Brevet FR2885094A1 — publié le 20061103

PROCEDE D'ISOLATION DE CORPS CREUX DE VEHICULE. La présente invention concerne, de façon générale, le domaine de l'isolation de corps creux pour véhicules. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé d'isolation thermique et/ou phonique d'un corps creux tubulaire de véhicule automobile comprenant une étape dans laquelle on introduit à l'intérieur du corps creux une matière isolante. L'invention concerne également un ensemble comprenant un corps creux tubulaire de véhicule, tel qu'un bas de caisse, et une matière isolante logée à l'intérieur dudit corps creux. Les corps creux d'un véhicule sont des zones vides créées dans des parois de ce véhicule. Les corps creux sont par exemple nécessaires à la rigidité du véhicule et/ou permettent de créer des formes fonctionnelles ou esthétiques. Un corps creux de véhicule est typiquement le bas de caisse qui est situé au niveau des bords latéraux du plancher du véhicule, et qui fait la jonction entre le plancher du véhicule et des parties inférieures de portières. Un corps creux peut également être situé sur les bords latéraux du toit du véhicule à la jonction entre ce toit et les portières du véhicule. Typiquement, ces corps creux doivent être isolés phoniquement et/ou thermiquement pour maîtriser les conditions thermiques et phoniques à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. C'est la raison pour laquelle des fabricants de véhicules ont développé diverses solutions visant à isoler des corps creux de véhicules. Un procédé d'isolation du type précédemment défini, est par exemple décrit dans le document brevet FR 2826093. Ce procédé d'isolation de l'art antérieur consiste à introduire des flocons de mousse à l'intérieur du corps creux pour réaliser une isolation à but phonique. Un inconvénient de ce type de procédé d'isolation est que l'on utilise un important volume d'isolant. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un procédé d'isolation et un ensemble comprenant un corps creux isolé permettant une isolation au moins thermique du corps creux tout en réduisant le volume d'isolant utilisé. A cette fin, le procédé d'isolation de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule défini précédemment, est essentiellement caractérisé en ce que ladite matière isolante introduite à l'intérieur du corps creux est une matière isolante thermiquement, et en ce qu'on forme cette matière de manière à obtenir, à l'intérieur dudit corps, une gaine ayant au moins deux ouvertures accessibles depuis l'extérieur dudit corps creux créant ainsi une gaine de climatisation isolée thermiquement, à l'intérieur du corps creux du véhicule. A cette même fin, l'ensemble de l'invention par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule défini précédemment, est essentiellement caractérisé en ce que la matière isolante est un isolant thermique ayant la forme d'une gaine comprenant au moins deux ouvertures accessibles depuis l'extérieur du corps creux, l'une au moins de ces ouvertures étant adaptée pour être reliée à un groupe de production de fluide climatisé, formant ainsi gaine de climatisation isolée thermiquement, à l'intérieur du corps creux. Le fait de former une gaine isolante dans un corps creux permet de diminuer le volume d'isolant nécessaire à l'isolation du corps creux par rapport au volume nécessaire lorsque l'on rempli entièrement le corps creux d'isolant. De plus, l'espace vide situé à l'intérieur de la gaine est avantageusement utilisé pour le transport de fluide climatisé à l'intérieur du corps creux. Grâce à l'invention, il est donc possible de créer des gaines de climatisation dans des corps creux du véhicule qui sont normalement des zones perdues et inutilisées. L'invention permet donc un gain de place par rapport à des solutions d'intégration de gaines de climatisation qui consistent à fixer ces gaines sous le plancher du véhicule. Grâce à l'invention les gaines de climatisation sont intégrées à moindre coût au véhicule tout en utilisant des espaces du véhicule normalement vides. On peut par exemple faire en sorte que le corps creux soit un bas de caisse du véhicule. Le bas de caisse de véhicule est un corps creux s'étendant entre l'avant et l'arrière du véhicule ce qui est particulièrement utile pour transporter un fluide climatisé sur la longueur du véhicule sans avoir à former une gaine de climatisation spécifique directement sous le plancher du véhicule. Le bas de caisse a également l'avantage d'avoir une section transversale sensiblement constante sur sa longueur ce qui permet de limiter des pertes de charge dans le circuit de climatisation. On peut également faire en sorte d'introduire la matière isolante à l'intérieur du corps creux par pulvérisation de cette matière à l'aide d'au moins une buse sur des surfaces internes du corps creux. L'isolant ainsi pulvérisé épouse parfaitement le profil