Brevet FR2897023A1 — publié le 20070810

COUSSIN D'ELEMENT DE SIEGE DE VEHICULE AUTOMOBILE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL COUSSIN La présente invention est relative aux coussins 5 d'éléments de siège de véhicule automobile, ainsi qu'aux procédés de fabrication de tels coussins. Le confort acoustique à l'intérieur d'un véhicule automobile est l'une des caractéristiques importantes du véhicule. Le confort acoustique est généralement déterminé 10 par les sources de bruit d'une part et les éléments de réduction de bruit d'autre part, qui mettent en oeuvre généralement divers traitements anti-bruits de l'intérieur véhicule. Ces traitements peuvent inclure par exemple l'amortissement des vibrations, l'isolation phonique ou 15 l'absorption phonique. La fonction d'absorption phonique est réalisée classiquement par les revêtements au plafond ou les tapis de l'intérieur du véhicule. Les sièges n'étaient originellement pas conçus pour fournir de l'absorption 20 phonique. Etant faits de matériaux poreux, qui sont très épais, ils ont toutefois une très bonne capacité d'absorption phonique. Les revêtements d'habillage de siège en tissu, qui fournissent l'aspect esthétique extérieur satisfaisant du siège, permettent généralement, de par leur 25 nature poreuse, de bénéficier de cette bonne absorption phonique. Ainsi, l'invention se rapporte à un coussin d'élément de siège de véhicule automobile comprenant une matelassure adaptée pour fournir un support postural à un 30 occupant de l'élément de siège, ladite matelassure étant recouverte d'une coiffe d'habillage comprenant un revêtement définissant l'aspect extérieur du coussin, la matelassure et le revêtement présentant chacun une perméabilité à l'air. 35 La perméabilité à l'air d'un échantillon est mesurée comme le volume d'air s'écoulant pendant un temps donné, à travers un spécimen de cet échantillon dont une section présente une aire donnée au moins égale à 20 centimètres carrés (cm2), rapporté à ladite aire et audit temps, lorsqu'un écoulement d'air est généré à travers ledit spécimen, perpendiculairement à ladite section, depuis une première face vers une deuxième face, et qu'une différence de pression de 100 Pascal (Pa) est mesurée entre ces deux faces. Contrairement aux revêtements en tissu, les revêtements d'habillage en cuir, ou autres matériaux à la fois lourds et étanches à l'air, réduisent considérablement les propriétés d'absorption phonique de la matelassure sous-jacente. Pour améliorer l'absorption phonique d'un coussin d'assise comportant un revêtement en cuir, la demande de brevet US 2003/075,383 enseigne de perforer ce dernier pour permettre au son d'accéder à la matelassure et d'être absorbé par celle-ci. Un tel coussin peut voir son absorption phonique croître en choisissant judicieusement l'emplacement et la taille des perforations du revêtement. Dans le procédé décrit dans cette demande, le coefficient d'absorption phonique du coussin est réglé uniquement par l'utilisation d'une taille et d'un agencement particulier des perforations du revêtement en fonction du spectre de fréquence du signal sonore qu'on cherche à atténuer. Il existe ainsi un besoin de perfectionner encore 30 l'absorption phonique de tels coussins. A cet effet, le coussin de dossier ou d'assise selon l'invention est caractérisé en ce que le rapport de la perméabilité à l'air du revêtement à celle de la matelassure est compris entre 0,5 et 2. 35 Grâce à ces dispositions, on prend en compte également les caractéristiques de la matelassure pour améliorer l'absorption phonique du siège. Dans des modes de réalisation de l'invention, on peut en outre prévoir l'une et/ou l'autre des dispositions 5 suivantes : - la coiffe comprend en outre une couche de mousse d'envers disposée entre la matelassure et le revêtement, la couche de mousse d'envers présentant une perméabilité à l'air, 10 et le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse d'envers à celle de la matelassure est compris entre 0,1 et 0,8 ; - le coussin comprend en outre : - une couche de mousse barrière disposée entre la 15 matelassure et la couche