamique 12, généralement appelé spoiler, qui a pour fonction d'améliorer la pénétration du véhicule dans l'air et de réduire la portance du véhicule à haute vitesse en empêchant l'air de s'engager sous ce dernier. Afin que les performances du volet aérodynamiques soient optimales le volet aérodynamique de l'invention est mobile. Il peut se déplacer entre une position rentrée, ou position haute 12 (traits pleins), dans laquelle il est suffisamment espacé du sol pour permettre au véhicule d'être au dessus de toutes les limites de rampes de chargement, de trottoirs ou d'autres obstacles lorsque le véhicule roule à allure réduite et une position sortie ou position basse 12' représentée en trait tireté dans laquelle il est plus proche du sol 14 lorsque le véhicule roule à une vitesse élevée, par exemple à une vitesse supérieure à un seuil de vitesse prédéfini. On a représenté sur la figure 2 une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de protection contre les chocs conforme à l'invention. Le volet aérodynamique, ou spoiler, représenté en trait plein dans sa position haute 12 ou position repliée et en trait tireté dans sa position 12' sortie ou déployée, est monté à l'extrémité d'un bras 14 pivotant autour d'un axe de pivotement 16 sur la structure du véhicule. Une lame fixe 18, souple de préférence, prolonge vers le bas la peau de bouclier 2. Dans sa position repliée, le volet aérodynamique 12 est placé derrière la lame fixe 18. Dans sa position déployée il prolonge la lame fixe 18 vers le sol. La 2864811 8 lame fixe souple 18 permet d'augmenter la hauteur de déploiement du spoiler par recouvrement du volet aérodynamique 12. Dans ce mode de réalisation l'absorbeur d'énergie est constitué de deux parties, à savoir une partie fixe 20 logée dans un repli 21 de la peau de bouclier 2 et une partie mobile 22 montée sur le bras 14. Une poutre transversale 24, solidaire de la structure du véhicule, forme un appui sur lequel les absorbeurs 20 et 22 viennent s'écraser. La rotation du bras pivotant 14 peut être active, c'est-à-dire motorisée, ou passive, le déploiement du volet aérodynamique 12 s'effectuant sous l'effet de la pression aérodynamique de l'air lorsque le véhicule se déplace à une vitesse suffisamment élevée. L'absorbeur fixe peut être réalisé en tout matériau approprié présentant des caractéristiques d'absorption d'énergie adaptée, par exemple en thermoplastique injecté ou en thermoplastique expansé, par exemple en polypropylène expansé (PPE). L'absorbeur mobile 22 est réalisé de préférence en un matériau léger afin de ne pas augmenter de manière excessive les efforts nécessaires au déplacement du bras pivotant 14. Il sera constitué, par exemple, par une structure en nid d'abeille. Ce mode de réalisation du dispositif présente l'avantage d'être compact et peu encombrant, ce qui facilite son intégration dans le véhicule. On a représenté sur la figure 3 une vue perspective du dispositif de protection contre les chocs de la figure 1. Sur cette figure le trièdre trirectangle X, Y, Z montre l'orientation du dispositif 2864811 9 par rapport au véhicule. L'axe X désigne la direction longitudinale avant arrière du véhicule, l'axe Y la direction transversale et la direction Z la verticale. Comme on peut le voir sur la figure, la peau de bouclier 2 est fixée sur la structure du véhicule par des pattes de fixation 26, par exemple au moyen de vis ou de boulons 28 de façon à permettre une meilleure tenue du bouclier en cas de choc. La fixation basse du bouclier permet aussi de diminuer les jeux et de gérer les différences de dilatation dues à l'ensoleillement. Les pattes de fixation 26 traversent des créneaux ou échancrures 30 formées dans un rebord vertical 32 qui prolonge le bras articulé 14. Des nervures verticales 34 disposées sur le bras 14 permettent de conserver une raideur homogène en dépit de la présence des échancrures 30 prévues pour le passage des pattes de fixation 26. Les nervures 34 sont de préférence injectées. L'absorbeur mobile (non représenté), par exemple une structure en nid d'abeille, est placé contre le rebord vertical 32. En cas de choc contre la jambe d'un piéton, le volet aérodynamique 12 étant dans sa position repliée, l'absorbeur mobile 22 est disposé entre l'absorbeur fixe 20 et la poutre résistante transversale 24. L'absorbeur fixe vient prendre appui sur l'absorbeur mobile qui lui-même vient prendre appui sur la structure 24. La déformation des deux absorbeurs 20 et 22 permet d'absorber l'énergie du choc contre la jambe du piéton et, en particulier, de diminuer le pic de contrainte sur cette dernière. 