Brevet FR2873641A1 — publié le 20060203

La présente invention concerne une pièce d'équipement de véhicule automobile, du type comprenant: - un ensemble de structure qui délimite un volume intérieur; - des moyens d'absorption d'énergie cinétique de choc, disposés dans le 5 volume intérieur et comprenant au moins une enveloppe déformable contenant un fluide; - des moyens d'échappement du fluide hors de l'enveloppe. Les pièces du type précité sont par exemple des portes de véhicules automobiles permettant l'absorption d'énergie cinétique de choc, en cas de choc 10 latéral sur le véhicule. On connaît de FR 2 784 151 une porte du type précité, comprenant un dispositif d'absorption d'énergie cinétique de choc disposé dans son volume intérieur. Le dispositif comprend une enveloppe déformable rigide de forme sensiblement conique tronquée qui délimite un volume interne contenant de l'air. Lors d'un choc latéral sur le véhicule, l'enveloppe se déforme pour absorber de l'énergie cinétique, mais le rendement d'absorption d'énergie cinétique du dispositif est limité, puisque le fluide contenu dans l'enveloppe ne peut pas s'échapper, ou du moins pas de façon contrôlable. Un but de l'invention est de fournir une pièce d'équipement de véhicule automobile contenant des moyens d'absorption d'énergie cinétique de choc qui possèdent un rendement d'absorption d'énergie cinétique amélioré et contrôlable. A cet effet, l'invention a pour objet une pièce du type précité, caractérisée en ce que les moyens d'échappement sont obturés par une soupape de surpression calibrée pour commander l'échappement du fluide hors de l'enveloppe lors d'une déformation de ladite enveloppe. Selon des variantes, la pièce peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles: - l'enveloppe est souple et gonflée par ledit fluide sous une pression 30 supérieure à la pression atmosphérique; 2873641 2 - l'ensemble de structure comprend un panneau extérieur et un panneau intérieur délimitant le volume intérieur, l'enveloppe s'appuyant sur l'un ou/et l'autre des panneaux extérieur et intérieur en l'absence de choc; - l'enveloppe est un sac, qui est dans un état stable lorsque son volume interne est sensiblement nul; - la pièce d'équipement comprend des moyens de commande du débit d'échappement de fluide de la soupape de surpression calibrée; - le fluide est un gaz; - le fluide est un liquide; et io - la pièce d'équipement constitue une porte de véhicule auto-mobile. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe, prise suivant un plan vertical, d'une porte de véhicule automobile selon l'invention; - la Figure 2 est un graphe représentant la force engendrée sur un occupant par l'intrusion dans le véhicule d'un objet en fonction de l'intrusion; et - la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 1 d'une variante de la porte de la Figure 1. Dans tout ce qui suit, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. La Figure 1 illustre schématiquement une coupe, prise suivant un plan vertical, d'une première porte 11 de véhicule automobile selon l'invention. La porte 11 comprend un ensemble de structure 13, et un dispositif 15 d'absorption d'énergie cinétique de choc disposé dans l'ensemble 13. L'ensemble 13 comprend, de la gauche vers la droite sur la Figure 1, un panneau externe 17, un panneau intermédiaire 19, et une garniture interne d'aspect 21, rapportée sur le panneau intermédiaire 19 et destinée à faire face à un occupant du véhicule. 2873641 3 Le panneau externe 17 présente une forme galbée vers l'extérieur du véhicule. Il est constitué par exemple d'une tôle métallique présentant une surface externe 23 et une surface interne 25. Le panneau intermédiaire 19 s'étend sensiblement suivant un plan 5 vertical. Il est par exemple rapporté sur le panneau externe 17. Les panneaux externe et intermédiaire 17 et 19 délimitent ainsi une cavité intérieure 33 de structure. Le dispositif 15 d'absorption d'énergie cinétique de choc est disposé dans la cavité 33. II comprend un sac 61 gonflé par un fluide, et une soupape 63 io de surpression calibrée. Le sac 61 est constitué par une enveloppe souple à base d'un tissu synthétique ou naturel, ou d'un matériau plastique comme du polyéthylène téréphtalate (PET) ou du polyethylène (PE), délimitant un volume interne 65. L'épaisseur du sac 61, prise suivant un