interne du corps creux et crée une protection interne contre l'oxydation du corps creux. De plus ce procédé peut être mis en oeuvre après assemblage du véhicule en introduisant une buse de pulvérisation dans le corps creux déjà formé. Ce procédé de formation de la gaine de climatisation est particulièrement utile lorsque la gaine à former est longue et tortueuse. En ce cas la buse utilisée sera montée sur une conduite souple et sera introduite à la manière d'un furet de plomberie. Le matériau isolant utilisé peut être un matériau polymère tel qu'un élastomère, un matériau thermoplastique, thermodurcissable, expansible ou non. On peut également faire en sorte de choisir une matière isolante thermoformable et de mettre en place cette matière isolante de manière à former un gainage en matière thermoformable autour d'une conduite de fluide sous pression puis d'introduire le gainage en matière thermoformable à l'intérieur du corps creux, et déformer ce gainage en le chauffant et en injectant du fluide sous pression dans la conduite jusqu'à ce que le gainage vienne contre des parois internes du corps creux, puis 2.5 refroidir le gainage pour former la gaine à l'intérieur du corps creux. Dans ce cas le matériau isolant (matériau polymère thermoplastique) est préalablement injecté autour de la conduite puis inséré dans le corps creux. Un chauffage tel qu'un chauffage situé dans la conduite de fluide sous pression ou à proximité du corps creux est mis en oeuvre permettant alors de rendre malléable le matériau isolant. Sous l'action de la pression des fluides sortants de la conduite par une ou plusieurs buses, le matériau isolant malléable vient se plaquer contre des parois du corps creux. Une fois le matériau refroidi celui-ci se durcit formant ainsi la gaine de climatisation dans le corps creux. Les avantages des solutions consistant à déposer un isolant à l'intérieur du corps creux déjà formé sont par exemple que: - les isolants d'adaptent à la forme intérieure du 10 corps creux; - le matériau insolant est particulièrement bien assemblés avec ce corps creux évitant ainsi des vibrations; - l'isolant protège l'intérieur du corps creux de 15 la corrosion; - l'assemblage entre le corps creux et le matériau isolant se fait sans pièce d'assemblage particulière. On peut également faire en sorte de préformer la gaine en matière isolante puis de la disposer à l'intérieur du corps creux de manière que deux ouvertures de cette gaine soient disposées en vis à vis de deux passages formés dans des parois du corps creux, permettant ainsi un accès aux ouvertures de la gaine depuis l'extérieur du corps creux. Cette solution a par exemple pour avantage de: - permettre la réalisation de formes indépendantes de celles du corps creux, pour par exemple améliorer l'aspect aéraulique de la gaine; - permettre un contrôle de l'épaisseur de la gaine 30 à chaque étape de la fabrication du conduit plastique; - garantir l'isolation thermique du corps creux par un contrôle de la gaine avant son assemblage avec le corps creux. On peut par exemple faire en sorte que pour préformer la gaine, on assemble entre elles au moins deux coques préformées de formes allongées, chacune de ces coques étant ouverte sur sa longueur, permettant ainsi de former une gaine de forme allongée. Ce mode de réalisation permet de former des profils à l'intérieur de la gaine non homothétiques par rapport à des profils extérieurs de la gaine. Ceci permet de répondre à des contraintes de formes externes à la gaine sans avoir à modifier l'intérieur de cette gaine. On peut également faire en sorte de fabriquer au 15 moins une partie de la gaine préformée par moulage dans un moule d'injection. On peut également faire en sorte de former le corps creux en assemblant entre elles deux parties de corps creux après avoir disposé la gaine préformée entre ces deux parties de corps creux. Ce dernier mode de réalisation est mis en uvre lorsque l'on souhaite intégrer une gaine préformée dans un corps creux qui ne permet pas une introduction aisée de la gaine plastique. En ce cas il peut être préféré d'introduire la gaine d'isolation préformée avant de fermer le corps creux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente un véhicule doté d'un ensemble selon l'invention, la gaine de climatisation étant réalisée dans le bas de caisse du véhicule; la figure 2 présente un exemple de réalisation de 5 la gaine isolante par pulvérisation de matériau isolant dans un corps creux; les figures 3a, 3b et 3c représentent des étapes de réalisation d'une gaine isolante par soufflage dans un corps creux selon le procédé de l'invention; la figure 4 représente une gaine préformée non insérée dans le corps creux; la figure 5 représente une vue en coupe d'un bas de caisse de véhicule après mise en place d'une gaine préformée dans ce bas de caisse; la figure 6 est une vue en coupe d'un moule permettant la réalisation d'une gaine préformée en deux parties. Le corps creux de la figure 1 est un bas de caisse métallique 17 de véhicule. L'une au moins des ouvertures de la gaine est reliée à un groupe de production de fluide climatisé 16 implanté sur le véhicule (le groupe de climatisation désigne indifféremment, dans la présente description de l'invention, un groupe de chauffage ou un groupe de climatisation). Ainsi le fluide de climatisation/chauffage peut passer de l'avant à l'arrière du véhicule par l'intérieur du bas de caisse 17 ce qui évite d'avoir à fixer un gaine sous le plancher du véhicule exclusivement dédiée à la climatisation. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un corps creux métallique de véhicule à l'intérieur duquel on pulvérise un isolant thermique. Cette pulvérisation se fait à l'aide d'une buse 6 montée à l'extrémité d'une conduite sous pression dans laquelle transite l'isolant 2. L'épaisseur de la couche de matériau isolant pulvérisé dépend de paramètres de projection tels que la vitesse d'avance de la buse 6 dans le corps creux, les pressions de projection, le diamètre des orifices de buse, le débit de l'isolant, la nature de l'isolant (viscosité du produit et taux d'expansion). Une fois pulvérisé, l'isolant se solidifie. Les figures 3a à 3c représentent des vues en coupes longitudinales d'un corps creux dans lequel on installe une gaine isolante par une technique de soufflage/thermoformage d'un gainage. La figure 3a décrit l'insertion dans le corps creux 1, d'une conduite de fluide sous pression 8 autour de laquelle est positionné un gainage 9 en matériau isolant thermoformabe. Une fois introduit, le matériau isolant est chauffé par un moyen de chauffage qui peut être par exemple un fluide chaud circulant dans la conduite de fluide sous pression 8. Lorsque le gainage 9 est suffisamment chaud, il devient malléable et l'on applique alors une forte pression de fluide dans la conduite 8. Le fluide sous pression sort de la conduite par des perforations latérales réparties sur la longueur de cette conduite. Le gainage se plaque alors contre les parois interne 7 du corps creux puis on refroidit le gainage. Une fois le gainage refroidi, celui-ci est solidifié et reste en place dans le corps creux, formant ainsi une gaine isolante thermiquement. La figure 4 représente une vue en perspective d'une gaine préformée il avant son assemblage dans le corps creux. Cette gaine est composée de deux coques 13a et 13b de formes complémentaires et allongées. Des ouvertures sont formées aux extrémités de la gaine 11 pour permettre sa connexion avec des éléments de climatisation/ chauffage. Les extrémités de la gaine 11 dans lesquels sont formées les ouvertures sont recourbées pour déboucher sensiblement perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal de la gaine 11. La figure 5 représente une coupe transversale d'un bas de caisse 17 de véhicule dans lequel est inséré une 10 gaine préformée 11 de la figure 4. Le bas de caisse 17 est formé de deux parties 15a, 15b qui sont dans un premier temps séparées et éloignées l'une de l'autre. La gaine en matière plastique préformée 11 est 15 introduite entre les deux parties 15a, 15b du corps creux non encore assemblées entre elles. Une pièce de calage 18 est disposée entre une des deux parties et la gaine préformée 11. Cette pièce de calage à pour fonction d'éviter des vibrations/ déplacements de la gaine il par rapport au corps creux. Pour cela, la pièce de calage 18 doit avoir une forme et un matériau constitutif apte à absorber des vibrations. Cette pièce de calage 18 est soit souple et peut alors être directement en contact contre la gaine ii, soit rigide et alors elle comporte un amortisseur de type tampon en mousse expansible placé contre la gaine 11. Un tel amortisseur peut être de la mousse polyuréthane, de la mousse thermodurcissable ou thermoplastique ou élastomère. Une fois la pièce de calage 18 et la gaine 11 placées entre les parties 15a et 15b du corps creux, ces dernières sont alors rapprochées l'une de l'autre et assemblées entre elles de telle façon que la pièce de calage 18 soit coincée et serrée entre les deux parties de corps creux permettant ainsi son maintien en position. L'assemblage des parties 15a et 15b est réalisé par soudage ou collage. La gaine 11 peut être fixée au moins au niveau de ses ouvertures sur l'une des parties de corps creux pour être maintenue en vis à vis avec des passages 12 formés dans le corps creux. Cette fixation de la gaine préformée peut être réalisée par boulonnage comme sur l'exemple de réalisation de la figure 5. La gaine est implantée dans le corps creux métallique au cours de l'opération d'assemblage de la caisse du véhicule et est donc soumise aux différentes étapes du procédé de protection anticorrosion de la caisse métallique, et de cuissons des peintures et mastics. Les températures d'exposition de la caisse