2864811 10 On a représenté sur la figure 4 une vue schématique en coupe d'un second mode de réalisation d'un dispositif de protection contre les chocs conforme à l'invention. Cette réalisation comporte, comme la précédente, un bras 14 monté pivotant autour d'un axe transversal 16 sur la structure du véhicule (direction Y). Le bras 14 est mobile entre une position dans laquelle le volet aérodynamique 12 est replié derrière la lame fixe 18 et une position basse ou position sortie 14' dans laquelle le volet aérodynamique ou spoiler, désigné par la référence 12', prolonge vers le bas la lame fixe 18. Dans cette réalisation, l'absorbeur d'énergie est constitué d'une partie unique. Dans l'exemple représenté, il s'agit d'un tube ou d'un profilé 36. Le profilé peut être ouvert ou fermé. Le tube ou le profilé 36 présentent une forme cintrée de manière à s'adapter à la forme du bouclier. Il est disposé selon la direction transversale Y du véhicule et fixé sur la structure de ce dernier à ses extrémités gauche et droite. Il est logé dans un repli 21 de la peau de bouclier 6. Le tube 36 est réalisé par exemple en un métal tel que l'acier ou l'aluminium ou encore en un alliage d'aluminium. Il est apte à se déformer sous l'impact d'un choc contre un autre obstacle fixe, particulièrement contre le tibia de la jambe d'un piéton de manière à absorber dans toute la mesure du possible l'énergie de ce choc afin de réduire la gravité des blessures infligées au piéton. 11 REVENDICATIONS 1) Dispositif de protection contre les chocs pour un véhicule automobile, comprenant au moins un absorbeur d'énergie fixe par rapport à la structure du véhicule (20, 36) disposé à l'avant du véhicule et formant au moins en partie un appui bas destiné à absorber l'énergie d'un choc du véhicule contre un obstacle fixe tel qu'un piéton (8) une peau de bouclier (2) recouvrant l'absorbeur d'énergie et un volet aérodynamique (12) prolongeant la peau de bouclier (2) vers le sol, caractérisé en ce que le volet aérodynamique (12) est mobile entre position haute ou position rentrée (12) et une position basse ou position déployée (12') . 2. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appui bas comporte une partie (22) mobile liée au volet aérodynamique (12). 3. Dispositif de protection selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte une poutre transversale (24) montée sur la structure du véhicule, la partie mobile (22) de l'absorbeur d'énergie venant se loger, de la position haute ou repliée du volet aérodynamique (12), entre cette poutre (24) et la partie fixe (20) de l'absorbeur d'énergie. 4. Dispositif de protection selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la partie 2864811 12 fixe (20) de l'absorbeur d'énergie est en un matériau thermoplastique injecté ou expansé. 5. Dispositif de protection selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la partie mobile (22) de l'absorbeur d'énergie est constituée par une structure en nid d'abeille injectée. 6. Dispositif de protection selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la peau de bouclier (2) est fixée sur la structure du véhicule par des pattes de fixation (26) traversant des échancrures (30) de la partie mobile (22) de l'absorbeur. 7. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'absorbeur d'énergie est constitué d'une partie unique (36) fixe par rapport à la structure du véhicule. 8. Dispositif de protection selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'absorbeur d'énergie (36) est constitué par un tube ou un profilé cintré. 9. Dispositif de protection selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'absorbeur d'énergie (36) est métallique. 10. Dispositif de protection selon l'une 30 des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le 20 2864811 13 volet aérodynamique (12) est monté à l'extrémité d'un bras (14) pivotant sur la structure du véhicule. 11. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le déplacement du volet aérodynamique (12) entre sa position haute et sa position basse est motorisé. 12. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le déplacement du volet aérodynamique (12) entre sa position haute et sa position basse est obtenu de manière passive par la pression aérodynamique exercée par l'air pendant le déplacement du véhicule. 13. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'une lame fixe (18) est disposée à la partie inférieure de la peau de bouclier (2).