axe orthogonal à une paroi de ce sac est comprise entre 0,1 mm et 5 mm. Par enveloppe souple , on entend une enveloppe de nature telle que le sac 61 peut présenter une configuration écrasée, dans lequel le volume interne 65 du sac 61 est sensiblement nul, et une configuration gonflée. La configuration écrasée représente un état stable du sac 61, c'est-àdire que, sans l'introduction d'un fluide de gonflage dans le volume interne 65, la nature des parois du sac 61 ne permet pas son autoexpansion vers la position gonflée. Dans l'exemple illustré par la Figure 1, le sac 61 s'appuie d'une part sur la surface interne 25 du panneau externe 17, et d'autre part, sur la surface 25 externe 67 du panneau intermédiaire 19. Du fait de la souplesse du sac 61, celui-ci, lorsqu'il est gonflé, épouse étroitement la forme des surfaces interne 25 et surfaces externe 67. Un sac 61 de forme simple et standardisée est donc utilisable, quelles que soient les formes du panneau intermédiaire 19 et du panneau externe 17. Dans l'exemple illustré sur la Figure 1, le fluide qui remplit le sac 61 est un gaz, par exemple de l'air ou de l'azote. Ce fluide présente des propriétés 2873641 4 physiques notamment une compressibilité sensiblement constante pour des températures comprises entre -40 C et 100 C. La soupape de surpression calibrée 63 est disposée dans la partie supérieure 69 du sac lorsque celui-ci est placé dans la porte 11. Cette soupape 63 permet, au-delà d'un seuil de pression défini, d'évacuer un débit déterminé de fluide à travers un passage d'évacuation 71 qui relie l'intérieur du sac 61 à la cavité 33 à l'extérieur du sac 61. Le fonctionnement de la porte 11 selon l'invention, lors d'un choc latéral depuis l'extérieur du véhicule vers l'intérieur du véhicule, va maintenant io être décrit, en référence à la Figure 2, qui représente les courbes 101 et 103 de l'effort F engendré par l'intrusion I d'un objet dans le véhicule, sur un occupant de ce véhicule, respectivement pour une porte selon l'invention et pour une porte de l'état de la technique, tel que décrite dans FR-2 784 151. Dans un premier temps l'intrusion provoque le déplacement de la porte 15 11 vers l'intérieur jusqu'à ce que la garniture 21 entre en contact avec l'occupant, par exemple au niveau de sa hanche. Le panneau externe 17 se rapproche alors du panneau intermédiaire 19 et appuie sur le sac 61. Dans cet exemple, le sac 61 s'appuyant, en l'absence de choc, à la fois sur le panneau extérieur 17 et sur le panneau intermédiaire 19, il offre, dès le début du contact entre la porte 11 et l'occupant du véhicule, une résistance mécanique à la déformation de la porte. La force appliquée sur l'occupant augmente donc rapidement. La pente de la courbe 101 dans cette phase d'augmentation est dépendante de la quantité de fluide initiale dans le sac 61. Le déplacement du panneau externe 17 vers le panneau interne 19 réduit le volume interne 65 du sac 61, et par suite augmente la pression à l'intérieur de ce sac 61. Au-delà du seuil Fs, la soupape de surpression calibrée 63 s'ouvre et le fluide contenu à l'intérieur du sac 61 s'échappe vers l'extérieur du sac 61 à travers le passage 71, avec le débit déterminé. La force appliquée sur l'occupant reste alors sensiblement constante. 2873641 5 La soupape 63 régule l'échappement d'air et maintient la force appliquée sur l'occupant sensiblement constante et égale à Fs. Le sac 61 étant totalement déformable, son volume interne 65 peut être sensiblement réduit à zéro, ce qui augmente le rendement d'absorption d'énergie cinétique de choc, contrairement aux cônes d'absorption de choc de l'état de la technique. Ce résultat est illustré par les aires respectivement sous les courbes 101 et 103. L'aire sous la courbe 101, avant que la force appliquée sur l'occupant io ne dépasse Fs, est notablement supérieure à l'aire sous la courbe 103 avant que F ne dépasse Fs. Dans une variante représentée en pointillés sur la Figure 1, la porte 11 est également munie de moyens 201 de commande du débit d'échappement à travers le passage 71 de la soupape 63, afin de commander plus précisément la montée en effort du dispositif 15 en fonction de la déformation de la porte 11. Dans une autre variante, la porte 11 est munie d'un capteur de pression du gaz dans le sac 61 relié électriquement aux moyens de commande 