de mousse d'envers, et - une couche de mousse dense entre la matelassure et la couche de mousse barrière, obtenue par pénétration dans la couche de mousse barrière d'une mousse liquide apte à solidifier destinée à former la matelassure lors d'une 20 étape de moussage du procédé de fabrication du coussin, la couche de mousse barrière et la couche de mousse dense présentant ensemble une perméabilité à l'air, et le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse barrière et la couche de mousse dense 25 ensemble à celle de la matelassure est compris entre 10 et 100, - le revêtement est une couche de matériau étanche à l'air perforée ; - le revêtement comprend au moins un matériau 30 choisi parmi le cuir naturel, un produit de refendage de cuir naturel, du cuir synthétique et du textile enduit de plastique. Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un coussin d'élément de siège de 35 véhicule automobile, ledit procédé comprenant une étape au cours de laquelle (a)on fabrique une matelassure adaptée pour fournir un support postural à un occupant de l'élément de siège et présentant une perméabilité à l'air, et une coiffe d'habillage, ladite coiffe comprenant un revêtement définissant l'aspect extérieur du coussin, ledit revêtement présentant une perméabilité à l'air, en donnant à la matelassure et au revêtement une structure adaptée pour que le rapport de la perméabilité à l'air du revêtement à celle de la matelassure soit compris entre 0,5 et 2, ladite coiffe d'habillage recouvrant la matelassure. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - au cours de l'étape (a), on fabrique une couche de mousse d'envers présentant une perméabilité à l'air en lui donnant une structure adaptée pour que le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse d'envers à celle de la matelassure soit compris entre 0, 1 et 0,8, et on forme la coiffe en assemblant le revêtement et ladite couche de mousse d'envers, ladite couche de mousse d'envers étant disposée entre la matelassure et le revêtement ; - le procédé comprend en outre une étape (b) au cours de laquelle on assemble la coiffe d'habillage et la matelassure ; - au cours de l'étape (b), (b1) on dispose la coiffe d'habillage dans le fond d'un moule, la coiffe comprenant en outre une mousse barrière, une face externe de la coiffe étant orientée face audit fond, et (b2) on coule dans le moule ladite mousse liquide apte à s'expanser et polymériser pour former ladite matelassure, ladite fabrication de la matelassure à ladite étape (a) étant obtenue par polymérisation de ladite mousse liquide ; - au cours de l'étape (b2), on forme une couche de mousse dense entre la matelassure et la couche de mousse barrière, par pénétration de ladite mousse liquide dans la couche de mousse barrière, la couche de mousse barrière et la couche de mousse dense présentant ensemble une perméabilité à l'air, et au cours de l'étape (a), on fabrique ladite couche barrière en lui donnant une structure adaptée pour que le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse barrière et de la couche de mousse dense ensemble à celle de la matelassure soit compris entre 10 et 100. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de deux de ses formes de réalisation, données à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue schématique de côté d'un siège de véhicule automobile, - la figure 2 est une vue en coupe partielle selon la ligne II-II du coussin équipant le siège de la figure 1 selon un premier mode de réalisation, la figure 3 représente des résultats d'essais obtenus pour trois variantes de réalisation de coussins correspondant à la figure 2, sous la forme d'un graphe présentant en abscisse la fréquence, en Hertz et en ordonnée le coefficient d'absorption du coussin, mesuré en cabine alpha, - la figure 4 est une vue correspondant à la figure 2 pour un deuxième mode de réalisation, et - la figure 5 est une vue en coupe d'un moule pour la fabrication de la garniture de la figure 4. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente un siège 1 de véhicule automobile comportant une pluralité d'éléments de siège telle qu'une assise 2, un dossier 3 voire, non représentés, un appuie-tête, un accoudoir, ou autre. Chacun de ces éléments de siège comporte une structure rigide (non visible sur la figure 1), généralement métallique, recouverte d'un coussin 4 souple destiné à recevoir l'occupant du siège 1. L'absorption phonique du coussin 4 est sa capacité à transformer une énergie acoustique incidente Ei en chaleur. Comme représenté schématiquement sur la figure 1, l'énergie acoustique incidente El est partiellement dissipée dans le coussin (énergie dissipée Ed), et partiellement réfléchie (énergie réfléchie Er). L'absorption phonique est principalement décrite par le coefficient d'absorption Ça = Ed/Ei En considérant un matériau monocouche d'impédance Zcouche, le coefficient d'absorption Ça peut s'écrire C = 1 ù [(Zcouche ù Zair) / (Zcouche + Zair) ] 2 Oë Zair est l'impédance caractéristique de l'air. Dans ce cas, la meilleure absorption est observée si l'impédance de la couche est proche de celle de l'air, de sorte qu'une grande partie d'énergie soit dissipée dans la couche de matériau. Le cas simple qui vient d'être décrit ci-dessus pour un matériau monocouche doit maintenant être étudié pour un coussin d'assise ou de dossier de siège de véhicule automobile multicouches tel que représenté à la figure 2, selon un premier mode de réalisation. Ce coussin 4 comporte une coiffe d'habillage externe 15 comportant un revêtement 5 et une couche de mousse d'envers 7, liée, par exemple cousue au revêtement. Celui-ci présente une face de réception 5a destinée à recevoir l'occupant du siège de véhicule automobile 1, et une face opposée 5b orientée vers la matelassure 6. Le revêtement 5 est réalisé en un matériau lourd, étanche à l'air, tel que du cuir, un produit de refendage de cuir, voire un matériau synthétique présentant des similarités avec le cuir, tel que par exemple le textile enduit de plastique (TEP). Le revêtement externe 5 est doté de perforations (non visibles sur la figure 2 en raison de leur petite taille) de sorte qu'une grande partie de l'énergie incidente Ei soit transférée à la matelassure 6, sans nuire à l'aspect esthétique externe du siège. Le coussin 4 comporte, en regard du revêtement 5, la couche de mousse d'envers 7. Le coussin 4 comporte également une matelassure 6 composée d'un assemblage d'au moins une couche de mousse souple et épaisse, et qui sert principalement à fournir à l'occupant un support postural satisfaisant, mais souple. Les couches de matelassure sont par exemple réalisées en mousse polyuréthane, ou autre. Le revêtement perforé 5 forme, avec la matelassure 6 absorbante, un système résonant masse-ressort. Par conséquent, le revêtement 5 peut être relativement lourd afin de faire partie de ce système résonant. La couche de mousse d'envers 7 doit présenter une impédance caractéristique suffisante pour transférer de l'énergie acoustique à la matelassure 6, mais elle doit également absorber de l'énergie acoustique. La matelassure 6, due à sa grande épaisseur, est l'absorbeur principal du coussin. Par conséquent, l'absorption optimale du coussin a été obtenue, pour le mode de réalisation représenté à la figure 2, lorsque : - le rapport de perméabilité de la couche de mousse d'envers 7 à celle de la matelassure 6 est compris entre 0,1 et 0,8 et - le rapport de perméabilité du revêtement à celle de la matelassure est compris entre 0,5 et 2. Cette perméabilité peut être mesurée de toute manière adaptée. Dans le cas présent, la perméabilité à l'air a été mesurée selon les enseignements de la norme I809237, de la manière suivante : - un échantillon du matériau considéré est maintenu 5 dans une zone de test, - un écoulement d'air est généré principalement orthogonalenent entre une première surface et une deuxième surface opposées de l'échantillon, par succion, - la pression est mesurée au niveau de chacune des 10 première et deuxième faces et -l'écoulement d'air a été ajusté jusqu'à ce qu'une différence entre ces deux pressions devienne égale à 100 Pascal (Pa), - le débit d'air qui permet d'obtenir cette 15 différence de 100 Pa est