durant les cycles peuvent atteindre 195 C. C'est pourquoi le matériau isolant choisi doit être capable de supporter ces élévations de température sans se déformer. De tels matériaux isolants sont typiquement des polyamides renforcées de fibres de verre et/ou de charges minérales, ou des polyesters saturés (PET ou PBT) renforcés par des charges minérales ou de verre. Toutefois tout autre matériau polymère supportant au moins une exposition de l'ordre de 30 minutes à 195 C pourrait être employé pour ce type d'application. La figure 6 représente une vue en coupe d'un moule d'injection 14 permettant de réaliser deux coques préformées 13a et 13b par injection d'une matière plastique dans le moule. Ces coques 13a et 13b sont toutes deux réalisées en même temps dans un même moule et possèdent chacune un plan de joint 19. Les plans de joints 19 ont des formes complémentaires entre elles de façon à permettre l'assemblage des coques l'une contre l'autre pour former une gaine préformée 11 telle que présentée sur les figures 4 et 5. Ces plans de joint sont des zones planes débordantes à l'extérieur des coques qui peuvent par exemple être utilisées pour assembler les coques ensemble et/ou la gaine contre au moins une partie 15a, 15b du corps creux 1. REVENDICATIONS 1) Procédé d'isolation thermique et/ou phonique d'un corps creux tubulaire (1) de véhicule automobile comprenant une étape dans laquelle on introduit à l'intérieur du corps creux (1) une matière isolante (2), caractérisé en ce que ladite matière isolante (2) introduite à l'intérieur du corps creux (1) est une matière isolante thermiquement, et en ce qu'on forme cette matière de manière à obtenir, à l'intérieur dudit corps (1), une gaine (3) ayant au moins deux ouvertures (4a, 4b) accessibles depuis l'extérieur (5) dudit corps creux créant ainsi une gaine de climatisation (3) isolée thermiquement, à l'intérieur du corps creux (1) du véhicule. 2) Procédé d'isolation d'un corps creux (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps creux est un bas de caisse (17) du véhicule. 3) Procédé d'isolation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on introduit la matière isolante (2) à l'intérieur du corps creux (1) par pulvérisation de cette matière à l'aide d'au moins une buse (6) sur des surfaces internes (7) du corps creux. 4) Procédé d'isolation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on choisit une matière isolante thermoformable et on met en place cette matière isolante de manière à former un gainage en matière thermoformable (9) autour d'une conduite de fluide sous pression (8) puis on introduit le gainage en matière thermoformable (9) à l'intérieur du corps creux (1), et on déforme ce gainage en le chauffant et en injectant du fluide sous pression (10) dans la conduite (8) jusqu'à ce que le gainage (9) vienne contre des parois internes du corps creux, puis on refroidit le gainage (9) pour former la gaine (3) à l'intérieur du corps creux (1). 5) Procédé d'isolation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on préforme la gaine en matière isolante (11) puis on la dispose à l'intérieur du corps creux (1) de manière à ce que deux ouvertures de cette gaine soient disposées en vis à vis de deux passages (12) formés dans des parois du corps creux, permettant ainsi un accès aux ouvertures de la gaine depuis l'extérieur du corps creux (1). 6) Procédé d'isolation selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour préformer la gaine (11), on assemble entre elles au moins deux coques préformées (13a, 13b) de formes allongées, chacune de ces coques (13a, 13b) étant ouverte sur sa longueur, permettant ainsi de former une gaine de forme allongée. 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on fabrique au moins une partie de la gaine préformée (11) par moulage dans un moule d'injection (14). 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on forme le corps creux (1) en assemblant entre elles deux parties (15a, 15b) de corps creux après avoir disposé la gaine préformée (11) entre ces deux parties de corps creux. 9) Ensemble comprenant un corps creux tubulaire (1) de véhicule, tel qu'un bas de caisse (17), et une matière isolante (2) logée à l'intérieur dudit corps creux (1), caractérisé en ce que la matière isolante (2) est un isolant thermique ayant la forme d'une gaine (3) comprenant au moins deux ouvertures accessibles depuis l'extérieur du corps creux (1), l'une au moins de ces ouvertures étant adaptée pour être reliée à un groupe de production de fluide climatisé (16), formant ainsi gaine de climatisation (3) isolée thermiquement, à l'intérieur du corps creux (1). 10) Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que le corps creux est un bas de caisse métallique (17) du véhicule et en ce que l'une au moins des ouvertures de la gaine est reliée à un groupe de production de fluide climatisé (16) implanté sur le véhicule.