201. Le débit d'échappement est commandé en fonction de la pression mesurée par le capteur. Dans une autre variante, le sac 61 contient un liquide, et le volume 33 définit alors une chambre de réception du liquide dans laquelle s'ouvre le passage 71 de la soupape 63. Dans une autre variante représentée sur la Figure 3, le sac 61 est disposé dans le volume 33, fixé sur le panneau 17, sans être en contact initialement avec le panneau intermédiaire 19. L'effort engendré par l'intrusion d'un objet dans le véhicule, sur l'occupant de ce véhicule est alors sensiblement nul jusqu'à ce que le sac 61 entre en contact avec le panneau 19. La courbe 101 de la Figure 2 est ainsi décalée vers la droite. Dans une variante (non representée) le sac 61 est initialement disposé dans le volume 33, sensiblement à l'écart des deux panneaux 17 et 19. Lors de la déformation d'une telle porte, le sac 61 entre séquentiellement en contact avec l'un puis l'autre des panneaux 17 et 19. 2873641 6 Dans une autre variante (non représentée), le sac 61 est disposé dans le volume 33, fixé sur le panneau intermédiaire 19, sans être en contact avec le panneau extérieur 17. Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, il est possible de disposer d'une pièce 11 d'équipement de véhicule automobile comprenant des moyens d'absorption d'énergie cinétique de choc qui possèdent un rendement d'absorption d'énergie cinétique amélioré et contrôlable. Par ailleurs, la montée en effort du dispositif 15 d'absorption d'énergie cinétique de choc en fonction de la déformation de la pièce 11 est facilement io commandée. A partir du moment où la pièce 11 entre en contact avec l'occupant du véhicule, la montée en effort produite par le dispositif 15 peut être effective dès le début de la déformation de la pièce 11 lorsque ce dispositif 15 est en appui à la fois sur les panneaux extérieur 17 et intermédiaire 19 de la pièce 11. Le dispositif 15 est implanté simplement dans la pièce selon l'invention, même pour une pièce présentant une cavité intérieure 33 de forme très complexe, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un dispositif 15 de forme spécifique. Par ailleurs, la faible épaisseur des parois du sac 61 limite la masse du 20 dispositif 15 et allège la pièce 11. En variante, la pièce d'équipement est une partie inférieure de planche de bord, destinée à absorber un choc entre les jambes d'un occupant du véhicule et la planche de bord. 2873641 7 REVENDICATIONS 1. Pièce (11) d'équipement de véhicule automobile, du type comprenant: un ensemble (13) de structure qui délimite un volume intérieur (33) ; des moyens (15) d'absorption d'énergie cinétique de choc, disposés dans 5 le volume intérieur (33) et comprenant au moins une enveloppe déformable (61) contenant un fluide; - des moyens d'échappement du fluide hors de l'enveloppe; caractérisée en ce que les moyens d'échappement sont obturés par une soupape (63) de surpression calibrée pour commander l'échappement du fluide io hors de l'enveloppe (61) lors d'une déformation de ladite enveloppe. 2. Pièce d'équipement (11) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enveloppe (61) est souple et gonflée par ledit fluide sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. 3. Pièce d'équipement (11) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'ensemble de structure (13) comprend un panneau extérieur (17) et un panneau intérieur (19) délimitant le volume intérieur (33), l'enveloppe (61) s'appuyant sur l'un ou/et l'autre des panneaux extérieur (17) et intérieur (19) en l'absence de choc. 4. Pièce d'équipement (11) selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 3, caractérisée en ce que l'enveloppe (61) est un sac, qui est dans un état stable lorsque son volume interne est sensiblement nul. 5. Pièce d'équipement (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en qu'elle comprend des moyens (201) de commande du débit d'échappement de fluide de la soupape (63) de surpression calibrée. 6. Pièce d'équipement (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fluide est un gaz. 7. Pièce d'équipement (11) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le fluide est un liquide. 8. Pièce d'équipement (11) selon l'une quelconque des revendications 1 à 30 7, caractérisée en ce qu'elle constitue une porte de véhicule automobile.