mesuré, par exemple en litres par seconde à travers une ouverture donnée à travers laquelle la succion est effectuée, et rapporté à la surface de l'échantillon. Trois spécimens de coussins différents ont été 20 fabriqués, et pour chacun de ces spécimens, le coefficient d'absorption du coussin complet est mesuré en fonction de la fréquence d'excitation que l'on souhaite absorber. Le coefficient d'absorption est par exemple mesuré, de manière connue, à partir de la décroissance mesurée de l'intensité 25 sonore dans un environnement de tests comprenant le coussin, après l'interruption d'un signal sonore généré à une fréquence donnée. Le premier spécimen dont la courbe de résultats est représentée en G1 sur la figure 3, présente une couche de 30 mousse d'envers dont la perméabilité est 0,05 fois celle de la matelassure. Le deuxième spécimen dont la courbe de résultat est représentée en G2 sur la figure 3, présente une couche de mousse d'envers dont la perméabilité est 0,5 fois celle de 35 la matelassure. Le troisième spécimen, dont la courbe de résultats est représenté en G3 sur la figure 3, présente une couche de mousse d'envers dont la perméabilité est 1,2 fois celle de la matelassure. Les résultats représentés sur la figure 3 montrent que le spécimen G2 présente un coefficient d'absorption bien supérieur aux deux autres spécimens en particulier dans la gamme de fréquence s'étendant sensiblement entre 700 et 1100 Hertz, qui est la plage de fréquences que l'on cherche à absorber. Pour réaliser un tel coussin, connaissant la perméabilité à l'air du revêtement que l'on souhaite utiliser pour le coussin (mesurée par exemple comme explicité précédemment) on fabrique au moins une couche de la matelassure de sorte que celle-ci présente une perméabilité à l'air fonction de la perméabilité à l'air du revêtement. Par exemple, on fabrique la matelassure de sorte que le rapport de la perméabilité à l'air du revêtement à celle de la matelassure soit compris entre 0,5 et 2, puis, on fabrique la couche de mousse d'envers de sorte que le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse d'envers à celle de la matelassure soit compris entre 0,1 et 0,8. Lors de l'assemblage de l'élément de siège, on dépose la matelassure sur la structure rigide de l'élément de siège, puis on dépose la coiffe sur la matelassure et on la fixe, par exemple par collage, par rappel, par clipsage à celle-ci. Selon un deuxième mode de réalisation, le coussin peut être réalisé in situ . A cet effet, comme représenté sur la figure 5, on dispose d'un moule 9 présentant un fond 9a sur lequel on dépose la coiffe d'habillage 15 de sorte que sa face de réception de l'occupant soit dirigée vers le fond du moule 9, sa face opposée étant tournée vers le haut. La coiffe comporte le revêtement, la couche de mousse d'envers et une couche de mousse barrière. On injecte alors dans le moule la mousse de polyuréthane liquide 60. La pénétration de cette mousse liquide dans la couche de mousse barrière forme une couche dense dite de surdensification 20 à l'interface de la matelassure et de la couche de mousse barrière. On laisse la mousse liquide s'expanser jusqu'à former la matelassure. Le coussin obtenu est représenté sur la figure 4. Les tests réalisés montrent qu'une bonne absorption phonique est obtenue dans un mode de réalisation, outre les caractéristiques déjà mentionnées pour le premier mode de réalisation, si le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse barrière 10 et de la mousse dense issue de l'imprégnation de la matelassure dans la couche de mousse barrière à celle de la matelassure 6 est compris entre 10 et 100. REVENDICATIONS 1. Coussin d'élément de siege de véhicule automobile comprenant une matelassure (6) adaptée pour fournir un support postural à un occupant de l'élément de siège, ladite matelassure étant recouverte d'une coiffe d'habillage (6) comprenant un revêtement (5) définissant l'aspect extérieur du coussin, la matelassure (6) et le revêtement (5) présentant 10 chacun une perméabilité à l'air, caractérisée en ce que le rapport de la perméabilité à l'air du revêtement (5) à celle de la matelassure (6) est compris entre 0,5 et 2. 2. Coussin d'élément de siège selon la 15 revendication 1 dans lequel la coiffe comprend en outre une couche de mousse d'envers (7) disposée entre la matelassure (6) et le revêtement (5), la couche de mousse d'envers présentant une perméabilité à l'air, 20 et dans lequel le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse d'envers (7) à celle de la matelassure (6) est compris entre 0,1 et 0,8. 3. Coussin d'élément de siège selon la revendication 2 comprenant en outre : 25 - une couche de mousse barrière (10) disposée entre la matelassure et la couche de mousse d'envers, et - une couche de mousse dense (20) entre la matelassure (6) et la couche de mousse barrière (10), obtenue par pénétration dans la couche de mousse barrière 30 (10) d'une mousse liquide apte à solidifier destinée à former la matelassure lors d'une étape de moussage du procédé de fabrication du coussin, la couche de mousse barrière et la couche de mousse dense présentant ensemble une perméabilité à l'air, 35 et dans lequel le rapport de la perméabilité àl'air de la couche de mousse barrière (10) et la couche de mousse dense ensemble à celle de la matelassure (6) est compris entre 10 et 100. 4. Coussin selon l'une des revendications 5 précédentes, dans lequel le revêtement (5) est une couche de matériau étanche à l'air perforée. 5. Coussin selon la revendication 4, dans lequel le revêtement (5) comprend au moins un matériau choisi parmi le cuir naturel, un produit de refendage de cuir naturel, 10 du cuir synthétique et du textile enduit de plastique. 6. Procédé de fabrication d'un coussin d'élément de siège de véhicule automobile, ledit procédé comprenant une étape au cours de laquelle 15 (a)on fabrique une matelassure (6) adaptée pour fournir un support postural à un occupant de l'élément de siège et présentant une perméabilité à l'air, et une coiffe d'habillage, ladite coiffe comprenant un revêtement définissant l'aspect extérieur du coussin, ledit revêtement 20 présentant une perméabilité à l'air, en donnant à la matelassure et au revêtement une structure adaptée pour que le rapport de la perméabilité à l'air du revêtement (5) à celle de la matelassure (6) soit compris entre 0,5 et 2, ladite coiffe d'habillage recouvrant la matelassure. 25 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel au cours de l'étape (a) on fabrique une couche de mousse d'envers (7) en lui donnant une structure adaptée pour que le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse d'envers à celle de la matelassure soit compris 30 entre 0,1 et 0,8, et on forme la coiffe en assemblant le revêtement et ladite couche de mousse d'envers, de sorte que ladite couche de mousse d'envers soit disposée entre la matelassure (6) et le revêtement (5). 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7 35 comprenant en outre une étape (b) au cours de laquelle onassemble la coiffe d'habillage et la matelassure. 9. Procédé selon la revendication 8 dans lequel, au cours de l'étape (b), (bl) on dispose la coiffe d'habillage dans le fond d'un moule (9), la coiffe comprenant en outre une mousse barrière (10), une face externe de la coiffe étant orientée face audit fond, et (b2) on coule dans le moule une mousse liquide apte à s'expanser et polymériser pour former ladite 10 matelassure, la fabrication de la matelassure à ladite étape (a) étant obtenue par polymérisation de ladite mousse liquide. lO.Procédé selon la revendication 9 dans lequel au cours de l'étape (b2), on forme une couche de mousse dense 15 (20) entre la matelassure (18) et la couche de mousse barrière (10), par pénétration de ladite mousse liquide dans la couche de mousse barrière, la couche de mousse barrière(10) et la couche de mousse dense (20) ensemble présentant une perméabilité à l'air, et dans lequel, au 20 cours de l'étape (a), on fabrique ladite couche barrière en lui donnant une structure adaptée pour que le rapport de la perméabilité à l'air de la couche de mousse barrière (10) et de la couche de mousse dense ensemble à celle de la matelassure (6) soit compris entre 10 et 100. 25